DE102015202518A1

DE102015202518A1 - Energieerzeugungs-Steuervorrichtung und Energieerzeugungs-Steuerverfahren für ein Hybridfahrzeug

Info

Publication number: DE102015202518A1
Application number: DE102015202518.7A
Authority: DE
Inventors: c/o MITSUBISHI ELECTRIC CORPOR Tanaka Hideyuki; Masutaka c/o MISUBISHI ELECTRIC COR. Watanabe
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2014-07-09
Filing date: 2015-02-12
Publication date: 2016-01-14
Also published as: JP5924702B2; US9637106B2; US20160009272A1; JP2016016763A

Abstract

Bereitgestellt sind eine Energieerzeugungs-Steuervorrichtung und ein Energieerzeugungs-Steuerverfahren für ein Hybridfahrzeug, welche in der Lage sind, einen Temperaturanstieg eines elektrischen Motors zu unterdrücken, während ein Feld-abschwächender Strom gesteuert wird, durch den elektrischen Motor zu fließen, um den elektrischen Motor und eine Batterie auch dann zu schützen, wenn eine indizierte Spannung, die durch eine Erhöhung in der UpM des elektrischen Motors erhöht ist, eine zulässige Spannung der Batterie überschreitet. Eine Energieerzeugung durch einen elektrischen Motor wird gestoppt, wenn eine Spannung einer Batterie, welche von einem Batteriezustands-Erfassungsabschnitt erfasst wird, gleich oder höher als eine vorbestimmte erste Spannung ist, und eine fahrzeugeigene elektrische Last wird mit einer Energie versorgt, welche von dem elektrischen Motor erzeugt wird, und ein Energieerzeugungsbetrag durch den elektrischen Motor wird derart gesteuert, dass die Spannung der Batterie gleich einer vorbestimmten zweiten Spannung wird, welche niedriger als die vorbestimmte erste Spannung ist, wenn die Spannung der Batterie niedriger als die vorbestimmte zweite Spannung ist.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Energieerzeugungs-Steuervorrichtung und ein Energieerzeugungs-Steuerverfahren für ein Hybridfahrzeug zum Steuern eines Verbrennungsmotors, eines elektrischen Motors, einer Batterie und einer fahrzeugeigenen elektrischen Last, welche ein Energieerzeugungssystem des Hybridfahrzeugs bilden, so dass ein Temperaturanstieg des elektrischen Motors unterdrückt wird.
2. Beschreibung des verwandten Sachstands
sDie folgende Hybridfahrzeug-Technologie, um eine Kraftstoffverbrauchsmenge eines Automobils zu verringern, ist allgemein bekannt. Spezifisch ist ein elektrischer Motor an einer Ausgangswelle des Verbrennungsmotors bereitgestellt, um so einen niedrig-thermalen Effizienzanteil des Verbrennungsmotors mit einer Antriebskraft des elektrischen Motors zu kompensieren, und um eine Bremsenergie, welche zu der Zeit einer Abbremsung des Automobils durch den elektrischen Motor erzeugt wird, als eine regenerative Energie wiederzugewinnen.
Das oben erwähnte Hybridfahrzeug, welches durch die Kombination der Energie des Verbrennungsmotors und der Energie des elektrischen Motors betrieben wird, erfordert zusätzlich eine Batterie, verglichen mit einem Fahrzeug, welches nur die Energie des Verbrennungsmotors verwendet. In derzeit üblichen Hybridfahrzeugen ist eine etwa 100- bis 300-V-Batterie angebracht, um den elektrischen Motor anzutreiben. Spezifisch ist es erforderlich, dass eine große Batterie angebracht wird, um so die Kraftstoffverbrauchsmenge zu verringern.
Deswegen sind in jüngerer Zeit Hybridfahrzeuge vorgeschlagen worden, welche konform zu einer 48-V-Batterie sind, die kleiner als jene herkömmlicher Hybridfahrzeuge ist. Dieser Vorschlag ist auch durch Situationen gefördert, in welchen eine 12-V-Batterie, die in herkömmlichen Fahrzeugen angebracht ist, nicht ausreichend Energie für eine fahrzeugeigene elektrische Last für ein Automobil liefern kann, welches eine hohe Energie benötigt.
Jedoch ist es erforderlich, dass der elektrische Motor zum Unterstützen eines Antriebs des Verbrennungsmotors ein hohes Drehmoment aufweist. Im Allgemeinen weist der elektrische Motor mit einem hohen Drehmoment eine große induzierte Spannungskonstante auf. Daher wird die induzierte Spannung des elektrischen Motors groß, wenn eine UpM des elektrischen Motors größer wird. Folglich besteht ein Problem dahingehend, dass die induzierte Spannung des elektrischen Motors in nachteiliger Weise eine zulässige Spannung der 48-V-Batterie überschreitet.
Als eine Technologie zum Verringern der nachteiligen Wirkungen der Zunahme in einer induzierten Spannung des elektrischen Motors auf die Batterie, wie obenstehend beschrieben, besteht ein Verfahren zum Unterdrücken eines Anstiegs einer induzierten Spannung durch ein Steuern, dass ein Feld-abschwächender Strom durch den elektrischen Motor fließt (siehe beispielsweise offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 2000-354305 ).
Jedoch weist der verwandte Sachstand das folgende Problem auf. Spezifisch ist es, gemäß der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. 2000-354305 , um die Batterie zu schützen, erforderlich, dass der Feld-abschwächende Strom gesteuert wird, um durch den elektrischen Motor zu fließen, um die Erhöhung der induzierten Spannung zu unterdrücken. Jedoch besteht die Befürchtung, dass die Temperatur des elektrischen Motors in nachteiliger Weise durch den Feld-abschwächenden Strom erhöht wird, was zu einer Fehlfunktion eines elektrischen Motors führt.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung ist ausgeführt worden, um das oben beschriebene Problem zu lösen, und es ist daher eine Aufgabe, eine Energieerzeugungs-Steuervorrichtung und ein Energieerzeugungs-Steuerverfahren für ein Hybridfahrzeug bereitzustellen, welche in der Lage sind, einen Temperaturanstieg eines elektrischen Motors zu unterdrücken, während ein Feld-abschwächender Strom gesteuert wird, durch den elektrischen Motor zu fließen, um den elektrischen Motor und eine Batterie zu schützen, auch wenn eine induzierte Spannung, die durch eine Zunahme in der UpM des elektrischen Motors zunimmt, eine zulässige Spannung der Batterie überschreitet.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Energieerzeugungs-Steuervorrichtung für ein Hybridfahrzeug bereitgestellt, welche beinhaltet: einen Steuerabschnitt zum Steuern eines Energieerzeugungssystems des Hybridfahrzeugs, wobei das Energieerzeugungssystem beinhaltet: einen Verbrennungsmotor; einen an eine Ausgangswelle des Verbrennungsmotors gekoppelten elektrischen Motor, welcher in der Lage ist, Energie zu erzeugen; eine Batterie zum Akkumulieren der von dem elektrischen Motor erzeugten Energie; und eine fahrzeugeigene elektrische Last, welche mit der Energie aus der Batterie zu versorgen ist; und einen Batteriezustands-Erfassungsabschnitt zum Erfassen einer Spannung der Batterie, wobei der Steuerabschnitt die Energieerzeugung durch den elektrischen Motor stoppt, wenn die Spannung der Batterie, welche von dem Batteriezustands-Erfassungsabschnitt erfasst wird, gleich oder höher als eine vorbestimmte erste Spannung ist, und der fahrzeugeigenen elektrischen Last die durch den elektrischen Motor erzeugte Energie zuführt und einen Energieerzeugungsbetrag durch den elektrischen Motor steuert, so dass die Spannung der Batterie gleich einer vorbestimmten zweiten Spannung wird, welche niedriger als die vorbestimmte erste Spannung ist, wenn die Spannung der Batterie niedriger als die vorbestimmte zweite Spannung ist.
Ferner ist gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Energieerzeugungs-Steuerverfahren für ein Hybridfahrzeug zur Verwendung in einem Energieerzeugungssystem des Hybridfahrzeugs bereitgestellt, wobei das Energieerzeugungssystem beinhaltet: einen Verbrennungsmotor; einen an den Verbrennungsmotor gekoppelten elektrischen Motor, welcher in der Lage ist, Energie zu erzeugen; eine Batterie zum Akkumulieren der von dem elektrischen Motor erzeugten Energie; und eine fahrzeugeigene elektrische Last, welcher mit der Energie von der Batterie zu versorgen ist, wobei das Energieerzeugungs-Steuerverfahren beinhaltet: Erfassen einer Spannung der Batterie; und Stoppen der Energieerzeugung durch den elektrischen Motor, wenn die Spannung der Batterie gleich oder höher als eine vorbestimmte erste Spannung ist, und Versorgen der fahrzeugeigenen elektrischen Last mit der von dem elektrischen Motor erzeugten Energie und Steuern eines Energieerzeugungsbetrags durch den elektrischen Motor, so dass die Spannung der Batterie gleich einer vorbestimmten zweiten Spannung wird, welche niedriger als die vorbestimmte erste Spannung ist, wenn die Spannung der Batterie niedriger als die vorbestimmte zweite Spannung ist.
In der vorliegenden Erfindung wird, um den Temperaturanstieg des elektrischen Motors zu unterdrücken, die Energieerzeugung durch den elektrischen Motor gestoppt, wenn die Spannung der Batterie, welche durch den Batteriezustands-Erfassungsabschnitt erfasst wird, gleich oder höher als die vorbestimmte erste Spannung ist, und die fahrzeugeigene elektrische Last wird mit der von dem elektrischen Motor erzeugten Energie versorgt, und ein Energieerzeugungsbetrag durch den elektrischen Motor wird gesteuert, so dass die Spannung der Batterie gleich der vorbestimmten zweiten Spannung wird, welche niedriger als die vorbestimmte erste Spannung ist, wenn die Spannung der Batterie niedriger als die vorbestimmte zweite Spannung ist. Folglich ist es möglich, die Energieerzeugungs-Steuervorrichtung und das Energieerzeugungs-Steuerverfahren für ein Hybridfahrzeug bereitzustellen, welche in der Lage sind, den Temperaturanstieg des elektrischen Motors zu unterdrücken, wobei der Feld-abschwächende Strom gesteuert wird, durch den elektrischen Motor zu fließen, um den elektrischen Motor und die Batterie zu schützen, auch wenn die induzierte Spannung, die durch eine Zunahme in der UpM des elektrischen Motors erhöht ist, die zulässige Spannung der Batterie überschreitet.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
In den Zeichnungen zeigen:
1 eine beispielhafte Ansicht einer Konfiguration eines Energieerzeugungssystems eines Hybridfahrzeugs gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 ein Blockdiagramm einer Energieerzeugungs-Steuervorrichtung für ein Hybridfahrzeug gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
3 ein beispielhaftes Kennfeld, welches eine Beziehung zwischen einer Temperatur eines elektrischen Motors eines Hybridfahrzeugs und jeweils einer ersten Spannung und einer zweiten Spannung definiert, gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
4 ein Flussdiagramm eines Energieerzeugungs-Steuerverfahrens für ein Hybridfahrzeug gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
Nun werden unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen eine Energieerzeugungs-Steuervorrichtung für ein Hybridfahrzeug und ein Energieerzeugungs-Steuerverfahren für ein Hybridfahrzeug gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. In den Zeichnungen sind die gleichen oder entsprechende Teile durch die gleichen Bezugszeichen zur Beschreibung bezeichnet.
Erste Ausführungsform
1 ist eine beispielhafte Ansicht einer Konfiguration eines Energieerzeugungssystems eines Hybridfahrzeugs gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das Energieerzeugungssystem des Hybridfahrzeugs gemäß der ersten Ausführungsform beinhaltet einen Verbrennungsmotor 101, einen elektrischen Motor 102, eine Batterie 106 und eine fahrzeugeigene elektrische Last 107. Der elektrische Motor 102 ist an den Verbrennungsmotor 101 gekoppelt und ist in der Lage, elektrische Energie zu erzeugen. Die Batterie 106 akkumuliert die elektrische Energie, die von dem elektrischen Motor 102 erzeugt wird. Die fahrzeugeigene Last 107 wird mit der elektrischen Energie von der Batterie 106 versorgt.
Der Verbrennungsmotor 101 wird auf Grundlage eines Steuersignal gesteuert, das aus einer HEV-Steuereinheit 108 ausgegeben wird. In diesem Fall ist der Verbrennungsmotor 101 beispielsweise ein Benzinmotor oder ein Dieselmotor, welcher in der Lage ist, Energie für ein Automobil auf Grundlage eines fossilen Kraftstoffs zu erzeugen.
Der elektrische Motor 102 ist an einer Ausgangswelle des Verbrennungsmotors 101 bereitgestellt. Der elektrische Motor 102 startet den Verbrennungsmotor 101 und unterstützt einen Antrieb des Verbrennungsmotors 101, während das Fahrzeug fährt. Außerdem führt, wenn das Fahrzeug bremst, der elektrische Motor 102 eine Erzeugung regenerativer Energie durch ein Drehmoment durch, das von den Reifen 104 über eine Vermittlung eines Getriebes 103 übertragen wird. Nachdem die induzierte Spannung, die von der Erzeugung der regenerativen Energie erzeugt wird, in elektrische Energie durch eine Elektromotor-Steuereinheit 105 konvertiert ist, welche ein Umrichter zum Steuern des elektrischen Motors 102 ist, wird die elektrische Energie, die durch die Konversion erhalten wird, der Batterie 106 oder der fahrzeugeigenen Last 107 zugeführt.
Als die fahrzeugeigene elektrische Last 107 sind beispielsweise ein DC-DC-Konverter zum Zuführen elektrischer Energie von der Batterie 106 zu einer 12-V-fahrzeugeigenen Last (nicht gezeigt) und eine elektrische Wasserpumpe zum Zuführen von Kühlwasser zu dem Verbrennungsmotor 101 vorhanden. Jedoch betreffen die Details der fahrzeugeigenen elektrischen Last 107 nicht direkt die technischen Eigenschaften der vorliegenden Erfindung und deswegen ist die detaillierte Beschreibung davon hierin weggelassen.
2 ist ein Blockdiagramm einer Energieerzeugungs-Steuervorrichtung für ein Hybridfahrzeug gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Energieerzeugungs-Steuervorrichtung für ein Hybridfahrzeug gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beinhaltet die HEV-Steuereinheit (Steuerabschnitt) 108, einen Elektromotor-Temperaturerfassungsabschnitt 201, einen Batteriezustands-Erfassungsabschnitt 202, einen Erfassungsabschnitt 203 für eine elektrische Last und einen Verbrennungsmotor-UpM-Erfassungsabschnitt 204.
Außerdem beinhaltet die HEV-Steuereinheit 108 einen Elektromotor-Betriebsbestimmungsabschnitt 205, einen Zielenergie-Bestimmungsabschnitt 206 und einen Ziel-UpM-Bestimmungsabschnitt 207. Der Zielenergie-Bestimmungsabschnitt 206 und der Ziel-UpM-Bestimmungsabschnitt 207 beziehen sich auf einen Ausgang von dem Elektromotor-Betriebsbestimmungsabschnitt 205.
Die HEV-Steuereinheit 108 steuert das Energieerzeugungssystem des Hybridfahrzeugs auf Grundlage einer Spulentemperatur des elektrischen Motors 102, welche durch den Elektromotor-Temperaturerfassungsabschnitt 201 erfasst wird, einer Spannung der Batterie 106, welche durch den Batteriezustands-Erfassungsabschnitt 202 erfasst wird, einer Last der fahrzeugeigenen elektrischen Last 107, welche durch den Erfassungsabschnitt 203 für die elektrische Last erfasst wird, und einer UpM des Verbrennungsmotors 101, welche durch den Verbrennungsmotor-UpM-Erfassungsabschnitt 204 erfasst wird, so dass ein Temperaturanstieg des elektrischen Motors 102 unterdrückt werden kann.
3 ist ein beispielhaftes Kennfeld, welches eine Beziehung zwischen einer Temperatur des elektrischen Motors 102 des Hybridfahrzeugs und jeweils einer ersten Spannung V1 und einer zweiten Spannung V2 definiert, gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Wie in 3 gezeigt bestimmt, wenn die Spannung der Batterie 106 gleich oder höher als die vorbestimmte erste Spannung V1 ist, der Elektromotor-Betriebsbestimmungsabschnitt 205 der HEV-Steuereinheit 108, dass eine Ladungsmenge der Batterie 106 ausreichend ist und stoppt daher die Energieerzeugung durch den elektrischen Motor 102. Folglich kommt der elektrische Motor 102 in einen lastfreien Zustand, wo die Energie nicht erzeugt wird. Somit wird eine Temperaturerhöhung des elektrischen Motors 102 unterdrückt. Alternativ kann auch ein Kraftstoffeffizienz-Betriebsverhalten durch ein Verringern einer Last des Verbrennungsmotors 101 verbessert werden.
Andererseits steuert, wenn die Spannung der Batterie 106 niedriger als die vorbestimmte zweite Spannung V2 ist, welche niedriger als die erste Spannung V1 ist, der Elektromotor-Betriebsbestimmungsabschnitt 205 einen Energieerzeugungsbetrag durch den elektrischen Motor 102, um die erzeugte Energie der fahrzeugeigenen elektrischen Last 107 zuzuführen. Außerdem wird die Batterie 106 geladen, so dass die Spannung der Batterie 106 gleich der zweiten Spannung V2 wird. Auf diese Weise kann durch ein intensives Laden der Batterie 106 in einem Zustand, in welchem die Ladungsmenge der Batterie 106 klein ist, der Temperaturanstieg des elektrischen Motors 102 durch die Kombination mit einem Verfahren zum Begrenzen eines Energieverbrauchs durch den fahrzeugeigenen elektrischen Motor 107 oder ein Begrenzen der UpM des Verbrennungsmotors 101 unterdrückt werden, wie untenstehend beschrieben.
Spezifisch begrenzt, wenn die Temperatur des elektrischen Motors 102, welche von dem Elektromotor-Temperaturerfassungsabschnitt 102 erfasst wird, gleich oder höher als eine vorbestimmte erste Temperatur T1 in dem gleichen Zustand wie oben beschrieben ist, in welchem die Spannung der Batterie 106 niedriger als die vorbestimmte zweite Spannung V2 ist, der Zielenergie-Bestimmungsabschnitt 206 der HEV-Steuereinheit 108 die Energie, die von der fahrzeugeigenen elektrischen Last 107 aufgenommen wird.
Beispielsweise wird die Energie, die von der fahrzeugeigenen elektrischen Last 107 aufgenommen wird, um 50% verringert. Jedoch hängt ein spezifischer Wert davon von einer Konfiguration des Hybridfahrzeugs ab. Folglich kann eine Energieerzeugungslast des elektrischen Motors 102 verringert werden, um eine weitere Zunahme in der Temperatur des elektrischen Motors 102 zu verhindern. Es ist vorzuziehen, dass die erste Spannung V1 und die zweite Spannung V2 jeweils auf beispielsweise 90% und 50% einer zulässigen Spannung der Batterie 106 eingestellt werden. Jedoch ändern sich die Eigenschaften in Abhängigkeit von einem zu verwirklichenden Fahrzeug. Somit müssen die erste Spannung V1 und die zweite Spannung V2 für jedes Fahrzeug eingestellt werden.
In diesem Fall kann der Zielenergie-Bestimmungsabschnitt 206 auch die Energie begrenzen, die von der fahrzeugeigenen elektrischen Last 107 aufgenommen wird, in Übereinstimmung mit einer Last (wie etwa einem Strom, einer Spannung, oder einer Energie) der fahrzeugeigenen elektrischen Last 107, welche durch den Bestimmungsabschnitt 203 für die elektrische Last erfasst wird. In diesem Fall muss beispielsweise die Reihenfolge einer Priorität zum Stoppen der Zufuhr von Energie nur in Übereinstimmung mit dem Ausmaß an Wirkungen auf ein fahrendes Fahrzeug bestimmt werden, so dass die Energieversorgung in einer aufsteigenden Prioritätsreihenfolge gestoppt wird.
Außerdem steuert, wenn die Temperatur des elektrischen Motors 102, welche durch den Elektromotor-Temperaturerfassungsabschnitt 201 erfasst wird, gleich oder höher als die vorbestimmte erste Temperatur T1 in dem gleichen Zustand wie jenem oben beschriebenen ist, wo die Spannung der Batterie 106 niedriger als die zweite Spannung V2 ist, der Ziel-UpM-Bestimmungsabschnitt 207 der HEV-Steuereinheit 108 den Verbrennungsmotor 101 so, dass die UpM des Verbrennungsmotors 101, welche von dem Verbrennungsmotor-UpM-Erfassungsabschnitt 207 erfasst wird, niedriger als eine vorbestimmte UpM wird (beispielsweise 4.000 UpM; jedoch hängt ein spezifischer Wert davon von der Auslegung des elektrischen Motors ab).
Dies liegt daran, dass, wie obenstehend beschrieben, die induzierte Spannung des elektrischen Motors 102 höher in dem Hybridfahrzeug wird, welches den elektrischen Motor 102 beinhaltet, welcher eine große induzierte Spannungskonstante aufweist, wenn die UpM des elektrischen Motors 102 zunimmt, wodurch die Batterie 106 nachteilig beeinflusst wird. Auf diese Weise wird durch ein Verringern der UpM des Verbrennungsmotors 101 ein Feld-abschwächender Strom zum Unterdrücken einer Zunahme in der induzierten Spannung des elektrischen Motors 102 verringert, um so zu verhindern, dass die Temperatur des elektrischen Motors 102 weiter ansteigt.
Wenn die Temperatur des elektrischen Motors 102 T‘ (> T) ist, bezieht sich der HEV-Steuerabschnitt 108 auf das Kennfeld, wie in 3 gezeigt, welches in einem Speicherabschnitt (nicht gezeigt) vorsortiert ist, um die erste Spannung V1 und die zweite Spannung V2 zu korrigieren. Dann wird, wenn die Spannung der Batterie 106 gleich einer korrigierten ersten Spannung V1‘ (> V1) wird, die Energieerzeugung durch den elektrischen Motor 102 gestoppt. Auf ähnliche Weise wird, wenn die Spannung der Batterie 106 gleich einer korrigierten zweiten Spannung V2‘ (> V2) wird, die Batterie 106 geladen. Auf diese Weise können die optimale erste Spannung V1‘ und zweite Spannung V2‘ in Übereinstimmung mit der Temperatur des elektrischen Motors 102 ausgewählt werden. Daher können die Batterie 106 und der elektrische Motor 102 optimal gesteuert werden, um so weiter einen Temperaturanstieg des elektrischen Motors 102 zu unterdrücken.
Betreffend eine Verarbeitung in dem Fall, wo die Spannung der Batterie 106 zwischen der ersten Spannung V1 und der zweiten Spannung V2 beispielsweise liegt, ist es vorzuziehen, dass der Betrag einer Energieerzeugung durch den elektrischen Motor 102 Stück für Stück erhöht wird, nachdem die Spannung der Batterie 106 niedriger als die erste Spannung V1 wird, so dass der Betrag einer Energieerzeugung maximal wird, wenn die Spannung der Batterie 106 gleich der zweiten Spannung V2 wird. Jedoch bezieht sich der Betrag einer Energieerzeugung durch den elektrischen Motor 102 in hohem Maße auf ein Betriebsverhalten während das Fahrzeug fährt. Deswegen ist es erforderlich, dass der Betrag einer Energieerzeugung für jedes Fahrzeug eingestellt wird.
Außerdem ist für eine Grenze der ersten Spannung V1 eine Hysterese in dem Fall bereitgestellt, wo die Spannung der Batterie 106 niedriger als die erste Spannung V1 ist, und in dem Fall, wo die Spannung der Batterie 106 höher als die erste Spannung V1 ist, um so ein EIN/AUS-Pendeln eines Energieerzeugungsbetriebs des elektrischen Motors 102 zu verhindern. Beispielsweise wird in dem Fall, wo die Temperatur des elektrischen Motors 102 150°C beträgt, wenn die Spannung der Batterie 106 größer wird, um den Energieerzeugungsbetrieb des elektrischen Motors 102 AUS zu schalten, die erste Spannung V1 auf 50 V eingestellt. Wenn die Spannung der Batterie 106 niedriger wird, um den Energieerzeugungsbetrieb des elektrischen Motors 102 AN zu schalten, wird die erste Spannung V1 auf 48 V eingestellt. Die oben erwähnten Werte werden auch jeweils für ein Fahrzeug eingestellt, weil sich die Eigenschaften entsprechend dem zu verwirklichenden Fahrzeug ändern.
4 ist ein Flussdiagramm eines Energieerzeugungs-Steuerverfahrens für ein Hybridfahrzeug gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Nunmehr wird eine spezifische Verarbeitung des Energieerzeugungs-Steuerverfahrens für ein Hybridfahrzeug unter Bezugnahme auf 4 beschrieben.
Der Elektromotor-Betriebsbestimmungsabschnitt 205 speichert die Temperatur des elektrischen Motors 102, welche von dem Elektromotor-Temperaturerfassungsabschnitt 202 erfasst wird, in dem Speicherabschnitt (nicht gezeigt) (Schritt S1). Die Temperatur des elektrischen Motors kann beispielsweise durch einen Thermistor erfasst werden, der an einer Spule angebracht ist, und kann ferner aus einem Strom geschätzt werden, der durch den elektrischen Motor 102 fließt, oder dergleichen.
Als nächstes speichert der Elektromotor-Betriebsbestimmungsabschnitt 205 die Spannung der Batterie 106, welche von dem Batteriezustands-Erfassungsabschnitt 202 erfasst wird, in dem Speicherabschnitt (Schritt S2). Die Spannung der Batterie 106 kann im Allgemeinen aus einer Einheit (nicht gezeigt) zum Steuern der Batterie 106 über eine Fahrzeugkommunikationsleitung, wie etwa ein Controller Area Network (CAN) erhalten werden.
Als nächstes speichert der Zielenergie-Bestimmungsabschnitt 206 die Last der fahrzeugeigenen elektrischen Last 107, welche von dem Erfassungsabschnitt 203 für die elektrische Last erfasst wird, in dem Speicherabschnitt (Schritt S3). Die Last der fahrzeugeigenen elektrischen Last 107 kann beispielsweise aus einer Ausgangsenergie aus der Batterie 106 und einer Energie oder regenerativen Energie berechnet werden, welche für den elektrischen Motor 102 erforderlich ist.
Als nächstes speichert der Ziel-UpM-Bestimmungsabschnitt 207 die UpM des Verbrennungsmotors 101, welche von dem Verbrennungsmotor-UpM-Erfassungsabschnitt 207 erfasst wird, in dem Speicherabschnitt (Schritt S4). Die UpM des Verbrennungsmotors 101 kann aus einem Kurbelwellen-Sensorsignal erhalten werden, welches in die HEV-Steuereinheit 108 eingegeben wird, oder dergleichen.
Als nächstes bezieht sich die HEV-Steuereinheit 108 auf das in 3 gezeigte Kennfeld, welches im Voraus in dem Speicherabschnitt (nicht gezeigt) gespeichert ist, um die erste Spannung V1 und die zweite Spannung V2 in Übereinstimmung mit der Temperatur des elektrischen Motors 102 zu bestimmen.
Die HEV-Steuereinheit 108 vergleich die Spannung der Batterie 106 und die erste Spannung V1 miteinander (Schritt S5). Wenn die Spannung der Batterie 106 gleich oder höher als die erste Spannung V1 ist (Schritt S5: JA), stoppt die HEV-Steuereinheit 108 die Energieerzeugung durch den elektrischen Motor 102 (Schritt S6).
Andererseits vergleicht, wenn die Spannung der Batterie 106 niedriger als die erste Spannung ist (Schritt S5: NEIN), die HEV-Steuereinheit 108 die Spannung der Batterie 106 und die zweite Spannung V2 miteinander (Schritt S7).
Wenn die Spannung der Batterie 106 gleich oder höher als die zweite Spannung V2 ist (Schritt S7: JA), steuert die HEV-Steuereinheit 108 den elektrischen Motor 102, um so einen voreingestellten Energieerzeugungsbetrag zu erzeugen, um Energie zuzuführen, die von der fahrzeugeigenen elektrischen Last 107 verbraucht wird. Alternativ kann, wie obenstehend beschrieben, der elektrische Motor 102 so gesteuert werden, den Energieerzeugungsbetrag kontinuierlich zu ändern, wenn die Spannung der Batterie 106 zwischen der ersten Spannung V1 und der zweiten Spannung V2 liegt (Schritt S8).
Andererseits steuert, wenn die Spannung der Batterie 106 niedriger als die zweite Spannung V2 ist (Schritt S7: NEIN), die HEV-Steuereinheit 108 den Energieerzeugungsbetrag durch den elektrischen Motor 102, um die erzeugte Energie der fahrzeugeigenen elektrischen Last 107 zuzuführen und die Batterie 106 zu laden, so dass die Spannung der Batterie 106 gleich der zweiten Spannung V2 wird (Schritt S9).
Wenn die Temperatur des elektrischen Motors 102 gleich oder höher als die vorbestimmte erste Temperatur T1 ist, wird die Energie, die von der fahrzeugeigenen elektrischen Last 107 verbraucht wird, in Übereinstimmung mit der Last der fahrzeugeigenen elektrischen Last 107 begrenzt, welche von dem Erfassungsabschnitt 203 für die elektrische Last erfasst wird. Außerdem wird der Verbrennungsmotor 107 derart gesteuert, dass die UpM des Verbrennungsmotors 101, welche von dem Verbrennungsmotor-UpM-Erfassungsabschnitt 207 erfasst wird, niedriger als eine vorbestimmte UpM wird (Schritt S9).
Durch ein Begrenzen der UpM des Verbrennungsmotors 101, wie obenstehend beschrieben, kann die UpM des elektrischen Motors 102, welcher direkt an den Verbrennungsmotor 101 gekoppelt ist, begrenzt werden. Durch ein Verringern der UpM des elektrischen Motors 102 kann der Feld-abschwächende Strom zum Unterdrücken der induzierten Spannung verringert werden. Außerdem wird die Last des Erfassungsabschnitts 203 für die elektrische Last verringert, um ein Laden der Batterie 106 zu beschleunigen. Folglich kann die Spannung der Batterie 106 erhöht werden.
Wie obenstehend beschrieben, wird gemäß der ersten Ausführungsform, um den Temperaturanstieg des elektrischen Motors zu unterdrücken, der Energieerzeugungsbetrag durch den elektrischen Motor gesteuert, um so die Energieerzeugung durch den elektrischen Motor zu stoppen, wenn die Spannung der Batterie, welche von dem Batteriezustands-Erfassungsabschnitt erfasst wird, gleich oder höher als die vorbestimmte erste Spannung ist, und um die Energie der fahrzeugeigenen elektrischen Last durch die Energieerzeugung durch den elektrischen Motor zuzuführen, so dass die Spannung der Batterie gleich der zweiten Spannung wird, wenn die Spannung der Batterie niedriger als die vorbestimmte zweite Spannung ist, welche niedriger als die erste Spannung ist. Folglich ist es möglich, die Energieerzeugungs-Steuervorrichtung und das Energieerzeugungs-Steuerverfahren für ein Hybridfahrzeug bereitzustellen, welche in der Lage sind, den Temperaturanstieg des elektrischen Motors zu unterdrücken, um den elektrischen Motor und die Batterie zu schützen, während der Feld-abschwächende Strom gesteuert wird, durch den elektrischen Motor zu fließen, auch wenn die induzierte Spannung, die mit einer Erhöhung in der UpM des elektrischen Motors erhöht ist, die zulässige Spannung der Batterie überschreitet.
Ferner wird die Spannung der Batterie überwacht, um so die Energieerzeugung durch den elektrischen Motor in Übereinstimmung mit dem Kennfeld der ersten Spannung und der zweiten Spannung in Übereinstimmung mit der Temperatur des elektrischen Motors zu steuern. Auf diese Weise kann durch ein Steuern, dass ein großer Feld-abschwächender Strom zum Unterdrücken der induzierten Spannung des elektrischen Motors fließt, wenn die Spannung der Batterie abfällt, verhindert werden, dass der elektrische Motor Wärme erzeugt, was zu einer Fehlfunktion führt.
Wenn die Möglichkeit besteht, dass die Spannung der Batterie 106 nicht zunimmt, um die Temperatur des elektrischen Motors 102 über die zweite Temperatur T2 zu erhöhen, welche eine Ausfall-Temperatur ist, um zu einer Fehlfunktion zu führen, auch dann, wenn die Energieerzeugungs-Steuerung, wie in der ersten Ausführungsform beschrieben, ausgeführt wird, wird die Elektromotor-Steuereinheit 105, welche ein Umrichter zum Steuern des elektrischen Motors 102 ist, in einen Kurzschlussmodus versetzt. Auf diese Weise kann der Strom, der in dem elektrischen Motor 102 erzeugt wird, abgesenkt werden. Ferner ist es, wenn die UpM des Verbrennungsmotors 101 gleich oder niedriger als eine vorgegebene UpM wird (wenn eine entsprechende induzierte Spannung gleich oder kleiner als ein vorgegebener Wert wird), vorzuziehen, dass die Elektromotor-Steuereinheit 105 in einen Leerlaufmodus versetzt wird. Wie obenstehend beschrieben kann, durch ein Schalten des Modus der Elektromotor-Steuereinheit in entweder den Kurzschlussmodus oder den Leerlaufmodus in Übereinstimmung mit der Spannung der Batterie 106 und der UpM des Verbrennungsmotors 101 verhindert werden, dass eine Fehlfunktion des elektrischen Motors 102 auftritt.
Ferner können, obwohl das Verfahren zum Begrenzen des Energieverbrauchs durch die fahrzeugeigene elektrische Last 107, das Verfahren zum Begrenzen der UpM des Verbrennungsmotors 101 und dergleichen in der ersten Ausführungsform als das Verfahren zum Unterdrücken des Temperaturanstiegs des elektrischen Motors 102 beschrieben sind, die oben beschriebenen Verfahren in Kombination verwendet werden, oder irgendeines davon kann ausgeführt werden. Beispielsweise können in dem Fall, wo die Stabilität des Energieerzeugungssystems des Hybridfahrzeugs unter Verwendung irgendeines der oben erwähnten Verfahren aufrechterhalten werden kann, um den Temperaturanstieg des elektrischen Motors 102 zu unterdrücken, die gleichen Wirkungen mit einer einfacheren Konfiguration erhalten werden.
Obwohl dies in der ersten Ausführungsform nicht erwähnt ist, kann das Fahrzeug im Allgemeinen mit einem Wasserkühlsystem zum Kühlen des elektrischen Motors 102 ausgestattet sein. Deswegen wird, wenn die Temperatur des elektrischen Motors 102 gleich oder höher als die zweite Temperatur T2 in einem Zustand ist, wo die Spannung der Batterie 106 niedriger als die zweite Spannung V2 ist, der elektrische Motor 102 unter Verwendung des Wasserkühlsystems gekühlt. Folglich kann die Wahrscheinlichkeit einer Fehlfunktion des elektrischen Motors 102 weiter verringert werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2000-354305 [0006, 0007]

Claims

Energieerzeugungs-Steuervorrichtung für ein Hybridfahrzeug, umfassend: einen Steuerabschnitt (108) zum Steuern eines Energieerzeugungssystems des Hybridfahrzeugs, wobei das Energieerzeugungssystem umfasst: einen Verbrennungsmotor (101); einen an eine Ausgangswelle des Verbrennungsmotors (101) gekoppelten elektrischen Motor (102), welcher in der Lage ist, Energie zu erzeugen; eine Batterie (108) zum Akkumulieren der von dem elektrischen Motor (102) erzeugten Energie; und eine fahrzeugeigene elektrische Last (107), welche mit der Energie aus der Batterie (108) zu versorgen ist; und einen Batteriezustands-Erfassungsabschnitt (202) zum Erfassen einer Spannung der Batterie (108), wobei der Steuerabschnitt (108) die Energieerzeugung durch den elektrischen Motor (102) stoppt, wenn die Spannung der Batterie (108), welche von dem Batteriezustands-Erfassungsabschnitt (202) erfasst wird, gleich oder höher als eine vorbestimmte erste Spannung ist, und der fahrzeugeigenen elektrischen Last die von dem elektrischen Motor (102) erzeugte Energie zuführt und einen Energieerzeugungsbetrag durch den elektrischen Motor (102) steuert, so dass die Spannung der Batterie (108) gleich einer vorbestimmten zweiten Spannung wird, welche niedriger als die vorbestimmte erste Spannung ist, wenn die Spannung der Batterie (108) niedriger als die vorbestimmte zweite Spannung ist.
Energieerzeugungs-Steuervorrichtung für ein Hybridfahrzeug nach Anspruch 1, ferner umfassend: einen Elektromotor-Temperaturerfassungsabschnitt (201) zum Erfassen einer Temperatur des elektrischen Motors (102); und einen Erfassungsabschnitt (203) für die elektrische Last zum Erfassen einer Last der fahrzeugeigenen elektrischen Last (107), wobei der Steuerabschnitt (108) eine Energie, welche von der fahrzeugeigenen elektrischen Last (107) verbraucht wird, in Übereinstimmung mit der Last der fahrzeugeigenen elektrischen Last (107) begrenzt, welche von dem Erfassungsabschnitt (203) für die elektrische Last erfasst wird, wenn die Temperatur des elektrischen Motors (102), welche von dem Elektromotor-Temperaturerfassungsabschnitt (201) erfasst wird, gleich oder höher als eine vorbestimmte erste Temperatur in einem Zustand ist, in welchem die Spannung der Batterie (108) niedriger als die vorbestimmte zweite Spannung ist.
Energieerzeugungs-Steuervorrichtung für ein Hybridfahrzeug nach Anspruch 1, ferner umfassend: einen Elektromotor-Temperaturerfassungsabschnitt (201) zum Erfassen einer Temperatur des elektrischen Motors (102); und einen Verbrennungsmotor-UpM-Erfassungsabschnitt (204) zum Erfassen einer UpM des Verbrennungsmotors (101), wobei der Steuerabschnitt (108) den Verbrennungsmotor derart steuert, dass die UpM des Verbrennungsmotors (101), welche von dem Verbrennungsmotor-UpM-Erfassungsabschnitt (204) erfasst wird, niedriger als eine vorbestimmte UpM wird, wenn die Temperatur des elektrischen Motors (102), welche von dem Elektromotor-Temperaturerfassungsabschnitt (201) erfasst wird, gleich oder höher als eine vorbestimmte erste Temperatur in einem Zustand ist, in welchem die Spannung der Batterie (108) niedriger als die vorbestimmte zweite Spannung ist.
Energieerzeugungs-Steuervorrichtung für ein Hybridfahrzeug nach Anspruch 1, ferner umfassend: einen Elektromotor-Temperaturerfassungsabschnitt (201) zum Erfassen einer Temperatur des elektrischen Motors (102); einen Erfassungsabschnitt (203) für eine elektrische Last zum Erfassen einer Last der fahrzeugeigenen elektrischen Last (107); und einen Verbrennungsmotor-UpM-Erfassungsabschnitt (204) zum Erfassen einer UpM des Verbrennungsmotors (101), wobei der Steuerabschnitt (108) eine Energie, die von der fahrzeugeigenen elektrischen Last (107) verbraucht wird, in Übereinstimmung mit der Last der fahrzeugeigenen elektrischen Last (107) begrenzt, welche erfasst wird durch den Erfassungsabschnitt (203) für die elektrische Last, und den Verbrennungsmotor derart steuert, dass die UpM des Verbrennungsmotors (101), welche von dem Verbrennungsmotor-UpM-Erfassungsabschnitt (204) erfasst wird, niedriger als eine vorbestimmte UpM wird, wenn die Temperatur des elektrischen Motors (102), welche von dem Elektromotor-Temperaturerfassungsabschnitt (201) erfasst wird, gleich oder höher als eine vorbestimmte erste Temperatur in einem Zustand ist, in welchem die Spannung der Batterie (108) niedriger als die vorbestimmte zweite Spannung ist.
Energieerzeugungs-Steuervorrichtung für ein Hybridfahrzeug nach einem der Ansprüche 2 bis 4, ferner umfassend ein Wasserkühlsystem zum Kühlen des elektrischen Motors (102), wobei die Steuereinheit den elektrischen Motor (102) unter Verwendung des Wasserkühlsystems kühlt, wenn die Temperatur des elektrischen Motors (102) gleich oder höher als die vorbestimmte erste Temperatur in einem Zustand ist, in welchem die Spannung der Batterie (108) niedriger als die vorbestimmte zweite Spannung ist.
Energieerzeugungs-Steuervorrichtung für ein Hybridfahrzeug nach einem der Ansprüche 2 bis 5, ferner umfassend einen Speicherabschnitt zum Speichern eines Kennfelds, welches eine Beziehung zwischen der Temperatur des elektrischen Motors (102) und jeweils der vorbestimmten ersten Spannung und der vorbestimmten zweiten Spannung definiert, wobei die vorbestimmte erste Spannung und die vorbestimmte zweite Spannung in Übereinstimmung mit der Temperatur des elektrischen Motors (102) unter Bezugnahme auf das Kennfeld bestimmt werden.
Energieerzeugungs-Steuervorrichtung für ein Hybridfahrzeug nach Anspruch 6, wobei die vorbestimmte erste Spannung und die vorbestimmte zweite Spannung des Kennfelds, welches in dem Speicherabschnitt gespeichert ist, eine Hysterese aufweisen.
Energieerzeugungs-Steuervorrichtung für ein Hybridfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 7, ferner umfassend eine Elektromotor-Steuereinheit, welche ein Umrichter zum Steuern des elektrischen Motors (102) ist, wobei der Steuerabschnitt (108) einen Modus der Elektromotor-Steuereinheit in entweder einen Kurzschlussmodus oder einen Leerlaufmodus in Übereinstimmung mit der Spannung der Batterie (108) und einer UpM des Verbrennungsmotors (101) schaltet, wenn die Temperatur des elektrischen Motors (102) gleich oder höher als eine vorbestimmte zweite Temperatur ist.
Energieerzeugungs-Steuerverfahren für ein Hybridfahrzeug zur Verwendung in einem Energieerzeugungssystem des Hybridfahrzeugs, wobei das Energieerzeugungssystem umfasst: einen Verbrennungsmotor (101); einen elektrischen Motor (102), der mit dem Verbrennungsmotor (101) gekoppelt ist, welcher in der Lage ist, eine Energie zu erzeugen; eine Batterie (108) zum Akkumulieren der von dem elektrischen Motor (102) erzeugen Energie; und eine fahrzeugeigene Last (107), welche mit der Energie von der Batterie (108) zu versorgen ist; wobei das Energieerzeugungs-Steuerverfahren umfasst: Erfassen einer Spannung der Batterie (108); und Stoppen der Energieerzeugung durch den elektrischen Motor (102), wenn die Spannung der Batterie (108) gleich oder höher als eine vorbestimmte erste Spannung ist, und Versorgen der fahrzeugeigenen elektrischen Last (107) mit der von dem elektrischen Motor (102) erzeugten Energie und Steuern des Energieerzeugungsbetrags durch den elektrischen Motor (102), so dass die Spannung der Batterie (108) gleich einer vorbestimmten zweiten Spannung wird, welche niedriger als die vorbestimmte erste Spannung ist, wenn die Spannung der Batterie (108) niedriger als die vorbestimmte zweite Spannung ist.