DE102016117299A1 - Nutzerschnittstellenvorrichtung eines Ungleichmäßiger-Hubraum- Verbrennungsmotor-Steuersystems und Steuerverfahren der Nutzerschnittstellenvorrichtung des Ungleichmäßiger-Hubraum- Verbrennungsmotor-Steuersystems - Google Patents

Nutzerschnittstellenvorrichtung eines Ungleichmäßiger-Hubraum- Verbrennungsmotor-Steuersystems und Steuerverfahren der Nutzerschnittstellenvorrichtung des Ungleichmäßiger-Hubraum- Verbrennungsmotor-Steuersystems Download PDF

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Abstract

Eine Nutzerschnittstellenvorrichtung (200) zum Steuern eines Fahrzeugs, welches einen Ungleichmäßiger-Hubraum-Verbrennungsmotor (110), der wenigstens zwei Arten von Zylindern, die unterschiedliche Hubräume aufweisen, aufweist, einen Elektromotor (120), welcher mit einer Antriebswelle des Verbrennungsmotors (110) verbunden ist, und eine Elektromotorsteuereinrichtung (150) zum Steuern des Elektromotors (120) aufweist, wobei Nutzerschnittstellenvorrichtung (200) aufweist: eine Eingabeeinrichtung (221) zum Auswählen eines Steuerungsmodus des Ungleichmäßiger-Hubraum-Verbrennungsmotors (110) und des Elektromotors (120), eine Schnittstellensteuereinrichtung (210), welche mit der Elektromotorsteuereinrichtung (150) kommuniziert, so dass der Elektromotor (120) in dem ausgewählten Steuerungsmodus gesteuert wird, und eine Anzeigeeinrichtung (222) zum Anzeigen einer Information über den ausgewählten Steuerungsmodus, wobei die Nutzerschnittstellenvorrichtung (200) einen Steuerungsmodus zum Steuern des Elektromotors (120), um eine Drehmomentdifferenz aufgrund unterschiedlicher Hubräume der Zylinder zu kompensieren, so dass die Summe des Verbrennungsmotordrehmoments und des Elektromotordrehmoments im Verbrennungstakt jedes Zylinders gleichmäßig ist, aufweist.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Nutzerschnittstellenvorrichtung eines Ungleichmäßiger-Hubraum-Verbrennungsmotor-Steuersystems und ein Steuerverfahren derselben. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Nutzerschnittstellenvorrichtung in einem Fahrzeug, welches einen Verbrennungsmotor, der Zylinder mit unterschiedlichen oder variablen Hubräumen aufweist, und einen Elektromotor zum Ergänzen einer Antriebskraft des Verbrennungsmotors aufweist, und ein Steuerverfahren derselben.
  • Hintergrund
  • Ein konventioneller Verbrennungsmotor ist im Allgemeinen eingerichtet, so dass Zylinder gleichmäßige bzw. einheitliche Hubräume aufweisen, um die Verteilungseigenschaften von Einlass- und Auslasssystemen zu befriedigen / zu erfüllen. Der Gleichmäßiger-Hubraum-Verbrennungsmotor weist einen Vorteil dahingehend auf, dass es möglich ist, einfach das Luft-zu-Kraftstoff-Verhältnis und Abgas zu steuern bzw. zu regulieren. Der Gleichmäßiger-Hubraum-Verbrennungsmotor weist jedoch einen Nachteil dahingehend auf, dass die Spanne zur Betriebspunktsteuerung aufgrund des festen Hubraums davon unzureichend ist. Als ein Ergebnis ist es schwierig, sowohl eine Betriebseffizienz als auch eine Kraftstoffeffizienz innerhalb eines spezifischen Betriebsbereichs zu befriedigen / zu erfüllen, daher müssen Probleme durch Suchen eines Kompromisses für sowohl eine Betriebseffizienz als auch eine Kraftstoffeffizienz adressiert werden.
  • Außerdem wird bei dem Verbrennungsmotor, welcher Fester-Hubraum-Zylinder aufweist, eine überschüssige mechanische Energie verbraucht, um einen stabilen Leerlauf sicherzustellen, was ineffizient ist. Eine Betriebspunktsteuerung ist insbesondere häufig aufgrund von Begrenzungen ineffizient, welche durch eine Vibration und Lärm bedingt sind.
  • Solche Probleme, welche häufig über den gesamten Betriebsbereich des konventionellen Verbrennungsmotors auftreten, werden gelöst durch Treffen eines Kompromisses zwischen der Betriebseffizienz, der Kraftstoffeffizienz und Abgaseigenschaften.
  • Das offengelegte japanische Patent Veröffentlichungsnr. 2007-162672 offenbart eine Zylinderanordnungsstruktur eines hubraumeinstellbaren Verbrennungsmotors vom Mehrstufen-Typ, bei welchem Zylinder, welche unterschiedliche Hubräume aufweisen, angeordnet sind, so dass der Hubraum des Verbrennungsmotors in mehreren Stufen basierend auf Betriebskombinationen der Zylinder eingestellt wird.
  • Die Zylinderanordnungsstruktur des hubraumeinstellbaren Verbrennungsmotors vom Mehrstufen-Typ, welche in dem offengelegten japanischen Patent Veröffentlichungsnr. 2007-162672 offenbart ist, hat Effekte dahingehend, dass der Hubraum des Verbrennungsmotors in mehreren Stufen eingestellt wird, und es ist daher möglich, den Betrieb des Verbrennungsmotors in jeweiligen Betriebsbereichen zu steuern, wodurch gleichzeitig eine Betriebseffizienz und eine Kraftstoffeffizienz verbessert werden. Jedoch können Probleme dahingehend auftreten, dass eine Vibration (bzw. Vibrationen) und Lärm erzeugt werden aufgrund einer Hubraumunausgeglichenheit bzw. eines Hubraumungleichgewichts unter den Zylindern, was es schwierig macht, die Zylinderanordnungsstruktur des hubraumeinstellbaren Verbrennungsmotors vom Mehrstufen-Typ auf Fahrzeuge, welche tatsächlich (z.B. gegenwärtig) in Massenproduktion hergestellt werden, anzuwenden.
  • Die obigen Informationen, welche in diesem Hintergrund-Abschnitt offenbart sind, dienen lediglich dem Verbessern des Verständnisses des allgemeinen Hintergrunds der Erfindung und sollten nicht als Zugeständnis oder als irgendeine Andeutung angesehen werden, dass diese Informationen zum Stand der Technik, wie er dem Fachmann schon bekannt ist, gehören.
  • Erläuterung der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung wurde in einem Bestreben gemacht, die oben beschriebenen Probleme, welche mit der bezogenen Technik in Verbindung stehen, zu lösen, und es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung ein Ungleichmäßiger-Hubraum-Verbrennungsmotor-Steuersystem, welche in der Lage sind, Vibration und Lärm, welche durch einen Ungleichmäßiger-Hubraum-Verbrennungsmotor, der Zylinder mit unterschiedlichen Hubräumen aufweist, erzeugt werden, zu verringern und zahlreiche Leistungsverhalten-Niveaus (z.B. Ausgangsleistungsniveaus) basierend auf Fahrbedingungen / Betriebsbedingungen durch Zusammenwirken des Verbrennungsmotors und des Elektromotors sicherzustellen, und ein Steuerverfahren desselben zu schaffen. Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung eine Nutzerschnittstellenvorrichtung des Ungleichmäßiger-Hubraum-Verbrennungsmotor-Steuersystems zu schaffen.
  • In einem Aspekt stellt die vorliegende Erfindung eine Nutzerschnittstellenvorrichtung (z.B. eine Nutzeroberflächenvorrichtung) zum Steuern eines Fahrzeugs (z.B. eines Kraftfahrzeugs), welches einen Ungleichmäßiger-Hubraum-Verbrennungsmotor (bzw. Uneinheitlicher-Hubraum-Verbrennungsmotor), der wenigstens zwei Arten von Zylindern, die unterschiedliche Hubräume aufweisen, aufweist, einen Elektromotor, welcher mit einer Antriebswelle des Verbrennungsmotors verbunden ist, und eine Elektromotorsteuereinrichtung zum Steuern des Elektromotors aufweist, wobei die Nutzerschnittstellenvorrichtung aufweist: eine Eingabeeinrichtung (bzw. eine Eingabe, nachfolgend kurz: Eingabeeinrichtung) zum Auswählen eines Steuerungsmodus des Ungleichmäßiger-Hubraum-Verbrennungsmotors und des Elektromotors, eine Schnittstellensteuereinrichtung, welche mit der Elektromotorsteuereinrichtung in Verbindung steht bzw. kommuniziert, so dass der Elektromotor in dem ausgewählten Steuerungsmodus gesteuert (z.B. betrieben) wird, und eine Anzeigeeinrichtung zum Anzeigen einer Information (bzw. von Informationen) über den ausgewählten Steuerungsmodus, wobei die Nutzerschnittstellenvorrichtung einen Steuerungsmodus zum Steuern des Elektromotors, um eine Drehmomentdifferenz aufgrund unterschiedlicher Hubräume der Zylinder (bzw. eine durch die unterschiedliche Hubräume aufweisenden Zylinder bedingte Drehmomentdifferenz) zu kompensieren, so dass die Summe des Verbrennungsmotordrehmoments und des Elektromotordrehmoments im Verbrennungstakt (bzw. bzw. Explosionstakt, nachfolgend kurz: Verbrennungstakt) / Verbrennungshub jedes Zylinders gleichmäßig (bzw. gleichförmig bzw. einheitlich) ist, aufweist.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform kann die Eingabeeinrichtung eingerichtet sein zur Auswahl einer Fester-Modus-Funktion des Auswählens von Einem unter vorbestimmten Steuerungsmodi und einer Variabler-Modus-Funktion des Einstellens (z.B. Anpassens) der Steuerungsmodi.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann die Schnittstellensteuereinrichtung eine Information (bzw. Informationen) über einen Standardmodus speichern (bzw. zum Speichern derselben eingerichtet sein) und, in dem Fall, in welchem kein Steuerungsmodus ausgewählt ist oder der ausgewählte Steuerungsmodus freigegeben (z.B. gelöst bzw. aufgehoben, z.B. zum Überschreiben freigegeben) ist, einen Befehl zum Wechseln in den Standardmodus an die Elektromotorsteuereinrichtung übertragen (bzw. zum Übertragen desselben eingerichtet sein).
  • In noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann der Standardmodus ein Modus sein, um den Elektromotor nicht anzutreiben (z.B. motorisch zu betreiben) oder um den Elektromotor zu steuern, so dass er ein vorbestimmtes Antriebsdrehmoment erzeugt.
  • In noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann die Schnittstellensteuereinrichtung eine Information (bzw. Informationen) über einen Ladezustand (SOC) einer Batterie von einer Batteriesteuereinrichtung erhalten (bzw. zum Erhalten desselben eingerichtet sein) und, in dem Fall, in welchem die erhaltene Information über den SOC der Batterie innerhalb eines vorbestimmten Bereichs ist oder ein Befehl zum Freigeben (z.B. Lösen bzw. Aufheben) der Auswahl des Steuerungsmodus von der Eingabeeinrichtung erhalten wird, eine Steuerung des Wechselns bzw. Schaltens in den Standardmodus durchführen (bzw. zum Durchführen dieser Steuerung eingerichtet sein).
  • In noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann eine Ungleichmäßig-Steuerung-Option und eine Gleichmäßig-Steuerung-Option in der Variabler-Modus-Funktion ausgewählt werden (bzw. auswählbar sein).
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann in der Ungleichmäßig-Steuerung-Option ein Vorgabewert (bzw. Voreinstellungswert, z.B. ein Vorgabebetrag, z.B. ein vom Fahrer gewünschter Sollwert) des (Energie-)Rückgewinnungsdrehmoments (bzw. regenerativen Drehmoments (z.B. eines generatorischen Drehmoments des Elektromotors), nachfolgend kurz: Rückgewinnungsdrehmoment) oder des Antriebsdrehmoments des Elektromotors gesetzt (z.B. festgelegt) werden.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann in der Gleichmäßig-Steuerung-Option das Leistungsniveau des Verbrennungsmotors und des Elektromotors gesetzt (z.B. festgelegt) werden.
  • In noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann die Anzeigeeinrichtung dazu eingerichtet sein, wenigstens Eines/Einer, ausgewählt aus der Gruppe, welche aus ausgewählten Steuerungsmodi, dem SOC der Batterie, dem Leistungsniveau, dem Antriebsdrehmoment und dem Rückgewinnungsdrehmoment des Elektromotors und einer Information über eine Gleichmäßig-Steuerung oder eine Ungleichmäßig-Steuerung besteht, anzuzeigen.
  • In noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann der Steuerungsmodus aufweisen: einen ersten Modus zum Steuern des Elektromotors, so dass eine Energierückgewinnung (bzw. Energieregeneration, nachfolgend kurz: Energierückgewinnung) in Verbrennungstakten von Hoher-Hubraum-Zylindern erzielt wird, und Steuern des Elektromotors, so dass eine Leistungsunterstützung (bzw. Kraftunterstützung, nachfolgend kurz: Leistungsunterstützung) durch das Elektromotordrehmoment in Verbrennungstakten von Kleiner-Hubraum-Zylindern erzielt wird, einen zweiten Modus zum Steuern des Elektromotors, so dass der Elektromotor in den Verbrennungstakten der Hoher-Hubraum-Zylinder nicht angetrieben (z.B. nicht motorisch betrieben) wird, und Steuern des Elektromotors, so dass eine Leistungsunterstützung durch das Elektromotordrehmoment in den Verbrennungstakten der Kleiner-Hubraum-Zylinder erzielt wird, und einen dritten Modus zum Steuern des Elektromotors, so dass eine Energierückgewinnung in den Verbrennungstakten der Hoher-Hubraum-Zylinder erzielt wird, und Steuern des Elektromotors, so dass der Elektromotor in den Verbrennungstakten der Kleiner-Hubraum-Zylinder nicht angetrieben (z.B. nicht motorisch betrieben) wird.
  • In einem anderen Aspekt stellt die vorliegende Erfindung ein Steuerverfahren (bzw. Steuerungsverfahren) einer Nutzerschnittstellenvorrichtung zum Steuern eines Fahrzeugs (z.B. eines Kraftfahrzeugs), welches einen Ungleichmäßiger-Hubraum-Verbrennungsmotor (bzw. Uneinheitlicher-Hubraum-Verbrennungsmotor), der wenigstens zwei Arten von Zylindern, die unterschiedliche Hubräume aufweisen, aufweist, einen Elektromotor, welcher mit einer Antriebswelle des Verbrennungsmotors verbunden ist, und eine Elektromotorsteuereinrichtung zum Steuern des Elektromotors aufweist, wobei das Steuerverfahren aufweist: (a) Auswählen eines Steuerungsmodus des Ungleichmäßiger-Hubraum-Verbrennungsmotors und des Elektromotors mittels einer Eingabeeinrichtung (z.B. Empfangen einer Nutzereingabe zur Auswahl eines Steuerungsmodus des Ungleichmäßiger-Hubraum-Verbrennungsmotors und des Elektromotors über eine Eingabeeinrichtung und Auswählen des Steuerungsmodus basierend auf der Nutzereingabe) (b) Erlauben einer Schnittstellensteuereinrichtung, mit der Elektromotorsteuereinrichtung zu kommunizieren, so dass der Elektromotor in dem ausgewählten Steuerungsmodus gesteuert wird, und (c) Steuern des Elektromotors in dem ausgewählten Steuerungsmodus mittels der Elektromotorsteuereinrichtung, wobei der Steuerungsmodus einen Steuerungsmodus zum Steuern des Elektromotors, um eine Drehmomentdifferenz aufgrund unterschiedlicher Hubräume der Zylinder zu kompensieren, so dass die Summe des Verbrennungsmotordrehmoments und des Elektromotordrehmoments im Verbrennungstakt (bzw. Explosionstakt) / Verbrennungshub jedes Zylinders gleichmäßig (bzw. gleichförmig bzw. einheitlich) ist, aufweist.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform kann das Steuerverfahren ferner vor dem Schritt (a) aufweisen: Auswählen einer Fester-Modus-Funktion des Auswählens von Einem unter vorbestimmten Steuerungsmodi und einer Variabler-Modus-Funktion des Einstellens (z.B. Anpassens) der Steuerungsmodi (z.B. Empfangen einer Nutzereingabe zur Auswahl einer Fester-Modus-Funktion des Auswählens von Einem unter vorbestimmten Steuerungsmodi und einer Variabler-Modus-Funktion des Einstellens (z.B. Anpassens) der Steuerungsmodi über die Eingabeeinrichtung und Auswählen des Fester-Modus-Funktion und/oder des Variabler-Modus-Funktion basierend auf der Nutzereingabe).
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann die Schnittstellensteuereinrichtung eine Information (bzw. Informationen) über einen Standardmodus speichern und, in dem Fall, in welchem kein Steuerungsmodus ausgewählt ist oder der ausgewählte Steuerungsmodus freigegeben (z.B. gelöst bzw. aufgehoben, z.B. zum Überschreiben freigegeben) ist, einen Befehl zum Wechseln in den Standardmodus an die Elektromotorsteuereinrichtung übertragen.
  • In noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann der Standardmodus ein Modus sein, um den Elektromotor nicht anzutreiben (z.B. motorisch zu betrieben) oder um den Elektromotor zu steuern, so dass er ein vorbestimmtes Antriebsdrehmoment (z.B. ein konstantes Antriebsdrehmoment) erzeugt.
  • In noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann die Schnittstellensteuereinrichtung eine Information (bzw. Informationen) über einen Ladezustand (SOC) einer Batterie von einer Batteriesteuereinrichtung erhalten und, in dem Fall, in welchem die erhaltene Information über den SOC der Batterie innerhalb eines vorbestimmten Bereichs ist oder ein Befehl zum Freigeben (z.B. Lösen bzw. Aufheben) der Auswahl des Steuerungsmodus von der Eingabeeinrichtung erhalten wird, eine Steuerung des Wechselns bzw. Schaltens in den Standardmodus durchführen.
  • In noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann eine Ungleichmäßig-Steuerung-Option und eine Gleichmäßig-Steuerung-Option in der Variabler-Modus-Funktion ausgewählt werden (bzw. auswählbar sein) (z.B. kann das Verfahren aufweisen: Empfangen einer Nutzereingabe zur Auswahl einer Ungleichmäßig-Steuerung-Option und einer Gleichmäßig-Steuerung-Option über die Eingabeeinrichtung und Auswählen der Ungleichmäßig-Steuerung-Option und/oder der Gleichmäßig-Steuerung-Option basierend auf der Nutzereingabe).
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann in der Ungleichmäßig-Steuerung-Option ein Vorgabewert (bzw. Voreinstellungswert, z.B. ein Vorgabebetrag, z.B. ein vom Fahrer gewünschter Sollwert) des Rückgewinnungsdrehmoments oder des Antriebsdrehmoments des Elektromotors gesetzt (z.B. festgelegt) werden (z.B. aufgrund einer Nutzereingabe).
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann in der Gleichmäßig-Steuerung-Option das Leistungsniveau des Verbrennungsmotors und des Elektromotors gesetzt (z.B. festgelegt) werden (z.B. aufgrund einer Nutzereingabe).
  • In noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann das Verfahren ferner aufweisen: Anzeigen auswählbarer Steuerungsmodi mittels einer Anzeigeeinrichtung vor dem Schritt (a) und Anzeigen von wenigstens Einem/Einer, ausgewählt aus der Gruppe, welche aus ausgewählten Steuerungsmodi, dem SOC der Batterie, dem Leistungsniveau, dem Antriebsdrehmoment und dem Rückgewinnungsdrehmoment des Elektromotors und einer Information über eine Gleichmäßig-Steuerung oder eine Ungleichmäßig-Steuerung besteht, mittels der Anzeigeeinrichtung vor dem Schritt (a).
  • In noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann der Steuerungsmodus aufweisen: einen ersten Modus zum Steuern des Elektromotors, so dass eine Energierückgewinnung in Verbrennungstakten von Hoher-Hubraum-Zylindern erzielt wird, und Steuern des Elektromotors, so dass eine Leistungsunterstützung durch das Elektromotordrehmoment in Verbrennungstakten von Kleiner-Hubraum-Zylindern erzielt wird, einen zweiten Modus zum Steuern des Elektromotors, so dass der Elektromotor in den Verbrennungstakten der Hoher-Hubraum-Zylinder nicht angetrieben (z.B. nicht motorisch betrieben) wird, und Steuern des Elektromotors, so dass eine Leistungsunterstützung durch das Elektromotordrehmoment in den Verbrennungstakten der Kleiner-Hubraum-Zylinder erzielt wird, und einen dritten Modus zum Steuern des Elektromotors, so dass eine Energierückgewinnung in den Verbrennungstakten der Hoher-Hubraum-Zylinder erzielt wird, und Steuern des Elektromotors, so dass der Elektromotor in den Verbrennungstakten der Kleiner-Hubraum-Zylinder nicht angetrieben (z.B. nicht motorisch betrieben) wird.
  • Andere Aspekte und bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden unten diskutiert.
  • Es ist zu verstehen, dass der Begriff „Fahrzeug“ oder „Fahrzeug-...“ oder irgendein ähnlicher Begriff, welcher hier verwendet wird, Kraftfahrzeuge im Allgemeinen, wie z.B. Personenkraftfahrzeuge, einschließlich sogenannter Sportnutzfahrzeuge (SUV), Busse, Lastwagen, zahlreiche kommerzielle Fahrzeuge, Wasserfahrzeuge, einschließlich einer Vielzahl an Booten und Schiffen, Flugzeuge und dergleichen einschließt und Hybridfahrzeuge, elektrische Fahrzeuge, Plug-in-Hybridelektrofahrzeuge, wasserstoffbetriebene Fahrzeuge und andere Fahrzeuge für alternative Treibstoffe (z.B. Treibstoffe, welche aus anderen Ressourcen als Erdöl hergestellt werden) einschließt. Ein Hybridfahrzeug, auf welches hier Bezug genommen wird, ist ein Fahrzeug, das zwei oder mehr Energiequellen hat, z.B. Fahrzeuge, welche sowohl mit Benzin als auch elektrisch betrieben werden.
  • Die obigen und andere Merkmale der Erfindung werden unten diskutiert.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Die obigen und andere Merkmale der vorliegenden Erfindung werden nun im Detail unter Bezugnahme auf bestimmte beispielhafte Ausführungsformen davon beschrieben, welche durch die beigefügten Zeichnungen dargestellt sind, welche nachstehend lediglich zur Veranschaulichung angegeben sind und folglich nicht beschränkend für die Erfindung sind, und wobei:
  • 1 eine Ansicht ist, welche schematisch die Konstruktion eines Ungleichmäßiger-Hubraum-Verbrennungsmotor-Steuersystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt,
  • 2 ein Diagramm ist, welches die dynamischen charakteristischen Eigenschaften eines Ungleichmäßiger-Hubraum-Verbrennungsmotors gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt,
  • 3 eine Ansicht ist, welche eine Elektromotordrehmomentsteuerung, welches eine Drehmomentausgabe aus einem Ungleichmäßiger-Hubraum-Verbrennungsmotors unterstützt, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt,
  • 4A bis 4D Ansichten sind, welche ein Steuerverfahren eines elektromotorunterstützten Ungleichmäßiger-Hubraum-Verbrennungsmotor-Steuersystems gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zeigen,
  • 5A und 5B Diagramme sind, welche jeweils einen Normale-Steuerung- und einen Kompensationssteuerung-Modus des Ungleichmäßiger-Hubraum-Verbrennungsmotor-Steuersystems in einem Frequenzbereich gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen,
  • 6 eine Ansicht ist, welche den Steuerfluss einer Nutzerschnittstellenvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt,
  • 7A und 7B Ansichten sind, welche eine Nutzerschnittstellenvorrichtung gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zeigen,
  • 8A bis 8G Ansichten sind, welche eine Anzeigeinformation für jeweilige Zustände in einer Nutzerschnittstellenvorrichtung gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zeigen, und
  • 9A und 9B Steuerungsflussdiagramme einer Nutzerschnittstellenvorrichtung gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind.
  • Es sollte klar sein, dass die angehängten Zeichnungen nicht notwendigerweise maßstabsgetreu sind und eine etwas vereinfachte Darstellungsweise von verschiedenen Eigenschaften darstellen, um die Grundprinzipien der Erfindung aufzuzeigen. Die spezifischen Konstruktionsmerkmale der vorliegenden Erfindung, einschließlich z.B. konkrete Abmessungen, Richtungen, Positionen und Formen, wie sie hierin offenbart sind, werden (zumindest) teilweise von der jeweiligen geplanten Anwendung und Nutzungsumgebung vorgegeben.
  • In den Figuren beziehen sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder gleichwertige Bauteile der vorliegenden Erfindung.
  • Detaillierte Beschreibung
  • Es wird nun im Detail Bezug auf verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung genommen, von denen Beispiele in den beigefügten Zeichnungen dargestellt und im Folgenden beschrieben werden. Obwohl die Erfindung in Verbindung mit den beispielhaften Ausführungsformen beschrieben wird, ist es klar, dass die vorliegende Beschreibung nicht dazu gedacht ist, die Erfindung auf diese beispielhaften Ausführungsformen zu beschränken. Die Erfindung ist im Gegenteil dazu gedacht, nicht nur die beispielhaften Ausführungsformen abzudecken, sondern auch diverse Alternativen, Änderungen, Abwandlungen und andere Ausführungsformen, die im Sinn und Umfang der Erfindung, wie durch die angehängten Ansprüche definiert, enthalten sein können.
  • Die vorliegende Erfindung schlägt ein neuartiges Ungleichmäßiger-Hubraum-Verbrennungsmotor-Steuersystem, welches eine Steuerung unter Verwendung eines Elektromotors in einem System, welches einen Ungleichmäßiger-Hubraum-Verbrennungsmotor, der Zylinder mit unterschiedlichen Hubräumen aufweist, aufweist, durchführt, wodurch unterschiedliche Hubräume basierend auf Fahrbedingungen / Betriebsbedingungen erzielt werden können, und ein Verfahren für dasselbe vor. Die vorliegende Erfindung weist insbesondere eine weitere Eigenschaft dahingehend auf, dass von der konventionellen ineffizienten Verwendung mechanischer Energie abhängiges System dazu eingerichtet ist, elektrische Energie zu verwenden, was effizienter ist, wodurch die Gesamtsystemeffizienz verbessert wird.
  • Außerdem hat die vorliegende Erfindung eine weitere Eigenschaft dahingehend, dass ein Ladeabsicht-Modus oder ein Entladeabsicht-Modus selektiv basierend auf einem Ladezustand (SOC) einer Batterie verwendet wird, wodurch es möglich wird, durch variables Steuern des Ladebetrags bzw. der Lademenge (z.B. einer Energiemenge, die beim Laden der Batterie zugeführt wird) oder des Entladebetrags bzw. der Entlademenge (z.B. einer Energiemenge, die beim Laden der Batterie entnommen wird) basierend auf dem momentanen Batteriezustand den Ladezustand der Batterie gleichmäßig (z.B. weitestgehend konstant) zu halten.
  • Die vorliegende Erfindung ist eingerichtet, so dass Großer-Hubraum-Zylinder und Kleiner-Hubraum-Zylinder angeordnet sind, um einen Großer-Hubraum-Modus und einen Kleiner-Hubraum-Modus basierend auf Fahrbedingungen / Betriebsbedingungen durchzuführen, wodurch eine Kraftstoffeffizienz und ein Leistungsverhalten (z.B. eine Leistungsausgabe) unter Verwendung der Erhöhung hinsichtlich der potentiellen Energie (bzw. Lageenergie) und der kinetischen Energie des Hubraums (z.B. des durch den Hubraum resultierenden Kolbenhubs) verbessert werden. Außerdem wird der Anteil eines Vibration/Lärm-Erzeugungsbereichs, welcher durch den Elektromotor gesteuert werden kann, erhöht, wodurch die Verwendung eines vorteilhafteren Betriebspunkts verbessert wird.
  • In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hat der Ungleichmäßiger-Hubraum-Verbrennungsmotor eine Vierzylinder-Struktur, welche zwei Zylinder einer Art oder Größe, die zueinander den gleichen Hubraum haben, und zwei Zylinder einer anderen Art oder Größe, die zueinander den gleichen Hubraum haben, aufweist. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt und es sollte beachtet werden, dass Abwandlungen und Modifikationen möglich sind, solange die technischen Konzepte der vorliegenden Erfindung nicht verändert werden.
  • Ein elektromotorunterstütztes Ungleichmäßiger-Hubraum-Verbrennungsmotor-Steuersystem gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und ein Verfahren für dasselbe werden nachstehend im Detail unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
  • 1 ist eine Ansicht, welche schematisch die Konstruktion eines elektromotorunterstützten Ungleichmäßiger-Hubraum-Verbrennungsmotor-Steuersystems gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • Wie in 1 gezeigt, kann das System einen Verbrennungsmotor und einen Elektromotor als Antriebsquellen, die ein zum Antreiben eines Fahrzeugs (z.B. eines Kraftfahrzeugs) erforderliches Antriebsdrehmoment bereitstellen, aufweisen.
  • Antriebswellen des Verbrennungsmotors und des Elektromotors sind miteinander verbunden mittels einer Leistungsschaltvorrichtung, wie z.B. einer Kupplung. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. Die Antriebswellen des Verbrennungsmotors und des Elektromotors können auch direkt miteinander verbunden sein. Außerdem kann das System eine Batterie (z.B. einen Akkumulator) zum Versorgen des Elektromotors mit elektrischer Energie und eine Elektromotorsteuereinrichtung zum Steuern des Betriebs des Elektromotors aufweisen.
  • In der vorliegenden Erfindung kann die Batterie als ein Elektrische-Energie-Versorgungsmittel verwendet werden. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt, solange ein Elektrische-Energie-Versorgungsmittel die elektrische Energie, welche zum Antreiben (z.B. zum motorischen Betrieb) motorischen Betrieb) des Elektromotors erforderlich ist, unter Speichern der elektrischen Energie liefern kann.
  • Außerdem, obwohl nicht gezeigt, kann das System eine Verbrennungsmotorsteuereinrichtung zum Steuern des Verbrennungsmotors aufweisen. Die Verbrennungsmotorsteuereinrichtung und die Elektromotorsteuereinrichtung können durch eine übergeordnete Steuereinrichtung gesteuert werden. Außerdem können die Verbrennungsmotorsteuereinrichtung und die Elektromotorsteuereinrichtung in eine einzige Steuereinrichtung integriert sein.
  • Ferner kann das Antriebsdrehmoment von dem Verbrennungsmotor und dem Elektromotor mittels eines Getriebes an Antriebsräder übertragen werden.
  • Wie in 1 gezeigt, kann das Steuersystem der vorliegenden Erfindung einen Ungleichmäßiger-Hubraum-Verbrennungsmotor aufweisen, welcher eine Mehrzahl von wenigstens zwei Arten oder Größen von Zylindern, welche unterschiedliche Hubräume haben, aufweist.
  • Der Ungleichmäßiger-Hubraum-Verbrennungsmotor ist gekennzeichnet durch unterschiedliche Hubräume für jeweilige Zylinder und wählt die Vorzüge und Schwächen eines großen Hubraums und eines kleinen Hubraums basierend auf einer steuerbaren Strategie oder Algorithmus aus, um die Kraftstoffeffizienz und das Leistungsverhalten zu verbessern. Gemäß der vorliegenden Erfindung, welche als ein durch den Elektromotor unterstütztes System eingerichtet sein kann, ist es außerdem möglich, die Charakteristiken bzw. Eigenschaften eines jeden Zylinders unter Verwendung des Elektromotors zu kompensieren. Es ist ferner möglich, eine Betriebseffizienz zu verbessern und eine Energieeffizienz mittels Energierückgewinnung zu verbessern. Im Gegensatz zur bezogenen Technik, bei welcher überschüssige Energie verwendet wird, um einen stabilen Leerlauf sicherzustellen, ist es insbesondere möglich, einen stabilen Leerlauf unter Verwendung der elektrischen Energie des Elektromotors sicherzustellen. Außerdem ist es möglich, eine Vibration (bzw. Vibrationen) und Lärm unter Verwendung des Elektromotors abzumildern.
  • Wie in 1 gezeigt, kann der Ungleichmäßiger-Hubraum-Verbrennungsmotor beispielsweise dazu eingerichtet sein, eine Vierzylinder-Struktur zu haben, welche zwei Zylinder einer Art, die den gleichen Hubraum haben, und zwei Zylinder einer anderen Art, die den gleichen Hubraum haben, aufweist.
  • Ein ungleichmäßiger bzw. uneinheitlicher Hubraum kann basierend auf den charakteristischen Eigenschaften des Systems gesetzt (z.B. festgelegt) sein. Die Zylinder sind in Zündungsreihenfolge (Verbrennungsreihenfolge bzw. Explosionsreihenfolge) symmetrisch angeordnet, so dass eine Vibrationskomponente, welche durch den Hubraumunterschied verursacht wird, ausgeglichen werden kann.
  • Das bedeutet, dass bei Verbrennungsreihenfolge 1-3-4-2 oder 1-2-4-3 Zylinder, welche an entsprechenden Positionen angeordnet sind, d.h. der erste und der vierte Zylinder sowie der zweite und der dritte Zylinder, den gleichen Hubraum haben können und andere Zylindergruppe(n) andere Hubräume haben kann (können).
  • Beispielsweise können der erste und der vierte Zylinder einen großen Hubraum haben, und der zweite und der dritte Zylinder können einen kleineren Hubraum als der erste und der vierte Zylinder haben. Dieser Fall ist in 1 gezeigt.
  • Gemäß dieser Zylinderanordnung ist es möglich, eine Vibrationskomponente basierend auf der Anordnung der Zylinder an entsprechenden Positionen auszugleichen bzw. zu kompensieren, wodurch eine Vibrations- und eine Lärm-Eigenschaft verbessert wird.
  • In dem Fall, in dem der Verbrennungsmotor als ein Vierzylinderverbrennungsmotor, der einen Gesamthubraum von 1,5L hat, eingerichtet ist, können gemäß einer ersten Ausführungsform als ein Beispiel der vorliegenden Erfindung der erste und der vierte Zylinder einen Hubraum von 0,4L für jeden der zwei Zylinder haben, was ein relativ großer Hubraum ist, und können der zweite und der dritte Zylinder einen kleinen Hubraum von 0,35L für jeden der zwei Zylinder haben, was ein relativ kleiner Hubraum ist.
  • Gemäß der ersten Ausführungsform kann der Vierzylinderverbrennungsmotor in der Reihenfolge 1-3-4-2 gezündet werden, und Zylinder, welche unterschiedliche Hubräume haben, können angeordnet sein, um in der Zündreihenfolge zu den entgegengesetzten Zylindern zu korrespondieren, um eine Vibrationskomponente, welche aufgrund von ungleichmäßigem Hubraum verursacht werden kann, auszugleichen bzw. zu kompensieren.
  • 2 ist ein Diagramm, welches die dynamischen charakteristischen Eigenschaften eines Ungleichmäßiger-Hubraum-Verbrennungsmotors gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • Wie in 2 gezeigt, haben der erste und der vierte Zylinder, welche Großer-Hubraum-Zylinder sind, ein höheres Drehmoment und eine höhere Kurbelwellenwinkelgeschwindigkeit, welche als ein Ergebnis von Verbrennungen bzw. Explosionen erzeugt werden, als der zweite und der dritte Zylinder. Das bedeutet, dass bezugnehmend auf die Kurbelwellenwinkelgeschwindigkeit und das Verbrennungsmotordrehmoment in dem Verbrennungsstakt bzw. Verbrennungshub (dem Arbeitstakt bzw. Arbeitshub) jedes Zylinders, die Hoher-Hubraum-Zylinder höhere Kurbelwellenwinkelgeschwindigkeiten und höhere Verbrennungsmotordrehmomente haben als die Kleiner-Hubraum-Zylinder.
  • Der Verbrennungsstakt (bzw. Verbrennungshub) jedes Zylinders bedeutet eine (Zeit-)Periode, welche festgelegt ist basierend auf demselben Kriterium, wie z.B. Kurbelwinkeln vor und nach der Verbrennung bzw. Explosion jedes Zylinders oder dem Abstand von einem oberen Totpunkt (OT) aus zum oberen Kolbenende (z.B. bei einem vorbestimmten Kurbelwinkel), welches festgelegt ist.
  • Der Hubraumunterschied unter den Zylindern verursacht einen ungleichmäßigen Betrieb des Verbrennungsmotors, was in Vibration und Lärm resultiert.
  • Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist eine Elektromotorsteuerung zum Kompensieren der Ungleichmäßiger-Verbrennungsmotorbetrieb-Eigenschaften auf.
  • 3 zeigt ein Beispiel einer solchen Elektromotorsteuerung. 3 zeigt besonders Beispiele einer Elektromotordrehmomentsteuerung, welche eine Drehmomentausgabe von einem Ungleichmäßiger-Hubraum-Verbrennungsmotors unterstützt. Außerdem zeigen 4A bis 4D jeweilige Elektromotorsteuerverfahren gemäß Elektromotorsteuerungsmodi ➀ bis ➃, welche in 3 gezeigt sind.
  • 3 zeigt Elektromotorsteuerungsmodi ➀ bis ➃. Im Elektromotorsteuerungsmodus ➀ wird der Elektromotor nicht betrieben (z.B. nicht angetrieben bzw. nicht motorisch betrieben) oder der Elektromotor wird gesteuert, ein gleichmäßiges (z.B. konstantes) Antriebsdrehmoment zu erzeugen. In Elektromotorsteuerungsmodi ➁ bis ➃ wird der Elektromotor in jeweiligen Verbrennungsstakten (bzw. Verbrennungshüben) des Ungleichmäßiger-Hubraum-Verbrennungsmotors unterschiedlich gesteuert.
  • Im Elektromotorsteuerungsmodus ➀, wie in 4A gezeigt, wird insbesondere der Elektromotor nicht betrieben (z.B. nicht angetrieben bzw. nicht motorisch betrieben) oder wird der Elektromotor gesteuert, ein gleichmäßiges (z.B. konstantes) Antriebsdrehmoment zu erzeugen. Da Pulsationskomponenten der Hoher-Hubraum-Zylinder und der Kleiner-Hubraum-Zylinder verwendet werden, bleiben einzigartige Betriebseigenschaften des Ungleichmäßiger-Hubraum-Verbrennungsmotors unverändert (die Kurbelwellenwinkelgeschwindigkeit wird nicht verändert).
  • Es ist folglich möglich, die Betriebseffizienz und die Kraftstoffeffizienz an einem Höchste-Effizienz-Punkt unter Verwendung von Zunahmen hinsichtlich der kinetischen Energie der Hoher-Hubraum-Zylinder zu verbessern und das Ansprechverhalten in einem Übergangszustand und ein Leistungsverhalten unter Verwendung der Steigerung der potentiellen Energie (bzw. Lageenergie) zu verbessern.
  • In den Elektromotorsteuerungsmodi ➁ bis ➃ wird der Elektromotor unterschiedlich bezüglich Verbrennungstakten des Ungleichmäßiger-Hubraum-Verbrennungsmotors gesteuert. Im Elektromotorsteuerungsmodus ➁ wird eine Leistungsunterstützung und eine Energierückgewinnung im entsprechenden Verhältnis (z.B. proportional) gesteuert, um eine Vibrationskomponente zu minimieren. Elektromotorsteuerungsmodus ➂ wird verwendet zum Fahren bei maximaler Leistung, und Elektromotorsteuerungsmodus ➃ wird verwendet zum Fahren bei minimaler Leistung.
  • Das bedeutet, dass in den Elektromotorsteuerungsmodi ➁ bis ➃ der Elektromotor durch die Elektromotorsteuereinrichtung selektiv gesteuert wird. Die Elektromotorsteuerung kann durchgeführt werden, um den Drehmomentunterschied aufgrund der unterschiedlichen Hubräume der Zylinder zu kompensieren. Im Verbrennungsstakt jedes Zylinders kann deshalb der Elektromotor gesteuert werden, so dass die Summe des Verbrennungsmotordrehmoments und des Elektromotordrehmoments gleichmäßig ist unter Verwendung des Antreibens (z.B. des motorischen Betriebs) oder der Energierückgewinnung (z.B. durch einen generatorischen Betrieb) des Elektromotors. Elektromotorsteuerungsmodi ➁ bis ➃ werden jeweilig in 4B bis 4D gezeigt. In jedem Drehmomentdiagramm gibt die durchgezogene Linie ein Verbrennungsmotordrehmoment an und gibt die gestrichelte Linie ein Elektromotordrehmoment an. Außerdem kann aus einem Vergleich mit 4A gesehen werden, dass es möglich ist, eine gleichmäßige Kurbelwellenwinkelgeschwindigkeit mittels einer Leistungsunterstützung oder Energierückgewinnung durch den Elektromotor zu erhalten.
  • Im Elektromotorsteuerungsmodus ➁ wird besonders ein Zielhubraum (z.B. ein fiktiver Zielhubraum) gesetzt (z.B. festgelegt) und werden ein Antriebsdrehmoment des Verbrennungsmotors und des Elektromotors basierend auf dem Zielhubraum gesetzt (z.B. festgelegt), so dass der Elektromotor eine homogene Ausgabeeigenschaft (z.B. eine homogene Ausgangsleistung) in allen Verbrennungsstakten hat. Wie in 4B gezeigt, wird der Elektromotor gesteuert, so dass ein negatives Drehmoment mittels Energierückgewinnung des Elektromotors in den Verbrennungsstakten der Hoher-Hubraum-Zylinder erzeugt wird, und der Elektromotor wird gesteuert so dass ein positives Drehmoment durch den Elektromotor erzeugt wird, um eine Leistungsunterstützung in den Verbrennungsstakten der Kleiner-Hubraum-Zylinder zu erzielen. Der Elektromotor wird gesteuert, um eine homogene Ausgabeeigenschaft (z.B. eine homogene Ausgangsleistung) in den jeweiligen Verbrennungsstakten zu haben, wodurch es möglich wird, eine Vibrationskomponente des Ungleichmäßiger-Hubraum-Verbrennungsmotors zu minimieren.
  • Der Elektromotorsteuerungsmodus ➂ wird zum Fahren bei maximaler Leistung des Ungleichmäßiger-Hubraum-Verbrennungsmotors verwendet. Der Elektromotor wird gesteuert, so dass die Kleiner-Hubraum-Zylinder durch den Elektromotor unterstützt werden, um die maximale Leistung des Ungleichmäßiger-Hubraum-Verbrennungsmotors zu erzielen. Im Elektromotorsteuerungsmodus ➂ kann der Elektromotor gesteuert werden, so dass mittels der Leistungsunterstützung durch den Elektromotor das gleiche Leistungsverhalten (z.B. die gleiche Leistungsausgabe / Kraftausgabe) der Verbrennungsstakte der Hoher-Hubraum-Zylinder in den Verbrennungsstakten der Kleiner-Hubraum-Zylinder erzielt wird. Wie in 4C gezeigt ist, wird der Elektromotor deshalb gesteuert, so dass eine Leistungsunterstützung in den Verbrennungsstakten der Hoher-Hubraum-Zylinder nicht erzielt wird und so dass mittels Leistungsunterstützung durch den Elektromotor lediglich in den Verbrennungsstakten der Kleiner-Hubraum-Zylinder ein Fahren bei maximaler Leistung der Verbrennungsstakte der Hoher-Hubraum-Zylinder (z.B. bei einer Leistung wie in den Verbrennungsstakten der Hoher-Hubraum-Zylinder) durchgeführt wird.
  • Der Elektromotorsteuerungsmodus ➃ wird zum Fahren bei minimaler Leistung des Ungleichmäßiger-Hubraum-Verbrennungsmotors verwendet. Der Elektromotor wird gesteuert, so dass die überschüssige Energie von den Hoher-Hubraum-Zylindern mittels des Elektromotors zurückgewonnen wird, um die minimale Leistung des gegebenen ungleichmäßigen Hubraums zu erzielen. Im Elektromotorsteuerungsmodus ➃ wird, wie in 4D gezeigt, der Elektromotor gesteuert, so dass eine Leistungsunterstützung durch den Elektromotor in den Verbrennungsstakten der Kleiner-Hubraum-Zylinder nicht erzielt wird und so dass ein negatives Drehmoment mittels Energierückgewinnung in den Verbrennungsstakten der Hoher-Hubraum-Zylinder erzeugt wird, umgekehrt zu Elektromotorsteuerungsmodus ➂. Im Elektromotorsteuerungsmodus ➃ wird der Elektromotor insbesondere basierend auf der minimalen Leistung der Kleiner-Hubraum-Zylinder gesteuert. Folglich wird der Elektromotor bei einer gleichmäßigen minimalen Leistung basierend auf den Kleiner-Hubraum-Zylindern betrieben.
  • Elektromotorsteuerungsmodi ➀ bis ➃ können unter Verwendung der Elektromotorsteuereinrichtung ausgewählt werden. Beispielweise kann die Elektromotorsteuereinrichtung die Elektromotorsteuerungsmodi ➁ bis ➃, welche voneinander unterschiedlich sind, speichern und kann irgendeinen aus diesen auswählen, um den Elektromotor zu steuern.
  • In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es möglich, die wesentlichen charakteristischen Betriebseigenschaften des Fahrzeugs gemäß der Verwendung des Elektromotors basierend auf dem großen Hubraum und dem kleinen Hubraum des Ungleichmäßiger-Hubraum-Verbrennungsmotors variabel einzurichten (z.B. einzustellen). Es ist insbesondere möglich, eine variable Hubraum-Steuerung innerhalb eines gesetzten (z.B. festgelegten) Hubraumbereichs mittels der Verwendung der Elektromotorsteuerungsmodi ausführlich durchzuführen.
  • 5A bis 5B sind Diagramme, welche jeweils einen Normale-Steuerung- und einen Kompensationssteuerung-Modus des Ungleichmäßiger-Hubraum-Verbrennungsmotor-Steuersystems in einem Frequenzbereich zeigen, wobei sie insbesondere eine Verbesserung hinsichtlich der Vibrationseigenschaften zeigen. Das bedeutet, dass in einem Beispiel von 5A eine C1-Komponente des Frequenzbereichs groß ist und in einem Beispiel von 5B eine C1-Komponente des Frequenzbereichs mittels der Verwendung von Steuerungsmodi ➁ bis ➃ stark verringert ist, wodurch eine Vibration und Lärm stark verringert werden.
  • Die vorliegende Erfindung stellt eine Nutzerschnittstellenvorrichtung 200 des Ungleichmäßiger-Hubraum-Verbrennungsmotor-Steuersystems bereit. Die Nutzerschnittstellenvorrichtung 200 kann aufwachen (z.B. aktiviert werden), wenn das Fahrzeug gestartet (z.B. angelassen) wird. Die Nutzerschnittstellenvorrichtung 200 erhält erforderliche Betriebsenergie von einer Niedrige-Spannung-Batterie bzw. Niedervoltbatterie (z.B. einer Batterie mit relativ niedrigem Spannungsniveau) zum Betreiben elektronischer Einrichtungen in dem Fahrzeug. Die Nutzerschnittstellenvorrichtung 200 kann eine Eingabeeinrichtung 221 zur Nutzereingabe, eine Anzeigeeinrichtung 222 zum Anzeigen einer Information (z.B. von Informationen) über Betriebszustände und dergleichen und eine Schnittstellensteuereinrichtung 210 zum Steuern der Eingabeeinrichtung 221 und der Anzeigeeinrichtung 222 aufweisen.
  • Der grundlegende Steuerfluss (bzw. Wirkfluss) der Nutzerschnittstellenvorrichtung 200 ist in 6 gezeigt. Die Nutzerschnittstellenvorrichtung 200 erhält eine Information (z.B. Informationen) über eine Auswahl eines spezifischen Steuerungsmodus mittels der Eingabeeinrichtung 221 und zeigt die ausgewählte Information mittels der Anzeigeeinrichtung 222 an, wie in 6 gezeigt. Außerdem kann die Schnittstellensteuereinrichtung 210 mit der Elektromotorsteuereinrichtung in Verbindung stehen bzw. kommunizieren. In einer Kommunikationsumgebung kann die ausgewählte Information an die Elektromotorsteuereinrichtung übertragen werden, und die Elektromotorsteuereinrichtung kann den Elektromotor basierend auf der erhaltenen Information steuern. Die Eingabeeinrichtung 221 und die Anzeigeeinrichtung 222 können in eine Eingabe-und-Ausgabe-Einrichtung 220 integriert sei, welche eine Anzeigevorrichtung, das ein berührungsempfindliches Bedienfeld (z.B. auch „Touchpanel“ genannt) aufweist, ist. Eine auswählbare Information kann folglich mittels der Anzeigeeinrichtung 222 angezeigt werden, und dann kann eine Informationsauswahl durch eine (Nutzer-)Eingabe (z.B. durch ein Eingeben) mittels des berührungsempfindlichen Bedienfelds durchgeführt werden. Die Eingabe-und-Ausgabe-Einrichtung 220 kann eine Anzeigevorrichtung sein, welche ein berührungsempfindliches Bedienfeld und ein Anzeigefeld bzw. Anzeigepanel aufweist, die in dem zentralen Armaturenbrett des Fahrzeugs bereitgestellt sind.
  • In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Schnittstellensteuereinrichtung 210 mit einer Batteriesteuereinrichtung 300 in Verbindung stehen bzw. kommunizieren, welche die Batterie zum Betreiben des Elektromotors verwaltet bzw. managt. Die Batteriesteuereinrichtung 300 überträgt eine Information (z.B. Informationen) über einen Ladezustand (SOC) der Batterie an die Schnittstellensteuereinrichtung 210. Der SOC der Batterie kann als eine Information zum Ermitteln eines Steuerungsmodus verwendet werden. Das bedeutet, dass eine Laden-Tendenz und eine Entladen-Tendenz in den Steuerungsmodi ➀ bis ➃ verschieden sein kann und folglich der SOC der Batterie unter Verwendung solcher Tendenzen verwaltet bzw. gemanagt werden kann.
  • Wenn der SOC der Batterie in einem Entladeabsicht-Steuerungsmodus (z.B. Steuerungsmodus ➂ zum Bereitstellen der maximalen Ausgabe (z.B. der maximalen Ausgangsleistung)), in welchem eine Energie der Batterie verbraucht wird, zu niedrig ist, kann beispielsweise der Steuerungsmodus gestoppt werden und in einen Ladeabsicht-Steuerungsmodus (z.B. Steuerungsmodus ➃ zum Bereitstellen der minimalen Ausgabe (z.B. der minimalen Ausgangsleistung)) gewechselt werden. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Wenn der Steuerungsmodus ➀ als ein Standardmodus gesetzt (z.B. festgelegt) ist und nicht ausgewählt ist oder eine Modusfreigabebedingung (welche eine Freigabe (z.B. ein Lösen bzw. Aufheben, beispielsweise ein Freigeben zum Überschreiben) der Auswahl des Nutzers aufweist) auftritt, kann beispielsweise ein Wechseln in den Standardmodus durchgeführt werden.
  • Die Schnittstellensteuereinrichtung 210 speichert eine Information über den Standardmodus.
  • In dem Fall, in welchem der Steuerungsmodus nicht ausgewählt wird, kommuniziert die Schnittstellensteuereinrichtung 210 deshalb mit der Elektromotorsteuereinrichtung, so dass der Elektromotor im Standardmodus gesteuert (bzw. betrieben) wird. Außerdem überträgt die Schnittstellensteuereinrichtung 210 in dem Fall, in welchem der ausgewählte Steuerungsmodus freigegeben (z.B. gelöst bzw. aufgehoben) wird, einen Befehl zum Wechseln in den Standardmodus an die Elektromotorsteuereinrichtung.
  • Wie zuvor beschrieben kann der Standardmodus der Steuerungsmodus ➀, in welchem der Elektromotor nicht angetrieben (z.B. nicht motorisch betrieben) wird, oder ein Modus zum Steuern des Elektromotors, um ein vorbestimmtes Antriebsdrehmoment zu erzeugen, sein.
  • Die Eingabeeinrichtung 221 kann bereitgestellt sein, um eine von einer Fester-Modus-Funktion (bzw. Festgelegter-Modus-Funktion) und einer Variabler-Modus-Funktion auszuwählen.
  • Die Fester-Modus-Funktion ist eine Funktion des Auswählens von einem der vorbestimmten Steuerungsmodi. Die Variabler-Modus-Funktion ist eine Funktion des Einstellens (z.B. Anpassens) eines Steuerungsmodus gemäß einer von einem Nutzer gewünschten Einstellung (z.B. Anpassung) zusätzlich zu vorbestimmten Steuerungsmodi. Bei der Fester-Modus-Funktion kann deshalb lediglich einer der vorbestimmten Steuerungsmodi ausgewählt werden.
  • Bei der Variabler-Modus-Funktion kann andererseits der Nutzer die vorbestimmten Steuerungsmodi beliebig (z.B. eigenmächtig) einstellen (z.B. anpassen). Folglich kann der Nutzer den Vorgabewert (bzw. Voreinstellungswert, z.B. einen Vorgabebetrag, z.B. einen vom Fahrer gewünschten Sollwert) des Rückgewinnungsdrehmoments oder des Antriebsdrehmoments des Elektromotors einstellen (und kann z.B. eine solche Einstellung durch die Eingabeeinrichtung ermittelt werden).
  • Die Einstellung des Vorgabewerts kann von dem Nutzer mittels der Eingabeeinrichtung 221 durchgeführt werden. Der Vorgabewert kann unter Verwendung eines berührungsempfindlichen Bedienfelds oder eines Drehrad-Bedienelements (z.B. eines Jog-Rads, auf Englisch „Jog Dial“) eingestellt werden.
  • Bei der Variabler-Modus-Funktion kann eine Ungleichmäßig-Steuerung-Option und eine Gleichmäßig-Steuerung-Option ausgewählt werden. Gleichmäßig-Steuerung bedeutet, dass ein gleichmäßiges Drehmoment (Verbrennungsmotor + Elektromotor) durch Einstellen (z.B. Anpassen) des Unterstützungswerts (z.B. des Unterstützungsbetrags) des Elektromotors trotz der Ausgabe (z.B. der Ausgangsleistung) des Ungleichmäßiger-Hubraum-Verbrennungsmotors (z.B. in Abhängigkeit von der Ausgabe (z.B. der Ausgangsleistung) des Ungleichmäßiger-Hubraum-Verbrennungsmotors) ausgegeben wird, wie in Steuerungsmodi ➁ bis ➃. Andererseits bedeutet die Ungleichmäßig-Steuerung ein Ausgeben eines ungleichmäßigen Drehmoments (Verbrennungsmotor + Elektromotor), wie in Steuerungsmodus ➀.
  • Bei der Ungleichmäßig-Steuerung-Option wird daher der Vorgabewert des Rückgewinnungsdrehmoments oder des Antriebsdrehmoments des Elektromotors eingestellt (z.B. angepasst). Das bedeutet, dass der Nutzer den Vorgabewert in den Steuerungsmodi ➁ bis ➃ einstellen (z.B. anpassen) kann, um einen Ungleichmäßig-Steuerung-Zustand einzustellen.
  • Bei der Gleichmäßig-Steuerung-Option stellt andererseits der Nutzer ein Leistungsniveau basierend auf dem Verbrennungsmotor und dem Elektromotor ein. Das bedeutet, dass der Nutzer ein gewünschtes Leistungsniveau zwischen Steuerungsmodus ➂ zum Bereitstellen der maximalen Ausgabe (z.B. der maximalen Ausgangsleistung) und Steuerungsmodus ➃ zum Bereitstellen der minimalen Ausgabe (z.B. der minimalen Ausgangsleistung) einstellen kann. In diesem Fall kommuniziert die Schnittstellensteuereinrichtung 210 mit der Elektromotorsteuereinrichtung, so dass der Elektromotor gemäß dem von dem Nutzer gewünschten Leistungsniveau gesteuert wird. Ein auf dem geforderten Leistungsniveau basierender Elektromotorsteuerungsalgorithmus kann in der Schnittstellensteuereinrichtung 210 oder in der Elektromotorsteuereinrichtung gespeichert sein.
  • 7A und 7B sind Ansichten, welche eine Nutzerschnittstellenvorrichtung 200 gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zeigen. In 7A und 7B sind Beispiele gezeigt, in welchen eine (Nutzer-)Eingabe und eine Ausgabe mittels der Eingabe-und-Ausgabe-Einrichtung 220, welche die Anzeigeeinrichtung des Fahrzeugs ist, durchgeführt werden.
  • Wie in 7A gezeigt, fungiert die Anzeigeeinrichtung als die Anzeigeeinrichtung 222 und zeigt wenigstens Ein/Eine, ausgewählt aus der Gruppe, welche aus ausgewählten Steuerungsmodi A1 und A2, dem SOC der Batterie B1, dem Leistungsniveau B2, dem Antriebsdrehmoment und dem Rückgewinnungsdrehmoment des Elektromotors B3 und einer Information B4 über eine Gleichmäßig-Steuerung oder eine Ungleichmäßig-Steuerung besteht, an. Das Bezugszeichen A3 gibt ein „Vorheriges“-Menü (z.B. einen Schalter) zum Zurückkehren an. Die ausgewählten Steuerungsmodi A1 und A2 geben eine Information über die momentanen Steuerungsmodi an. Der SOC der Batterie B1 gibt den verbleibenden SOC der Batterie an. Das Leistungsniveau B2 gibt das Leistungsniveau des Fahrzeugs, welches durch den Verbrennungsmotor und den Elektromotor ausgegeben wird, an. Das Antriebsdrehmoment und das Rückgewinnungsdrehmoment des Elektromotors B3 geben eine Information über ein Elektromotordrehmoment an. Ausgehend von der horizontalen Mittellinie gibt der rechte Teil ein positives Drehmoment (Drehmomentunterstützungsbetrag) an und gibt der linke Teil ein negatives Drehmoment (Energieregenerationsbetrag bzw. Energierückgewinnungsbetrag) an. Die Information B4 gibt eine Gleichmäßig- oder eine Ungleichmäßig-Steuerung an. In dem Fall, in dem Kolbenböden die gleiche Höhe haben, wie in 7A gezeigt, gibt es eine Gleichmäßig-Steuerung an. In dem Fall, in dem die Kolbenböden unterschiedliche Höhen haben, wie in 7B gezeigt, gibt es eine Ungleichmäßig-Steuerung an.
  • Die Eingabe-und-Ausgabe-Einrichtung 220 kann auch als die Eingabeeinrichtung 221 fungieren. In diesem Beispiel kann der Nutzer eine an der Anzeigeeinrichtung angezeigte Information drücken oder ziehen (z.B. verschieben), um einen Steuerungsmodus auszuwählen und ein gefordertes Leistungsniveau oder einen Vorgabewert einzustellen (z.B. anzupassen).
  • 7A zeigt den Zustand, in welchem die Fester-Modus-Funktion aktiviert ist, wohingegen 7B den Zustand zeigt, in welchem die Variabler-Modus-Funktion aktiviert ist. Das Beispiel von 7B ist folglich von dem Beispiel von 7A dahingehend verschieden, dass eine Information A4 über die Gleichmäßig-Steuerung oder die Ungleichmäßig-Steuerung angezeigt wird. Außerdem ist das Beispiel von 7B, welches anzeigt, dass die Ungleichmäßig-Steuerung aufgrund des Vorgabewerts durchgeführt wird (B4), unterschiedlich von dem Beispiel von 7A, welches den festgelegten Modus der Gleichmäßig-Steuerung anzeigt, d.h. Steuerungsmodus ➁.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein Steuerverfahren der Nutzerschnittstellenvorrichtung aufweisen: (a) Auswählen von einem der Steuerungsmodi des Ungleichmäßiger-Hubraum-Verbrennungsmotors und des Elektromotors mittels der Eingabeeinrichtung (b) Erlauben der Schnittstellensteuereinrichtung, mit der Elektromotorsteuereinrichtung zu kommunizieren, so dass der Elektromotor basierend auf dem ausgewählten Steuerungsmodus gesteuert wird, und (c) Steuern des Elektromotors basierend auf dem ausgewählten Steuerungsmodus mittels der Elektromotorsteuereinrichtung.
  • Vor dem Schritt (a) können eine Fester-Modus-Funktion des Auswählens eines von den vorbestimmten Steuerungsmodi und eine Variabler-Modus-Funktion des Einstellens (z.B. Anpassens) des Steuerungsmodus ausgewählt werden. Außerdem kann ferner vor dem Schritt (a) ein Schritt des Anzeigens von auswählbaren Steuerungsmodi mittels der Anzeigeeinrichtung vorgesehen sein.
  • Außerdem kann ferner nach dem Schritt (a) ein Schritt des Anzeigens wenigstens Eines/Einer, ausgewählt aus der Gruppe, welche besteht aus den ausgewählten Steuerungsmodi, dem SOC der Batterie, dem Leistungsniveau, dem Antriebsdrehmoment und dem Rückgewinnungsdrehmoment des Elektromotors und einer Information über eine Gleichmäßig-Steuerung oder eine Ungleichmäßig-Steuerung, vorgesehen sein.
  • 8 ist eine Ansicht, welche Beispiele einer Information B3 über das Antriebsdrehmoment und das Rückgewinnungsdrehmoment des Elektromotors und einer Information B4 über eine Gleichmäßig-Steuerung oder eine Ungleichmäßig-Steuerung zeigt. 9A und 9B sind Steuerungsflussdiagramme einer Nutzerschnittstellenvorrichtung gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. Insbesondere zeigt 9A den Fall, in welchem die Fester-Modus-Funktion ausgewählt wurde, wohingegen 9B den Fall zeigt, in welchem die Variabler-Modus-Funktion ausgewählt wurde.
  • In dem Fester-Modus-Funktion, wie in 9A gezeigt, bestimmt der Nutzer (z.B. durch entsprechende Nutzereingabe), ob ein Auswahl-des-Nutzers-Schalter bzw. Nutzerauswahl-Schalter eingeschaltet (bzw. auf EIN gestellt) ist (S410) (z.B. wird durch die Schnittstellensteuereinrichtung ermittelt, ob der Auswahl-des-Nutzers-Schalter eingeschaltet (z.B. auf EIN gestellt) ist). Der Auswahl-des-Nutzers-Schalter bedeutet eine Schaltereingabe, die es vermag (z.B. welche es ermöglicht), zu ermitteln, ob ein Nutzer einen Steuerungsmodus mittels der Eingabe-und-Ausgabe-Einrichtung 220, wie z.B. der Anzeigeeinrichtung, auswählt.
  • In dem Fall, in welchem der Auswahl-des-Nutzers-Schalter ausgeschaltet (z.B. auf AUS gestellt) ist, d.h. der Nutzer keinen Steuerungsmodus ausgewählt hat, wird eine Steuerung in einem vorbestimmten Standardmodus durchgeführt (S420). In dem Fall, in welchem der Auswahl-des-Nutzers-Schalter eingeschaltet (z.B. auf EIN gestellt) ist, werden auswählbare Modi angezeigt (S430) und wird ein Schritt (S440) des Auswählens eines Bestimmten von den anzeigten Modi durch den Nutzer (z.B. ein Schritt des Empfangens einer Nutzerauswahl eines angezeigten Modus und Auswählens des Modus basierend auf der Nutzerauswahl) durchgeführt. In dem Fall, in welchem in dem Steuerungsmodusauswahlvorgang die Modusauswahl für eine vorgegebene Zeit nicht eingegeben wurde, kann die Steuerung initialisiert werden und kann dann der Vorgang (bzw. die Prozedur) in den Standardmodus eintreten.
  • In dem Fall, in welchem in dem Zustand, in welchem der festgelegte Modus ausgewählt wurde, durch den obigen Vorgang in den Standardmodus eingetreten wurde (S420), wird die Steuerung in dem Steuerungsmodus ➀ durchgeführt. In diesem Fall wird das Elektromotordrehmoment nicht ausgegeben und die Nutzerschnittstellenvorrichtung (z.B. eine Anzeige der Nutzerschnittstellenvorrichtung) wird angezeigt, wie in 8A gezeigt (z.B. entspricht eine Anzeige der Nutzerschnittstellenvorrichtung der 8A).
  • In dem Fall, in welchem der Steuerungsmodus ausgewählt wurde, wird das Fahrzeug in dem ausgewählten Steuerungsmodus angetrieben (S450). Obwohl es nicht gezeigt ist, weist dieser Schritt (S450) auf: Erlauben der Schnittstellensteuereinrichtung, eine Information über den ausgewählten Steuerungsmodus an die Elektromotorsteuereinrichtung zu übertragen, und Erlauben der Elektromotorsteuereinrichtung, den Elektromotor basierend auf der erhaltenen Information zu steuern.
  • In diesem Fall wird der ausgewählte Steuerungsmodus an die Nutzerschnittstellenvorrichtung ausgegeben. 8B zeigt Steuerungsmodus ➁. Eine Gleichmäßig-Steuerung, bei welcher die (z.B. angezeigten) Kolbenköpfe eine gleichmäßige mittlere Höhe haben, wird angezeigt, so dass das Steuerungsmodell, welches in 4B gezeigt ist, angezeigt wird, und der Drehmomentunterstützungswert und der Energierückgewinnungswert des Elektromotors werden angezeigt. In dem Fall, in welchem der Steuerungsmodus ➂ und der Steuerungsmodus ➃ ausgewählt wurden, wird eine Information, welche jeweilig mit 4C und 4D korrespondiert, angezeigt, wie in 8C und 8D gezeigt.
  • Beim Betreiben des Fahrzeugs in dem ausgewählten Modus ermittelt die Schnittstellensteuereinrichtung, ob eine vorbestimmte Freigabebedingung (z.B. Lösebedingung bzw. Aufhebebedingung) erfüllt ist (S460). Auf das Ermitteln (bzw. wenn ermittelt wird), dass die vorbestimmte Freigabebedingung erfüllt ist, wird der ausgewählte Steuerungsmodus beendet, und der Modus kehrt in den Standardmodus zurück.
  • 9B zeigt den Fall, in welchem die Variabler-Modus-Funktion ausgewählt wurde. Der Fall von 9B ist hinsichtlich des grundsätzlichen Ablaufs ähnlich dem Fall von 9A. Bei der Variabler-Modus-Funktion kann jedoch ferner ein Schritt des Auswählens einer Gleichmäßig-Steuerung oder einer Ungleichmäßig-Steuerung vorgesehen sein. Außerdem kann ferner ein Schritt des Einstellens (z.B. Anpassens) des vorbestimmten Modus vorgesehen sein.
  • Wie in 9B gezeigt, legt der Nutzer (z.B. durch entsprechende Nutzereingabe) fest, ob ein Auswahl-des-Nutzers-Schalter bzw. Nutzerauswahl-Schalter eingeschaltet (bzw. auf EIN gestellt) ist (S510). Es wird beispielsweise durch die Schnittstellensteuereinrichtung ermittelt, ob der Auswahl-des-Nutzers-Schalter eingeschaltet (z.B. auf EIN gestellt) ist (S510).
  • In dem Fall, in welchem der Auswahl-des-Nutzers-Schalter ausgeschaltet (z.B. auf AUS gestellt) ist, d.h. der Nutzer keinen Steuerungsmodus ausgewählt hat, wird eine Steuerung in einem vorbestimmten Standardmodus durchgeführt (S420). In diesem Fall wird die Nutzerschnittstellenvorrichtung (z.B. eine Anzeige der Nutzerschnittstellenvorrichtung), wie in 8E gezeigt, angezeigt (bzw. entspricht eine Anzeige der Nutzerschnittstellenvorrichtung der 8E).
  • In dem Fall, in welchem der Auswahl-des-Nutzers-Schalter eingeschaltet (z.B. auf EIN gestellt) ist, wird ermittelt, ob (z.B. aufgrund einer entsprechenden Nutzereingabe) die Ungleichmäßig-Steuerung oder die Gleichmäßig-Steuerung durchgeführt wird (bzw. werden soll) (S530). Als das Ergebnis der Ermittlung wird ein Ungleichmäßig-Steuerung-Vorgang (S540) oder ein Gleichmäßig-Steuerung-Vorgang (S550) durchgeführt.
  • In dem Ungleichmäßig-Steuerung-Vorgang (S540) werden auswählbare Modi mittels der Anzeigeeinrichtung angezeigt (S541) und wird ein Schritt (S542) des Auswählens eines Bestimmten der angezeigten Modi durch den Nutzer (z.B. ein Schritt des Empfangens einer Nutzerauswahl eines angezeigten Modus und Auswählens des Modus basierend auf der Nutzerauswahl) durchgeführt.
  • Anschließend wird der durch den Nutzer gewünschte Vorgabewert des Rückgewinnungsdrehmoments oder des Antriebsdrehmoments des Elektromotors in dem ausgewählten Steuerungsmodus ausgewählt (S543) (z.B. wird ein durch den Nutzer gewünschter Vorgabewert anhand einer empfangenen Nutzerauswahl ausgewählt). Der Steuerungsmodus wird basierend auf dem ausgewählten Vorgabewert eingestellt (z.B. angepasst), und das Fahrzeug wird in dem eingestellten (z.B. angepassten) Steuerungsmodus betrieben (S544).
  • In dem Gleichmäßig-Steuerung-Vorgang (S550) werden auswählbare Modi mittels der Anzeigeeinrichtung angezeigt (S551) und wird ein Schritt (S552) des Auswählens eines Bestimmten der angezeigten Modi durch den Nutzer (z.B. ein Schritt des Empfangens einer Nutzerauswahl eines angezeigten Modus und Auswählens des Modus basierend auf der Nutzerauswahl) durchgeführt. In dem Gleichmäßig-Steuerung-Vorgang wird jedoch das durch den Nutzer gewünschte Leistungsniveau des Verbrennungsmotors und des Elektromotors gesetzt (S553) (z.B. wird ein durch den Nutzer gewünschtes Leistungsniveau des Verbrennungsmotors anhand einer empfangenen Nutzerauswahl gesetzt). Außerdem wird der Steuerungsmodus basierend auf dem ausgewählten Leistungsniveau eingestellt (z.B. angepasst) und wird das Fahrzeug in dem eingestellten (z.B. angepassten) Steuerungsmodus betrieben (S554).
  • Der Schritt S544 oder der Schritt S554 weist einen Schritt des Einstellens (z.B. Anpassens), durch die Schnittstellensteuereinrichtung, des Steuerungsmodus basierend auf dem ausgewählten Vorgabewert oder dem ausgewählten Leistungsniveaus auf. Außerdem weist der Schritt S544 oder der Schritt S554 ferner einen Schritt des Steuerns des Elektromotors mittels Kommunikation mit der Elektromotorsteuereinrichtung unter Verwendung einer Information über den eingestellten (z.B. angepassten) Steuerungsmodus auf.
  • Bei der Gleichmäßig-Steuerung wird die Nutzerschnittstellenvorrichtung (z.B. eine Anzeige der Nutzerschnittstellenvorrichtung) angezeigt, wie in 8F gezeigt (z.B. entspricht eine Anzeige der Nutzerschnittstellenvorrichtung der 8F). Bei der Ungleichmäßig-Steuerung wird die Nutzerschnittstellenvorrichtung (z.B. eine Anzeige der Nutzerschnittstellenvorrichtung) angezeigt, wie in 8G gezeigt (z.B. entspricht eine Anzeige der Nutzerschnittstellenvorrichtung der 8G). Da das Ausgabeniveau (z.B. das Ausgangsleistungsniveau) basierend auf dem Vorgabewert eingestellt (z.B. angepasst) wird, wird die Anzeige basierend auf dem ausgewählten Vorgabewert verändert. Der Vorgabewert wird in B3 angezeigt und eine Information über die Gleichmäßig-Steuerung oder die Ungleichmäßig-Steuerung und das eingestellte (z.B. angepasste) Ausgabeniveau werden in B4 angezeigt.
  • In derselben Weise, wie in dem obigen Fall, ermittelt die Schnittstellensteuereinrichtung beim Betreiben des Fahrzeugs in dem eingestellten (z.B. angepassten) Steuerungsmodus, ob eine vorbestimmte Freigabebedingung (z.B. Lösebedingung bzw. Aufhebebedingung) erfüllt ist (S560). Auf das Ermitteln (bzw. wenn ermittelt wird), dass die vorbestimmte Freigabebedingung erfüllt ist, wird der ausgewählte Steuerungsmodus beendet (z.B. aufgehoben), und der Modus kehrt in den Standardmodus zurück.
  • Wie aus der obigen Beschreibung ersichtlich ist, kann eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung als ein Unterschiedlicher-Hubraum-Verbrennungsmotor bzw. Variabler-Hubraum-Verbrennungsmotor und ein Steuerungssystem in einem Fahrzeug, welches einen Verbrennungsmotor und einen Elektromotor als eine Leistungsquelle aufweist, wie bei einem Hybridfahrzeug, verwendet werden.
  • Außerdem können bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung Modi basierend auf Fahrbedingungen selektiv realisiert (z.B. ausgeführt) werden. Folglich ist es möglich, eine Steuerung in Betriebsbereichen, wie z.B. dem Bieten eines Leistungsverhaltens (z.B. der Optimierung einer Ausgangsleistung) oder der Optimierung einer Kraftstoffeffizienz, divers durchzuführen.
  • Außerdem ist es bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung möglich, eine Freiheit hinsichtlich der Steuerung des Hybridfahrzeugs zu erhöhen, wodurch ein neues Modell (bzw. ein neues Paradigma) oder Verfahren zur Steuerung des Betriebs eines Hybridfahrzeugs vorgeschlagen wird.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es insbesondere möglich, ein Antriebssystem einzurichten, so dass eine Variabler-Hubraum-Steuerung mittels der Verwendung des Elektromotors innerhalb eines festgelegten variablen Bereichs ausführlich bzw. sorgfältig durchgeführt wird.
  • Außerdem ist es möglich, ein Vibrations- und ein Lärmproblem, welche durch den Ungleichmäßiger-Hubraum-Verbrennungsmotor verursacht werden, zu lösen, wodurch eine Fahrleistung / Betriebsleistung verbessert wird.
  • Außerdem ist es gemäß der vorliegenden Erfindung möglich, es einem Nutzer zu ermöglichen, einen detaillierten Steuerungsmodus des Ungleichmäßiger-Hubraum-Verbrennungsmotors auszuwählen und effektiv den Fahrzustand des Fahrzeugs in dem ausgewählten Modus zu erkennen, wodurch die Zufriedenheit mit der Fahrzeugfahrt (bzw. Fahrzeugreise) verbessert wird.
  • Außerdem ist es möglich, eine Information über den detaillierten Steuerungsmodus effektiv anzuzeigen, was zu einer effizienteren Fahrzeugfahrt (bzw. Fahrzeugreise) basierend auf der angezeigten Information führt.
  • Die Offenbarung/Erfindung wurde im Detail unter Bezugnahme auf bevorzugte Ausführungsformen davon beschrieben. Jedoch ist es durch die Fachmänner zu verstehen, dass Veränderungen in diesen Ausführungsformen vorgenommen werden können, ohne dabei von den Prinzipien und dem Wesen der Erfindung abzuweichen, deren Umfang in den beigefügten Ansprüchen und deren Äquivalenten definiert ist.
  • 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
    • JP 2007-162672 [0005, 0006]

Claims (20)

  1. Nutzerschnittstellenvorrichtung (200) zum Steuern eines Fahrzeugs, welches einen Ungleichmäßiger-Hubraum-Verbrennungsmotor (110), der wenigstens zwei Arten von Zylindern, die unterschiedliche Hubräume aufweisen, aufweist, einen Elektromotor (120), welcher mit einer Antriebswelle des Verbrennungsmotors (110) verbunden ist, und eine Elektromotorsteuereinrichtung (150) zum Steuern des Elektromotors (120) aufweist, die Nutzerschnittstellenvorrichtung (200) aufweisend: eine Eingabeeinrichtung (221) zum Auswählen eines Steuerungsmodus des Ungleichmäßiger-Hubraum-Verbrennungsmotors (110) und des Elektromotors (120), eine Schnittstellensteuereinrichtung (210), welche mit der Elektromotorsteuereinrichtung (150) kommuniziert, so dass der Elektromotor (120) in dem ausgewählten Steuerungsmodus gesteuert wird, und eine Anzeigeeinrichtung (222) zum Anzeigen einer Information über den ausgewählten Steuerungsmodus, wobei die Nutzerschnittstellenvorrichtung (200) einen Steuerungsmodus zum Steuern des Elektromotors (120), um eine Drehmomentdifferenz aufgrund unterschiedlicher Hubräume der Zylinder zu kompensieren, so dass die Summe des Verbrennungsmotordrehmoments und des Elektromotordrehmoments im Verbrennungstakt jedes Zylinders gleichmäßig ist, aufweist.
  2. Nutzerschnittstellenvorrichtung (200) gemäß Anspruch 1, wobei die Eingabeeinrichtung (221) eine Fester-Modus-Funktion des Auswählens von Einem unter vorbestimmten Steuerungsmodi und eine Variabler-Modus-Funktion des Einstellens der Steuerungsmodi auswählt.
  3. Nutzerschnittstellenvorrichtung (200) gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Schnittstellensteuereinrichtung (210) eine Information über einen Standardmodus speichert und, in dem Fall, in welchem kein Steuerungsmodus ausgewählt ist oder der ausgewählte Steuerungsmodus freigegeben ist, einen Befehl zum Wechseln in den Standardmodus an die Elektromotorsteuereinrichtung (150) überträgt.
  4. Nutzerschnittstellenvorrichtung (200) gemäß Anspruch 3, wobei der Standardmodus ein Modus ist, um den Elektromotor (120) nicht anzutreiben oder um den Elektromotor (120) zu steuern, so dass er ein vorbestimmtes Antriebsdrehmoment erzeugt.
  5. Nutzerschnittstellenvorrichtung (200) gemäß Anspruch 3 oder 4, wobei die Schnittstellensteuereinrichtung (210) eine Information über einen Ladezustand (SOC) einer Batterie (140) von einer Batteriesteuereinrichtung (300) erhält und, in dem Fall, in welchem die erhaltene Information über den SOC der Batterie innerhalb eines vorbestimmten Bereichs ist oder ein Befehl zum Freigeben der Auswahl des Steuerungsmodus von der Eingabeeinrichtung (221) erhalten wird, eine Steuerung des Wechselns in den Standardmodus durchführt.
  6. Nutzerschnittstellenvorrichtung (200) gemäß irgendeinem der Ansprüche 2 bis 5, wobei eine Ungleichmäßig-Steuerung-Option und eine Gleichmäßig-Steuerung-Option in der Variabler-Modus-Funktion ausgewählt werden.
  7. Nutzerschnittstellenvorrichtung (200) gemäß Anspruch 6, wobei in der Ungleichmäßig-Steuerung-Option ein Vorgabewert des Rückgewinnungsdrehmoments oder des Antriebsdrehmoments des Elektromotors (120) gesetzt wird.
  8. Nutzerschnittstellenvorrichtung (200) gemäß Anspruch 6 oder 7, wobei in der Gleichmäßig-Steuerung-Option ein Leistungsniveau des Verbrennungsmotors (110) und des Elektromotors (120) gesetzt wird.
  9. Nutzerschnittstellenvorrichtung (200) gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Anzeigeeinrichtung (222) wenigstens Ein/Eine/Eines, ausgewählt aus der Gruppe, welche aus ausgewählten Steuerungsmodi, dem SOC der Batterie (140), dem Leistungsniveau, dem Antriebsdrehmoment und dem Rückgewinnungsdrehmoment des Elektromotors (120) und einer Information über eine Gleichmäßig-Steuerung oder eine Ungleichmäßig-Steuerung besteht, anzeigt.
  10. Nutzerschnittstellenvorrichtung (200) gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der Steuerungsmodus aufweist: einen ersten Modus zum Steuern des Elektromotors (120), so dass eine Energierückgewinnung in Verbrennungstakten von Hoher-Hubraum-Zylindern erzielt wird, und Steuern des Elektromotors (120), so dass eine Leistungsunterstützung durch das Elektromotordrehmoment in Verbrennungstakten von Kleiner-Hubraum-Zylindern erzielt wird, einen zweiten Modus zum Steuern des Elektromotors (120), so dass der Elektromotor (120) in den Verbrennungstakten der Hoher-Hubraum-Zylinder nicht angetrieben wird, und Steuern des Elektromotors (120), so dass eine Leistungsunterstützung durch das Elektromotordrehmoment in den Verbrennungstakten der Kleiner-Hubraum-Zylinder erzielt wird, und einen dritten Modus zum Steuern des Elektromotors (120), so dass eine Energierückgewinnung in den Verbrennungstakten der Hoher-Hubraum-Zylinder erzielt wird, und Steuern des Elektromotors (120), so dass der Elektromotor (120) in den Verbrennungstakten der Kleiner-Hubraum-Zylinder nicht angetrieben wird.
  11. Steuerverfahren einer Nutzerschnittstellenvorrichtung (200) zum Steuern eines Fahrzeugs, welches einen Ungleichmäßiger-Hubraum-Verbrennungsmotor (110), der wenigstens zwei Arten von Zylindern, die unterschiedliche Hubräume aufweisen, aufweist, einen Elektromotor (120), welcher mit einer Antriebswelle des Verbrennungsmotors (110) verbunden ist, und eine Elektromotorsteuereinrichtung (150) zum Steuern des Elektromotors (120) aufweist, das Steuerverfahren aufweisend: (a) Auswählen eines Steuerungsmodus des Ungleichmäßiger-Hubraum-Verbrennungsmotors (110) und des Elektromotors (120) mittels einer Eingabeeinrichtung (221) (S440), (b) Erlauben einer Schnittstellensteuereinrichtung (210), mit der Elektromotorsteuereinrichtung (150) zu kommunizieren, so dass der Elektromotor (120) in dem ausgewählten Steuerungsmodus gesteuert wird (S450, S544, S554), und (c) Steuern des Elektromotors (120) in dem ausgewählten Steuerungsmodus mittels der Elektromotorsteuereinrichtung (150) (S450, S544, S554), wobei der Steuerungsmodus einen Steuerungsmodus zum Steuern des Elektromotors (120), um eine Drehmomentdifferenz aufgrund unterschiedlicher Hubräume der Zylinder zu kompensieren, so dass die Summe des Verbrennungsmotordrehmoments und des Elektromotordrehmoments im Verbrennungstakt jedes Zylinders gleichmäßig ist, aufweist.
  12. Steuerverfahren nach Anspruch 11, ferner vor dem Schritt (a) aufweisend: Auswählen einer Fester-Modus-Funktion des Auswählens von Einem unter vorbestimmten Steuerungsmodi und einer Variabler-Modus-Funktion des Einstellens der Steuerungsmodi.
  13. Steuerverfahren nach Anspruch 11 oder 12, wobei die Schnittstellensteuereinrichtung (210) eine Information über einen Standardmodus speichert und, in dem Fall, in welchem kein Steuerungsmodus ausgewählt ist oder der ausgewählte Steuerungsmodus freigegeben ist, einen Befehl zum Wechseln in den Standardmodus an die Elektromotorsteuereinrichtung (210) überträgt (S420).
  14. Steuerverfahren nach Anspruch 13, wobei der Standardmodus ein Modus ist, um den Elektromotor (120) nicht anzutreiben oder um den Elektromotor (120) zu steuern, so dass er ein vorbestimmtes Antriebsdrehmoment erzeugt.
  15. Steuerverfahren nach Anspruch 13 oder 14, wobei die Schnittstellensteuereinrichtung (210) eine Information über einen Ladezustand (SOC) einer Batterie (150) von einer Batteriesteuereinrichtung (300) erhält und, in dem Fall, in welchem die erhaltene Information über den SOC der Batterie (150) innerhalb eines vorbestimmten Bereichs ist oder ein Befehl zum Freigeben der Auswahl des Steuerungsmodus von der Eingabeeinrichtung (221) erhalten wird, eine Steuerung des Wechselns in den Standardmodus durchführt.
  16. Steuerverfahren nach irgendeinem der Ansprüche 12 bis 15, wobei eine Ungleichmäßig-Steuerung-Option (S540) und eine Gleichmäßig-Steuerung-Option (S550) in der Variabler-Modus-Funktion ausgewählt werden.
  17. Steuerverfahren nach Anspruch 16, wobei in der Ungleichmäßig-Steuerung-Option ein Vorgabewert eines Rückgewinnungsdrehmoments oder eines Antriebsdrehmoments des Elektromotors (120) gesetzt wird (S543).
  18. Steuerverfahren nach Anspruch 16 oder 17, wobei in der Gleichmäßig-Steuerung-Option ein Leistungsniveau des Verbrennungsmotors (110) und des Elektromotors (120) gesetzt wird (S553).
  19. Steuerverfahren nach irgendeinem der Ansprüche 11 bis 18, ferner aufweisend: Anzeigen auswählbarer Steuerungsmodi mittels einer Anzeigeeinrichtung (222) vor dem Schritt (a) (S430, S541, S551), und Anzeigen von wenigstens Einem/Einer, ausgewählt aus der Gruppe, welche aus ausgewählten Steuerungsmodi, dem SOC der Batterie, dem Leistungsniveau, dem Antriebsdrehmoment und dem Rückgewinnungsdrehmoment des Elektromotors und einer Information über eine Gleichmäßig-Steuerung oder eine Ungleichmäßig-Steuerung besteht, mittels der Anzeigeeinrichtung (222) vor dem Schritt (a).
  20. Steuerverfahren nach irgendeinem der Ansprüche 11 bis 19, wobei der Steuerungsmodus aufweist: einen ersten Modus zum Steuern des Elektromotors (120), so dass eine Energierückgewinnung in Verbrennungstakten von Hoher-Hubraum-Zylindern erzielt wird, und Steuern des Elektromotors (120), so dass eine Leistungsunterstützung durch das Elektromotordrehmoment in Verbrennungstakten von Kleiner-Hubraum-Zylindern erzielt wird, einen zweiten Modus zum Steuern des Elektromotors (120), so dass der Elektromotor (120) in den Verbrennungstakten der Hoher-Hubraum-Zylinder nicht angetrieben wird, und Steuern des Elektromotors (120), so dass eine Leistungsunterstützung durch das Elektromotordrehmoment in den Verbrennungstakten der Kleiner-Hubraum-Zylinder erzielt wird, und einen dritten Modus zum Steuern des Elektromotors (120), so dass eine Energierückgewinnung in den Verbrennungstakten der Hoher-Hubraum-Zylinder erzielt wird, und Steuern des Elektromotors (120), so dass der Elektromotor (120) in den Verbrennungstakten der Kleiner-Hubraum-Zylinder nicht angetrieben wird.
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