DE102015221601B4 - CONTROL DEVICE AND CONTROL METHOD FOR A HYBRID VEHICLE - Google Patents
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Abstract
Steuervorrichtung für ein Hybridfahrzeug, umfassend:einen Verbrennungsmotor (2);einen mit dem Verbrennungsmotor verbundenen Generator (3);einen mit einem Antriebsrad verbundenen Fahrmotor (1);eine Batterie (5) zum Akkumulieren von durch den Generator erzeugtem elektrischen Strom, und zum Liefern des akkumulierten elektrischen Stroms an den Fahrmotor;eine auf einem Leistungsübertragungspfad zwischen dem Verbrennungsmotor und dem Antriebsrad angeordnete Kupplung (14); undeine Fahrzeugsteuereinheit (6, 4) zum Steuern eines Fahrzeugs, umfassend:einen Fahrmotorausfall-Bestimmungsabschnitt (6a) zum Bestimmen eines Ausfalls des Fahrmotors, basierend auf einem Zustand des Fahrmotors; undeinen Fahrmotorausfall-Zeitsteuerabschnitt (6y), der konfiguriert ist, wenn der Fahrmotor als ausgefallen festgestellt wird:die Kupplung einzukuppeln;den Verbrennungsmotor in einen Nicht-Betriebszustand zu bringen; undden elektrischen Strom aus der Batterie zum Generator zu liefern, so dass der Generator als ein Motor betrieben wird, und eine Antriebskraft des Generators an das Antriebsrad anstelle des Fahrmotors zu übertragen, wodurch das Fahrzeug veranlasst wird, zu fahren, wobeidie Hybridfahrzeugsteuerung (6) weiter einen Fahrzeugbetriebszustands-Bestimmungsabschnitt (6b) zum Bestimmen eines Betriebszustands des Fahrzeugs umfasst; undwenn der Betriebszustand des Fahrzeugs ein Abbremszustand oder ein angehaltener Zustand ist, der Fahrmotor-Ausfallzeitsteuerabschnitt (6y) die Kupplung auskuppelt, den Verbrennungsmotor startet und den Generator veranlasst, den elektrischen Strom zum Laden der Batterie zu erzeugen.A control device for a hybrid vehicle comprising: an internal combustion engine (2); a generator (3) connected to the internal combustion engine; a traction motor (1) connected to a drive wheel; a battery (5) for accumulating electric power generated by the generator, and for Supplying the accumulated electric power to the traction motor; a clutch (14) disposed on a power transmission path between the internal combustion engine and the drive wheel; anda vehicle control unit (6, 4) for controlling a vehicle, comprising: a travel motor failure determination section (6a) for determining a failure of the travel motor based on a state of the travel motor; anda travel motor failure timing section (6y) configured, when the travel motor is determined to have failed, to: engage the clutch; place the engine in an inoperative state; and to supply the electric power from the battery to the generator so that the generator is operated as a motor, and to transmit a driving force of the generator to the drive wheel instead of the travel motor, thereby causing the vehicle to travel, the hybrid vehicle controller (6) continuing a vehicle operating state determining section (6b) for determining an operating state of the vehicle; andif the running state of the vehicle is a decelerated state or a stopped state, the travel motor failure time control section (6y) disengages the clutch, starts the engine, and causes the generator to generate the electric power for charging the battery.
Description
HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION
Gebiet der ErfindungField of invention
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Steuervorrichtung und ein Steuerverfahren für ein Hybridfahrzeug, das eine Kupplung zum Trennen einer Antriebskraft eines Motors beinhaltet, und genauer gesagt auf das Vermeiden eines Fahrunfähigkeitszustands, wenn ein Fahrmotor ausfällt.The present invention relates to a control apparatus and a control method for a hybrid vehicle that includes a clutch for disconnecting a driving force of an engine, and more specifically, to avoiding an inability to drive when a traveling engine fails.
Beschreibung verwandten Stands der TechnikDescription of related art
Ein serielles/paralleles Hybridfahrzeug (nachfolgend als ein Hybridfahrzeug bezeichnet), ist ein elektrisches Fahrzeug, welches durch Verwenden von sowohl Merkmalen eines seriellen hybriden Fahrzeugs als auch eines parallelen hybriden Fahrzeugs konstruiert ist. Das Hybridfahrzeug beinhaltet einen Verbrennungsmotor (engine) und einen Fahrmotor (travel motor) als Antriebsquelle und die Antriebsquelle wird automatisch zwischen dem Verbrennungsmotor und dem Fahrmotor umgeschaltet, abhängig vom Betriebszustand des Fahrzeugs. Beispielsweise fährt das Hybridfahrzeug nur unter Verwendung des Fahrmotors, wenn es zu fahren beginnt, und während einer Fahrt bei niedriger Geschwindigkeit. Wenn die Batteriekapazität abnimmt oder das Hybridfahrzeug das Fahren beschleunigt, wird der Verbrennungsmotor betrieben, und wird durch einen mit dem Verbrennungsmotor verbundenen Generator erzeugter elektrischer Strom dem Fahrmotor zugeführt, damit das Fahrzeug fährt. Darüber hinaus fährt während einer Hochgeschwindigkeitsfahrt bei exzellenter Verbrennungsmotoreffizienz das Hybridfahrzeug unter Verwendung einer Antriebskraft des Verbrennungsmotors.A series / parallel hybrid vehicle (hereinafter referred to as a hybrid vehicle) is an electric vehicle constructed by using features of both a series hybrid vehicle and a parallel hybrid vehicle. The hybrid vehicle includes an internal combustion engine and a travel motor as a drive source, and the drive source is automatically switched between the internal combustion engine and the travel motor depending on the operating state of the vehicle. For example, the hybrid vehicle travels using the traveling motor only when it starts traveling and while traveling at low speed. When the battery capacity decreases or the hybrid vehicle accelerates driving, the engine is operated and electric power generated by a generator connected to the engine is supplied to the travel motor to make the vehicle travel. In addition, during high-speed travel with excellent engine efficiency, the hybrid vehicle travels using a driving force of the engine.
Das Umschalten der Fahrkraft wird durch eine Verbindungs-/Trennsteuerung des Umschaltens zwischen einem eingekuppelten Zustand und einem ausgekuppelten Zustand einer auf einer Leistungsübertragungspfad zwischen dem Motor und den Antriebsrädern angeordneten Kupplung ausgeführt. Der Verbrennungsmotor und der Generator werden mit einer Welle der Kupplung verbunden und der Fahrmotor und die Antriebsräder werden mit der anderen Welle verbunden. Wenn die Kupplung ausgekuppelt ist, wird nur die Antriebskraft des Fahrmotors auf die Antriebsräder übertragen und wenn die Kupplung eingekuppelt ist, werden die Antriebskraft des Fahrmotors und die Antriebskraft des Verbrennungsmotors an die Antriebsräder übertragen.The switching of the traveling force is carried out by connection / disconnection control of switching between an engaged state and a disengaged state of a clutch disposed on a power transmission path between the engine and the drive wheels. The internal combustion engine and the generator are connected to one shaft of the coupling and the traction motor and the drive wheels are connected to the other shaft. When the clutch is disengaged, only the driving force of the traveling motor is transmitted to the drive wheels, and when the clutch is engaged, the driving force of the traveling motor and the driving force of the internal combustion engine are transmitted to the driving wheels.
Als Verfahren zum Steuern des Hybridfahrzeugs dieses Typs wird beispielsweise in der Japanischen Patentoffenlegungsschrift
Im Stand der Technik, in einem seriellen Modus, in welchem das Hybridfahrzeug durch den Fahrmotor unter Verwendung des durch den mit dem Verbrennungsmotor verbundenen Generator erzeugten elektrischen Stroms fährt, wenn der Fahrmotor ausfällt, wird die Kupplung eingekuppelt, so dass die Leistung des Verbrennungsmotors anstelle der Leistung des Fahrmotors verwendet wird, um das Fahrzeug zum Fahren zu veranlassen. Jedoch wird im Stand der Technik die Steuerung in einem Fall nicht berücksichtigt, in welchem der Fahrmotor in einem EV-Fahrmodus ausfällt, in welchem nur der Fahrmotor verwendet wird, wenn das Fahren gestartet wird oder während Niedrig-Geschwindigkeitsfahrens.In the prior art, in a serial mode in which the hybrid vehicle is driven by the traction motor using the electric power generated by the generator connected to the internal combustion engine, when the traction motor fails, the clutch is engaged so that the output of the internal combustion engine instead of the Power from the drive motor is used to get the vehicle to drive. However, in the prior art, control is not considered in a case where the traveling motor fails in an EV traveling mode in which only the traveling motor is used when traveling is started or during low-speed traveling.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION
Die vorliegende Erfindung ist im Hinblick auf das oben erwähnte Problem gemacht worden und hat daher eine Aufgabe, eine Steuervorrichtung für ein Hybridfahrzeug und dergleichen bereitzustellen, die in der Lage sind, einen Fahrinstabilitätszustand zu vermeiden, selbst wenn ein Fahrmotor in dem Zustand ausfällt, in welchem nur der Fahrmotor für das Fahren verwendet wird.The present invention has been made in view of the above-mentioned problem, and therefore has an object to provide a control device for a hybrid vehicle and the like capable of avoiding a driving instability state even when a driving motor fails in the state in which only the traction motor is used for driving.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine Steuervorrichtung für ein Hybridfahrzeug und dergleichen bereitgestellt, die beinhaltet: einen Verbrennungsmotor; einen mit dem Verbrennungsmotor verbundenen Generator; einen mit einem Antriebsrad verbundenen Fahrmotor; eine Batterie zum Akkumulieren von durch den Generator erzeugtem elektrischen Strom, und zum Liefern des akkumulierten elektrischen Stroms an den Fahrmotor; eine auf einem Leistungsübertragungspfad zwischen dem Verbrennungsmotor und dem Antriebsrad angeordnete Kupplung; und eine Fahrzeugsteuereinheit zum Steuern eines Fahrzeugs, beinhaltend: einen Fahrmotorausfall-Bestimmungsabschnitt zum Bestimmen eines Ausfalls des Fahrmotors, basierend auf einem Zustand des Fahrmotors; und einen Fahrmotorausfall-Zeitsteuerabschnitt, der konfiguriert ist, wenn der Fahrmotor als ausgefallen festgestellt wird, die Kupplung einzukuppeln; den Verbrennungsmotor in einen Nicht-Betriebszustand zu bringen und den elektrischen Strom aus der Batterie zum Generator zu liefern, so dass der Generator als ein Motor betrieben wird, und eine Antriebskraft des Generators an das Antriebsrad anstelle des Fahrmotors zu übertragen, wodurch das Fahrzeug veranlasst wird, zu fahren, wobei die Hybridfahrzeugsteuerung (
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann eine Steuervorrichtung für ein Hybridfahrzeug und dergleichen, die in der Lage ist, den Fahrunfähigkeitszustand zu vermeiden, selbst wenn der Fahrmotor in dem Zustand ausfällt, in welchem nur der Fahrmotor für das Fahren verwendet wird, bereitgestellt werden.According to an embodiment of the present invention, a control device for a hybrid vehicle and the like capable of avoiding the inability to drive state even if the traveling motor fails in the state in which only the traveling motor is used for driving can be provided.
FigurenlisteFigure list
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1 ist ein schematisches Konfigurationsdiagramm eines Hybridfahrzeugs, das eine Steuervorrichtung für ein Hybridfahrzeug gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält.1 FIG. 12 is a schematic configuration diagram of a hybrid vehicle including a control device for a hybrid vehicle according to a first embodiment of the present invention. -
2 ist ein Diagramm, das ein Beispiel einer Hardware-Konfiguration einer Steuerung der Steuervorrichtung für ein Hybridfahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung illustriert.2 Fig. 13 is a diagram illustrating an example of a hardware configuration of a controller of the control device for a hybrid vehicle according to the present invention. -
3 ist ein Flussdiagramm, das eine Steuerung für Fahrmotorausfall durch die Steuervorrichtung für ein Hybridfahrzeug gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung illustriert.3 Fig. 13 is a flowchart illustrating control for traction motor failure by the control device for a hybrid vehicle according to the first embodiment of the present invention.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMENDETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS
Nunmehr wird eine Beschreibung einer Steuervorrichtung und eines Steuerverfahrens für ein Hybridfahrzeug gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, unter Bezugnahme auf die Zeichnungen gegeben. In den Ausführungsformen werden die gleichen oder entsprechende Komponenten durch dieselben Bezugszeichen bezeichnet und deren wiederholte Beschreibung wird weggelassen.A description will now be given of a control device and a control method for a hybrid vehicle according to embodiments of the present invention with reference to the drawings. In the embodiments, the same or corresponding components are denoted by the same reference numerals, and their repeated descriptions are omitted.
Erste AusführungsformFirst embodiment
Darüber hinaus ist eine Drosselklappe
Eine Hochspannungsbatterie
Darüber hinaus ist ein Mechanismus (Getriebe), der zum Ändern eines Übersetzungsgangverhältnisses in der Lage ist, nicht in einen Leistungsübertragungspfad der Ausgangswelle
Darüber hinaus sind ein erstes Kupplungselement
Weiter ist der Generator
Die Motor/Generatorsteuerung
Es ist zu beachten, dass der Generator so konfiguriert ist, dass er in der Lage ist, hauptsächlich ein Laden der Batterie, indem er durch die Antriebskraft aus dem Verbrennungsmotor rotiert wird, und die elektrische Stromerzeugung und Zuführen des elektrischen Stroms an den Fahrmotor auszuführen. Darüber hinaus ist abhängig vom Einsatz der Generator konfiguriert, in der Lage zu sein, als ein Motor zum Übertragen einer Antriebskraft auf die Antriebsräder zu fungieren.Note that the generator is configured to be able to mainly perform charging of the battery by being rotated by the driving force from the internal combustion engine, and the electric power generation and supply of the electric power to the traveling motor. In addition, depending on the usage, the generator is configured to be able to function as a motor for transmitting driving force to the drive wheels.
Somit kann der Generator
Wenn die Kupplung
Dann wird die HV-ECU (Hybridfahrzeugsteuerung)
Ein Beispiel einer Konfiguration des Computers ist in
Es ist zu beachten, dass die Steuerung
Darüber hinaus werden entsprechende Funktionsblöcke, welche hauptsächlich als die Teile repräsentiert sind, die sich besonders auf die in den Steuerungen
Darüber hinaus können als eine andere Hardware-Konfiguration der Steuerungen
Es ist zu beachten, dass die Steuerungen
Mit der Hybridfahrzeugsteuerung
Man beachte, dass mit der Hybridfahrzeugsteuerung
Die Fahrmodi beinhalten einen Modus (EV-Fahrmodus), in welchem der Verbrennungsmotor
Darüber hinaus, wie in
Darüber hinaus beinhaltet die Motor/Generatorsteuerung
Die Hybridfahrzeugsteuerung
Darüber hinaus beinhaltet die Hybridfahrzeugsteuerung
Darüber hinaus beinhaltet die Hybridfahrzeugsteuerung
Darüber hinaus beinhaltet die Hybridfahrzeugsteuerung
Darüber hinaus beinhaltet die Hybridfahrzeugsteuerung
(Normalfahrzustand)(Normal driving condition)
Nunmehr wird eine Beschreibung zur Steuerung des Fahrmotors
Wenn die detektierte Fahrzeuggeschwindigkeit aus dem Fahrzeuggeschwindigkeitsensor
In diesem Kontext bedeutet, den Verbrennungsmotor
In diesem EV-Fahrmodus wird eine Zielantriebsabgabe für den Fahrmotor
Darüber hinaus, wenn eine hohe Abgabe, welche die Abgabe entsprechend dem elektrischen Strom, der von der Batterie
Darüber hinaus, im Zustand des Serienfahrmodus, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit auf eine hohe Geschwindigkeit ansteigt, bei welcher die Geschwindigkeit des Fahrzeugs gleich oder größer einem eingestellten Wert ist, der vorab als eine Bestimmungsreferenzgeschwindigkeit eingestellt wird, kuppelt der Normalzeit-Steuerabschnitt
(Fahrmotor-Ausfallzeit)(Drive motor downtime)
Nunmehr wird eine Beschreibung einer Steuerung der Kupplung
Wenn der Fahrmotorausfall-Bestimmungsabschnitt
Somit wird in dem Zustand, in welchem der Verbrennungsmotor
Darüber hinaus, wenn der Fahrzeugbetriebszustands-Bestimmungsabschnitt
An diesem Punkt, wenn beispielsweise der durch den Gaspedalöffnungsgradsensor
Darüber hinaus, wenn das Fahrzeug bei einer hohen Geschwindigkeit fährt, die den Nennwert übersteigt, wird der Verbrennungsmotor
Die Steuervorrichtung für ein Hybridfahrzeug gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist wie oben beschrieben konfiguriert, und wenn der Fahrmotor ausfällt, wird die in einem Flussdiagramm von
Zuerst wird in Schritt
Dann bestimmt in Schritt
Im Schritt
Im Schritt
Im Schritt
Dann wird im Schritt
Im Schritt
Im Schritt
Im Schritt
Wie oben beschrieben, wenn der Ausfall des Fahrmotors
Darüber hinaus, wenn der Ausfall des Fahrmotors
Darüber hinaus, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit den Nennwert übersteigt, wird der Verbrennungsmotor
In der vorliegenden Erfindung, wenn der Ausfall des Fahrmotors detektiert wird, wird die Kupplung eingekuppelt, wird der Motor in den Nicht-Betriebszustand gebracht, und wird der Generator als ein Motor betrieben, so dass die Antriebskraft, die erzeugt wird, wenn der Generator als ein Motor arbeitet, anstelle der Antriebskraft des Fahrmotors verwendet wird, um das Fahrzeug zu veranlassen, zu fahren. Somit, selbst wenn der Fahrmotor ausfällt, kann der Fahrer selbst das Fahrzeug steuern, um im Notfall von einem gefährlichen Bereich wie etwa einer Kreuzung und einer Schnellstraße zu entkommen.In the present invention, when the failure of the traveling motor is detected, the clutch is engaged, the motor is brought into the non-operating state, and the generator is operated as a motor so that the driving force generated when the generator is operated as a a motor operates instead of using the driving force of the travel motor to cause the vehicle to travel. Thus, even if the travel motor fails, the driver can control the vehicle himself to escape from a dangerous area such as an intersection and an expressway in an emergency.
Darüber hinaus, nachdem der Verbrennungsmotor in den Nicht-Betriebszustand gebracht wird, in dem Zustand, in welchem die Drosselklappe voll geöffnet ist, um den Pumpverlust des Verbrennungsmotors zu reduzieren, wird der mit dem Verbrennungsmotor verbundene Generator als ein Motor betrieben, und kann somit der Antriebsverlust des Generators, der dadurch verursacht wird, dass der Verbrennungsmotor zusammen mit dem Generator rotiert, verkleinert werden. Als Ergebnis, während der durch den Generator verbrauchte elektrische Strom verringert wird, kann die Antriebskraft des als ein Motor betriebenen Generators anstelle des Fahrmotors verwendet werden, um das Fahrzeug zu veranlassen, zu fahren.In addition, after the internal combustion engine is brought into the non-operating state, in the state in which the throttle valve is fully opened in order to reduce the pumping loss of the internal combustion engine, the generator connected to the internal combustion engine is operated as a motor, and thus can the Loss of drive of the generator caused by the internal combustion engine rotating together with the generator can be reduced. As a result, while the electric power consumed by the generator is reduced, the driving force of the generator operated as a motor can be used in place of the traveling motor to cause the vehicle to travel.
Darüber hinaus, wenn der Ausfall des Fahrmotors detektiert wird und der Generator als ein Motor angetrieben wird, so dass die Antriebskraft des Generators anstelle des Fahrmotors verwendet wird, um das Fahrzeug zu veranlassen, zu fahren, falls der Betrieb des Fahrzeugs als in einem Abbremszustand oder dem gestoppten Zustand befindlich bestimmt wird, wird die Kupplung ausgekuppelt, wird der Verbrennungsmotor gestartet und wird die Antriebskraft des Verbrennungsmotors verwendet, um den Generator zu veranlassen, elektrischen Strom zu erzeugen. Als Ergebnis kann die Batteriekapazität, die absinkt, wenn das Fahrzeug unter Verwendung der Antriebskraft des Generators aus einem Motor anstelle des ausgefallenen Fahrmotors fährt, während des Abbremsens oder des Stopps des Fahrzeugs wiederhergestellt werden.In addition, when the failure of the travel motor is detected and the generator is driven as a motor, so that the driving force of the generator is used in place of the travel motor to cause the vehicle to travel in case the vehicle is operating as in a decelerating state or is determined to be stopped, the clutch is disengaged, the engine is started, and the driving force of the engine is used to cause the generator to generate electric power. As a result, the battery capacity, which decreases when the vehicle travels using the driving force of the generator from a motor in place of the failed traveling motor, can be restored during braking or stopping of the vehicle.
Darüber hinaus, wenn der Ausfall des Fahrmotors detektiert wird und die Fahrzeuggeschwindigkeit größer als der Nennwert ist, wird die Kupplung eingekuppelt, wird der Verbrennungsmotor gestartet, und wird die Antriebskraft des Verbrennungsmotors anstelle des Fahrmotors verwendet, um das Fahrzeug zu veranlassen, zu fahren. Als Ergebnis kann das Fahrzeug veranlasst werden, zu fahren, während die Batteriekapazität kaum abnimmt.In addition, when the failure of the traction motor is detected and the vehicle speed is greater than the rated value, the clutch is engaged, the engine is started, and the driving force of the engine is used instead of the traction motor to cause the vehicle to run. As a result, the vehicle can be made to run while the battery capacity hardly decreases.
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