DE102017222307A1

DE102017222307A1 - Hybridfahrzeug

Info

Publication number: DE102017222307A1
Application number: DE102017222307.3A
Authority: DE
Inventors: Yasushi Sobukawa; Kenta Chihaya
Original assignee: Suzuki Motor Corp
Current assignee: Suzuki Motor Corp
Priority date: 2016-12-26
Filing date: 2017-12-08
Publication date: 2018-06-28
Also published as: CN108238036A; FR3061112B1; CN108238036B; JP6855785B2; FR3061112A1; JP2018103742A

Abstract

In einem Hybridfahrzeug führt ein elektronisches Steuergerät ein elektrisches Fahren durch, bei dem ein Betrieb eines Motors ausgesetzt wird, um ein Fahren mittels der Leistung eines ISG durchzuführen, und startet den Motor, indem ein Antreiben eines Anlassers und eine Kraftstoffeinspritzung durchgeführt werden, wenn eine Drehzahl des Motors während des elektrischen Fahrens auf oder unter einen Schwellenwert N1 abnimmt. Der Schwellenwert N1 ist eine Drehzahl, die höher als eine Drehzahl in einem gestoppten Zustand ist.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Technisches Gebiet
Diese Erfindung bezieht sich auf ein Hybridfahrzeug.
Verfahren des Stands der Technik
Ein Hybridfahrzeug, das in JP 2004-124914 A beschrieben ist, war als ein herkömmliches Hybridfahrzeug bekannt. Das in JP 2004-124914 A beschriebene Hybridfahrzeug beinhaltet eine Anomalie-Feststellungsvorrichtung, die feststellt, dass eine Kraftübertragungseinrichtung in einem Fall anomal ist, in dem die Verbrennungsmotorumdrehungen pro Minute (RPM), die mittels einer Verbrennungsmotordrehzahl-Detektionsvorrichtung detektiert werden, kleiner als ein vorgegebener Wert oder gleich diesem sind und eine Anomalie eines Motorgenerators mittels einer Elektromotoranomalie-Detektionsvorrichtung nicht detektiert wird, auch wenn eine Motorgenerator-Steuervorrichtung ein Signal zum Aktivieren des Motorgenerators übermittelt. Darüber hinaus beinhaltet das in JP 2004-124914 A beschriebene Hybridfahrzeug eine Anlasser-Startvorrichtung, die einen Anlasser für einen Neustart eines Motors aktiviert, wenn mittels der Anomalie-Feststellungsvorrichtung festgestellt wird, dass die Kraftübertragungseinrichtung anomal ist.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Wenn jedoch eine Anomalie der Kraftübertragungseinrichtung auftritt, während das Hybridfahrzeug unter Verwendung der Leistung des Motorgenerators fährt, kann das in JP 2004-124914 A beschriebene Hybridfahrzeug die Anomalie nicht feststellen. Aus diesem Grund bestehen bei dem in JP 2004-124914 A beschriebenen Hybridfahrzeug Bedenken, dass das Fahrzeug möglicherweise entgegen der Absicht eines Fahrers stoppt, wenn eine Anomalie der Kraftübertragungseinrichtung auftritt.
Diese Erfindung wurde im Hinblick auf das vorstehend erwähnte Problem konzipiert, und eine Aufgabe dieser Erfindung besteht darin, ein Hybridfahrzeug bereitzustellen, das in der Lage ist, ein Stoppen des Fahrzeugs entgegen der Absicht eines Fahrers zu verhindern, auch wenn ein Endloselement durchtrennt wird.
Gemäß Aspekten dieser Erfindung wird ein Hybridfahrzeug bereitgestellt, das beinhaltet: einen Verbrennungsmotor, einen Elektromotor, der durch einen Strom angetrieben wird, einen Anlasser zum Starten des Verbrennungsmotors sowie einen Drehzahl-Detektor zum Detektieren einer Drehzahl des Verbrennungsmotors, wobei der Elektromotor und der Verbrennungsmotor mittels eines Umschlingungsgetriebemechanismus, der ein Endloselement aufweist, derart miteinander verbunden sind, dass eine Leistung wechselseitig zwischen diesen übertragen werden kann und sich der Verbrennungsmotor während einer Drehung des Elektromotors zusammen mit dem Elektromotor dreht, wobei das Hybridfahrzeug des Weiteren eine Steuereinheit beinhaltet, die konfiguriert ist, den Verbrennungsmotor, den Elektromotor und den Anlasser zu steuern, wobei die Steuereinheit ein elektrisches Fahren durchführt, bei dem ein Betrieb des Verbrennungsmotors ausgesetzt wird, um ein Fahren mittels der Leistung des Elektromotors durchzuführen, und die Steuereinheit den Verbrennungsmotor startet, indem ein Antreiben des Anlassers und eine Kraftstoffeinspritzung durchgeführt werden, wenn eine Drehzahl des Verbrennungsmotors während des elektrischen Fahrens auf oder unter einen ersten Schwellenwert abnimmt, und wobei der erste Schwellenwert eine Drehzahl ist, die höher als eine Drehzahl in einem gestoppten Zustand ist.
Wie vorstehend beschrieben, ist es gemäß dieser vorstehend beschriebenen Erfindung möglich, das Stoppen eines Fahrzeugs entgegen der Absicht eines Fahrers zu verhindern, auch wenn ein Endloselement durchtrennt wird.
Figurenliste

1 ist ein Schaubild einer Konfiguration eines Hybridfahrzeugs gemäß einer Ausführungsform dieser Erfindung;
2-1 ist ein Schaubild, das einen ersten Zustand, in dem einer Bleibatterie ein Strom von einem integrierten Anlassergenerator (ISG) zugeführt wird und einer Li-Batterie-Last ein Strom von einer Li-Batterie 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 und der Li-Batterie-Last ein Strom von der Bleibatterie zugeführt wird, in der Schalteinheit des Hybridfahrzeugs gemäß einer Ausführungsform dieser Erfindung veranschaulicht; und
3 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Betrieb eines elektronischen Steuergeräts (ECU) des Hybridfahrzeugs gemäß einer Ausführungsform dieser Erfindung beschreibt.

BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
Bei einem Hybridfahrzeug gemäß Ausführungsformen dieser Erfindung handelt es sich um ein Hybridfahrzeug, das beinhaltet: einen Verbrennungsmotor, einen Elektromotor, der mittels eines Stroms angetrieben wird, einen Anlasser zum Starten des Verbrennungsmotors sowie einen Drehzahl-Detektor zum Detektieren einer Drehzahl des Verbrennungsmotors, wobei der Elektromotor und der Verbrennungsmotor mittels eines Umschlingungsgetriebemechanismus, der ein Endloselement aufweist, derart miteinander verbunden sind, dass eine Leistung wechselseitig zwischen diesen übertragen werden kann und sich der Verbrennungsmotor während einer Drehung des Elektromotors zusammen mit dem Elektromotor dreht, wobei das Hybridfahrzeug des Weiteren eine Steuereinheit beinhaltet, die konfiguriert ist, den Verbrennungsmotor, den Elektromotor und den Anlasser zu steuern, wobei die Steuereinheit ein elektrisches Fahren durchführt, bei dem ein Betrieb des Verbrennungsmotors ausgesetzt wird, um ein Fahren mittels der Leistung des Elektromotors durchzuführen, und die Steuereinheit den Verbrennungsmotor startet, indem ein Antreiben des Anlassers und eine Kraftstoffeinspritzung durchgeführt werden, wenn eine Drehzahl des Verbrennungsmotors während des elektrischen Fahrens auf oder unter einen ersten Schwellenwert abnimmt, und wobei der erste 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 des Fahrzeugs entgegen der Absicht eines Fahrers verhindern, auch wenn ein Endloselement durchtrennt wird.
AUSFÜHRUNGSFORMEN
Im Folgenden wird eine Beschreibung des Hybridfahrzeugs gemäß den Ausführungsformen dieser Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen angegeben. 1 bis 3 sind Schaubilder für eine Beschreibung des Hybridfahrzeugs gemäß den Ausführungsformen dieser Erfindung.
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.
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 Verbrennungskammer (nicht dargestellt) bereitgestellt.
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.
In dem Motor 20 sind für jeden Zylinder eine Einspritzdüse 24, die einen Kraftstoff durch eine Einlassöffnung (nicht dargestellt) in die Verbrennungskammer einspritzt, sowie eine Zündkerze 25 bereitgestellt, die ein Luft-Kraftstoff-Gemisch in der Verbrennungskammer 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.
In dem Motor 20 ist ein Kurbelwinkel-Sensor 27 bereitgestellt, und der Kurbelwinkel-Sensor 27 detektiert Motorumdrehungen pro Minute (RPM) basierend auf einer Drehposition einer Kurbelwelle 20A und übermittelt ein Detektionssignal an das elektronische Steuergerät 50. Der Kurbelwinkel-Sensor 27 stellt einen Drehzahl-Detektor gemäß dieser Erfindung dar.
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).
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.
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.
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 geschaltete Leistung auf die rechte und die linke Antriebswelle 11, so dass eine Differentialdrehung ermöglicht wird.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
Das Hybridfahrzeug 10 beinhaltet einen 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 eines elektrischen Stroms integriert. Der ISG 40 weist eine Funktion eines Generators auf, der aus einer externen Leistung einen Strom erzeugt, und weist eine Funktion eines Elektromotors auf, der eine Leistung erzeugt, indem ihm ein elektrischer Strom zugeführt wird. Der ISG 40 stellt einen Elektromotor gemäß dieser Erfindung dar.
Der ISG 40 ist durch einen Umschlingungsgetriebemechanismus, der eine Riemenscheibe 41, eine Kurbelriemenscheibe 21 sowie einen Riemen 42 beinhaltet, mit dem Motor 20 verbunden und überträgt wechselseitig eine Leistung auf den 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 als ein Endloselement um die Kurbelriemenscheibe 21 und die Riemenscheibe 41 herum gewickelt. Ein Zahnrad und eine Kette können als der Umschlingungsgetriebemechanismus verwendet werden. Das Endloselement entspricht in diesem Fall der Kette.
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.
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.
Eine Leistung, 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.
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.
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.
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 ein Wechsel von der Kraftstoffeinspritzung in den Motor 20 zu einer Nicht-Einspritzung durchgeführt wird. Während des elektrischen Fahrens dreht sich der Motor 20 zusammen mit dem ISG 40.
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.
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 sind aus wiederaufladbaren Sekundärbatterien hergestellt. 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.
Die Bleibatterie 71 ist aus einer Bleispeicherbatterie unter Verwendung von Blei für eine Elektrode hergestellt. Die Li-Batterie 72 ist aus einer Lithiumionen-Sekundärbatterie hergestellt, die durch einen Austausch von Lithiumionen zwischen einer positiven Elektrode und einer negativen Elektrode entladen und geladen wird.
Im Vergleich zu der Li-Batterie 72 weist die Bleibatterie 71 die Eigenschaft auf, dass ein höherer Strom in einer kurzen Zeitspanne entladen werden kann.
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.
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 (SOC).
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. SOCs der Bleibatterie 71 und der Li-Batterie 72 werden von dem elektronischen Steuergerät 50 gemanagt.
Das Hybridfahrzeug 10 beinhaltet eine Bleibatterie-Last 16 und eine Li-Batterie-Last 17 als elektrische Lasten.
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 elektrisch 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.
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.
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 SSR, Solid State Relay, bezeichnet) etc. und wird mittels des elektronischen Steuergeräts 50 gesteuert.
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.
Daher wird der Bleibatterie-Last 16 und dem Anlasser 26 durchgehend ein Strom von der Bleibatterie 71 zugeführt. Indessen wird der Stromzufuhrzustand bei dieser Ausführungsform derart umgeschaltet, dass der Li-Batterie-Last 17 selektiv von der Li-Batterie 72 oder der Bleibatterie 71 ein Strom zugeführt wird. Darüber hinaus wird der Stromzufuhrzustand derart umgeschaltet, dass dem ISG 40 selektiv von der Li-Batterie 72 oder der Bleibatterie 71 ein Strom zugeführt wird.
In 2-1 und 2-2 beinhaltet die Schalteinheit 60 die Schalter SW1, SW2, SW3 und SW4. Die Schalter SW1, SW2, SW3 und SW4 bilden in einem geschlossenen Zustand einen elektrischen Verbindungszustand und bilden in einem offenen Zustand einen Trennzustand.
Der Schalter SW1 verbindet das Stromkabel 61 mit dem Stromkabel 64 oder trennt das Stromkabel 61 von dem Stromkabel 64. Daher verbindet der Schalter SW1 die Bleibatterie 71 mit dem ISG 40 oder trennt die Bleibatterie 71 von dem ISG 40.
Der Schalter SW2 verbindet das Stromkabel 61 mit dem Stromkabel 63 oder trennt das Stromkabel 61 von dem Stromkabel 63. Daher verbindet der Schalter SW2 die Bleibatterie 71 mit der Li-Batterie-Last 17 oder trennt die Bleibatterie 71 von der Li-Batterie-Last 17.
Der Schalter SW3 verbindet das Stromkabel 62 mit dem Stromkabel 64 oder trennt das Stromkabel 62 von dem Stromkabel 64. Daher verbindet der Schalter SW3 die Li-Batterie 72 mit dem ISG 40 oder trennt die Li-Batterie 72 von dem ISG 40.
Der Schalter SW4 verbindet das Stromkabel 62 mit dem Stromkabel 63 oder trennt das Stromkabel 62 von dem Stromkabel 63. Daher verbindet der Schalter SW4 die Li-Batterie 72 mit der Li-Batterie-Last 17 oder trennt die Li-Batterie 72 von der Li-Batterie-Last 17.
Die Schalteinheit weist einen 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 der Bleibatterie 71 ein Strom von dem ISG 40 zugeführt, und der Li-Batterie-Last 17 wird ein Strom von der Li-Batterie 72 zugeführt.
Die Schalteinheit 60 weist einen 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, und der Li-Batterie-Last 17 wird ein Strom von der Bleibatterie 71 zugeführt.
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 etc. speichert, einen Eingangsanschluss und einen Ausgangsanschluss aufweist.
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 bei 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.
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 bei dieser Ausführungsform durch den Riemen 42 derart miteinander verbunden, dass eine Leistung wechselseitig zwischen diesen übertragen werden kann. Das elektronische Steuergerät 50 detektiert mittels des Kurbelwinkel-Sensors 27 indirekt die Drehzahl des ISG 40.
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.
Wenn eine vorgegebene Bedingung für elektrisches Fahren erfüllt ist, bewirkt das elektronische Steuergerät 50, dass der ISG 40 ein elektrisches Fahren durchführt, um das Hybridfahrzeug 10 anzutreiben. Die Bedingung für elektrisches Fahren beinhaltet zum Beispiel eine Bedingung, dass die SOCs der Bleibatterie 71 und der Li-Batterie 72 größer als ein vorgegebener Wert sind, eine Bedingung, dass ein Gaspedal-Öffnungsgrad gleich „0“ ist etc.
Das elektronische Steuergerät 50 versetzt die Schalteinheit 60 während des elektrischen Fahrens in den zweiten Zustand, der in 2-2 veranschaulicht ist. Der ISG 40 wird während des elektrischen Fahrens unter Verwendung eines Stroms der Li-Batterie 72 angetrieben.
Wenn hierbei der Riemen 42 während des elektrischen Fahrens durchtrennt wird, wird die Drehung des ISG 40 nicht auf den Motor 20 übertragen, und somit stoppt das Hybridfahrzeug 10 entgegen der Absicht des Fahrers.
Daher überwacht das elektronische Steuergerät 50 bei dieser Ausführungsform während des elektrischen Fahrens die Verbrennungsmotordrehzahl und führt gemäß einem Resultat eines Vergleichs zwischen der Verbrennungsmotordrehzahl und Schwellenwerten N1 und N2 eine Operation durch, die nachstehend beschrieben ist, wodurch ein Stoppen des Fahrzeugs entgegen der Absicht des Fahrers verhindert wird.
Hierbei handelt es sich bei dem Schwellenwert N1 um eine Drehzahl, die höher als eine Drehzahl in einem gestoppten Zustand ist. Die Drehzahl in dem gestoppten Zustand ist gleich 0 rpm. Der Schwellenwert N1 entspricht bei dieser Erfindung einem ersten Schwellenwert. Bei dieser Ausführungsform ist der Schwellenwert N1 auf 200 rpm festgelegt.
Der Schwellenwert N2 ist so festgelegt, dass er höher als der erste Schwellenwert N1 ist. Bei einem zweiten Schwellenwert handelt es sich um eine Drehzahl, die höher als ein unterer Grenzwert einer Drehzahl oder gleich dieser ist, bei welchem der Motor 20 mittels einer Kraftstoffeinspritzung gestartet werden kann. Der Schwellenwert N2 entspricht bei dieser Erfindung dem zweiten Schwellenwert. Bei dieser Ausführungsform ist der Schwellenwert N2 auf 600 rpm festgelegt.
Wenn die Verbrennungsmotordrehzahl während des elektrischen Fahrens auf oder unter den Schwellenwert N2 (600 rpm) abnimmt, schaltet das elektronische Steuergerät 50 die Schalteinheit 60 von dem zweiten Zustand in den ersten Zustand um.
Wenn die Drehzahl des Motors 20 aufgrund der Schalteinheit 60 zunimmt, die von dem zweiten Zustand in den ersten Zustand umgeschaltet wird, startet das elektronische Steuergerät 50 den Motor 20 mittels einer Kraftstoffeinspritzung und führt ein verbrennungsmotorisches Fahren durch, bei dem das Fahren mittels der Leistung des Motors 20 durchgeführt wird.
Wenn die Verbrennungsmotordrehzahl während des elektrischen Fahrens auf oder unter N1 (200 rpm) abnimmt, startet das elektronische Steuergerät 50 den Motor 20, indem ein Antreiben des Anlassers 26 und eine Kraftstoffeinspritzung durchgeführt werden.
Unter Bezugnahme auf ein Ablaufdiagramm, das in 3 veranschaulicht ist, wird eine Fahrzeugstoppverhinderungs-Operation mittels des elektronischen Steuergeräts 50 des Hybridfahrzeugs 10 beschrieben, das wie vorstehend beschrieben konfiguriert ist.
In 3 stellt das elektronische Steuergerät 50 in Schritt S1 fest, ob die Verbrennungsmotordrehzahl während des elektrischen Fahrens auf oder unter den Schwellenwert N2 abnimmt. Das elektronische Steuergerät 50 wiederholt Schritt S1, bis es feststellt, dass die Verbrennungsmotordrehzahl auf oder unter den Schwellenwert N2 abnimmt.
Wenn die Verbrennungsmotordrehzahl in Schritt S1 auf oder unter den Schwellenwert N2 abnimmt, schaltet das elektronische Steuergerät 50 eine Batterie, die dem ISG 40 einen Strom von der Li-Batterie 72 zuführt, in Schritt S2 auf die Bleibatterie 71 um. Darüber hinaus führt das elektronische Steuergerät 50 in Schritt S2 eine Kraftstoffeinspritzung in den Motor 20 durch.
Wenn die Verbrennungsmotordrehzahl erhöht wird, indem dem ISG 40 in Schritt S2 ein Strom von der Bleibatterie 71 zugeführt wird, stellt das elektronische Steuergerät 50 fest, dass der Riemen 42 nicht durchtrennt ist und eine Abnahme der Ausgangsleistung des SOC der Li-Batterie 72 etc. eine Ursache ist.
Wenn die Verbrennungsmotordrehzahl erhöht wird, indem in Schritt S2 eine Kraftstoffeinspritzung durchgeführt wird, führt das elektronische Steuergerät 50 ein verbrennungsmotorisches Fahren durch.
In Schritt S3 stellt das elektronische Steuergerät 50 fest, ob 0,5 Sekunden verstrichen sind, nachdem die Verbrennungsmotordrehzahl auf oder unter den Schwellenwert N1 abgenommen hat. Wenn die Verbrennungsmotordrehzahl nicht auf oder unter den Schwellenwert N1 abgenommen hat oder nicht 0,5 Sekunden verstrichen sind, nachdem die Verbrennungsmotordrehzahl auf oder unter den Schwellenwert N1 abgenommen hat, kehrt das elektronische Steuergerät 50 zu Schritt S1 zurück.
Wenn 0,5 Sekunden verstrichen sind, nachdem die Verbrennungsmotordrehzahl in Schritt S3 auf oder unter den Schwellenwert N1 abgenommen hat, treibt das elektronische Steuergerät 50 den Anlasser 26 an und startet den Motor 20 in Schritt S4. Danach führt das elektronische Steuergerät 50 ein verbrennungsmotorisches Fahren durch.
Wie vorstehend beschrieben, führt das elektronische Steuergerät 50 in dem Hybridfahrzeug 10 gemäß dieser Ausführungsform ein elektrisches Fahren durch, bei dem der Betrieb des Motors 20 ausgesetzt wird, um das Fahren mittels der Leistung des ISG 40 durchzuführen. Wenn des Weiteren die Drehzahl des Motors 20 während des elektrischen Fahrens auf oder unter den Schwellenwert N1 abnimmt, startet das elektronische Steuergerät 50 den Motor 20, indem es ein Antreiben des Anlassers 26 und eine Kraftstoffeinspritzung durchführt. Bei dem Schwellenwert N1 handelt es sich um eine Drehzahl, die höher als eine Drehzahl in einem gestoppten Zustand ist.
Auf diese Weise ist es möglich, den Motor 20 zu starten, indem ein Antreiben des Anlassers 26 und eine Kraftstoffeinspritzung durchgeführt werden, wenn die Drehzahl des Motors 20 während des elektrischen Fahrens auf oder unter den Schwellenwert N1 abnimmt.
Aus diesem Grund ist es möglich, ein Abnehmen der Drehzahl des Motors 20 auf 0 rpm entsprechend der Drehzahl in dem gestoppten Zustand zu vermeiden, das ein Abwürgen des Motors verursacht, und das Fahren unter Verwendung des Antriebsdrehmoments des Motors 20 fortzusetzen.
Im Ergebnis kann verhindert werden, dass das Fahrzeug entgegen der Absicht des Fahrers stoppt, auch wenn das Endloselement durchtrennt wird.
Darüber hinaus schaltet das elektronische Steuergerät 50 in dem Hybridfahrzeug 10 gemäß dieser Ausführungsform die Schalteinheit 60 von dem zweiten Zustand in den ersten Zustand um, wenn die Drehzahl des Motors 20 während des elektrischen Fahrens in einem Zustand, in dem sich die Schalteinheit 60 in dem zweiten Zustand befindet, auf oder unter den Schwellenwert N2 abnimmt, der höher als der Schwellenwert N1 ist.
Auf diese Weise kann in einem Fall, in dem die Drehzahl des Motors 20 nicht ansteigt, wenn die Schalteinheit 60 in den ersten Zustand umgeschaltet wird, festgestellt werden, dass ein Durchtrennen des Riemens 42 eine Ursache ist. Darüber hinaus kann in einem Fall, in dem die Drehzahl des Motors 20 ansteigt, wenn die Schalteinheit 60 in den ersten Zustand umgeschaltet wird, festgestellt werden, dass eine Abnahme des SOC der Li-Batterie 72 eine Ursache ist.
Im Ergebnis ist es möglich, festzustellen, ob eine Abnahme der Drehzahl des Motors 20 durch ein Durchtrennen des Riemens 42 verursacht wird.
Darüber hinaus startet das elektronische Steuergerät 50 in dem Hybridfahrzeug 10 gemäß dieser Ausführungsform in einem Fall, in dem die Drehzahl des Motors 20 zunimmt, wenn die Schalteinheit 60 von dem zweiten Zustand in den ersten Zustand umgeschaltet wird, den Motor 20 mittels einer Kraftstoffeinspritzung und führt ein verbrennungsmotorisches Fahren durch, bei dem das Fahren mittels der Leistung des Motors 20 durchgeführt wird.
Auf diese Weise ist es möglich, unter Verwendung des ISG 40 einen Strom zu erzeugen, indem ein verbrennungsmotorisches Fahren durchgeführt wird, da der Riemen 42 in dem Fall nicht durchtrennt ist, in dem die Drehzahl des Motors 20 zunimmt, wenn die Schalteinheit 60 von dem zweiten Zustand in den ersten Zustand umgeschaltet wird. Aus diesem Grund ist es möglich, eine Überentladung der Bleibatterie und der Li-Batterie 72 zu verhindern, die Stromquellen entsprechen.
Darüber hinaus weist die Bleibatterie 71 in dem Hybridfahrzeug 10 gemäß dieser Ausführungsform die Eigenschaft auf, dass im Vergleich zu der Li-Batterie 72 ein höherer Strom in einer kurzen Zeitspanne entladen werden kann. Des Weiteren weist die Li-Batterie 72 die Eigenschaft auf, dass sie im Vergleich zu der Bleibatterie 71 mehr Lade- und Entladevorgänge wiederholen kann.
Auf diese Weise ist es möglich, einen adäquaten Stromzufuhrzustand gemäß der Situation zu erzeugen, da sich die Eigenschaften der Bleibatterie 71 und der Li-Batterie 72 voneinander unterscheiden.
Darüber hinaus handelt es sich bei dem Schwellenwert N2 in dem Hybridfahrzeug 10 gemäß dieser Ausführungsform um eine Drehzahl, die höher als ein unterer Grenzwert einer Drehzahl oder gleich diesem ist, bei welchem der Motor 20 mittels einer Kraftstoffeinspritzung gestartet werden kann.
Auf diese Weise kann der Motor 20 mittels einer Kraftstoffeinspritzung gestartet werden, wenn die Drehzahl des Motors 20 während des elektrischen Fahrens auf oder unter den Schwellenwert N2 abnimmt. Aus diesem Grund ist es möglich, dass der Fahrer keine Startoperation unter Verwendung eines Zündschlüssels etc. durchführt, um den Motor 20 neu zu starten, dessen Drehung gestoppt hat.
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.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2004124914 A [0002, 0003]

Claims

Hybridfahrzeug, umfassend: einen Verbrennungsmotor; einen Elektromotor, der mittels eines Stroms angetrieben wird; einen Anlasser zum Starten des Verbrennungsmotors; und einen Drehzahl-Detektor zum Detektieren einer Drehzahl des Verbrennungsmotors, wobei der Elektromotor und der Verbrennungsmotor mittels eines Umschlingungsgetriebemechanismus, der ein Endloselement aufweist, derart miteinander verbunden sind, dass eine Leistung wechselseitig zwischen diesen übertragen werden kann und sich der Verbrennungsmotor während einer Drehung des Elektromotors zusammen mit dem Elektromotor dreht, wobei das Hybridfahrzeug des Weiteren umfasst: eine Steuereinheit, die konfiguriert ist, den Verbrennungsmotor, den Elektromotor und den Anlasser zu steuern, wobei die Steuereinheit ein elektrisches Fahren durchführt, bei dem ein Betrieb des Verbrennungsmotors ausgesetzt wird, um ein Fahren mittels der Leistung des Elektromotors durchzuführen, und den Verbrennungsmotor startet, indem ein Antreiben des Anlassers und eine Kraftstoffeinspritzung durchgeführt werden, wenn eine Drehzahl des Verbrennungsmotors während des elektrischen Fahrens auf oder unter einen ersten Schwellenwert abnimmt, und wobei der erste Schwellenwert eine Drehzahl ist, die höher als eine Drehzahl in einem gestoppten Zustand ist.
Hybridfahrzeug nach Anspruch 1, des Weiteren umfassend: eine erste Stromquelle und eine zweite Stromquelle; und eine Schalteinheit zum Umschalten eines Stromzufuhrzustands zwischen der ersten Stromquelle, der zweiten Stromquelle und dem Elektromotor, wobei die Schalteinheit aufweist: einen ersten Zustand, in welchem dem Elektromotor ein Strom von der ersten Stromquelle zugeführt wird, und einen zweiten Zustand, in welchem dem Elektromotor ein Strom von der zweiten Stromquelle zugeführt wird, und wobei die Steuereinheit die Schalteinheit von dem zweiten Zustand in den ersten Zustand umschaltet, wenn die Drehzahl des Verbrennungsmotors während des elektrischen Fahrens in einem Zustand, in dem sich die Schalteinheit in dem zweiten Zustand befindet, auf oder unter einen zweiten Schwellenwert abnimmt, der höher als der erste Schwellenwert ist.
Hybridfahrzeug nach Anspruch 2, wobei die Steuereinheit in einem Fall, in dem die Drehzahl des Verbrennungsmotors zunimmt, wenn die Schalteinheit von dem zweiten Zustand in den ersten Zustand umgeschaltet wird, den Verbrennungsmotor mittels einer Kraftstoffeinspritzung startet und ein verbrennungsmotorisches Fahren durchführt, das mittels der Leistung des Verbrennungsmotors durchgeführt wird.
Hybridfahrzeug nach Anspruch 3, wobei die erste Stromquelle die Eigenschaft aufweist, dass im Vergleich zu der zweiten Stromquelle ein höherer Strom in einer kurzen Zeitspanne entladen werden kann, und die zweite Stromquelle die Eigenschaft aufweist, dass sie im Vergleich zu der ersten Stromquelle mehr Lade- und Entladevorgänge wiederholen kann.
Hybridfahrzeug nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei der zweite Schwellenwert eine Drehzahl ist, die höher als ein unterer Grenzwert einer Drehzahl oder gleich diesem ist, bei welchem der Verbrennungsmotor mittels einer Kraftstoffeinspritzung gestartet werden kann.