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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Technisches Gebiet
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Diese Erfindung bezieht sich auf ein Hybridfahrzeug.
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Verfahren des Stands der Technik
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Bei einer Technologie, die in
JP 2014-177213 A beschrieben ist, sind eine erste Speicherbatterie und eine zweite Speicherbatterie durch einen Schalter mit einer rotierenden Maschine parallel geschaltet. Gemäß der in
JP 2014-177213 A beschriebenen Technologie ist es möglich, die erste Speicherbatterie und die zweite Speicherbatterie mit Strom zu laden, der von der rotierenden Maschine erzeugt wird.
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KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Wenn die in
JP 2014-177213 A beschriebene Technologie auf ein Hybridfahrzeug angewendet wird, besteht jedoch ein Risiko dahingehend, dass aufgrund einer unzureichenden Ausgangsleistung ein unbeabsichtigtes Stoppen verursacht wird, wenn eine Batterie, die für das Antreiben eines Elektromotors vorgesehen ist und die einer der zwei Batterien entspricht, an einem Mangel an Ausgangsleistung leidet.
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Diese Erfindung wurde im Hinblick auf die vorstehend erwähnten Probleme konzipiert, und eine Aufgabe dieser Erfindung besteht darin, ein Hybridfahrzeug bereitzustellen, das in der Lage ist, zu verhindern, dass ein Fahrzeug entgegen der Absicht eines Fahrers aufgrund einer unzureichenden Stromzufuhr zu einem Elektromotor stoppt.
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Gemäß Aspekten dieser Erfindung wird ein Hybridfahrzeug bereitgestellt, das beinhaltet: eine erste Stromquelle und eine zweite Stromquelle, einen Elektromotor, der durch elektrischen Strom angetrieben wird, einen Verbrennungsmotor, der mittels des Elektromotors gedreht werden kann, eine Schalteinheit zum Umschalten eines Stromzufuhrzustands zwischen der ersten Stromquelle, der zweiten Stromquelle und dem Elektromotor sowie eine Steuereinheit zum Steuern des Elektromotors, des Verbrennungsmotors und der Schalteinheit, wobei das Hybridfahrzeug des Weiteren einen Drehzahl-Detektor zum Detektieren einer Drehzahl des Elektromotors beinhaltet, die Schalteinheit einen ersten Zustand aufweist, wobei dem Elektromotor in dem ersten Zustand ein Strom von der ersten Stromquelle zugeführt wird, sowie einen zweiten Zustand, wobei dem Elektromotor in dem zweiten Zustand ein Strom von der zweiten Stromquelle zugeführt wird, die Steuereinheit unter Verwendung der Leistung des Elektromotors ein elektrisches Fahren durchführt, indem ein Betrieb des Verbrennungsmotors ausgesetzt wird, während sich die Schalteinheit in dem zweiten Zustand befindet, und die Steuereinheit die Schalteinheit von dem zweiten Zustand in den ersten Zustand umschaltet und unter Verwendung der Leistung des Verbrennungsmotors ein verbrennungsmotorisches Fahren durchführt, indem der Verbrennungsmotor unter Verwendung einer Kraftstoffeinspritzung gestartet wird, wenn die Drehzahl des Elektromotors während des elektrischen Fahrens auf oder unter einen vorab festgelegten Schwellenwert abfällt, und der Schwellenwert eine Drehzahl ist, die höher als eine Drehzahl in einem gestoppten Zustand ist.
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Gemäß dieser vorstehend beschriebenen Erfindung ist es möglich, ein Stoppen entgegen der Absicht eines Fahrers aufgrund einer unzureichenden Stromzufuhr zu einem Elektromotor zu verhindern.
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Figurenliste
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- 1 ist ein Schaubild einer Konfiguration eines Hybridfahrzeugs gemäß einer Ausführungsform dieser Erfindung;
- 2-1 ist ein Schaubild, das einen ersten Zustand, in dem einem ISG ein Strom von einer Bleibatterie zugeführt wird, in einer Schalteinheit des Hybridfahrzeugs gemäß einer Ausführungsform dieser Erfindung veranschaulicht;
- 2-2 ist ein Schaubild, das einen zweiten Zustand, in welchem dem ISG ein Strom von einer Li-Batterie zugeführt wird, in der Schalteinheit des Hybridfahrzeugs gemäß einer Ausführungsform dieser Erfindung veranschaulicht; und
- 3 ist ein Ablaufdiagramm für die Beschreibung eines Betriebs eines elektronischen Steuergeräts (ECU) des Hybridfahrzeugs gemäß einer Ausführungsform dieser Erfindung.
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BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Ein Hybridfahrzeug gemäß Ausführungsformen dieser Erfindung beinhaltet eine erste Stromquelle und eine zweite Stromquelle, einen Elektromotor, der durch elektrischen Strom angetrieben wird, einen Verbrennungsmotor, der mittels des Elektromotors gedreht werden kann, eine Schalteinheit zum Umschalten eines Stromzufuhrzustands zwischen der ersten Stromquelle, der zweiten Stromquelle und dem Elektromotor sowie eine Steuereinheit zum Steuern des Elektromotors, des Verbrennungsmotors und der Schalteinheit, wobei das Hybridfahrzeug des Weiteren einen Drehzahl-Detektor zum Detektieren einer Drehzahl des Elektromotors beinhaltet, die Schalteinheit einen ersten Zustand, wobei dem Elektromotor in dem ersten Zustand ein Strom von der ersten Stromquelle zugeführt wird, und einen zweiten Zustand, wobei dem Elektromotor in dem zweiten Zustand ein Strom von der zweiten Stromquelle zugeführt wird, die Steuereinheit unter Verwendung der Leistung des Elektromotors ein elektrisches Fahren durchführt, indem ein Betrieb des Verbrennungsmotors ausgesetzt wird, während sich die Schalteinheit in dem zweiten Zustand befindet, und die Steuereinheit die Schalteinheit von dem zweiten Zustand in den ersten Zustand umschaltet und unter Verwendung des Verbrennungsmotors ein verbrennungsmotorisches Fahren durchführt, indem der Verbrennungsmotor unter Verwendung einer Kraftstoffeinspritzung gestartet wird, wenn die Drehzahl des Elektromotors während des elektrischen Fahrens auf oder unter einen vorab festgelegten Schwellenwert abfällt, und der Schwellenwert eine Drehzahl ist, die höher als eine Drehzahl in einem gestoppten Zustand ist. Auf diese Weise kann das Hybridfahrzeug gemäß den Ausführungsformen dieser Erfindung ein Stoppen entgegen der Absicht eines Fahrers aufgrund einer unzureichenden Stromzufuhr zu einem Elektromotor verhindern.
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AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Im Folgenden wird ein Hybridfahrzeug gemäß einer Ausführungsform dieser Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. 1 bis 3 sind Figuren zur Beschreibung des Hybridfahrzeugs gemäß der Ausführungsform dieser Erfindung.
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Wie in 1 veranschaulicht, beinhaltet ein Hybridfahrzeug 10 einen Motor 20, ein Getriebe 30, ein Rad 12 sowie ein elektronisches Steuergerät (ECU) 50, welches das Hybridfahrzeug 10 umfassend steuert. Der Motor 20 in dieser Ausführungsform stellt einen Verbrennungsmotor gemäß dieser Erfindung dar. Das elektronische Steuergerät 50 in dieser Ausführungsform stellt eine Steuereinheit gemäß dieser Erfindung dar.
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In dem Motor 20 ist eine Mehrzahl von Zylindern ausgebildet. Bei dieser Ausführungsform ist der Motor 20 so konfiguriert, dass er eine Serie von vier Takten durchführt, die für jeden Zylinder einen Einlasstakt, einen Kompressionstakt, einen Arbeitstakt und einen Auslasstakt beinhaltet. In dem Motor 20 ist ein Einlassrohr 22 für ein Einleiten von Luft in eine Brennkammer (nicht dargestellt) bereitgestellt.
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In dem Einlassrohr 22 ist ein Drosselventil 23 bereitgestellt, und das Drosselventil 23 stellt die Menge (die Menge an Einlassluft) der Luft ein, die durch das Einlassrohr 22 hindurch strömt. Das Drosselventil 23 beinhaltet ein elektronisch gesteuertes Drosselventil, das mittels eines Elektromotors (nicht dargestellt) geöffnet und geschlossen wird. Das Drosselventil 23 ist mit dem elektronischen Steuergerät 50 elektrisch verbunden, und ein Drosselventil-Öffnungsgrad wird mittels des elektronischen Steuergeräts 50 gesteuert.
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In dem Motor 20 sind für jeden Zylinder eine Einspritzdüse 24, die einen Kraftstoff durch eine Einlassöffnung (nicht dargestellt) in die Brennkammer einspritzt, sowie eine Zündkerze 25 bereitgestellt, die ein Luft-Kraftstoff-Gemisch in der Brennkammer zündet. Die Einspritzdüse 24 und die Zündkerze 25 sind mit dem elektronischen Steuergerät 50 elektrisch verbunden. Eine Kraftstoffeinspritz-Menge und ein Kraftstoffeinspritz-Zeitpunkt der Einspritzdüse 24 sowie ein Zünd-Zeitpunkt und ein Entladungsmaß der Zündkerze 25 werden mittels des elektronischen Steuergeräts 50 gesteuert.
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In dem Motor 20 ist ein Kurbelwinkel-Sensor 27 bereitgestellt, und der Kurbelwinkel-Sensor 27 detektiert Verbrennungsmotor-Umdrehungen pro Minute (RPM) basierend auf einer Drehposition einer Kurbelwelle 20A und übermittelt ein Detektionssignal an das elektronische Steuergerät 50.
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Das Getriebe 30 wandelt eine Drehung, die von dem Motor 20 übertragen wird, um das Rad 12 durch eine Antriebswelle 11 anzutreiben. Das Getriebe 30 beinhaltet einen Drehmomentwandler, einen Getriebemechanismus sowie einen Differentialmechanismus (nicht dargestellt).
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Der Drehmomentwandler verstärkt das Drehmoment, indem die von dem Motor 20 übertragene Drehung mittels eines Arbeitsmediums in ein Drehmoment umgewandelt wird. In dem Drehmomentwandler ist eine Wandlerkupplung (nicht dargestellt) bereitgestellt. Wenn die Wandlerkupplung ausgekuppelt ist, wird eine Leistung durch das Arbeitsmedium wechselseitig zwischen dem Motor 20 und dem Getriebemechanismus übertragen. Wenn die Wandlerkupplung eingekuppelt ist, wird eine Leistung durch die Wandlerkupplung direkt zwischen dem Motor 20 und dem Getriebemechanismus übertragen.
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Der Getriebemechanismus beinhaltet ein stufenloses Getriebe (CVT) und führt einen Gangwechsel automatisch in einer stufenlosen Weise durch, wobei ein Satz von Riemenscheiben verwendet wird, auf die ein Metallriemen gewickelt ist. Ein Wechsel einer Getriebeübersetzung in dem Getriebe 30 und ein Einkuppeln oder ein Lösen der Wandlerkupplung werden mittels des elektronischen Steuergeräts 50 gesteuert.
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Der Getriebemechanismus kann einem Automatikgetriebe (einem sogenannten Stufen-AT) entsprechen, das ein stufenweises Schalten unter Verwendung eines Planetengetriebemechanismus durchführt. Der Differentialmechanismus ist mit einer rechten und einer linken Antriebswelle 11 verbunden und überträgt eine durch den Getriebemechanismus gestaltete Leistung auf die rechte und die linke Antriebswelle 11, so dass eine Differentialdrehung ermöglicht wird.
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Alternativ kann das Getriebe 30 einem automatisierten Schaltgetriebe (AMT) entsprechen. Bei einem AMT handelt es sich um ein Automatikgetriebe, das ein automatisches Schalten durchführt, indem ein Aktuator zu einem manuellen Getriebe hinzugefügt wird, das einen Getriebemechanismus mit parallelen Wellen beinhaltet. Wenn das Getriebe 30 dem AMT entspricht, ist in dem Getriebe 30 anstelle des Drehmomentwandlers eine Einscheiben-Trockenkupplung bereitgestellt.
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Alternativ kann das Getriebe 30 einem Doppelkupplungs-Getriebe (DCT) entsprechen. Bei einem DCT handelt es sich um einen Typ eines Stufen-Automatikgetriebes, und es weist zwei Reihen von Gängen auf, die jeweils eine Kupplung aufweisen.
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Das Hybridfahrzeug 10 beinhaltet einen Gaspedal-Öffnungsgrad-Sensor 13A, und der Gaspedal-Öffnungsgrad-Sensor 13A detektiert ein Betätigungsausmaß eines Gaspedals 13 (im Folgenden einfach als ein „Gaspedal-Öffnungsgrad“ bezeichnet) und übermittelt ein Detektionssignal an das elektronische Steuergerät 50.
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Das Hybridfahrzeug 10 beinhaltet einen Bremshub-Sensor 14A, und der Bremshub-Sensor 14A detektiert ein Betätigungsausmaß eines Bremspedals 14 (im Folgenden einfach als ein „Bremshub“ bezeichnet) und übermittelt ein Detektionssignal an das elektronische Steuergerät 50.
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Das Hybridfahrzeug 10 beinhaltet einen Fahrzeuggeschwindigkeits-Sensor 12A. Der Fahrzeuggeschwindigkeits-Sensor 12A detektiert eine Fahrzeuggeschwindigkeit basierend auf einer Drehzahl des Rads 12 und übermittelt ein Detektionssignal an das elektronische Steuergerät 50. Das Detektionssignal des Fahrzeuggeschwindigkeits-Sensors 12A wird von dem elektronischen Steuergerät 50 oder einer anderen Steuereinheit dazu verwendet, ein Schlupfverhältnis jedes Rads 12 in Bezug auf die Fahrzeuggeschwindigkeit zu berechnen.
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Das Hybridfahrzeug 10 beinhaltet einen Anlasser 26. Der Anlasser 26 beinhaltet einen Elektromotor (nicht dargestellt) sowie ein Antriebszahnrad, das an einer Drehwelle des Elektromotors befestigt ist. Indessen ist an einem Endabschnitt der Kurbelwelle 20A des Motors 20 eine scheibenförmige Antriebsplatte befestigt, und an einem äußeren Umfangsabschnitt der Antriebsplatte ist ein Zahnkranz bereitgestellt. Der Anlasser 26 treibt den Elektromotor in Reaktion auf einen Befehl von dem elektronischen Steuergerät 50 an und dreht den Zahnkranz, indem das Antriebszahnrad und der Zahnkranz ineinandergreifen, um den Motor 20 zu starten. Auf diese Weise startet der Anlasser 26 den Motor 20 durch den Getriebemechanismus, der das Antriebszahnrad und den Zahnkranz beinhaltet.
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Das Hybridfahrzeug 10 beinhaltet einen integrierten Anlassergenerator (ISG) 40. Bei dem ISG 40 handelt es sich um eine rotierende elektrische Maschine, die einen Anlasser zum Starten des Motors 20 und einen Generator zum Erzeugen von elektrischem Strom umfasst. Der ISG 40 weist eine Funktion eines Generators auf, der aus einer externen Kraft Strom erzeugt, und weist eine Funktion eines Elektromotors auf, der eine Kraft erzeugt, indem ihm ein elektrischer Strom zugeführt wird. Der ISG 40 stellt einen Elektromotor gemäß dieser Erfindung dar.
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Der ISG 40 ist durch einen Umschlingungsgetriebemechanismus, der eine Riemenscheibe 41, eine Kurbelriemenscheibe 21 sowie einen Riemen 42 beinhaltet, der als ein Endloselement dient, mit dem Motor 20 verbunden und überträgt wechselseitig eine Leistung zu dem Motor 20 und von dem Motor 20. Spezifischer weist der ISG 40 eine Drehwelle 40A auf, und die Riemenscheibe 41 ist an der Drehwelle 40A befestigt. Die Kurbelriemenscheibe 21 ist an dem anderen Endabschnitt der Kurbelwelle 20A des Motors 20 befestigt. Der Riemen 42 ist um die Kurbelriemenscheibe 21 und die Riemenscheibe 41 herum gewickelt. Ein Paar von Zahnrädern und eine Kette, die als ein Endloselement dient, können als der Umschlingungsgetriebemechanismus verwendet werden.
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Der ISG 40 wird als ein Elektromotor angetrieben, um die Kurbelwelle 20A zu drehen, wodurch der Motor 20 gestartet wird. Hierbei beinhaltet das Hybridfahrzeug 10 dieser Ausführungsform den ISG 40 und den Anlasser 26 als eine Startvorrichtung des Motors 20. Der Anlasser 26 wird vor allem für einen Kaltstart des Motors 20 basierend auf einer Startoperation eines Fahrers verwendet, und der ISG 40 wird vor allem dafür verwendet, den Motor 20 aus einem Leerlaufstopp neu zu starten.
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Der ISG 40 kann einen Kaltstart des Motors 20 durchführen. Das Hybridfahrzeug 10 beinhaltet jedoch den Anlasser 26 für einen zuverlässigen Kaltstart des Motors 20. Zum Beispiel kann ein Fall vorliegen, bei dem aufgrund einer Zunahme der Viskosität von Schmieröl in der Winterzeit in einer kalten Gegend ein Kaltstart des Motors 20 unter Verwendung der Leistung des ISG 40 schwierig ist, oder es kann ein Fall vorliegen, bei dem der ISG 40 einen Defekt aufweist. Wird ein solcher Fall berücksichtigt, beinhaltet das Hybridfahrzeug 10 sowohl den ISG 40 als auch den Anlasser 26 als Startvorrichtungen.
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Eine Kraft, die durch einen Strombetrieb des ISG 40 erzeugt wird, wird durch die Kurbelwelle 20A des Motors 20, das Getriebe 30 und die Antriebswelle 11 auf das Rad 12 übertragen.
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Des Weiteren wird die Drehung des Rads 12 durch die Antriebswelle 11, das Getriebe 30 sowie die Kurbelwelle 20A des Motors 20 auf den ISG 40 übertragen und wird für eine Regeneration (eine Stromerzeugung) in dem ISG 40 verwendet.
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Daher kann das Hybridfahrzeug 10 nicht nur ein Fahren unter Verwendung nur der Leistung (des Motordrehmoments) des Motors 20 (im Folgenden auch als ein verbrennungsmotorisches Fahren bezeichnet), sondern auch ein Fahren ausführen, um den Motor 20 unter Verwendung der Leistung des ISG 40 (des Elektromotordrehmoments) zu unterstützen.
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Des Weiteren kann das Hybridfahrzeug 10 fahren, indem nur die Leistung des ISG 40 (im Folgenden auch als ein elektrisches Fahren bezeichnet) in einem Zustand verwendet wird, in dem der Betrieb des Motors 20 ausgesetzt wird, indem die Kraftstoffeinspritzung in den Motor 20 auf eine Nicht-Einspritzung festgelegt wird. Während des elektrischen Fahrens dreht sich der Motor 20 zusammen mit dem ISG 40.
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Auf diese Weise ist das Hybridfahrzeug 10 in einem Parallel-Hybrid-System enthalten, das unter Verwendung von zumindest einer von der Leistung des Motors 20 und der Leistung des ISG 40 fahren kann.
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Das Hybridfahrzeug 10 beinhaltet eine Bleibatterie 71 als eine erste Stromquelle und eine Li-Batterie 72 als eine zweite Stromquelle. Die Bleibatterie 71 und die Li-Batterie 72 beinhalten wiederaufladbare Sekundärbatterien. Die Anzahl von Zellen etc. der Bleibatterie 71 und der Li-Batterie 72 ist so festgelegt, dass eine Ausgangsspannung von etwa 12 V erzeugt wird.
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Die Bleibatterie 71 ist aus einer Bleispeicherbatterie unter Verwendung von Blei für eine Elektrode hergestellt. Die Li-Batterie 72 beinhaltet eine Lithiumionen-Sekundärbatterie, die durch einen Austausch von Lithiumionen zwischen einer positiven Elektrode und einer negativen Elektrode entladen und geladen wird.
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Im Vergleich zu der Li-Batterie 72 weist die Bleibatterie 71 die Eigenschaft auf, dass ein größerer Strom in einer kurzen Zeitspanne entladen werden kann.
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Die Li-Batterie 72 weist die Eigenschaft auf, dass sie im Vergleich zu der Bleibatterie 71 mehr Lade- und Entladevorgänge wiederholen kann. Darüber hinaus weist die Li-Batterie 72 die Eigenschaft auf, dass sie im Vergleich zu der Bleibatterie 71 in einer kürzeren Zeitspanne geladen werden kann. Darüber hinaus weist die Li-Batterie 72 die Eigenschaft auf, dass sie im Vergleich zu der Bleibatterie 71 eine hohe Ausgangsleistung und eine hohe Energiedichte aufweist.
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In der Bleibatterie 71 ist ein Ladezustands-Detektor 71A bereitgestellt, und der Ladezustands-Detektor 71A detektiert eine Spannung an Anschlüssen, eine Umgebungstemperatur oder einen Eingangs-/Ausgangsstrom der Bleibatterie 71 und gibt ein Detektionssignal an das elektronische Steuergerät 50 ab. Das elektronische Steuergerät 50 detektiert unter Verwendung der Spannung an den Anschlüssen, der Umgebungstemperatur oder des Eingangs-/Ausgangsstroms der Bleibatterie 71 einen Ladungszustand der Bleibatterie 71.
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In der Li-Batterie 72 ist ein Ladezustands-Detektor 72A bereitgestellt, und der Ladezustands-Detektor 72A detektiert eine Spannung an Anschlüssen, eine Umgebungstemperatur oder einen Eingangs-/Ausgangsstrom der Li-Batterie 72 und gibt ein Detektionssignal an das elektronische Steuergerät 50 ab. Das elektronische Steuergerät 50 detektiert unter Verwendung der Spannung an den Anschlüssen, der Umgebungstemperatur oder des Eingangs-/Ausgangsstroms der Li-Batterie 72 einen Ladungszustand der Li-Batterie 72. Ladungszustände (SOC) der Bleibatterie 71 und der Li-Batterie 72 werden von dem elektronischen Steuergerät 50 gemanagt.
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Das Hybridfahrzeug 10 beinhaltet eine Bleibatterie-Last 16 und eine Li-Batterie-Last 17 als elektrische Lasten.
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Bei der Bleibatterie-Last 16 handelt es sich um eine elektrische Last, der hauptsächlich von der Bleibatterie 71 ein Strom zugeführt wird. Die Bleibatterie-Last 16 beinhaltet eine Stabilitäts-Steuervorrichtung, um ein Schleudern des Fahrzeugs zu verhindern, eine Steuervorrichtung für eine elektrische Lenkung (nicht dargestellt), die eine Betätigungskraft eines gelenkten Rads unterstützt, einen Frontscheinwerfer, einen Gebläseventilator etc. Des Weiteren beinhaltet die Bleibatterie-Last 16 einen Scheibenwischer (nicht dargestellt) sowie einen elektrisch angetriebenen Kühlventilator, der Kühlluft zu einem Kühler (nicht dargestellt) bläst. Bei der Bleibatterie-Last 16 handelt es sich um eine elektrische Last, die mehr elektrischen Strom als die Li-Batterie-Last 17 verbraucht, oder um eine vorübergehend verwendete elektrische Last.
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Bei der Li-Batterie-Last 17 handelt es sich um eine elektrische Last, der hauptsächlich von der Li-Batterie 72 ein elektrischer Strom zugeführt wird. Die Li-Batterie-Last 17 beinhaltet des Weiteren Lampen und Messgeräte einer Instrumententafel sowie ein Fahrzeug-Navigationssystem (nicht dargestellt). Bei der Li-Batterie-Last 17 handelt es sich um eine elektrische Last, die weniger Strom als die Bleibatterie-Last 16 verbraucht.
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Das Hybridfahrzeug 10 beinhaltet eine Schalteinheit 60, und die Schalteinheit 60 schaltet einen Stromzufuhrzustand zwischen der Bleibatterie 71, der Li-Batterie 72, der Bleibatterie-Last 16, der Li-Batterie-Last 17 und dem ISG 40 um. Die Schalteinheit 60 beinhaltet ein mechanisches Relais, ein Halbleiterrelais (auch als ein SSR, Solid State Relay, bezeichnet) etc. und wird mittels des elektronischen Steuergeräts 50 gesteuert.
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Mit der Schalteinheit 60 sind Stromkabel 61, 62, 63, und 64 verbunden. Das Stromkabel 61 verbindet die Schalteinheit 60, die Bleibatterie 71, die Bleibatterie-Last 16 und den Anlasser 26 parallel. Das Stromkabel 62 verbindet die Schalteinheit 60 und die Li-Batterie 72 miteinander. Das Stromkabel 63 ist mit der Schalteinheit 60 und der Li-Batterie-Last 17 verbunden. Das Stromkabel 64 verbindet die Schalteinheit 60 und den ISG 40 miteinander. Der Bleibatterie-Last 16 und dem Anlasser 26 wird durchgehend ein Strom von der Bleibatterie 71 zugeführt.
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In 2-1 und 2-2 beinhaltet die Schalteinheit 60 Schalter SW1, SW2, SW3 und SW4. Die Schalter SW1, SW2, SW3 und SW4 bilden in einem geschlossenen Zustand einen Verbindungszustand und bilden in einem offenen Zustand einen Trennzustand.
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Der Schalter SW1 verbindet oder trennt das Stromkabel 61 und das Stromkabel 64. Daher verbindet der Schalter SW1 die Bleibatterie 71 und den ISG 40 oder trennt die Bleibatterie 71 von dem ISG 40.
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Der Schalter SW2 verbindet oder trennt das Stromkabel 61 und das Stromkabel 63. Daher verbindet der Schalter SW2 die Bleibatterie 71 und die Li-Batterie-Last 17 oder trennt die Bleibatterie 71 von der Li-Batterie-Last 17.
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Der Schalter SW3 verbindet oder trennt das Stromkabel 62 und das Stromkabel 64. Daher verbindet der Schalter SW3 die Li-Batterie 72 und den ISG 40 oder trennt die Li-Batterie 72 von dem ISG 40.
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Der Schalter SW4 verbindet oder trennt das Stromkabel 62 und das Stromkabel 63. Daher verbindet der Schalter SW4 die Li-Batterie 72 und die Li-Batterie-Last 17 oder trennt die Li-Batterie 72 von der Li-Batterie-Last 17.
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Die Schalteinheit 60 weist den ersten Zustand auf, der in 2-1 veranschaulicht ist. In dem ersten Zustand sind die Schalter SW1 und SW4 geschlossen, und die Schalter SW2 und SW3 sind offen. Wenn sich die Schalteinheit 60 in dem ersten Zustand befindet, wird dem ISG 40 ein Strom von der Bleibatterie 71 zugeführt.
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Die Schalteinheit 60 weist den zweiten Zustand auf, der in 2-2 veranschaulicht ist. In dem zweiten Zustand sind die Schalter SW1 und SW4 offen, und die Schalter SW2 und SW3 sind geschlossen. Wenn sich die Schalteinheit 60 in dem zweiten Zustand befindet, wird dem ISG 40 ein Strom von der Li-Batterie 72 zugeführt.
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Das elektronische Steuergerät 50 beinhaltet eine Computereinheit, die eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU), einen Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM), einen Festwertspeicher (ROM), einen Flash-Speicher, der Backup-Daten speichert, einen Eingangsanschluss und einen Ausgangsanschluss aufweist.
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Der ROM der Computereinheit speichert zusammen mit verschiedenen Konstanten und verschiedenen Kennfeldern ein Programm, um zu bewirken, dass die Computereinheit als das elektronische Steuergerät 50 fungiert. Das heißt, diese Computereinheiten fungieren in dieser Ausführungsform als das elektronische Steuergerät 50, wenn die CPU ein in dem ROM gespeichertes Programm ausführt, wobei der RAM als ein Arbeitsbereich verwendet wird.
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Mit dem Eingangsanschluss des elektronischen Steuergeräts 50 sind verschiedene Sensoren verbunden, die den Kurbelwinkel-Sensor 27, den Gaspedal-Öffnungsgrad-Sensor 13A, den Bremshub-Sensor 14A, den Fahrzeuggeschwindigkeits-Sensor 12A sowie die Ladezustands-Detektoren 71A und 72A beinhalten, die vorstehend beschrieben sind. Hierbei sind der Motor 20 und der ISG 40 in dieser Ausführungsform durch den Riemen 42 derart miteinander gekoppelt, dass eine Leistung wechselseitig zwischen diesen übertragen werden kann. Unter Verwendung des Kurbelwinkel-Sensors 37 detektiert das elektronische Steuergerät 50 indirekt die Motordrehzahl des ISG 40. Der Kurbelwinkel-Sensor 27 stellt einen Drehzahl-Detektor gemäß dieser Erfindung dar.
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Mit dem Ausgangsanschluss des elektronischen Steuergeräts 50 sind verschiedene Steuerziele verbunden, die verschiedene Vorrichtungen beinhalten, wie beispielsweise das Drosselventil 23, die Einspritzdüse 24, die Zündkerze 25, die Schalteinheit 60, den ISG 40, den Anlasser 26 etc. Das elektronische Steuergerät 50 steuert die verschiedenen Steuerziele basierend auf Informationen, die von den verschiedenen Sensoren erhalten werden.
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Wenn eine vorgegebene Bedingung für elektrisches Fahren erfüllt ist, ermöglicht das elektronische Steuergerät 50 eine Durchführung des elektrischen Fahrens, um das Hybridfahrzeug 10 mittels des ISG 40 anzutreiben. Beispiele für die Bedingung für elektrisches Fahren beinhalten eine Bedingung, dass der SOC der Bleibatterie 71 und der Li-Batterie 72 größer als ein vorgegebener Wert ist, eine Bedingung, dass der Gaspedal-Öffnungsgrad gleich „0“ ist etc.
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Das elektronische Steuergerät 50 stellt die Schalteinheit 60 während des elektrischen Fahrens auf den zweiten Zustand ein, der in 2-2 veranschaulicht ist. Während des elektrischen Fahrens wird der ISG 40 unter Verwendung der Leistung der Li-Batterie angetrieben, und die Bleibatterie-Last 16 sowie die Li-Batterie-Last 17 werden unter Verwendung der Leistung der Bleibatterie 71 betrieben.
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Unter Bezugnahme auf ein in 3 veranschaulichtes Ablaufdiagramm wird ein Betrieb des elektronischen Steuergeräts 50 des Hybridfahrzeugs beschrieben, das wie vorstehend beschrieben konfiguriert ist. In einem Anfangszustand in 3 führt das Hybridfahrzeug 10 ein elektrisches Fahren in einem Zustand durch, in dem sich die Schalteinheit 60 in dem zweiten Zustand befindet.
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In Schritt S1 wiederholt das elektronische Steuergerät 50 eine Feststellung dahingehend, ob eine Verbrennungsmotordrehzahl während des elektrischen Fahrens auf oder unter einen vorgegebenen Schwellenwert abfällt.
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Wenn die Verbrennungsmotordrehzahl in Schritt S1 auf oder unter den Schwellenwert abfällt (JA in Schritt S1), besteht eine Wahrscheinlichkeit, dass eine Drehzahl des ISG 40 aufgrund einer Verminderung der Ausgangsleistung der Li-Batterie 72 möglicherweise auf oder unter den Schwellenwert des ISG 40 abfällt. Wenn sich dieser Zustand fortsetzt, nimmt die Drehzahl des ISG 40 weiter ab, und es bestehen Bedenken, dass das Hybridfahrzeug 10 möglicherweise entgegen der Absicht eines Fahrers stoppt.
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Wenn die Feststellung in Schritt S1 einem JA entspricht, startet das elektronische Steuergerät 50 daher den Motor 20 und schaltet auf ein verbrennungsmotorisches Fahren um. Insbesondere schaltet das elektronische Steuergerät 50 in Schritt S2 die Schalteinheit 60 von dem zweiten Zustand in den ersten Zustand um. Da die Stromquelle für den ISG 40 von der Li-Batterie 72 auf die Bleibatterie 71 umgeschaltet wird, kann der ISG 40 auf diese Weise unter Verwendung der Leistung der Bleibatterie 71 angetrieben werden, um den Motor 20 für einen Startvorgang zu drehen.
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Darüber hinaus startet das elektronische Steuergerät 50 in Schritt S2 den Motor 20 unter Verwendung einer Kraftstoffeinspritzung und schaltet auf das verbrennungsmotorische Fahren unter Verwendung der Leistung des Motors 20 um.
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Hierbei handelt es sich bei dem Schwellenwert des ISG 40 um eine Drehzahl, die höher als eine Drehzahl in einem gestoppten Zustand ist. Mit anderen Worten handelt es sich bei dem Schwellenwert um eine Drehzahl, die höher als 0 [rpm] ist. Des Weiteren handelt es sich bei dem Schwellenwert des ISG 40 um eine Drehzahl, die gleich einem unteren Grenzwert einer Drehzahl oder höher als dieser ist, bei dem der Motor 20 unter Verwendung einer Kraftstoffeinspritzung gestartet werden kann.
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Wie vorstehend beschrieben, beinhaltet das Hybridfahrzeug 10 dieser Ausführungsform den Kurbelwinkel-Sensor 27, der die Drehzahl des ISG 40 detektiert, und die Schalteinheit 60 weist den ersten Zustand auf, in welchem dem ISG 40 ein Strom von der Bleibatterie 71 zugeführt wird, sowie den zweiten Zustand, in welchem dem ISG 40 ein Strom von der Li-Batterie 72 zugeführt wird.
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In einem Zustand, in dem sich die Schalteinheit 60 in dem zweiten Zustand befindet, setzt das elektronische Steuergerät 50 dann den Betrieb des Motors 20 aus und führt unter Verwendung der Leistung des ISG 40 ein elektrisches Fahren durch. Wenn des Weiteren die Drehzahl des ISG 40 während des elektrischen Fahrens auf oder unter einen vorab festgelegten Schwellenwert abfällt, schaltet das elektronische Steuergerät 50 die Schalteinheit 60 von dem zweiten Zustand in den ersten Zustand um und startet den Motor 20 unter Verwendung einer Kraftstoffeinspritzung, um unter Verwendung der Leistung des Motors 20 ein verbrennungsmotorisches Fahren durchzuführen. Bei dem Schwellenwert des ISG 40 handelt es sich bei dieser Ausführungsform um eine Drehzahl, die höher als eine Drehzahl in dem gestoppten Zustand ist.
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In einem Fall, in dem die Drehzahl des ISG 40 während des elektrischen Fahrens auf oder unter den vorab festgelegten Schwellenwert abfällt, kann dem ISG 40 auf diese Weise die Leistung der Bleibatterie 71 zugeführt werden, indem die Schalteinheit 60 von dem zweiten Zustand in den ersten Zustand umgeschaltet wird, wenn die Leistung der Li-Batterie 72 unzureichend ist.
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Dann kann der Motor 20 unter Verwendung einer Kraftstoffeinspritzung gestartet werden, indem der Motor 20 unter Verwendung des ISG 40 gedreht wird, dem von der Bleibatterie 71 ein Strom zugeführt wird. Darüber hinaus kann das Fahren des Hybridfahrzeugs 10 fortgesetzt werden, indem von dem elektrischen Fahren auf das verbrennungsmotorische Fahren umgeschaltet wird.
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Im Ergebnis ist es möglich, ein Stoppen des Fahrzeugs entgegen einer Absicht des Fahrers aufgrund einer unzureichenden Stromzufuhr zu dem ISG 40 zu verhindern.
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Darüber hinaus weist die Bleibatterie 71 in dieser Ausführungsform die Eigenschaft auf, dass sie im Vergleich zu der Li-Batterie 72 einen höheren Strom in einer kurzen Zeitspanne entladen kann, und die Li-Batterie 72 weist die Eigenschaft auf, dass sie im Vergleich zu der Bleibatterie 71 mehr Lade- und Entladevorgänge wiederholen kann.
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Da sich die Eigenschaften der Bleibatterie 71 und der Li-Batterie 72 voneinander unterscheiden, ist es auf diese Weise möglich, in Abhängigkeit von der Situation einen adäquaten Stromzufuhrzustand zu erzeugen.
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Des Weiteren sind der ISG 40 und der Motor 20 in dieser Ausführungsform unter Verwendung des Umschlingungsgetriebemechanismus mit dem Endloselement derart miteinander gekoppelt, dass wechselseitig eine Leistung zwischen diesen übertragen werden kann und sich der Motor 20 zusammen mit dem ISG 40 dreht, wenn sich der ISG 40 dreht. Darüber hinaus handelt es sich bei dem Schwellenwert des ISG 40 um eine Drehzahl, die gleich einem unteren Grenzwert einer Drehzahl oder höher als dieser ist, bei dem der Motor 20 unter Verwendung einer Kraftstoffeinspritzung gestartet werden kann.
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Auf diese Weise kann der Motor 20 unter Verwendung einer Kraftstoffeinspritzung gestartet werden. Darüber hinaus muss der Fahrer keine Startoperation unter Verwendung des Zündschlüssels etc. durchführen, um den ausgesetzten Motor 20 zu starten.
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Obwohl Ausführungsformen dieser Erfindung beschrieben wurden, ist es ersichtlich, dass ein Fachmann Änderungen durchführen kann, ohne von dem Umfang dieser Erfindung abzuweichen. Jegliche und sämtliche derartigen Modifikationen und Äquivalente sollen in den beigefügten Ansprüchen eingeschlossen sein.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2014177213 A [0002, 0003]
