DE102016200113B4

DE102016200113B4 - Fahrzeugsteuersystem

Info

Publication number: DE102016200113B4
Application number: DE102016200113.2A
Authority: DE
Inventors: Tatsuya Kikuchi
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2015-01-13
Filing date: 2016-01-07
Publication date: 2022-10-13
Anticipated expiration: 2036-01-08
Also published as: JP2016130054A; DE102016200113A1; JP6350291B2

Abstract

Fahrzeugsteuersystem mit:einer elektronischen Steuervorrichtung (10), die in einem Fahrzeug (100) eingebaut ist, das einen Segelmodus aufweist, in dem ein Betrieb einer Maschine (20) gestoppt ist und die Maschine (20) von einem Antriebsrad (40) des Fahrzeugs (100) getrennt ist; undeinen Motorgenerator (30), der eine Funktion zum Erzeugen einer elektrischen Leistung aufweist, wenn der Motorgenerator (30) von der Maschine (20) angetrieben wird, und eine Funktion zum Starten oder Wiederanlassen des Betriebs der Maschine (20),wobei die elektronische Steuervorrichtung (10) einen Bestimmungsabschnitt (12) aufweist, um zu bestimmen, ob es nötig ist, den Betrieb der Maschine (20) im Segelmodus wieder zu starten, wenn ein Fahrzeugführer einen Verzögerungswunsch äußert, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Steuervorrichtung (10) weiterhin Folgendes umfasst:einen ersten Abschätzungsabschnitt (13) zum Abschätzen einer Verbrauchsenergie (E-), die zum Wiederanlassen des Betriebs der Maschine (20) und zum Verbinden der Maschine (20) mit dem Antriebsrad (40) nötig ist; undeinen zweiten Abschätzungsabschnitt (14) zum Abschätzen einer Regenerativenergie (E+), die vom Motorgenerator (30) regeneriert wird, wenn die Maschine (20) mit dem Antriebsrad (40) verbunden ist,wobei der Bestimmungsabschnitt (12) bestimmt, dass es nötig ist, den Betrieb der Maschine (20) wieder zu starten, wenn die Regenerativenergie (E+) größer als die Verbrauchsenergie (E-) wird, so dass die elektronische Steuervorrichtung (10) den Betrieb der Maschine (20) erneut startet und die Maschine (20) mit dem Antriebsrad (40) verbindet, um Energie durch den Motorgenerator (30) zu regenerieren.

Description

Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf ein Fahrzeugsteuersystem, insbesondere eine elektronische Steuervorrichtung zum Steuern eines integrierten Startergenerators (nachstehend ISG), der in ein Fahrzeug eingebaut ist.
Ein Fahrzeugsteuersystem ist im Stand der Technik bekannt, wie beispielsweise in der JP 2011 - 219 087 A bzw. deren Familienmitglied DE 10 2010 003 673 A1 (nachstehend erster Stand der Technik) offenbart, nach dem ein Fahrzeug in einem Leerlauf- bzw. Segelmodus fährt, um ein Kraftstoffverbrauchsverhältnis zu verbessern, wobei ein Betrieb bzw. Lauf einer Maschine mit interner Verbrennung (nachstehend „die Maschine“) gestoppt ist, während das Fahrzeug fährt, und eine Getriebevorrichtung von der Maschine durch eine Kupplungsvorrichtung abgekoppelt ist.
Auch ein anderes Fahrzeugsteuersystem ist im Stand der Technik bekannt, nach dem ein Bremsvorgang durchgeführt wird, um eine Fahrzeugverzögerungsanforderung durch einen Fahrzeugführer effizienter zu behandeln. Beispielsweise bestimmt ein Fahrzeugsteuersystem in einem Stand der Technik nach der JP 2005 - 102 365 A abhängig vom Vorhandensein oder Nichtvorhandensein eines Kraftstoffabschaltvorgangs während einer Fahrzeugverzögerung, ob eine Regenerativsteuerung durch einen Motorgenerator nötig ist oder nicht. Nach einem weiteren Stand der Technik gemäß der JP 2001 - 309 505 A wird ein Fahrzeugsteuersystem für ein Hybridfahrzeug offenbart, das eine Abgasbremsfunktion und eine Regenerativenergieerzeugungsfunktion aufweist. In einem derartigen Fahrzeugsteuersystem werden die beiden Funktionen in ausgeglichener Weise verwendet, um effizient Regenerativenergie zu erhalten.
Die (nachveröffentlichte) US 2017 0 217 438 A1 offenbart ein Fahrzeugsteuersystem zum Lösen und Einrücken einer Kupplung zwischen Maschine und Antriebsrad, wobei die Kupplung gelöst wird, wenn weder Brems noch gas betätigt sind, so dass das Fahrzeug segelt.
Die US 2015/ 0 259 008 A1 beschreibt ein Fahrzeugsteuersystem mit Spurhalteassistenz, um über die Servolenkung die Spur zu halten. Falls die Spurhalteassistenz nicht ausführbar ist, wird die Maschine des Fahrzeugs gestoppt, um das Fahrzeug automatisch anzuhalten.
Die DE 11 2014 002 892 T5 lehrt eine Fahrzeugsteuereinrichtung, die eine Batterie lädt, während voraussichtlich eine Wiederbeschleunigung bevorsteht, um dadurch die Kraftstoffeffizienz zu erhöhen.
Die DE 11 2010 005 526 T5 zeigt eine Energieerzeugungssteuervorrichtung mit zwei Zuständen, wobei einmal bei normaler Beschleunigung der herkömmliche Fahrzeugmotor genutzt wird, um zu beschleunigen, und zum anderen beim Abbremsen und Segeln der Motor abgeschaltet wird.
Die US 2007/ 0 056 185 A1 erörtert eine Energiemanagementvorrichtung für einen Aufbau mit Energieerzeuger und Energieverbraucher. Eine Aufnahme ermittelt die Energieeffizienz, und der Verbraucher wird von einem Änderungsteil gesteuert, um die Energieeffizienz zu optimieren.
In dem Fahrzeug mit der Funktion des Segelmodus wie im ersten Stand der Technik offenbart ist die Energieeffizienz nicht immer ausreichend hoch, wenn ein Bremsprogramm als Antwort auf einen Fahrzeugverzögerungswunsch während der Fahrzeugfahrt im Segelmodus ausgeführt wird.
Die DE 10 2014 203 294 A1 offenbart ein Fahrzeugsteuersystem nach dem Oberbegriff des Anspruchs.
Genauer gesagt wird der Betrieb der Maschine nach dem Fahrzeugsteuersystem gemäß dem ersten Stand der Technik unmittelbar erneut gestartet, wann immer der Fahrzeugverzögerungswunsch während der Fahrzeugfahrt im Segelmodus durchgeführt wird. In manchen der Fälle wird ein Ausgleich bzw. eine Bilanz zwischen Energie, die zum Wiederanlassen der Maschine nötig ist, und Regenerativenergie durch die Fahrzeugverzögerung zu einer negativen Bilanz. Dann kann das Fahren des Fahrzeugs im Segelmodus das Kraftstoffverbrauchsverhältnis verschlechtern.
Die vorliegende Offenbarung wird in Anbetracht des vorstehenden Problems dargelegt. Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, ein Fahrzeugsteuersystem zu schaffen, nach dem ein Fahrzeug in einer sehr energieeffizienten Weise gesteuert wird, wenn ein Fahrzeugverzögerungswunsch während einer Fahrzeugfahrt in einem Segelmodus vorliegt.
Nach einem der Merkmale der vorliegenden Offenbarung umfasst ein Fahrzeugsteuersystem die im Anspruch genannten Merkmale.
Nach dem vorliegenden Merkmal wird die Maschine nicht stets automatisch erneut gestartet, wenn der Verzögerungswunsch vom Fahrzeugführer während einer Fahrzeugfahrt im Leerlaufmodus geäußert wird. Der Bestimmungsabschnitt bestimmt jedes Mal, wenn der Verzögerungswunsch während der Fahrzeugfahrt im Segelmodus geäußert wird, ob das Wiederanlassen des Maschinenlaufs nötig ist oder nicht. Als ein Ergebnis ist es möglich, die Maschine kostensparender zu betreiben.
Der Bestimmungsabschnitt (12) bestimmt, dass es nötig ist, den Betrieb der Maschine (20) erneut zu starten, wenn die Regenerativenergie (E⁺) größer als die Verbrauchsenergie (E^-) wird, so dass die elektronische Steuervorrichtung (10) den Betrieb der Maschine (20) erneut startet und die Maschine (20) mit dem Antriebsrad (40) verbindet, um Energie durch den Motorgenerator (30) zu regenerieren.
Wie vorstehend erläutert wird der Maschinenbetrieb erneut gestartet, wenn eine Energiebilanz zwischen der Energie zum erneuten Starten des Maschinenbetriebs und der Regenerativenergie positiv wird. Es ist möglich, eine Verringerung eines Kraftstoffverbrauchsverhältnisses zu verhindern.
Die vorstehenden und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden aus der nachstehenden genauen Beschreibung deutlicher, die mit Bezug auf die beigefügten Figuren dargelegt wird. In den Figuren zeigen:

1 ein Blockschaubild, das einen Aufbau eines Fahrzeugsteuersystems zeigt, dass eine elektronische Steuervorrichtung nach einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung umfasst;
2 ein Blockschaubild, das einen Aufbau der elektronischen Steuervorrichtung zeigt;
3 einen Ablaufplan, der einen Ablauf zeigt, der von der elektronischen Steuervorrichtung ausgeführt wird;
4 einen Ablaufplan, der einen Ablauf zum Abschätzen von Verbrauchsenergie zeigt;
5 einen Ablaufplan, der einen Ablauf zum Abschätzen von Regenerativenergie zeigt;
6 ein Zeitschaubild, das eine Energiebilanz zeigt, wenn ein Regenerativbremsvorgang ausgeführt wird; und
7 ein Zeitschaubild, dass eine Energiebilanz zeigt, wenn ein mechanischer Bremsvorgang ausgeführt wird.

Die vorliegende Offenbarung wird nachstehend anhand mehrerer Ausführungsformen und/ oder Modifizierungen mit Bezug auf die Figuren erläutert. Die gleichen Bezugszeichen werden denselben oder ähnlichen Aufbauten und oder Abschnitten in den gesamten Ausführungsformen und/ oder Modifizierungen gegeben, um eine wiederholte Erläuterung zu vermeiden.
(Erste Ausführungsform)
Ein Fahrzeugsteuersystem, das eine elektronische Steuervorrichtung 10 nach einer vorliegenden Offenbarung sowie andere verwandte Vorrichtungen umfasst, wird mit Bezug auf 1 und 2 erläutert.
Wie in 1 gezeigt ist die elektronische Steuervorrichtung 10 in einem Fahrzeug 100 eingebaut und elektrisch mit einer Maschine 20 mit interner Verbrennung (nachstehend die Maschine 20), einem Motorgenerator 30, einer Getriebevorrichtung 50, einem Kupplungsmechanismus 60, einem Bremspedal 70 und dergleichen so verbunden, dass die elektronische Steuervorrichtung 10 der vorliegenden Ausführungsform elektronisch mit diesen Komponenten kommunizieren kann. Die elektronische Steuervorrichtung 10 (nachstehend die Steuervorrichtung 10) steuert jeweilige Einsätze der Maschine 20, des Motorgenerators 30, der Getriebevorrichtung 50 und des Kupplungsmechanismus 60 abhängig von einer Fahrbedingung des Fahrzeuges 100.
Die Maschine 20 ist eine Antriebskraftquelle zum Antreiben eines Antriebsrads 40 des Fahrzeugs 100. Die Maschine 20 ist mechanisch mit dem Antriebsrad 40 über die Getriebevorrichtung 50 verbunden. Die Getriebevorrichtung 50 ist mit der Maschine 20 über den Kupplungsmechanismus 60 verbunden. Der Kupplungsmechanismus 60 ist ein Mechanismus zum Übertragen oder Unterbrechen eines Drehmoments der Maschine 20 an das Antriebsrad 40. Wenn ein Maschinenmoment an das Antriebsrad 40 übertragen wird, verbindet der Kupplungsmechanismus 60 die Maschine 20 mit dem Antriebsrad 40, und das Maschinenmoment, wird abhängig von einem Übersetzungsverhältnis der Getriebevorrichtung 50 an das Antriebsrad 40 übertragen.
Der Motorgenerator 30 wird über einen Riemen 21 mit der Maschine 20 verbunden. Wenn die Maschine 20 betrieben wird, wird das Maschinenmoment an den Motorgenerator 30 übertragen. Der Motorgenerator 30 arbeitet als elektrischer Stromerzeuger zum Erzeugen von elektrischem Strom durch seine Drehung, die von der Maschine 20 übertragen wird. Zusätzlich arbeitet der Motorgenerator 30 als ein Anlassermotor zum Starten eines Einsatzes der Maschine 20 durch Übertragen seiner Drehung an die Maschine 20. Der vorstehend erläuterte Motorgenerator 30 wird allgemein als integrierter Startgenerator (ISG) bezeichnet.
Das Bremspedal 70 ist im Fahrzeug 100 vorgesehen, um einen Verzögerungswunsch für das Fahrzeug 100 an die Steuervorrichtung 10 mitzuteilen. Das Bremspedal 70 ist eine der Komponenten des Fahrzeugsteuersystems, in das ein Fahrzeugführer den Verzögerungswunsch eingibt. Das Fahrzeug 100 der vorliegenden Ausführungsform kann zwei unterschiedliche Bremsvorgänge ausführen, die als Antwort auf den Verzögerungswunsch des Fahrzeugführers ausgeführt werden. Einer ist ein mechanischer Bremsvorgang und der andere ist ein Regenerativbremsvorgang.
Der mechanische Bremsvorgang wird durch eine (nicht gezeigte) mechanische Bremsvorrichtung, beispielsweise eine Scheibenbremsvorrichtung, ausgeführt, die aus einem Bremsrotor, der das Antriebsrad 40 bildet bzw. mit diesem dreht, und aus einem Bremssattel gebildet wird. Eine Reibkraft wird für den mechanischen Bremsvorgang verwendet. Eine kinetische Energie des Fahrzeugs 100 wird durch in der Scheibenbremsvorrichtung erzeugte Reibung in thermische Energie umgewandelt, und diese thermische Energie wird vom Fahrzeug 100 nach außen abgegeben. Die mechanische Bremsvorrichtung ist nicht auf die Scheibenbremsvorrichtung beschränkt. Eine Trommelbremsvorrichtung kann als die mechanische Bremsvorrichtung verwendet werden.
Der Regenerativbremsvorgang wird durch eine elektrische Bremsvorrichtung, beispielsweise durch den Motorgenerator 30, ausgeführt, wobei die Drehung des Antriebsrads 40 über die Maschine 20 und den Riemen 21 so an den Motorgenerator 30 übertragen wird, dass der elektrische Strom erzeugt wird. Im Regenerativbremsvorgang wird die kinetische Energie des Fahrzeugs 100 in elektrische Energie umgewandelt, die in eine (nicht gezeigte) Batterie geladen wird.
Die Steuervorrichtung 10 besteht aus einem Hauptsteuerabschnitt 11, einem Bestimmungsabschnitt 12, einem ersten Abschätzungsabschnitt 13 zum Abschätzen von Verbrauchsenergie, einem zweiten Abschätzungsabschnitt 14 zum Abschätzen von Regenerativenergie und dergleichen.
Der Hauptsteuerabschnitt ist elektrisch mit der Maschine 20, dem Motorgenerator 30, der Getriebevorrichtung 50, dem Kupplungsmechanismus 60, dem Bremspedal 70 und verschiedenen Arten von Sensoren 80 verbunden, die in jeweiligen Abschnitten des Fahrzeugs 100 eingebaut sind, um einen Betriebszustand des Fahrzeuges 100 zu erfassen, um elektrisch mit diesen zu kommunizieren. Der Hauptsteuerabschnitt 11 steuert auf der Grundlage eines Betriebszustandes des Fahrzeugs 100, der über diese Sensoren 80 erhalten wird, eine Kraftstoffeinspritzung an die Maschine 20, eine gegenseitige Übertragung der Drehbewegung zwischen der Maschine 20 und dem Motorgenerator 30, einen Wechsel des Übersetzungsverhältnisses der Getriebevorrichtung 50, eine Übertragung oder Abkopplung der Antriebskraft an das Antriebsrad 40 durch den Kupplungsmechanismus 60 und dergleichen.
Der Bestimmungsabschnitt 12 ist elektrisch mit dem Hauptsteuerabschnitt 11 verbunden und bestimmt abhängig vom Verzögerungswunsch des Fahrzeugführers und dem Betriebszustand des Fahrzeugs 100, ob es nötig ist, den Betrieb der Maschine 20 zu starten oder nicht, deren Betrieb vorübergehend während der Fahrzeugfahrt im Segelmodus gestoppt wurde.
Der erste Abschätzungsabschnitt 13 schätzt die Verbrauchsenergie, die zum erneuten Anlassen des Maschinenbetriebs und zum Verbinden der Maschine 20 mit dem Antriebsrad 40 nötig ist.
Der zweite Abschätzungsabschnitt 14 schätzt die Regenerativenergie ab, die man erhält, indem das Antriebsrad 40 mit der Maschine 20 verbunden wird, und die vom Motorgenerator 30 regeneriert wird.
Ein Betrieb der Steuervorrichtung 10, insbesondere der Einsatz des Bestimmungsabschnitts 12, des ersten Abschätzungsabschnitts 13 und des zweiten Abschätzungsabschnitts 14 werden mit Bezug auf die 3 bis 5 erläutert.
Wie in 3 gezeigt wird als Erstes ein Schritt S1 ausgeführt. Im Schritt S1 bestimmt der Hauptsteuerabschnitt 11 einen Fahrtmodus des Fahrzeugs 100. Der Hauptsteuerabschnitt 11 bestimmt, dass das Fahrzeug 100 im Segelmodus fährt, wenn das Fahrzeug 100 mit einer bestimmten Geschwindigkeit fährt, der Maschinenbetrieb gestoppt ist und die Maschine 20 durch den Kupplungsmechanismus 60 von der Getriebevorrichtung 50 und dem Antriebsrad 40 abgekuppelt ist. In einem Fall von JA im Schritt S1 geht der Vorgang zu einem Schritt S2 weiter. In einem Fall von NEIN im Schritt S1 geht der Vorgang andererseits zu Ende.
In Schritt S2 bestimmt der Hauptsteuerabschnitt 11, ob es den Verzögerungswunsch des Fahrzeugführers gibt. Der Verzögerungswunsch wird in dem Hauptsteuerabschnitt 11 eingelesen, wenn der Fahrzeugführer auf das Bremspedal 70 tritt. Wenn der Verzögerungswunsch vorliegt, wird die Bestimmung im Schritt S2 JA und der Vorgang geht zu einem Schritt S3 weiter. Wenn es keinen Verzögerungswunsch gibt, geht der Vorgang zurück zum Schritt S1. Wie vorstehend erläutert überwacht der Hauptsteuerabschnitt 11 kontinuierlich, ob das Fahrzeug 100 im Segelmodus fährt, bis der Fahrzeugführer den Verzögerungswunsch äußert.
Im Schritt S3 schätzt der erste Abschätzungsabschnitt 13 die Verbrauchsenergie (E^-) passend zu einem Ablauf der 4 ab.
Wie in 4 gezeigt wird zuerst ein Schritt S31 vom ersten Abschätzungsabschnitt 13 durchgeführt. Der Hauptsteuerabschnitt 11 erhält eine Drehzahl Ne der Maschine 20 (nachstehend die Maschinendrehzahl Ne), die von einem Drehwinkelsensor (einen der Sensoren 80) erfasst wird, der in der Maschine 20 vorgesehen ist. Der erste Abschätzungsabschnitt 13 erhält die Maschinendrehzahl Ne vom Hauptsteuerabschnitt 11. Die Maschinendrehzahl Ne ist unter der Bedingung größer als 0, dass die Maschine 20 unmittelbar nach dem Stoppen des Maschinenbetriebs durch Trägheit gedreht wird. Die Maschinendrehzahl Ne ist 0, wenn ein ausreichend langer Zeitabschnitt verstrichen ist, nachdem der Maschinenbetrieb gestoppt wurde.
Dann führt der erste Abschätzungsabschnitt 13 einen Schritt S32 aus. Der erste Abschätzungsabschnitt 13 berechnet eine Solldrehzahl Nt der Maschine 20 auf der Grundlage einer Drehzahl des Antriebsrads 40, damit der Kupplungsmechanismus 60 die Maschine 20 sanft mit dem Antriebsrad 40 koppeln kann. Genauer gesagt berechnet der erste Abschätzungsabschnitt 13 die Solldrehzahl Nt auf der Grundlage der Drehzahl des Antriebsrads 40 und des Übersetzungsverhältnisses der Getriebevorrichtung 50.
Eine Reihenfolge von Schritt S31 und Schritt S32 kann getauscht werden.
Dann führt der erste Abschätzungsabschnitt 13 einen Schritt S33 aus. Der erste Abschätzungsabschnitt 13 berechnet die Verbrauchsenergie (E^-) auf der Grundlage der nachstehenden Formel: $E^{-} = k_{1} (Nt - Ne)$
In der vorstehend erläuterten Formel ist „k1“ eine Konstante für die einzelne Maschine 20 und gibt eine Energiemenge an, die nötig ist, um die Maschinendrehzahl zu erhöhen. Wenn die Maschine 20 zusammengebaut wird, werden verschiedene Arten von Maschinenparametern und dergleichen gemessen, um die Konstante „k1“ für jedes der Fahrzeuge festzulegen
Wie vorstehend erläutert schätzt der erste Abschätzungsabschnitt 13 die Verbrauchsenergie (E^-) durch die Schritte S31 bis S33 ab. Dann geht der Ablauf zurück zum Ablaufplan der 3, nämlich zu einem Schritt S4.
Im Schritt S4 schätzt der zweite Abschätzungsabschnitt 14 die Regenerativenergie (E⁺) passend zu einem Ablaufplan der 5 ab.
Wie in 4 gezeigt wird ein Schritt S41 zuerst vom zweiten Abschätzungsabschnitt 14 ausgeführt. Der Hauptsteuerabschnitt 11 erhält eine Pedalhubgröße, die von einem Bremshubsensor erfasst wird, der am Bremspedal 70 vorgesehen ist. Der zweite Abschätzungsabschnitt 14 erhält die Bremspedalhubgröße vom Hauptsteuerabschnitt 11. Der zweite Abschätzungsabschnitt 14 berechnet eine verlangte Verzögerung „a₁“, die eine Beschleunigung für eine Geschwindigkeitsverringerung entsprechend der Pedalhubgröße ist. Die verlangte Verzögerung „a₁“, die vom zweiten Abschätzungsabschnitt 14 berechnet wird, wird größer, wenn eine Geschwindigkeit des Tretens auf das Bremspedal 70 schneller ist und die Hubgröße des Bremspedals 70 größer ist.
Dann führt der zweite Abschätzungsabschnitt 14 einen Schritt S42 aus. Der zweite Abschätzungsabschnitt 14 berechnet eine Maschinenbremsverzögerung „a₂“, die durch einen Maschinenbremsvorgang erhalten wird, wenn die Maschine 20 durch den Kupplungsmechanismus 60 mit dem Antriebsrad 40 verbunden ist. Die Maschinenbremsverzögerung bzw. Schleppverzögerung „a₂“ hängt von der Drehzahl der Maschine 20 ab. Daher erhält der zweite Abschätzungsabschnitt 14 vorab die Solldrehzahl Nt für den Fall, dass die Maschine 20 mit dem Antriebsrad 40 verbunden ist. Der zweite Abschätzungsabschnitt 14 berechnet die Maschinenbremsverzögerung „a₂“ auf der Grundlage der Solldrehzahl Nt.
In der vorliegenden Ausführungsform kann die Solldrehzahl Nt im Schritt S42 verwendet werden, weil die Solldrehzahl Nt im Schritt S32 berechnet wird (4).
Dann führt der zweite Abschätzungsabschnitt 14 einen Schritt S43 aus. Der zweite Abschätzungsabschnitt 14 erhält eine Fahrzeuggeschwindigkeit „v“ des Fahrzeugs 100. Der Hauptsteuerabschnitt 11 gibt Information über die Fahrzeuggeschwindigkeit „v“, die von einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor (einem der Sensoren 80) erfasst wird, an den zweiten Abschätzungsabschnitt 14 aus. Wie vorstehend erläutert erhält der zweite Abschätzungsabschnitt 14 die Fahrzeuggeschwindigkeit „v“ im Schritt S43.
Dann führt der zweite Abschätzungsabschnitt 14 einen Schritt S44 aus. Der zweite Abschätzungsabschnitt 14 berechnet eine Verzögerung „α“, die sich auf die Energieregeneration bezieht. Genauer gesagt berechnet der zweite Abschätzungsabschnitt 14 die Verzögerung „α“ entsprechend der nachstehenden Gleichung: $α= a_{1} - a_{2}$
Dann führt der zweite Abschätzungsabschnitt 14 einen Schritt S45 aus. Der zweite Abschätzungsabschnitt 14 berechnet eine Verzögerungszeit „τ“, die sich auf die Energieregenerierung bezieht. Genauer gesagt berechnet der zweite Abschätzungsabschnitt 14 die Verzögerungszeit „τ“ passend zu der nachstehenden Gleichung: $τ= {v/a}_{1}$
Dann führt der zweite Abschätzungsabschnitt 14 einen Schritt S46 aus. Der zweite Abschätzungsabschnitt 14 berechnet ein Regenerativmoment „F“ auf der Grundlage der folgenden Formel: $F = k_{2} \cdot α$
In der vorstehend erläuterten Formel ist „k₂“ eine Konstante, die von verschiedenen Arten von Systemen bestimmt wird, die das Fahrzeug 100 bilden, wie dem Übersetzungsverhältnis, einem Fahrzeuggewicht, einem Radius des Antriebsrads 40 und dergleichen. Die Konstante „k₂“ wird abhängig von den Betriebsbedingungen des Fahrzeugs 100 eindeutig festgelegt, wenn der Verzögerungswunsch im Schritt S2 geäußert wird (3).
Dann führt der zweite Abschätzungsabschnitt 14 einen Schritt S47 aus. Der zweite Abschätzungsabschnitt 14 berechnet die Regenerativenergie (E⁺) auf der Grundlage der nachstehenden Formel: $E^{+} = F \cdot τ$
In einem Fall, in dem die im Schritt S46 berechnete Regenerativkraft „F“ größer als ein Maximalmoment in den Spezifikationen des in dem Fahrzeug 100 eingebauten Motorgenerators 30 ist, wird die Regenerativkraft „F“ auf das Maximalmoment in den Spezifikationen beschränkt.
Eine Reihenfolge der vorstehend erläuterten Schritte S41 bis S47 ist nicht auf die in 5 gezeigte Reihenfolge beschränkt, so lange jede der physikalischen Größen im jeweiligen vorhergehenden Schritt erhalten (oder berechnet) wird.
Wie vorstehend erläutert schätzt der zweite Abschätzungsabschnitt 14 die Regenerativenergie (E⁺) durch die Schritte S41 bis S47 ab. Dann geht der Ablauf zum Ablaufplan der 3, nämlich zu einem Schritt S5 zurück.
Im Schritt S5 bestimmt der Bestimmungsabschnitt 12, ob es nötig ist oder nicht, den Betrieb der Maschine 20 erneut zu starten, deren Betrieb während der Fahrt des Fahrzeugs im Segelmodus vorübergehend gestoppt wurde. Genauer gesagt vergleicht der Bestimmungsabschnitt 12 die im Schritt S3 abgeschätzte Verbrauchsenergie (E^-) mit der im Schritt S4 abgeschätzten Regenerativenergie (E⁺). Wenn die Regenerativenergie (E⁺) größer als die Verbrauchsenergie (E^-) ist, wird die Bestimmung im Schritt S5 zu JA, und der Ablauf geht zu einem Schritt S6, um den Betrieb der Maschine 20 erneut zu starten.
Im Schritt S6 startet der Hauptsteuerabschnitt 11 wieder den Betrieb der Maschine 20.
Der Hauptsteuerabschnitt 11 gibt ein Befehlssignal an die Maschine 20 so aus, dass die Maschinendrehzahl die Solldrehzahl Nt erreicht. Dann gibt der Hauptsteuerabschnitt 11 ein Befehlssignal an den Kupplungsmechanismus 60 so aus, dass die Maschine 20 mit dem Antriebsrad 40 verbunden ist. Weil die Maschinendrehzahl auf den Wert erhöht wird, bei dem die Maschine 20 sanft mit dem Antriebsrad 40 verbunden ist, wird die Verbindung zwischen der Maschine 20 und dem Antriebsrad 40 durch den Kupplungsmechanismus 60 sanft durchgeführt. Als ein Ergebnis wird die Drehbewegung des Antriebrads 40 über die Maschine 20 und den Gurt 21 an den Motorgenerator 30 übertragen.
Dann wird ein Schritt S7 ausgeführt, um den Bremsvorgang durch die Energieregenerierung zu starten. Der Hauptsteuerabschnitt 11 stoppt einen aktiven Antrieb der Maschine 20. Daher dreht die Drehbewegung des Antriebsrads 40 den Motorgenerator 30 über die Maschine 20 und den Gurt 21. Die kinetische Energie des Fahrzeugs 100 wird in die thermische Energie durch den Maschinenbremsvorgang und die Regenerativenergie durch den Motorgenerator 30 aufgeteilt.
Wenn die Regenerativenergie („E⁺) gleich groß wie oder kleiner als die Verbrauchsenergie (E^-) ist, wird das Urteil im Schritt S5 NEIN, und der Ablauf geht zu einem Schritt S8. Der Betrieb der Maschine 20 wird im Schritt S8 nicht erneut gestartet, und das Fahrzeug wird durch die mechanische Bremsvorrichtung (beispielsweise die Scheibenbremsvorrichtung in der vorliegenden Ausführungsform) verzögert. Das Fahrzeug wird nämlich durch die Reibung verzögert, die in der Scheibenbremsvorrichtung erzeugt wird. Die kinetische Energie des Fahrzeugs 100 wird daher durch die Scheibenbremsvorrichtung in die thermische Energie umgewandelt.
Vorteile des Fahrzeugsteuersystems der vorliegenden Ausführungsform mit der Steuervorrichtung 10 werden erläutert.
Die Steuervorrichtung 10 der vorliegenden Ausführungsform wählt einen am besten geeigneten Betriebsmodus zum Verzögern des Fahrzeugs aus, wenn der Verzögerungswunsch vom Fahrzeugführer während der Fahrt des Fahrzeugs im Segelmodus geäußert wird. In anderen Worten wählt die Steuervorrichtung 10 entweder einen Fahrzeugverzögerungsmodus durch einen mechanischen Bremsvorgang oder einen Fahrzeugverzögerungsmodus durch den Regenerativbremsvorgang aus. Die Steuervorrichtung 10 wählt den Fahrzeugverzögerungsmodus auf der Grundlage der Energiebilanz zwischen der Regenerativenergie, die durch den Regenerativbremsvorgang erhalten wird, und der Verbrauchsenergie aus, die für den Regenerativbremsvorgang nötig ist. Als ein Ergebnis ist es möglich, eine Situation zu vermeiden, in welcher der Betrieb der Maschine 20 immer wieder gestartet wird, obwohl ein derartiger Wiederanlassbetrieb der Maschine nicht nötig oder im Hinblick auf den Kraftstoffverbrauch nachteilig ist.
Genauer gesagt wird der Betrieb der Maschine 20 nur wieder gestartet, wenn die Energiebilanz positiv ist, wenn nämlich die Regenerativenergie größer als die Verbrauchsenergie ist. Daher ist es möglich, einen Energieverlust auszugleichen, der zum erneuten Starten des Maschinenbetriebs durch die Regenerativenergie nötig ist.
6 ist ein Zeitschaubild, das die Energiebilanz zeigt, wenn der Regenerativbremsvorgang ausgeführt wird, während 7 ein Zeitschaubild ist, das die Energiebilanz zeigt, wenn der mechanische Bremsvorgang ausgeführt wird.
Wenn der Verzögerungswunsch zu einem Zeitpunkt t1 geäußert wird, berechnet der erste Abschätzungsabschnitt 13 die Verbrauchsenergie (E^-) entsprechend dem Ablauf der 4, wodurch eine Erhöhung der Maschinendrehzahl in Betracht gezogen wird. Andererseits berechnet sich der zweite Abschätzungsabschnitt 14 zum Zeitpunkt t1 die Regenerativenergie (E⁺) auf der Grundlage der Information, die die Fahrzeuggeschwindigkeit umfasst, entsprechend dem Ablauf der 5. Die Energiebilanz wird nach dem Zeitpunkt t1 abhängig von der Erhöhung der Maschinendrehzahl verschlechtert, aber dann durch die Regenerativenergie danach verbessert.
Wie in 7 gezeigt, wählt die Steuervorrichtung 10 den Fahrzeugverzögerungsmodus durch den mechanischen Bremsvorgang, wenn abgeschätzt wird, dass das Fahrzeug 100 gestoppt wird, bevor die Energiebilanz positiv wird. Andererseits wählt die Steuervorrichtung 10 wie in 6 gezeigt den Fahrzeugverzögerungsmodus durch den Regenerativbremsvorgang, wenn sie abschätzt, dass die Energiebilanz positiv wird.
6 und 7 sind schematische Zeitschaubilder, die Beispiele des von der Steuervorrichtung 10 ausgeführten Ablaufs zeigen.
Andere Ausführungsformen und/oder Modifizierungen
Die vorliegende Offenbarung wird anhand der vorstehend erläuterten Ausführungsform erläutert. Die vorliegende Offenbarung ist jedoch nicht auf die vorstehend erläuterte Ausführungsform beschränkt, sondern kann auf verschiedene Weisen modifiziert werden, ohne von einem Gebiet der vorliegenden Offenbarung abzuweichen.
In der vorstehend erläuterten Ausführungsform wird der Schritt S4 zum Abschätzen der Regenerativenergie (E⁺) wie in 3 gezeigt nach dem Schritt S3 zum Abschätzen der Verbrauchsenergie (E^-) ausgeführt. Der Schritt S3 kann jedoch nach dem Schritt S4 ausgeführt werden. In einem solchen Fall wird ein Schritt zum Berechnen der Solldrehzahl Nt der Maschine 20, der zum Abschätzen der Regenerativenergie (E⁺) nötig ist, so modifiziert, dass der Schritt für die Solldrehzahl Nt vor dem Schritt S4 zum Abschätzen der Regenerativenergie (E⁺) ausgeführt wird.
Zusammenfassend leistet die Erfindung Folgendes:
Ein erster Abschätzungsabschnitt 13 schätzt eine Verbrauchsenergie E^- ab, die nötig ist, um einen Betrieb einer Maschine während eines Segelmodus eines Fahrzeugs 100 wieder zu starten, und nötig ist, um eine Maschine 20 mit einem Antriebsrad 40 des Fahrzeugs 100 zu verbinden. Ein zweiter Abschätzungsabschnitt 14 schätzt eine Regenerativenergie E⁺ ab, die von einem Motorgenerator 30 regeneriert wird, wenn die Maschine 20 mit dem Antriebsrad 40 verbunden ist. Ein Bestimmungsabschnitt 12 bestimmt, dass es nötig ist, den Maschinenbetrieb wieder zu starten, wenn eine Verzögerungsanforderung durch einen Fahrzeugführer im Segelmodus geäußert wird und wenn die abgeschätzte Regenerativenergie E⁺ größer als die abgeschätzte Verbrauchsenergie E^- wird.

Claims

Fahrzeugsteuersystem mit: einer elektronischen Steuervorrichtung (10), die in einem Fahrzeug (100) eingebaut ist, das einen Segelmodus aufweist, in dem ein Betrieb einer Maschine (20) gestoppt ist und die Maschine (20) von einem Antriebsrad (40) des Fahrzeugs (100) getrennt ist; und einen Motorgenerator (30), der eine Funktion zum Erzeugen einer elektrischen Leistung aufweist, wenn der Motorgenerator (30) von der Maschine (20) angetrieben wird, und eine Funktion zum Starten oder Wiederanlassen des Betriebs der Maschine (20), wobei die elektronische Steuervorrichtung (10) einen Bestimmungsabschnitt (12) aufweist, um zu bestimmen, ob es nötig ist, den Betrieb der Maschine (20) im Segelmodus wieder zu starten, wenn ein Fahrzeugführer einen Verzögerungswunsch äußert, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Steuervorrichtung (10) weiterhin Folgendes umfasst: einen ersten Abschätzungsabschnitt (13) zum Abschätzen einer Verbrauchsenergie (E^-), die zum Wiederanlassen des Betriebs der Maschine (20) und zum Verbinden der Maschine (20) mit dem Antriebsrad (40) nötig ist; und einen zweiten Abschätzungsabschnitt (14) zum Abschätzen einer Regenerativenergie (E⁺), die vom Motorgenerator (30) regeneriert wird, wenn die Maschine (20) mit dem Antriebsrad (40) verbunden ist, wobei der Bestimmungsabschnitt (12) bestimmt, dass es nötig ist, den Betrieb der Maschine (20) wieder zu starten, wenn die Regenerativenergie (E⁺) größer als die Verbrauchsenergie (E^-) wird, so dass die elektronische Steuervorrichtung (10) den Betrieb der Maschine (20) erneut startet und die Maschine (20) mit dem Antriebsrad (40) verbindet, um Energie durch den Motorgenerator (30) zu regenerieren.