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[Technisches Gebiet]
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Steuervorrichtung für ein Hybridfahrzeug.
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[Stand der Technik]
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Serielle Hybridfahrzeuge sind bekannt. Ein Beispiel eines solchen Fahrzeugs wird im Dokument
JP 2012-66624 A beschrieben, welches als ”Patentliteratur 1” bezeichnet werden soll. Eine Steuervorrichtung, welche in dem Hybridfahrzeug verwendet wird, das im Dokument
JP 2012-66624 A beschrieben ist, bestimmt eine Menge zu erzeugender elektrischer Leistung, welche von einem Fahrer angefordert wird, d. h. eine Anforderung von zu erzeugender Leistung durch den Fahrer, in Reaktion auf eine Fahrpedal-Position eines Fahrpedals.
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Die bekannte Steuervorrichtung bestimmt eine Menge an elektrischer Leistung, welche durch einen Generator erzeugt werden soll, sowie Motor-Betriebszustände, welche erforderlich sind, um mit dem Generator die ermittelte Menge an elektrischer Leistung zu erzeugen, indem die Steuervorrichtung eine Korrekturmenge von zu erzeugender elektrischer Leistung zur oben erwähnten, vom Fahrer angeforderten Menge zu erzeugender elektrischer Leistung addiert. Die Menge an angeforderter zu erzeugender elektrischer Leistung wird in Reaktion auf die Position des Fahrpedals bestimmt. Die Korrekturmenge von zu erzeugender elektrischer Leistung wird in Reaktion auf einen Ladezustand einer Batterie bestimmt. Diese Konfiguration zielt darauf ab, den Ladezustand der Batterie innerhalb eines vorbestimmten Bereiches zu halten, und zwar durch Verwendung der Korrekturmenge als einen Offset, welcher auf die Menge an angeforderter zu erzeugender elektrischer Leistung angewandt wird.
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In der bekannten Steuervorrichtung wird die Korrekturmenge so gesetzt, dass die Diskrepanz zwischen den Motor-Betriebszuständen und den vom Fahrer erwarteten Motor-Betriebszuständen, wenn er das Fahrpedal bedient, am kleinsten wird, um das Problem, dass der Fahrer ein unnatürliches Gefühl erhält, zu minimieren.
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[Stand der Technik]
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[Patentliteratur]
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- Patentliteratur 1: JP 2012-66624 A
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[Kurzdarstellung]
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[Technische Aufgabe]
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In seriellen Hybridfahrzeugen ist der Leistungsverbrauch höher, wenn der Traktionsmotor sich auf hohen Geschwindigkeiten dreht, verglichen mit dem Leistungsverbrauch, wenn der Traktionsmotor sich auf niedrigen Geschwindigkeiten dreht. Daher verbraucht der Traktionsmotor mehr Leistung während einer Phase hoher Fahrzeuggeschwindigkeit, verglichen mit dem Verbrauch des Traktionsmotors während einer Phase geringer Fahrzeuggeschwindigkeit.
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Wird bei der konventionellen Steuervorrichtung für ein Hybridfahrzeug während einer Phase hoher Fahrzeuggeschwindigkeit das Fahrpedal hin zu einer Fahrpedal-Position von 100% niedergedrückt, so erhöht sich die Menge an elektrischer Leistung, welche der Generator erzeugt, und es erhöht sich die Menge an elektrischer Leistung, welche der Traktionsmotor verbraucht. Die Menge an elektrischer Leistung, welche der Traktionsmotor verbraucht, ist größer als die Menge an elektrischer Leistung, welche der Generator erzeugt. Dies verursacht einen Abfall im Ladezustand der Batterie.
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Wenn nun zyklische Beschleunigungen und Verzögerungen bei hohen Reisegeschwindigkeiten betrachtet werden, ist die Menge an elektrischer Leistung, welche der Traktionsmotor verbraucht, und die Menge an elektrischer Leistung, welche der Generator erzeugt, so niedrig gesetzt, dass das Problem vermieden wird, dass der Fahrer ein unnatürliches Gefühl erhält, wenn das Fahrpedal hin zu einer Fahrpedal-Position von 0% bewegt wird. Daher ist es schwer, in der Batterie den ursprünglichen Ladezustand zurückzugewinnen, dass der Ladezustand in dem Maße erhöht wird, wie dieser während der vorhergehenden Beschleunigung abgefallen ist.
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Daher kann sich während zyklischer Beschleunigung und Abbremsung bei hohen Reise- oder Fahrzeuggeschwindigkeiten, um sich an vorausfahrende Fahrzeuge nacheinander anzunähern und diese zu überholen, der Ladezustand der Batterie sukzessiv verringern.
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Die konventionelle Steuervorrichtung für ein Hybridfahrzeug hat eine Steuerstrategie, welche einen weiteren Abfall im Ladezustand unter einen vorbestimmten unteren Grenzwert vermeidet, und zwar durch Aktivierung des Generators durch den Verbrennungsmotor, wenn der Ladezustand der Batterie auf den vorbestimmten unteren Grenzwert fällt. Diese Steuerstrategie kann die Zufuhr elektrischer Leistung zum Traktionsmotor zugunsten der Aufladung der Batterie begrenzen.
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Es gibt Spielraum für eine Verbesserung der konventionellen Steuervorrichtung für ein Hybridfahrzeug so, dass während der zyklischen Beschleunigung und Abbremsung bei hohen Reisegeschwindigkeiten ein Abfall im Ladezustand der Batterie gesteuert wird.
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Entsprechend einer Ausführungsform ist es eine Aufgabe, eine Steuervorrichtung für ein Hybridfahrzeug bereitzustellen, welche ausgebildet ist, einen Abfall im Ladezustand der Batterie während zyklischer Beschleunigung und Abbremsung bei hohen Reisegeschwindigkeiten zu steuern.
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[Lösung der Aufgabe]
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Es wird eine Steuervorrichtung für ein Hybridfahrzeug bereitgestellt. Das Hybridfahrzeug umfasst: einen Generator, welcher von einem Verbrennungsmotor zur Erzeugung von Leistung angetrieben wird; eine Batterie, welche mit der Leistung, welche durch den Generator erzeugt wird, wiederaufladbar ist, wobei ein Ladezustand der Batterie detektierbar ist; und einen Traktionsmotor, welcher, um das Fahrzeug anzutreiben, betrieben wird mit der Leistung, mit welcher die Batterie wiederaufladbar ist, oder mit der Leistung, welche durch den Generator erzeugt wird. Die Steuervorrichtung umfasst: einen Fahrpedal-Positionssensor, welcher ausgebildet ist, eine Eingabe eines Fahrers auf einem Fahrpedal als eine Farbpedal-Position zu detektieren; einen Fahrzeug-Geschwindigkeitssensor, welcher ausgebildet ist, eine Fahrzeuggeschwindigkeit zu detektieren; und eine Steuereinheit, welche ausgebildet ist, eine Menge an Leistungserzeugung zu bestimmen, welche durch den Generator erzeugt werden soll, basierend auf der detektieren Fahrpedal-Position und der detektierten Fahrzeuggeschwindigkeit. Die Steuereinheit bestimmt die Menge an Leistungserzeugung durch Verändern der Menge an Leistungserzeugung in Reaktion auf einen Wechsel zwischen einem Fall, in welchem die detektierte Fahrzeuggeschwindigkeit gleich oder größer ist als eine vorbestimmte Fahrzeuggeschwindigkeit, und einem Fall, in welchem die detektierte Fahrzeuggeschwindigkeit geringer ist als die vorbestimmte Fahrzeuggeschwindigkeit, so dass die Menge an Leistungserzeugung, wenn die detektierte Fahrzeuggeschwindigkeit gleich oder größer ist als die vorbestimmte Fahrzeuggeschwindigkeit, größer ist als die Menge an Leistungserzeugung, wenn die detektierte Fahrzeuggeschwindigkeit geringer ist als die vorbestimmte Fahrzeuggeschwindigkeit.
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[Vorteilhafter Effekt der Erfindung]
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Damit kann die vorliegende Ausführungsform einen Abfall im Ladezustand der Batterie während zyklischer Beschleunigung und Abbremsung bei hohen Reisegeschwindigkeiten steuern.
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[Kurze Beschreibung der Figuren]
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Die 1 ist ein Konfigurationsdiagramm eines Hybridfahrzeugs, welches eine Steuervorrichtung für ein Hybridfahrzeug entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst.
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Die 2 ist ein Konfigurationsdiagramm der Steuervorrichtung.
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Die 3 ist eine grafische Darstellung der von der Steuervorrichtung verwendeten Beziehung zwischen der geringsten Menge an Leistungserzeugung und der Fahrzeuggeschwindigkeit während des Leerlaufs.
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Die 4 ist eine grafische Darstellung der von der Steuervorrichtung verwendeten Zuordnung zur Bestimmung der durch den Fahrer angeforderten Leistung, um eine Korrelation zwischen der vom Fahrer angeforderten Leistung und der Fahrpedal-Position zu bestimmen.
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Die 5 ist ein Flussdiagramm.
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Die 6 ist eine grafische Darstellung von Änderungen in der Anforderung des Fahrers, welche indikativ für die Menge an Leistungserzeugung durch den Generator ist, wobei die Darstellung unterschiedliche Fahrpedal-Positionen für eine zyklische Beschleunigung und Abbremsung wiedergibt.
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Die 7 ist eine grafische Darstellung von Änderungen des Ladezustands in dem Hybridfahrzeug, welches die Steuervorrichtung entsprechend der vorliegenden Erfindung aufweist, während zyklischer Beschleunigung und Abbremsung bei hohen Geschwindigkeiten.
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Die 8 ist eine grafische Darstellung von Änderungen des Ladezustands in einem Hybridfahrzeug, welches eine Steuervorrichtung entsprechend dem Stand der Technik aufweist, während zyklischer Beschleunigung und Abbremsung bei hohen Geschwindigkeiten.
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[Beschreibung von Ausführungsform(en)]
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Entsprechend einer Ausführungsform wird eine Steuervorrichtung für ein Hybridfahrzeug bereitgestellt. Das Hybridfahrzeug weist einen Generator auf, welcher von einem Verbrennungsmotor zur Erzeugung von Leistung angetrieben wird, eine Batterie, welche wiederaufladbar ist mit der Leistung, welche durch den Generator erzeugt wird, wobei der Ladezustand der Batterie detektierbar ist; und einen Traktionsmotor, welcher, um das Hybridfahrzeug anzutreiben, betrieben wird mit der Leistung, mit welcher die Batterie wiederaufladbar ist, oder mit der Leistung, welche durch den Generator erzeugt wird. Die Steuervorrichtung umfasst einen Fahrpedal-Positionssensor, welcher ausgebildet ist, eine Eingabe eines Fahrers auf einem Fahrpedal als eine Fahrpedal-Position zu detektieren; einen Fahrzeug-Geschwindigkeitssensor, welcher ausgebildet ist, eine Fahrzeuggeschwindigkeit zu detektieren; und eine Steuereinheit, welche ausgebildet ist, eine Menge an Leistungserzeugung zu bestimmen, welche durch den Generator erzeugt werden soll, basierend auf der detektieren Fahrpedal-Position und der detektierten Fahrzeuggeschwindigkeit. Die Steuereinheit bestimmt die Menge an Leistungserzeugung durch Verändern der Leistungserzeugung in Reaktion auf einen Wechsel zwischen einem Fall, in welchem die detektierte Fahrzeuggeschwindigkeit gleich oder größer ist als eine vorbestimmte Fahrzeuggeschwindigkeit, und einem Fall, in welchem die detektierte Fahrzeuggeschwindigkeit geringer ist als die vorbestimmte Fahrzeuggeschwindigkeit, so dass die Menge an Leistungserzeugung, wenn die detektierte Fahrzeuggeschwindigkeit gleich oder größer ist als die vorbestimmte Fahrzeuggeschwindigkeit, größer ist als die Menge an Leistungserzeugung, wenn die detektierte Fahrzeuggeschwindigkeit geringer ist als die vorbestimmte Fahrzeuggeschwindigkeit. Diese Konfiguration behält einen Abfall im Ladezustand der Batterie unter Kontrolle während der Wiederholung eines Zyklus der Beschleunigung und der Abbremsung bei hohen Geschwindigkeiten.
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Bezugnehmend auf die beiliegenden Zeichnungen wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung genau beschrieben. Wie in der 1 dargestellt ist, umfasst ein elektrisches Hybridfahrzeug, welches aus Gründen der Einfachheit als ”Fahrzeug” 1 bezeichnet wird, einen Verbrennungsmotor 13, einen Generator 14, eine Batterie 15 und einen Traktionsmotor 16, welcher vorgesehen ist, um das Fahrzeug anzutreiben.
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Der Verbrennungsmotor 13 ist beispielsweise als Viertaktmotor ausgebildet, in welchem der Kolben vier separate Hübe (d. h. Ansaugen, Verdichten, Verbrennen und Ausstoßen) während der Drehung der Kurbelwelle durchführt. Der Verbrennungsmotor 13 weist eine Ausgangswelle auf, welche nicht dargestellt ist, und welche mit dem Generator 14 verbunden ist.
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Der Generator 14 erzeugt Leistung, d. h. Elektrizität, wenn dieser durch den Verbrennungsmotor 13 angetrieben wird.
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Die Batterie 15 ist eine Sekundärbatterie, d. h. eine wiederaufladbare Batterie. Der Generator 14 ist mit der Batterie 15 über zumindest eines der Hochspannungskabel 17 verbunden. Die Batterie 15 ist durch Leistung, welche durch den Generator 14 erzeugt wird, wiederaufladbar.
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Der Traktionsmotor 16 ist mit der Batterie 15 über zumindest ein weiteres der Hochspannungskabel 17 verbunden. Die Batterie 15 ist konfiguriert, Leistung dem Traktionsmotor 16 zuzuführen.
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Zumindest eine elektrische Last 18, welche aus elektrischen Geräten besteht, ist mit der Batterie 15 über zumindest ein weiteres der Hochspannungskabel 17 verbunden. Die Batterie 15 kann Leistung der elektrischen Last 18 zuführen.
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Die Batterie 15 ist mit einem Ladezustands(SOC)-Detektor 15A ausgerüstet. Der SOC-Detektor 15A detektiert den Ladezustand (SOC) der Batterie 15. Damit ist der SOC der Batterie 15 detektierbar.
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Der Traktionsmotor 16 wird mit der Leistung, mit welcher die Batterie 15 wiederaufladbar ist, oder mit der Leistung, welche durch den Generator 14 erzeugt wird, betrieben. Der Traktionsmotor 16 ist mit dem linken und mit dem rechten Antriebsrad 20 über eine linke und rechte Achse 19 verbunden, um das Fahrzeug 1 durch Drehen der Antriebsräder 20 anzutreiben.
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Wie in den 1 und 2 zu sehen ist, umfasst das Fahrzeug einen Fahrpedal-Positionssensor 22, einen Fahrzeug-Geschwindigkeitssensor 23 und eine Steuereinheit 21.
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Der Fahrpedal-Positionssensor 22 ist ausgebildet, eine Eingabe durch den Fahrer an einem Fahrpedal 22A als Fahrpedal-Position zu detektieren. Der Fahrzeug-Geschwindigkeitssensor 23 ist ausgebildet, eine Fahrzeuggeschwindigkeit des Fahrzeugs 1 zu detektieren.
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Die Steuereinheit 21 ist durch Computereinheiten konfiguriert, die eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU), einen Direktzugriffsspeicher (RAM), einen Festwertspeicher (ROM), einen Flash-Speicher, welcher konfiguriert ist, Sicherungsdaten zu speichern, Eingangsports und Ausgangsports umfassen.
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Das ROM der Computereinheit speichert Programme, welche konfiguriert sind, die Computereinheiten zu veranlassen, als die Steuereinheit 21 zu fungieren, im Zusammenwirken mit mehreren Parameter, mehreren Zuordnungen, usw..
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Im Detail wirken diese Computereinheiten dadurch als die Steuereinheit 21, indem sie die CPU veranlassen, die Programme auszuführen, welche im ROM gespeichert sind, unter Verwendung des RAM als Arbeitsbereich.
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Die Steuereinheit 21 bestimmt eine Menge an Leistungserzeugung, welche durch den Generator 14 erzeugt werden soll, basierend auf der detektierten Fahrpedal-Position und der detektierten Fahrzeuggeschwindigkeit. Insbesondere bestimmt die Steuereinheit 21 die Menge an Leistungserzeugung durch Verändern der Menge an Leistungserzeugung in Reaktion auf einen Wechsel zwischen einem Fall, in welchem die detektierte Fahrzeuggeschwindigkeit gleich oder größer ist als eine vorbestimmte Fahrzeuggeschwindigkeit, und einem Fall, in welchem die detektierte Fahrzeuggeschwindigkeit geringer ist als die vorbestimmte Fahrzeuggeschwindigkeit.
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Konkret verwendet die Steuereinheit 21 eine Zuordnung, welche in der 4 dargestellt ist. Die Zuordnung der 4 enthält Mengen an angeforderter zu erzeugender elektrischer Leistung in Abhängigkeit von der Fahrpedal-Position. Jede der Mengen an elektrischer Leistung, welche durch die durchgezogene Linie und durch die gestrichelte Linie in 4 dargestellt sind, repräsentiert eine Menge an angeforderter elektrischer Leistung, welche durch den Generator 14 erzeugt werden soll. Die Menge an angeforderter elektrischer Leistung, welche durch den Generator 14 erzeugt werden soll, ist hier abgekürzt als ”Leistungsanforderung des Fahrers”. Daher ist die vertikale Achse in der 4 mit Leistungsanforderung des Fahrers bezeichnet. Der Ausdruck ”Leistungsanforderung des Fahrers” soll hier die Menge an angeforderter elektrischer Leistung bedeuten, welche vom Generator 14 erzeugt werden soll. Die Zuordnung der 4 kann als Zuordnung zur Bestimmung der Leistungsanforderung des Fahrers bezeichnet werden. Die Steuereinheit 21 verwendet die Zuordnung der 4, um eine gewünschte Menge an angeforderter elektrischer Leistung zu bestimmen, welche vom Generator 14 erzeugt werden soll, abhängig von einer aktuellen Fahrpedal-Position durch Ausführen einer Tabellen-look-up-Operation unter Verwendung der aktuellen Fahrpedal-Position als Parameter. Die Abhängigkeit der zur Erzeugung angeforderten, gewünschten Mengen an elektrischer Leistung von den Fahrpedal-Positionen wird experimentell bestimmt und im ROM der Steuereinheit 21 gespeichert.
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Die in der 4 gezeigte Zuordnung zur Bestimmung der Leistungsanforderung des Fahrers weist eine Zuordnung A auf, welche während einer Phase mit niedriger Fahrzeuggeschwindigkeit verwendet wird, wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeugs geringer ist als eine vorbestimmte Geschwindigkeit, und eine Zuordnung B, welche während einer Phase hoher Fahrzeuggeschwindigkeit verwendet wird, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit gleich oder größer ist als die vorbestimmte Fahrzeuggeschwindigkeit. In der 4 repräsentiert die durchgezogene Linie die Zuordnung A und die gepunktete Linie repräsentiert die Zuordnung B. Die Zuordnungen A und B enthalten jeweils unterschiedliche Abhängigkeiten der Menge an angeforderter elektrischer Leistung, welche erzeugt werden soll von der Position des Fahrpedals.
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Ein Vergleich zwischen der gepunkteten Linie der Zuordnung B und der durchgezogenen Linie der Zuordnung A in der 4 zeigt, dass mit der gleichen Fahrpedal-Position die Zuordnung B zu einer Menge an angeforderter zu erzeugender elektrischer Leistung führt, welche gleich oder größer ist als die Menge an angeforderter zu erzeugender elektrischer Leistung basierend auf der Zuordnung A. Daher enthält die Zuordnung zur Bestimmung der Leistungsanforderung des Fahrers in der 4 Mengen an angeforderter elektrischer Leistung, welche erzeugt werden soll, so dass mit der gleichen Fahrpedal-Position die Zuordnung B zu einer Menge an angeforderter zu erzeugender elektrischer Leistung führt, welche gleich oder größer ist als die Menge an angeforderter zu erzeugender elektrischer Leistung basierend auf der Zuordnung A.
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Unter Verwendung der Zuordnung zu Bestimmung der Leistungsanforderung des Fahrers in der 4 bestimmt die Steuereinheit 21 eine Menge an angeforderter elektrischer Leistung, welche erzeugt werden soll, so dass bei der gleichen Fahrpedal-Position eine Menge an angeforderter elektrischer Leistung, welche erzeugt werden soll, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit gleich oder größer ist als die vorbestimmte Fahrzeuggeschwindigkeit, gleich oder größer ist als die Menge an angeforderter elektrischer Leistung, welche erzeugt werden soll, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit geringer ist als die vorbestimmte Fahrzeuggeschwindigkeit.
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Wenn die Fahrpedal-Position gleich oder größer ist als eine vorbestimmte Fahrpedal-Position, führt in der vorliegenden Ausführungsform die Zuordnung zur Bestimmung der Leistungsanforderung des Fahrers der 4 zu Mengen an angeforderter elektrischer Leistung, welche erzeugt werden soll, so dass die Zuordnung B zu der gleichen Menge an angeforderter zu erzeugender elektrische Leistung wie die Zuordnung A führt.
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Wenn die Fahrpedal-Position gleich oder größer ist als die vorbestimmte Fahrzeuggeschwindigkeit, bestimmt in der vorliegenden Ausführungsform die Steuereinheit 21 durch Verwendung der Zuordnung zur Bestimmung der Leistungsanforderung des Fahrers in der 4 für die gleiche Fahrpedal-Position die gleiche Menge an angeforderter zu erzeugender elektrischer Leistung für den Fall, in welchem die Fahrzeuggeschwindigkeit gleich oder größer ist als die vorbestimmte Fahrzeuggeschwindigkeit, verglichen mit dem Fall, in welchem die Fahrzeuggeschwindigkeit geringer ist als die vorbestimmte Fahrzeuggeschwindigkeit.
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Wenn die Fahrpedal-Position geringer ist als die vorbestimmte Fahrpedal-Position, führt in der vorliegenden Ausführungsform die Zuordnung zur Bestimmung der Leistungsanforderung des Fahrers in der 4 zu Mengen an angeforderter elektrischer Leistung, welche erzeugt werden soll, so dass eine Differenz zwischen der Menge an angeforderter elektrischer Leistung, welche erzeugt werden soll, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit gleich oder größer ist als die vorbestimmte Fahrzeuggeschwindigkeit, und der Menge an angeforderter elektrischer Leistung, welche erzeugt werden soll, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit geringer ist als die vorbestimmte Fahrzeuggeschwindigkeit, sich mit abnehmender Fahrpedal-Position erhöht.
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Wenn die Fahrpedal-Position geringer ist als die vorbestimmte Fahrpedal-Position, bestimmt in der vorliegenden Ausführungsform die Steuereinheit 21 unter Verwendung der Zuordnung zu Bestimmung der Leistungsanforderung des Fahrers in der 4 Mengen an angeforderter elektrischer Leistung, welche erzeugt werden soll, so dass eine Differenz zwischen der Menge an angeforderter elektrischer Leistung, welche erzeugt werden soll, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit gleich oder größer ist als die vorbestimmte Fahrzeuggeschwindigkeit, und der Menge an angeforderter elektrischer Leistung, welche erzeugt werden soll, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit geringer ist als die vorbestimmte Fahrzeuggeschwindigkeit, sich mit abnehmender Fahrpedal-Position erhöht.
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In der vorliegenden Ausführungsform fuhrt die Zuordnung zur Bestimmung der Leistungsanforderung des Fahrers in der 4 zu Mengen an angeforderter elektrischer Leistung, welche erzeugt werden soll, so dass, wenn das Fahrpedal nicht mehr betätigt wird und daher auf 0% (Leerlauf) ist, eine Differenz zwischen der Menge an angeforderter elektrischer Leistung, welche erzeugt werden soll, wenn die detektierte Fahrzeuggeschwindigkeit gleich oder größer ist als die vorbestimmte Fahrzeuggeschwindigkeit, und der Menge an angeforderter elektrischer Leistung, welche erzeugt werden soll, wenn die detektierte Fahrzeuggeschwindigkeit geringer ist als die vorbestimmte Fahrzeuggeschwindigkeit, den größten Wert annimmt.
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In der vorliegenden Ausführungsform bestimmt die Steuereinheit 21 unter Verwendung der Zuordnung zur Bestimmung der Leistungsanforderung des Fahrers in der 4 Mengen an angeforderter elektrischer Leistung, welche erzeugt werden soll, so dass, wenn das Fahrpedal nicht betätigt wird, eine Differenz zwischen der Menge an angeforderter elektrischer Leistung, welche erzeugt werden soll, wenn die detektierte Fahrzeuggeschwindigkeit gleich oder größer ist als die vorbestimmte Fahrzeuggeschwindigkeit, und der Menge an angeforderter elektrischer Leistung, welche erzeugt werden soll, wenn die detektierte Fahrzeuggeschwindigkeit geringer ist als die vorbestimmte Fahrzeuggeschwindigkeit, den größten Wert annimmt.
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In der vorliegenden Ausführungsform führt die Zuordnung zur Bestimmung der Leistungsanforderung des Fahrers in der 4 zu Mengen an angeforderter elektrischer Leistung, welche erzeugt werden soll, so, dass mit zunehmender Fahrpedal-Position beide Zuordnungen B und A jeweils zu einer höheren Menge an angeforderter elektrischer Leistung führen, welche erzeugt werden soll.
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In der vorliegenden Ausführungsform bestimmt die Steuereinheit 21 durch Verwendung der Zuordnung zur Bestimmung der Leistungsanforderung des Fahrers in der 4 Mengen an angeforderter elektrischer Leistung, welche erzeugt werden soll, so, dass mit zunehmender Fahrpedal-Position die Menge an angeforderter elektrischer Leistung, welche erzeugt werden soll, sich erhöht.
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Mit dem Ausdruck ”Phase hoher Fahrzeuggeschwindigkeit” sollen hier hohe Fahrzeuggeschwindigkeiten gemeint sein, bei welchen Fahrbahn-Geräusche und Windgeräusche bedeutend werden. In der vorliegenden Ausführungsform wird die Menge an angeforderter elektrischer Leistung, welche erzeugt werden soll, unter Verwendung einer der zwei Zuordnungen, d. h. der Zuordnung A und der Zuordnung B, bestimmt, und zwar in Reaktion auf einen Vergleich der Fahrzeuggeschwindigkeit mit einem einzigen vorbestimmten Schwellenwert. Es kann jedoch auch eine Auswahl aus mehr als zwei unterschiedlichen Zuordnungen in Reaktion auf einen Vergleich der Fahrzeuggeschwindigkeit mit mehr als einem Schwellenwert erfolgen.
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In der Zuordnung zur Bestimmung der Leistungsanforderung des Fahrers der 4 stellt die Menge an angeforderter elektrischer Leistung, welche erzeugt werden soll, wenn die Fahrpedal-Position 0% ist (im Leerlauf) die geringste Menge an Leistungserzeugung dar. Die 3 zeigt die Beziehung zwischen der oben genannten geringsten Menge an Leistungserzeugung und der Fahrzeuggeschwindigkeit.
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Wie in der 3 dargestellt ist, ist während einer Fahrzeuggeschwindigkeits-Phase, in welcher die Fahrzeuggeschwindigkeit geringer ist als eine in der Mitte liegende Geschwindigkeit, welche eine vorbestimmte Fahrzeuggeschwindigkeit ist, d. h. während der Phase geringer Fahrzeuggeschwindigkeit, die geringste Menge der Leistungserzeugung 5 kW, da die Zuordnung A während dieser Phase geringer Fahrzeuggeschwindigkeit verwendet wird. Wie in der 3 dargestellt ist, weist während einer Fahrzeuggeschwindigkeits-Phase, in welcher die Fahrzeuggeschwindigkeit gleich oder größer ist als die in der Mitte liegende Geschwindigkeit, welche die vorbestimmte Fahrzeuggeschwindigkeit ist, d. h. während einer Phase hoher Fahrzeuggeschwindigkeit, die geringste Menge an Leistungserzeugung einen Wert auf, welcher größer ist als 5 kW, da die Zuordnung B während dieser Phase hoher Fahrzeuggeschwindigkeit verwendet wird.
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Unter weiterer Bezugnahme auf die Zuordnung zur Bestimmung der Leistungsanforderung des Fahrers in der 4 zeigt die 6 die Beziehung zwischen der Menge an angeforderter elektrischer Leistung, welche erzeugt werden soll, wenn die Fahrpedal-Position 0% ist (im Leerlauf), d. h. die geringste Menge an Leistungserzeugung, und die Menge an angeforderter elektrischer Leistung, welche erzeugt werden soll, wenn das Fahrpedal bei 100% ist.
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Wie in der 6 gezeigt ist, werden in der vorliegenden Ausführungsform und auch im Stand der Technik 30 kW, welche einen oberen Grenzwert für die Erzeugungskapazität des Generators 14 repräsentieren, als die Menge an angeforderter elektrischer Leistung gesetzt, welche erzeugt werden soll, wenn die Fahrpedal-Position 100% ist. In der vorliegenden Ausführungsform wird ein Wert, welcher geringer ist als 30 kW, jedoch größer als der gesetzte Wert im Stand der Technik, als Wert für die angeforderte elektrische Leistung gesetzt, welche erzeugt werden soll, wenn die Fahrpedal-Position 0% ist. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Wert, welcher als Menge an angeforderter elektrischer Leistung gesetzt ist, welche erzeugt werden soll, wenn die Fahrpedal-Position 0% ist (d. h. die geringste Menge an Leistungserzeugung) so, dass dieser den Ladezustand der Batterie 15 auf einem bevorzugten Wert hält, beispielsweise auf 30%, sogar während der Phase hoher Fahrzeuggeschwindigkeit.
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Bezugnehmend auf das Flussdiagramm, welches in der 5 gezeigt ist, wird ein Vorgang zur Bestimmung der zu erzeugenden elektrischen Leistung beschrieben. Dieser Vorgang wird durch die Steuereinheit 21 in der Steuervorrichtung für ein Hybridfahrzeug gemäß der vorliegenden Ausführungsform ausgeführt. Dieser Vorgang, der durch das Flussdiagramm der 5 illustriert ist, wird mit der Aktivierung der Steuereinheit 21 begonnen und wird in regelmäßigen Intervallen zyklisch wiederholt. Dieser Vorgang wird ausgeführt, wenn der Ladezustand der Batterie 15 größer ist als ein vorbestimmter unterer Grenzwert.
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Das Flussdiagramm, welches in der 5 gezeigt ist, beginnt durch Eingabe einer detektierten Fahrzeuggeschwindigkeit V im Schritt S1. Dieser Vorgang im Schritt S1 kann von der Steuereinheit 21 mit Hilfe des Fahrzeug-Geschwindigkeitssensors 23 ausgeführt werden.
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Beim nächsten Schritt S2 wird bestimmt, ob oder ob nicht die Fahrzeuggeschwindigkeit V größer ist als eine vorbestimmte Fahrzeuggeschwindigkeit Vth. In der vorliegenden Ausführungsform wird dieser Vorgang im Schritt S2 von der Steuereinheit 21 durchgeführt.
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Der Algorithmus geht, ausgehend vom Schritt S2, weiter mit dem Schritt S3, wenn im Schritt S2 bestimmt wird, dass die Fahrzeuggeschwindigkeit V geringer (oder nicht größer) ist als die vorbestimmte Fahrzeuggeschwindigkeit Vth ist. Im Schritt S3 wird die Zuordnung A zur Anwendung ausgewählt. In der vorliegenden Ausführungsform wird der Vorgang im Schritt S3 von der Steuereinheit 21 ausgeführt.
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Der Algorithmus geht, ausgehend vom Schritt S2, weiter mit dem Schritt S4, wenn im Schritt S2 bestimmt wird, dass die Fahrzeuggeschwindigkeit V gleich oder größer als die vorbestimmte Fahrzeuggeschwindigkeit Vth ist. Im Schritt S4 wird die Zuordnung B zur Anwendung ausgewählt. In der vorliegenden Ausführungsform wird der Vorgang im Schritt S4 durch die Steuereinheit 21 ausgeführt.
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Nach dem Schritt S3 oder nach dem Schritt S4 wird im Schritt S5 eine detektierte Fahrpedal-Position AP eingelesen. In der vorliegenden Ausführungsform wird die detektierte Fahrpedal-Position AP, welche durch den Fahrpedal-Positionssensor 22 detektiert wurde, von der Steuereinheit 21 eingelesen.
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Im darauffolgenden Schritt S6 wird eine Menge elektrischer Leistung, welche erzeugt werden soll, durch Abrufen der anzuwendenden Zuordnung A oder B bestimmt, unter Verwendung der detektierten Fahrpedal-Position AP als Parameter, und ein Stromgenerator-Drehmomentbefehl wird bestimmt. Der Stromgenerator-Drehmomentbefehl zeigt ein Drehmoment an, welches für den Generator 14 erforderlich ist, um die ermittelte Menge elektrischer Leistung zu generieren, welche erzeugt werden soll. In der vorliegenden Ausführungsform ruft die Steuereinheit 21 die verwendete Zuordnung A oder B ab, unter Verwendung der detektierten Fahrpedal-Position AP als Parameter, und sie bestimmt den Stromgenerator-Drehmomentbefehl basierend auf dem Resultat des Abrufens der verwendeten Zuordnung A oder B.
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Im nächsten Schritt S7 wird ein Motor-Drehmoment entsprechend dem bestimmten Stromgenerator-Drehmomentbefehl bestimmt, um einen Motor-Steuerbefehl zu bestimmen. Der Motor-Steuerbefehl wird dem Verbrennungsmotor 13 zugeführt, so dass der Verbrennungsmotor 13 das ermittelte Motor-Drehmoment erzeugt, um den Generator 14 zu veranlassen, die Menge an elektrischer Leistung zu erzeugen, welche im Schritt S6 bestimmt wurde. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Steuereinheit 21 verantwortlich für die Ansteuerung des Verbrennungsmotors 13, um die Leistungserzeugung durch den Generator 14 durchzuführen (Schritt S7). Nach dem Schritt S7 endet der Algorithmus.
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In der vorliegenden Ausführungsform umfasst die Steuervorrichtung für ein Hybridfahrzeug die Steuereinheit 21, welche eine Menge elektrischer Leistung bestimmt, welche durch den Generator 14 erzeugt werden soll, basierend auf der Fahrpedal-Position AP, welche durch den Fahrpedal-Positionssensor 22 detektiert wird, und der Fahrzeuggeschwindigkeit V, welche durch den Fahrzeug-Geschwindigkeitssensor 23 detektiert wird. Der Fahrpedal-Positionssensor 22 detektiert eine Eingabe des Fahrers auf das Fahrpedal 22A als Fahrpedal-Position.
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Die Steuereinheit 21 bestimmt die Menge an angeforderter elektrischer Leistung, welche erzeugt werden soll, durch Verändern der Menge an angeforderter elektrischer Leistung, welche erzeugt werden soll, in Reaktion auf einen Wechsel zwischen einem Fall, in welchem die detektierte Fahrzeuggeschwindigkeit V gleich oder größer ist als eine vorbestimmte Fahrzeuggeschwindigkeit Vth, und einem Fall, in welchem die detektierte Fahrzeuggeschwindigkeit V geringer ist als die vorbestimmte Fahrzeuggeschwindigkeit Vth, so dass die Menge an angeforderter elektrischer Leistung, welche erzeugt werden soll, wenn die detektierte Fahrzeuggeschwindigkeit V gleich oder größer ist als die vorbestimmte Fahrzeuggeschwindigkeit Vth, größer ist als die Menge an angeforderter elektrischer Leistung, welche erzeugt werden soll, wenn die detektierte Fahrzeuggeschwindigkeit V geringer ist als die vorbestimmte Fahrzeuggeschwindigkeit Vth.
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Die oben erwähnte Konfiguration ermöglicht es der Steuervorrichtung, eine sukzessive Verringerung des Ladezustands der Batterie 15 unter Kontrolle zu halten, sogar während einer zyklischen Beschleunigung und Abbremsung bei hohen Geschwindigkeiten, um sich beispielsweise nacheinander einer Vielzahl vorausfahrender Fahrzeuge anzunähern und zu überholen. Dies liegt daran, dass während der Phase hoher Fahrzeuggeschwindigkeit, wenn die detektierte Fahrzeuggeschwindigkeit V gleich oder größer ist als die vorbestimmte Fahrzeuggeschwindigkeit Vth, die Menge an angeforderter elektrischer Leistung, welche erzeugt werden soll, größer ist als die Menge an angeforderter elektrischer Leistung, welche erzeugt werden soll, wenn die detektierte Fahrzeuggeschwindigkeit V geringer ist als die vorbestimmte Fahrzeuggeschwindigkeit Vth.
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Wie in der 7 dargestellt ist, welche im Detail eine zyklische Beschleunigung und Abbremsung während der Phase hoher Geschwindigkeit illustriert, d. h. während die Fahrzeug-Geschwindigkeiten gleich oder größer sind als ein vorbestimmter Geschwindigkeitswert, fällt der Ladezustand (SOC) der Batterie 15 vom ursprünglichen Niveau von 30% ab, wenn zur Beschleunigung das Fahrpedal 22A zu einer Fahrpedal-Position von 100% bewegt wird, um die Fahrzeuggeschwindigkeit von 100 km/h auf 120 km/h zu erhöhen, da der Traktionsmotor 16 eine signifikante Menge elektrischer Leistung verbraucht.
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Danach, während der Abbremsung, um die Fahrzeuggeschwindigkeit von 120 km/h auf 100 km/h zu verringern (im Leerlauf), welche durch eine Bewegung des Fahrpedals 22A zu einer Fahrpedal-Position von 0% initiiert wird, wird die Menge an angeforderter elektrischer Leistung, welche erzeugt werden soll, basierend auf der Zuordnung B zur Verwendung während der Phase hoher Geschwindigkeit bestimmt. Verglichen mit der Zuordnung A ist die geringste Menge an Leistungserzeugung, welche sich in der Zuordnung B bei einer Fahrpedal-Position von 0% befindet, groß genug, dass die Batterie 15 das ursprüngliche Niveau des SOC wieder erreicht. Dadurch erlangt die Batterie 15 das ursprüngliche Niveau von 30% SOC.
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Folglich wird durch die Steuervorrichtung ermöglicht, einen Abfall im SOC der Batterie 15 unter Kontrolle zu halten, sogar während zyklischer Beschleunigung und Abbremsung bei hoher Geschwindigkeit.
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In der vorliegenden Ausführungsform, wenn die Fahrpedal-Position bei 0% ist, läuft der Motor 13 bei höheren Geschwindigkeiten und mit größerer Last als konventionell, um mit dem Generator 14 mehr elektrische Leistung zu erzeugen, aber es ist für den Fahrer nicht möglich, den Motorschwall als ein Geräusch wahrzunehmen, da signifikante Fahrbahngeräusche während der Phase hoher Fahrzeuggeschwindigkeit auftreten. Die Diskrepanz zwischen einerseits dem Motor 13, welcher auf hoher Geschwindigkeit mit hoher Last läuft, und andererseits der Fahrpedal-Position von 0% erzeugt kein Problem dahingehend, dass der Fahrer dies als unnatürlich empfindet.
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Andererseits, in dem vorgehend erwähnten konventionellen Hybridfahrzeug entsprechend dem Stand der Technik ist während der Phase hoher Fahrzeuggeschwindigkeit bei einer Fahrpedal-Position von 0% die Menge an elektrischer Leistung, welche erzeugt werden soll, gering, da diese gleich ist mit der Menge an elektrischer Leistung, welche in der Phase niedriger Fahrzeuggeschwindigkeit erzeugt werden soll, wenn die Fahrpedal-Position auf 0% ist. Wie in der 8 zu erkennen ist, hält dies beim Abbremsen von 120 km/h hin zu 100 km/h bei einer Fahrpedal-Position von 0% (d. h. Leerlauf) während zyklischer Beschleunigung und Abbremsung bei hohen Geschwindigkeiten die Menge an erzeugter elektrischer Leistung gering.
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Daher fällt in dem konventionellen Fahrzeug während zyklischer Beschleunigung und Abbremsung bei hohen Geschwindigkeiten der SOC sukzessive ab. Mehr noch, der SOC fällt stetig ab, bis der SOC auf einen unteren Grenzwert fällt, wodurch die Ausführung von Steuerungsmaßnahmen ausgelöst wird, um einen weiteren Abfall im SOC zu verhindern.
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In der vorliegenden Ausführungsform bestimmt die Steuerung die Menge an Leistungserzeugung so, dass in dem Fall, in welchem die detektierte Fahrpedal-Position gleich oder größer ist als eine vorbestimmte Fahrpedal-Position, die Menge an angeforderter elektrischer Leistung, welche erzeugt werden soll, wenn die detektierte Fahrzeuggeschwindigkeit gleich oder größer ist als die vorbestimmte Fahrzeuggeschwindigkeit, gleich ist zur Menge an angeforderter elektrischer Leistung, welche erzeugt werden soll, wenn die detektierte Fahrzeuggeschwindigkeit geringer ist als die vorbestimmte Fahrzeuggeschwindigkeit; und so, dass in dem Fall, wenn die detektierte Fahrpedal-Position geringer ist als die vorbestimmte Fahrpedal-Position, eine Differenz zwischen der Menge an angeforderter elektrischer Leistung, welche erzeugt werden soll, wenn die detektierte Fahrzeuggeschwindigkeit gleich oder größer ist als die vorbestimmte Fahrzeuggeschwindigkeit, und der Menge an angeforderter elektrischer Leistung, welche erzeugt werden soll, wenn die detektierte Fahrzeuggeschwindigkeit geringer ist als die vorbestimmte Fahrzeuggeschwindigkeit, sich mit abnehmender detektierter Fahrpedal-Position erhöht.
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Wenn die Fahrpedal-Position gleich oder größer ist als die vorbestimmte Fahrpedal-Position, behält diese Konfiguration, bei gleicher Fahrpedal-Position, den Betriebszustand des Verbrennungsmotors 13 unabhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit, da die Menge an erzeugter elektrischer Leistung die gleiche bleibt bei unterschiedlichen Geschwindigkeiten.
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Daher bringt diese Konfiguration nicht das Problem mit sich, dass der Fahrer ein unnatürliches Gefühl hat, da die Beziehung zwischen dem Betriebszustand des Verbrennungsmotors 13 und der Menge an erzeugter elektrischer Leistung, welche abhängig von der Fahrpedal-Position erzeugt wird, so gemacht ist, dass dies der Beziehung entspricht, welche der Fahrer erwartet.
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In der vorliegenden Ausführungsform bestimmt die Steuereinheit 21 die Menge an angeforderter elektrischer Leistung, welche erzeugt werden soll, so, dass in dem Fall, wenn das Fahrpedal nicht betätigt ist, eine Differenz zwischen der Menge an angeforderter elektrischer Leistung, welche erzeugt werden soll, wenn die detektierte Fahrzeuggeschwindigkeit gleich oder größer ist als die vorbestimmte Fahrzeuggeschwindigkeit, und der Menge an angeforderter elektrischer Leistung, welche erzeugt werden soll, wenn die detektierte Fahrzeuggeschwindigkeit geringer ist als die vorbestimmte Fahrzeuggeschwindigkeit, den größten Wert annimmt.
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Mit dieser Konfiguration ist die Menge an zu erzeugender elektrischer Leistung erhöht, sogar wenn die Fahrpedal-Position während dem Reisen auf Geschwindigkeiten, welche gleich oder größer sind als die vorbestimmte Fahrzeuggeschwindigkeit, 0% ist, so dass die Differenz zwischen der Menge an angeforderter elektrischer Leistung, welche erzeugt werden soll, wenn die detektierte Fahrzeuggeschwindigkeit gleich oder größer ist als die vorbestimmte Fahrzeuggeschwindigkeit, und der Menge an angeforderter elektrischer Leistung, welche erzeugt werden soll, wenn die detektierte Fahrzeuggeschwindigkeit geringer ist als die vorbestimmte Fahrzeuggeschwindigkeit, den größten Wert annimmt. Dadurch wird ein Abfall im SOC unter Kontrolle gehalten, da während dem Reisen auf Geschwindigkeiten, welche größer sind als die vorbestimmte Fahrzeuggeschwindigkeit, die Menge an zu erzeugender elektrischer Leistung, wenn die Fahrpedal-Position 0% wird, groß genug ist, so dass die Batterie 15 ihr ursprüngliches SOC-Niveau wiedererlangt, ausgehend vom niedrigen SOC-Niveau, welches durch die Beschleunigung verursacht wird.
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In der vorliegenden Ausführungsform bestimmt die Steuereinheit 21 die Menge an angeforderter elektrischer Leistung, welche erzeugt werden soll, so, dass die Menge an angeforderter elektrischer Leistung, welche erzeugt werden soll, sich mit zunehmender detektierter Fahrpedal-Position erhöht.
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Diese Konfiguration stellt ein verbessertes Fahrverhalten bereit, da eine Veränderung der Menge an zu erzeugender elektrischer Leistung und am Betriebszustand des Verbrennungsmotors 13 zur Veränderung der Fahrpedal-Position korrespondiert.
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Obwohl die Ausführungsforme der vorliegenden Erfindung beschrieben wurden, ist es offensichtlich für den Fachmann, dass Modifikationen gemacht werden können, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Alle solche Modifikationen und deren Äquivalente sollen durch die im Folgenden beschriebenen Ansprüche umfasst sein.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fahrzeug (Hybridfahrzeug)
- 13
- Verbrennungsmotor
- 14
- Generator
- 15
- Batterie
- 16
- Traktionsmotor
- 21
- Steuereinheit
- 22
- Fahrpedal-Positionssensor
- 22A
- Fahrpedal
- 23
- Fahrzeug-Geschwindigkeitssensor
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2012-66624 A [0002, 0002]
