DE10212379A1

DE10212379A1 - Steuereinheit für Hybridfahrzeuge

Info

Publication number: DE10212379A1
Application number: DE10212379A
Authority: DE
Inventors: Kazuhiko Morimoto; Yoshiaki Omata
Original assignee: Suzuki Motor Corp
Current assignee: Suzuki Motor Corp
Priority date: 2001-03-21
Filing date: 2002-03-20
Publication date: 2002-10-02
Anticipated expiration: 2022-03-21
Also published as: JP3772683B2; US20020134596A1; JP2002276406A; DE10212379B4; US6742614B2

Abstract

Bei einer Kraftstoffunterbrechungssteuerung während einer Kraftstoffverzögerung wird auf Seiten eines Verbrennungsmotors eine Rückstellverbrennungsmotordrehzahl mit einer Drehzahl gewählt, bei der der Verbrennungsmotor unvermeidlich blockiert. Auf einer Elektromotorseite wird jedoch eine Unterstützungssteuerung derart ausgeführt, dass die Verbrennungsmotordrehzahl derart beibehalten wird, dass eine Verbrennungsmotorblockade nicht auftritt, und derart, dass die Verbrennungsmotordrehzahl weich auf eine Leerlaufdrehzahl konvergiert. Die Verbrennungsmotordrehzahl wird dadurch mit einem geringeren Wert gewählt, so dass die Kraftstoffunterbrechung so lange wie möglich ausgeführt wird, um den Kraftstoffverbrauch zu verringern.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuereinheit für Hybridfahrzeuge zum Ausführen einer Kraftstoffunterbrechung während einer Fahrzeugverzögerung über eine möglichst lange Zeit, und zum weichen bzw. gleichmäßigen Umschalten des Verbrennungsmotors in einen Leerlaufzustand.

Es ist bekannt, ein Fahrzeug mit einer Kraftstoffabschaltein heit zu versehen, mit der die Kraftstoffzufuhr zu einem Verbrennungsmotor unterbrochen wird, wenn eine Bedingung für einen Kraftstoffunterbrechungsvorgang während einer Verzöge rung bzw. eines Verzögerungsvorgangs des Fahrzeugs erfüllt ist, und mit der die Kraftstoffzufuhr zum Verbrennungsmotör rückgeführt wird durch Aufheben der Kraftstoffunterbrechung, wenn die Verbrennungsmotordrehzahl auf eine vorbestimmte Rückstellverbrennungsmotordrehzahl fällt, wodurch nicht ver brannter Kraftstoff und der Kraftstoffverbrauch während des Verzögerungsvorgangs verringert werden.

Einige Motorfahrzeuge sind als Hybridfahrzeug ausgebildet, das einen Verbrennungsmotor aufweist, der durch Verbrennen von Kraftstoff angetrieben wird, und einen Elektromotor (nachfolgend auch als "Motor" bezeichnet), der durch elektri sche Energie bzw. elektrischen Strom angetrieben wird, wobei der Elektromotor direkt mit dem Verbrennungsmotor verbunden ist und außerdem Stromerzeugungsfunktion hat. Das Hybridfahr zeug ist mit Folgendem ausgerüstet: Einem Verbrennungsmotor, einem Elektromotor, der direkt mit der Abtriebswelle des Verbrennungsmotors verbunden ist, einer Verbrennungsmo torsteuereinheit zum Steuern des Betriebszustands des Verbrennungsmotors, und einer Zusatzelektromotorsteuereinheit zum Steuern von Betriebszuständen des Elektromotors. Die Verbrennungsmotor- und Elektromotorsteuereinheiten ermitteln die Betriebszustände des Verbrennungsmotors bzw. des Elektro motors, die in Verbindung miteinander gesteuert werden. Ein derartiges Steuersystem erzielt ein hohes Niveau an Sollleis tungsvermögen bzw. erforderlichem Leistungsvermögen (wie etwa Kraftstoffeffizienz, niedriger Werte an schädlichen Bestand teilen in Abgasen und Leistung). Die Elektromotorsteuerein heit ist mit der Batterie verbunden, die dem Elektromotor elektrischen Strom zuführt, und diese witt mit elektrischem Strom vom Elektromotor geladen.

Eine derartige Steuereinheit für ein Hybridfahrzeug ist in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 10-23604 offen bart, demnach der Elektromotor so gesteuert wird, dass er an getrieben wird, den Verbrennungsmotor zu unterstützen, um ei ne Verbrennungsmotorblockade zu verhindern, wenn die Verbren nungsmotordrehzahl gleich oder geringer als ein vorbestimmter Wert ist, und wenn das Änderungsausmaß der Verbrennungsmotor drehzahl während der Fahrzeugfahrt abnimmt.

Bei einer herkömmlichen Kraftstoffunterbrechungssteuerung wird die Kraftstoffzufuhr zum Verbrennungsmotor, wie in Fig. 7 gezeigt, unterbrochen (abgeschnitten) durch Starten einer Kraftstoffunterbrechungssteuerung, wenn eine Drossel(klap pen)Öffnung klein ist und ein Leerlaufschalter im Verzöge rungszustand (siehe Zeitpunkt X1) eingeschaltet wird bzw. ist. Daraufhin wird die Kraftstoffzufuhr für eine vorbestimm te Zeitdauer (M1) unterbrochen, bis die Verbrennungsmotor drehzahl fällt, wobei der Verbrennungsmotor weiterhin abge bremst wird bis auf eine Verbrennungsmotordrehzahl zur Rück führung bzw. zum Rückstellen (siehe Zeitpunkt X2). Daraufhin wird die Kraftstoffzufuhr erneut gestartet durch Stoppen der Kraftstoffunterbrechungssteuerung, wenn die Verbrennungsmo tordrehzahl auf die Rückführmotordrehzahl fällt. Diese Rück führmotordrehzahl ist üblicherweise mit einem Wert gewählt, der im Bereich von 1300 bis 1500 UpM liegt. Nachdem die Mo tordrehzahl auf die zum Zeitpunkt X2 gezeigte Rückführmotor drehzahl gefallen ist, wird das Fahrzeug verzögert, während Kraftstoff verbraucht wird. Nach einer vorbestimmten Zeit (M2), wenn die Kupplung ausgerückt wird bzw. ist bzw. wenn das Getriebe sich in einer neutralen Stellung befindet, wie zum Zeitpunkt X3 gezeigt, konvergiert daraufhin die Verbren nungsmotordrehzahl auf die Leerlaufverbrennungsmotordrehzahl.

Andererseits wird, wie in Fig. 8 gezeigt, die Kraftstoffzu fuhr zum Verbrennungsmotor verhindert (abgeschnitten) durch Ausführen einer Kraftstoffunterbrechungssteuerung, wenn die Drossel(klappen)Öffnung klein ist und wenn ein Leerlaufschal ter im Verzögerungszustand (siehe Zeitpunkt Y1) eingeschaltet ist bzw. wird. Wenn der Verbrennungsmotor sich in einem frei en Zustand durch Ausrücken der Kupplung (siehe Zeitpunkt Y2) befindet, und zwar nach einer vorbestimmten Zeitdauer (M3) während eines Motorbremsvorgangs, fällt die Verbrennungsmo tordrehzahl auf eine geringere Drehzahl als die Rückstell verbrennungsmotordrehzahl, so dass die Kraftstoffzufuhr er neut gestoppt wird durch Stoppen der Kraftstoffunterbre chungssteuerung. Nach einer vorbestimmten Zeitdauer (M4), wenn die Verbrennungsmotordrehzahl allmählich abgenommen hat (Zeitpunkt Y3), konvergiert daraufhin die Verbrennungsmotor drehzahl auf eine Leerlaufverbrennungsmotordrehzahl.

Die Rückstellverbrennungsmotordrehzahl muss jedoch nicht mit einem bestimmten Wert gewählt werden, so dass die Kraftstoff zufuhr in einer frühen Stufe erneut startet, nachdem die Kraftstoffunterbrechung ausgeführt ist, was anderweitig eine Verbrennungsmotorblockade mit sich bringt, und zwar selbst dann, wenn die Kraftstoffzufuhr erneut gestartet wird. Aus diesem Grund muss die Rückstellverbrennungsmotordrehzahl mit einer vergleichsweise hohen Drehzahl gewählt werden, die eine hohe Grenze (Grenzwert) aufweist, was zu einer geringeren Verbesserung bzw. Verringerung des Kraftstoffverbrauchs führt.

Die vorstehend erläuterte Anordnung zum Kraftstoffunterbre chen unterstützt den Verbrennungsmotor vör einer Verbren nungsmotorblockade aus einem bestimmten Grund, weshalb (nach Wegfallen des Grundes) Kraftstoff während der Fahrzeugverzö gerung nicht so lange wie möglich unterbrochen bleiben kann.

Um das vorstehend angesprochene Problem zu überwinden, schafft die vorliegende Erfindung ein Steuersystem für ein Hybridfahrzeug nach Anspruch 1 bzw. 9. Vorteilhafte Weiter bildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angege ben.

Um die vorstehend angesprochene Verwendung von Kraftstoff während der Fahrzeugverzögerung zumindest zu minimieren oder vollständig zu unterbinden, schafft die vorliegende Erfindung mit anderen Worten ein Steuersystem für ein Hybridfahrzeug, das einen Verbrennungsmotor, einen Elektromotor und eine Bat terie aufweist. Der Elektromotor ist mit der Abtriebswelle des Verbrennungsmotors verbunden und weist Antriebs- und Stromerzeugungsfunktionen auf. Die Batterie ist mit dem Elektromotor verbunden. Das Steuersystem umfasst folgendes: Einen Verzögerungsdetektor zum Ermitteln eines Verzögerungs vorgangs des Fahrzeugs, eine Kraftstoffunterbrechungssteuer einrichtung zum Ausführen einer Kraftstoffunterbrechungssteu erung, eine Einrichtung zum Stoppen der Kraftstoffzufuhr zum Verbrennungsmotor, wenn eine Kraftstoffunterbrechungsausfüh rungsbedingung erfüllt ist, während das Fahrzeug einen Verzö gerungsvorgang durchführt, und zum erneuten Starten der Kraftstoffzufuhr zu dem Verbrennungsmotor durch Aufheben der Kraftstoffunterbrechungssteuerung, wenn die Verbrennungsmo tordrehzahl auf eine vorbestimmte Rückstellverbrennungsmotor drehzahl fällt. Eine Unterstützungssteuereinheit treibt den Elektromotor an, um eine Unterstützungssteuerung auszuführen, wenn die Verbrennungsmotordrehzahl auf eine geringere als die Rückstellverbrennungsmotordrehzahl fällt.

In einer Kraftstoffunterbrechungssteuervorrichtung wird wäh rend einer Kraftstoffverzögerung gemäß der vorliegenden Er findung auf der Verbrennungsmotorseite eine Rückstellverbren nungsmotordrehzahl mit einer Drehzahl gewählt, bei der der Verbrennungsmotor unvermeidlich blockiert, wobei es sich hier um die Verbrennungsmotordrehzahl handelt, die so gering wie möglich gewählt wird, so dass eine Kraftstoffunterbrechung so lange wie möglich ausgeführt wird, um den Kraftstoffverbrauch zu verbessern, d. h., zu minimieren. Auf der Elektromotorsei te wird außerdem eine Unterstützungssteuerung derart ausge führt, dass die Verbrennungsmotordrehzahl derart beibehalten wird, dass eine Verbrennungsmotorblockade nicht auftritt, so dass die Verbrennungsmotordrehzahl auf eine Leerlaufdrehzahl weich bzw. sanft bzw. gleichmäßig konvergiert, und zwar ohne der Vermittlung eines nicht komfortablen Empfindens (für Fahrzeuginsassen).

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung beispiel haft näher erläutert; in dieser zeigen:

Fig. 1 ein Flussdiagramm der Steuerung eines Elektromotors,

Fig. 2 ein Zeitlaufdiagramm der Steuerung des Elektromotors,

Fig. 3 ein Zeitlaufdiagramm der Steuerung des Elektromotors, wenn die Kupplung bei Motorbremsen ausgerückt ist bzw. wird,

Fig. 4 ein Zeitlaufdiagramm des Zustands bei laufendem Elek tromotor,

Fig. 5 ein Blockdiagramm eines Hybridfahrzeugs,

Fig. 6 ein Zeitlaufdiagramm ohne Unterstützungssteuerung des Elektromotors,

Fig. 7 ein Zeitlaufdiagramm einer herkömmlichen Kraftstoffun terbrechungs-/Rückstellsteuerung, und

Fig. 8 ein Zeitlaufdiagramm einer herkömmlichen Steuerung des Elektromotors, wenn die Kupplung bei Motorbremsen ausgerückt ist bzw. wird.

Fig. 7 und 8 sind bereits einleitend zum Stand der Technik erläutert worden. Nunmehr wird die vorliegende Erfindung un ter Bezug auf Fig. 1 bis 6 näher erläutert, die eine Ausfüh rungsform der vorliegenden Erfindung zeigen.

Wie in Fig. 5 gezeigt, umfasst ein Hybridfahrzeug 2 (nachfol gend auch als "Fahrzeug" bezeichnet): Einen Verbrennungsmotor 4, der durch Verbrennen von Kraftstoff angetrieben wird, ein Getriebe 6, eine Kupplung 8, die zwischen dem Verbrennungsmo tor 4 und dem Getriebe 6 angeordnet ist, um eine Verbren nungsmotorleistungsabgabe weiterzugeben bzw. zu unterbrechen, einen Elektromotor 10, der zwischen dem Verbrennungsmotor 2 und der Kupplung 8 angeordnet und mit einer (nicht gezeigten) Abtriebsachse des Verbrennungsmotors 2 verbunden ist, wobei der Elektromotor sowohl Antriebs- als auch Stromerzeugungs funktionen hat, und ein Steuersystem 12 für das Fahrzeug.

Das Steuersystem 12 weist folgendes auf: Eine Verbrennungsmo torsteuereinheit 14, die mit dem Verbrennungsmotor 4 verbun den ist, um dessen Betriebszustand zu steuern, eine Unter stützungselektromotorsteueteinheit 16, die mit dem Elektromo tor 10 verbunden ist, um den Betriebszustand des Elektromo tors 10 zu steuern, und eine Kraftstoffabschalt(F/C)steuer einrichtung 18 zum Unterbrechen der Kraftstoffzufuhr während eines Verzögerungsvorgangs des Fahrzeugs 2.

Das Steuersystem 12 des Fahrzeugs ist außerdem mit einem Leerlaufschalter 20 zum Ermitteln einer Verzögerung des Fahr zeugs 2 verbunden, mit einem Verbrennungsmotordrehzahlsensor 22 zum Ermitteln der Verbrennungsmotordrehzahl (Ne), einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 24 zum Ermitteln der Fahrzeug geschwindigkeit (Vs), einem Drossel(klappen)Öffnungsensor 26 zum Ermitteln des Drossel(klappen)Öffnunggrads, und mit einem Gangschaltpositionsschalter 28 zum Ermitteln einer Gang schaltposition des Getriebes 6.

Die Elektromotorsteuereinheit 16 ist mit einer Batterie 30 verbunden, die dem Elektromotor 10 Antriebsstrom zuführt, und die durch den Strom geladen wird, der durch den Elektromotor 10 erzeugt wird.

Die Kraftstoffzufuhr zu dem Verbrennungsmotor wird unterbro chen (abgeschnitten) durch die Kraftstoffunterbrechungssteu ereinrichtung 18, und zwar nur dann, wenn eine vorbestimmte Kraftstoffunterbrechungsausführungsbedingung während einer Verzögerung des Fahrzeugs 2 erfüllt ist, beispielsweise dann, wenn der Leerlaufschalter 20 eingeschaltet ist. Die Kraft stoffzufuhr zum Verbrennungsmotor 4 wird durch die Kraft stoffunterbrechungssteuereinrichtung 18 erneut gestartet, wenn die Verbrennungsmotordrehzahl (Ne) auf eine gewählte bzw. festgelegte Rückstellverbrennungsmotordrehzahl (Rück stellung Ne) fällt.

Herkömmlicherweise wird die Rückstellverbrennungsmotordreh zahl mit einem Wert gewählt, der von 1300 bis 1500 UpM reicht, während bei dieser Ausführungsform, wie beispielswei se in Fig. 2 und 3 gezeigt, die Rückstellverbrennungsmotor drehzahl mit einer geringeren Drehzahl als 1000 UpM und mit einer geringfügig höheren Drehzahl als derjenigen eines leer laufenden Verbrennungsmotors 2 (etwa 900 UpM) gewählt ist. Die Rückstellverbrennungsmotordrehzahl kann in Übereinstim mung mit dem Zustand der Batterie 30 geändert werden.

Das Ausmaß an anfänglicher Unterstützung, die kontinuierliche Zeit bzw. die Zeitdauer kontinuierlicher Unterstützung und die Verzögerungsrate sind für die Elektromotorsteuereinheit 16 vorab eingestellt, um den Antrieb des Elektromotors 10 zu steuern, wie in Fig. 4 gezeigt. Der Elektromotor 10 wird durch die Elektromotorsteuereinheit 16 angetrieben, um eine grundsätzliche Unterstützungssteuerung auszuführen, wenn eine Verbrennungsmotordrehzahl (Verbrennungsmotordrehzahl Ne in Fig. 4) weniger stark fällt als eine Sollverbrennungsmotor drehzahl (#Ne3) zwischen einer Rückstellverbrennungsmotor drehzahl (Rückstell-Ne) (Rückstell-Ne ≦ #Ne2) und einer Leer laufverbrennungsmotordrehzahl (Ne) (Zeit C1), was es erlaubt, dass die Verbrennungsmotordrehzahl (Ne) auf eine Leerlauf drehzahl konvergiert. Der Elektromotor 10 stoppt den Antrieb, wenn die Verbrennungsmotordrehzahl (Ne) ausgehend von einer Drehzahl zwischen der Rückstellverbrennungsmotordrehzahl und der Leerlaufverbrennungsmotordrehzahl eine Solldrehzahl (#Ne3) erreicht, die es der Verbrennungsmotordrehzahl er laubt, auf die Leerlaufdrehzahl zu konvergieren. D. h., die Elektromotorsteuereinheit 16 steuert den Elektromotor 10 der art, dass der Antrieb so erfolgt, dass eine Unterstützungs steuerung ausgeführt wird, wenn die Verbrennungsmotordrehzahl (Ne) und die Rückstellverbrennungsmotordrehzahl (Rückstell- Ne) abnehmen, und außerdem führt sie die Steuerung so durch, dass der Elektromotor 10 die Unterstützungssteuerung stoppt, wenn die Verbrennungsmotordrehzahl geringer als die Solldreh zahl (#Ne3) ist, die geringer gewählt ist als die Rückstell verbrennungsmotordrehzahl (Rückstell-Ne) und größer als die Leerlaufverbrennungsmotordrehzahl (Leerlauf-Ne). Die Elektro motorsteuereinheit 16 weist außerdem auf bzw. berücksichtigt eine kritische Drehzahl (#Ne1 in Fig. 1) und eine kritische Fahrzeuggeschwindigkeit (Vs1). Das Kriterium der Verbren nungsmotordrehzahl (Ne1) wird bereitgestellt zur Ermittlung, ob die Verbrennungsmotordrehzahl innerhalb des Bereichs der Kraftstoffunterbrechungssteuerung liegt, und das Kriterium der Fahrzeuggeschwindigkeit (Vs1) dient zur Ermittlung, ob die Fahrzeuggeschwindigkeit innerhalb des Bereichs der Kraft stoffunterbrechungssteuetung liegt. Die Werte sind derart ge wählt, dass "#Ne1<#Ne2<#Ne3" bzw. "#Ne2 ≦ Rückstell-Ne" und "Ne3<Leerlauf-Ne" gilt.

Die Arbeitsweise dieser Ausführungsform wird nunmehr unter Bezug auf das Flussdiagramm in Fig. 1 erläutert.

Das Programm für das Steuersystem 12 startet im Schritt 102. Daraufhin erfolgt im Schritt 104 eine Ermittlung, ob die Verbrennungsmotordrehzahl (Ne) die kritische Verbrennungsmo tordrehzahl (#Ne1) übersteigt, d. h., Ne<#Ne1.

Wenn die Ermittlung im Schritt 104 "JA" ergibt, liegt die Verbrennungsmotordrehzahl im Bereich der Kraftstoffunterbre chungssteuerung und im Schritt 106 erfolgt eine Ermittlung, ob die Fahrzeuggeschwindigkeit (Vs) die kritische Fahrzeugge schwindigkeit (Vs1) übersteigt, d. h., Vs<Vs1. Wenn dies der Fall ist, findet die Kraftstoffunterbrechung statt.

Wenn die Ermittlung im Schritt 106 "JA" lautet, befindet sich die Fahrzeuggeschwindigkeit im Bereich der Kraftstoffunter brechungssteuerung und eine Steuerung zur Aufrechterhaltung der Verbrennungsmotordrehzahl bei Kraftstoffunterbrechungs rückstellung wird im Schritt 108 vorbereitet.

Im Schritt 110 erfolgt eine Ermittlung, ob der Leerlaufschal ter 20 eingeschaltet ist. Wenn die Ermittlung im Schritt 110 "JA" lautet, erfolgt im Schritt 112 eine Ermittlung, ob das Fahrzeug 2 verzögert und Ne kleiner als #Ne2 ist.

Wenn die Ermittlung im Schritt 112 "JA" lautet, witt der Elektromotor 10 umgeschaltet, um im Schritt 114 die Verzöge rungssteuerung zu aktivieren.

Daraufhin erfolgt im Schritt 116 eine Ermittlung, ob die Leistungsabgabe des Elektromotors 10 null ist. Wenn die Er mittlung im Schritt 116 "NEIN" ergibt, erfolgt im Schritt 118 eine Ermittlung, ob die Verbrennungsmotordrehzahl (Ne) eine Sollverbrennungsmotordrehzahl (#Ne3) übertrifft, d. h., wenn Ne<#Ne3 ist.

Wenn die Ermittlung im Schritt 118 "NEIN" ergibt, wird die Routine zum Schritt 114 rückgeführt.

Wenn die Ermittlung im Schritt 118 "JA" ergibt, hat die Verbrennungsmotordrehzahl (Ne) eine Solldrehzahl (#Ne3) er reicht, so dass der Antrieb des Elektromotors 10 im Schritt 120 gestoppt wird und die Routine wird im Schritt 122 rückge führt.

Wenn die Ermittlung in einem der Schritte 104, 106, 110 und 112 "NEIN" lautet oder wenn sie im Schritt 116 "JA" lautet, wird die Routine zum Schritt 122 rückgeführt.

Die Arbeitsweise einer Steuerung des Elektromotors 10 wird nunmehr unter Bezug auf das in Fig. 2 und 3 gezeigte Zeit laufdiagramm erläutert.

Wie in Fig. 2 gezeigt, wird die Kraftstoffunterbrechungssteu ervorrichtung gestartet, wenn die Drossel(klappen)Öffnung klein ist und wenn der Leerlaufschalter 20 eingeschaltet ist, um das Fahrzeug 2 zu verzögern (Zeitpunkt A1). Die Kraft stoffzufuhr zum Verbrennungsmotor wird unterbrochen (abge schnitten) durch Ausführen der Kraftstoffunterbrechungssteue rung, bis die Verbrennungsmotordrehzahl auf die Rückstell verbrennungsmotordrehzahl fällt, wobei die Verbrennungsmotor bremse betätigt gehalten ist (Zeitpunkt A2, Dauer T1). Wenn die Verbrennungsmotordrehzahl auf die Rückstellverbrennungs motordrehzahl fällt, wie zum Zeitpunkt A2 gezeigt, wird die Kraftstoffzufuhr zum Verbrennungsmotor rückgeführt bzw. rück gestellt durch Stoppen der Kraftstoffunterbrechungssteuerung, und der Elektromotor 10 startet seinen Antrieb. Die Rück stellverbrennungsmotordrehzahl ist herkömmlicherweise als ein Wert im Bereich von 1300 bis 1500 UpM gewählt. Die Rückstell verbrennungsmotordrehzahl gemäß der vorliegenden Erfindung ist jedoch mit weniger als 1000 UpM gewählt, so dass die Aus führungszeit T1 für die Kraftstoffunterbrechungssteuerung länger als diejenige eines herkömmlichen Systems ist (siehe M1 in Fig. 7). Das Fahrzeug führt daraufhin einen Verzöge rungsvorgang durch und der Kraftstoffverbrauch, nachdem die Verbrennungsmotordrehzahl auf die Rückstellverbrennungsmotor drehzahl (Zeitpunkt A2) fällt und die Verbrennungsmotordreh zahl konvergiert weich bzw. glatt bzw. gleichmäßig auf die Leerlaufverbrennungsmotordrehzahl, wenn die Kupplung ausge rückt ist bzw. wird nach der Zeitdauer T2 (Zeitpunkt A3).

Unter Bezug auf Fig. 3 wird andererseits die Kraftstoffunter brechungssteuerung gestartet, wenn die Drossel(klappen)öff nung gering ist und der Leerlaufschalter 20 eingeschaltet ist, um das Fahrzeug 2 zu verzögern (Zeitpunkt B1). Die Kraftstoffzufuhr zu dem Verbrennungsmotor wird rückgeführt bzw. rückgestellt durch Stoppen der Kraftstoffunterbrechungs steuervorrichtung nach einer vorbestimmten Zeitdauer T3, wo bei das Verbrennungsmotorbremsen beibehalten wird, wenn die Kupplung 8 ausgerückt ist bzw. wird, um zu ermöglichen, dass der Verbrennungsmotor sich in einem freien Zustand (Zeitpunkt B2) befindet. Gleichzeitig wird der Elektromotor 10 für eine vorbestimmte Zeit T4 angetrieben, um den Verbrennungsmotor zu unterstützen, dass er nicht blockiert (Unterstützungssteue rung). Daraufhin konvergiert die Verbrennungsmotordrehzahl auf die Leerlaufverbrennungsmotordrehzahl.

Wie in Fig. 6 gezeigt, blockiert jedoch ohne diese Unterstüt zungssteuerung der Verbrennungsmotör, wenn er sich in einem freien Zustand befindet durch Ausrücken der Kupplung 8 (Zeit punkt B2), und wenn er nicht in der Lage ist, seine Drehzahl beizubehalten.

Infolge hiervon wird in der Kraftstoffunterbrechungssteuerung während der Verzögerung des Fahrzeugs 2 auf Seiten des Ver brennungsmotors 4 eine Rückstellverbrennungsmotordrehzahl (Rückstell-Ne) mit einer Drehzahl gewählt, bei der der Ver brennungsmotor unvermeidlich blockiert. Die Rückstellverbren nungsmotordrehzahl wird dadurch so niedrig wie möglich ge wählt, so dass die Kraftstoffunterbrechung so lange wie mög lich ausgeführt werden kann, um den Kraftstoffverbrauchsef fekt zu verbessern. Auf der Seite des Elektromotors 10 wird außerdem eine Unterstützungssteuerung derart ausgeführt, dass die Verbrennungsmotordrehzahl (Ne) beibehalten wird, bei der die Verbrennungsmotorblockade nicht auftritt, so dass die Verbrennungsmotordrehzahl auf eine Leerlaufdrehzahl glatt bzw. weich konvergiert, ohne dass ein unkomfortables Empfin den ausgelöst wird.

Die Elektromotorsteuereinheit 16 steuert außerdem den Elek tromotor 10 derart, dass er die Unterstützungssteuerung stoppt, wenn die Verbrennungsmotordrehzahl (Ne) die Solldreh zahl (#Ne3) übersteigt, die niedriger gewählt ist als die Rückstellverbrennungsmotordrehzahl (Rückstell-Ne), und die höher ist als die Leerlaufverbrennungsmotordrehzahl. Die Un terstützungssteuerung wird dadurch gestoppt, sobald die Verbrennungsmotordrehzahl (Ne) auf eine Verbrennungsmotor drehzahl zugenommen hat, bei der eine Verbrennungsmotorblo ckade nicht auftritt. Dies verringert den Verbrauch der Bat terie 30, deren Strom verbraucht wird durch Unterstützungs steuerung auf das minimal Notwendige zum Stabilisieren des Systems, und hierdurch werden die Produktqualität und die Kraftstoffeffizienz verbessert.

Die Kraftstoffunterbrechungssteuereinheit 18 ändert die Rück stellverbrennungsmotordrehzahl (Rückstell-Ne) in Übereinstim mung mit der Bedingung bzw. dem Zustand der Batterie 30, was es erlaubt, die Rückstellverbrennungsmotordrehzahl (Rück stell-Ne), die, ausgehend von der Kraftstoffunterbrechung, rückgestellt wird, mit einem höheren Wert zu wählen, wenn die Bedingung bzw. der Zustand der Batterie 30 nicht gut ist. Die Batterie wird deshalb nicht stärker entleert als notwendig, wodurch die Systemstabilität und die Produktqualität verbes sert sind.

In Übereinstimmung mit dieser Ausführungsform wird demnach sozusagen die Kraftstoffzufuhr unterbrochen, wenn der Leer laufschalter 20 eingeschaltet ist, um das Fahrzeug 2 zu ver zögern, und die Kraftstoffzufuhr wird rückgeführt (erneut ge startet), wenn die Verbrennungsmotordrehzahl (Ne) auf die Rückstellverbrennungsmotordrehzahl (Rückstell-Ne) fällt, wo bei das Verbrennungsmotorbremsen beibehalten ist. Zu diesem Zeitpunkt wird die Rückstellverbrennungsmotordrehzahl (Rückstell-Ne) nicht auf einen herkömmlichen Wert im Bereich von 1300 bis 1500 UpM eingestellt, sondern auf einen geringe ren Wert als 1000 UpM, was eine längere Ausführungszeit für die Kraftstoffunterbrechung ermöglicht, um den Kraftstoff verbrauch zu verringern.

In dem Fall, dass die Kupplung 8 ausgerückt ist oder das Ge triebe 6 sich während einer Verzögerung des Fahrzeugs 2 in Neutralstellung befindet, wird selbst dann, wenn die Kraft stoffzufuhr zum Verbrennungsmotor 4 rückgestellt ist bzw. wird, die Verbrennungsmotordrehzahl (Ne) nicht auf der Rück stellverbrennungsmotordrehzahl (Rückstell-Ne) von weniger als 1000 UpM aufrecht erhalten, was Anlass dafür gibt, dass der Verbrennungsmotor blockiert. In Übereinstimmung mit der vor liegenden Erfindung wird der Elektromotor 10 jedoch für die Unterstützungssteuerung derart angetrieben, dass die Verbren nungsmotordrehzahl auf einer Verbrennungsmotordrehzahl gehal ten wird, die geringfügig niedriger ist als die Rückstell verbrennungsmotordrehzahl (Rückstell-Ne), die geringer ge wählt ist als in einem herkömmlichen System. Die Anordnung stabilisiert den Verbrennungszustand des Verbrennungsmotors 4 und erlaubt ein Absenken der Geschwindigkeit (Geschwindig keitsänderung) der Motordrehzahl, damit diese den Wert null einnimmt, wodurch der Verbrennungsmotor selbst am Drehen gehalten wird.

Nachdem die Unterstützungssteuerung für die erforderliche Zeit ausgeführt worden ist, um den Verbrennungsmotor 4 zu stabilisieren, wird der Elektromotor 10 bezüglich seines Drehmoments (seiner Leistungsabgabe) auf null gebracht. Der Elektromotor 10 treibt dadurch mit einer minimalen Drehzahl an, so dass die Batterieentleerung verhindert werden kann.

In dem Fall, dass die Batterie nicht den erforderlichen Lade pegel aufweist, wird die Unterstützungssteuerung des Elektro motors 10 unterbrochen, um ein weiteres Leerlaufen der Batte rie zu verhindern und die Rückstellverbrennungsmotordrehzahl wird auf den herkömmlichen Wert geändert, bei dem die Verbrennungsmotorblockade ohne den Elektromotor nicht auftre ten kann.

Die Kraftstoffunterbrechung während der Verzögerung des Fahr zeugs 2 wird so lange wie möglich ausgeführt, eine Verbren nungsmotorblockade kann verhindert werden, und das Fahrzeug 2 kann wie üblich gefahren werden, und zwar selbst dann, wenn die Batterie 30 erschöpft ist.

Die vorliegende Erfindung kann nicht nur auf ein Hybridfahr zeug angewendet werden, sondern auch auf ein Fahrzeug mit ei nem Anlasser, wie etwa einen Elektromotor zum Starten bzw. Anlassen des Verbrennungsmotors und zur Stromerzeugung. Ein vereinfachtes Hybridfahrzeug kann ebenfalls zum Einsatz kom men, wenn in diesem eine 36 Volt-Systembatterie verwirklicht ist.

Die Unterstützungssteuerung des Elektromotors kann außerdem in Übereinstimmung mit dem Ausmaß der Fahrzeugverzögerung ge ändert werden. Wenn beispielsweise das Fahrzeug plötzlich verzögert wird, kann der Elektromotor früher angetrieben wer den, bevor die Verbrennungsmotordrehzahl auf die Rückstell verbrennungsmotordrehzahl fällt, so dass ein Verbrennungsmo torblockade auf Grund einer Abnahme der Verbrennungsmotor drehzahl verhindert werden kann. Wenn das Fahrzeug anderer seits allmählich verzögert, kann der Elektromotor angetrieben werden, nachdem die Verbrennungsmotordrehzahl auf die Rück stellverbrennungsmotordrehzahl gefallen ist, so dass der Kraftstoffverbrauch verbessert, d. h. verringert werden kann.

Das Steuersystem 12 kann einen oder mehrere Computer, Mikro prozessorvorrichtungen o. dgl. umfassen, um die vorstehend angesprochenen Erfassungs- und Steuerschritte auszuführen.

Obwohl bestimmte, bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung vorstehend zu illustrativen Zwecken erläutert wurden, wird bemerkt, dass die offenbarte Vorrichtung zahlreichen Abwand lungen und Modifikationen zugänglich ist, die sämtliche im Umfang der vorliegenden Erfindung liegen.

Claims

1. Steuersystem für ein Hybridfahrzeug, das einen Verbren nungsmotor, einen Elektromotor und eine Batterie auf weist, wobei der Elektromotor mit einer Abtriebswelle des Verbrennungsmotors verbunden ist und sowohl An triebs- als auch Stromerzeugungsfunktionen hat, wobei die Batterie mit dem Elektromotor verbunden ist, wobei das Steuersystem aufweist:
Einen Verzögerungsdetektor zum Ermitteln einer Verzöge rung des Fahrzeugs,
eine Kraftstoffunterbrechungssteuereinrichtung zum Aus führen einer Kraftstoffunterbrechungssteuerung, wobei die Kraftstoffunterbrechungssteuereinrichtung die Kraft stoffzufuhr zu dem Verbrennungsmotor stoppt, wenn eine Kraftstoffunterbrechungsausführungsbedingung während ei ner Kraftstoffverzögerung erhöht ist, und wobei sie die Kraftstoffzufuhr zu dem Verbrennungsmotor erneut startet durch Aufheben der Kraftstoffunterbrechung, wenn die Verbrennungsmotordrehzahl auf eine vorbestimmte Rück stellverbrennungsmotordrehzahl fällt, und
eine Unterstützungssteuereinheit zum Antreiben des Elektromotors, damit dieser eine Unterstützungssteuerung durchführt, wenn die Verbrennungsmotordrehzahl auf eine geringere als die Rückstellverbrennungsmotordrehzahl fällt.

2. Steuersystem nach Anspruch 1, wobei die Unterstützungs steuereinheit die Unterstützungssteuerung des Elektromo tors unterbricht, wenn, nachdem dieser unter eine vorbe stimmte Verbrennungsmotordrehzahl gefallen ist, die niedriger gewählt ist als die Rückstellverbrennungsmo tordrehzahl und höher als die Drehzahl für den Leerlauf des Verbrennungsmotors, die Verbrennungsmotordrehzahl auf eine vorbestimmte Verbrennungsmotordrehzahl zunimmt.

3. Steuersystem nach Anspruch 1, wobei das Steuersystem mit Rückstellverbrennungsmotordrehzahl in Übereinstimmung mit einem Zustand der Batterie variiert.

4. Steuersystem nach Anspruch 1, wobei die Unterstützungs steuereinheit voreingestellte Werte für eine anfängliche Unterstützung, eine kontinuierliche Zeit bzw. kontinu ierliche Unterstützung und eine Verzögerungsrate ent hält.

5. Steuersystem nach Anspruch 1, wobei die Unterstützungs steuereinheit die Unterstützungssteuerung des Elektromo tors unterbricht, wenn die Batterie für ihre Funktion keine ausreichend Ladung aufweist.

6. Steuersystem nach Anspruch 1, wobei die Rückstell verbrennungsmotordrehzahl geringer als 1000 Umdrehungen pro Minute ist.

7. Steuersystem nach Anspruch 1, wobei das Steuersystem ei nen Wert für die Rückstellverbrennungsmotordrehzahl in Übereinstimmung mit einer Rate der Verzögerung des Fahr zeugs variiert.

8. Steuersystem für ein Hybridfahrzeug mit einem Verbren nungsmotor und einem Elektromotor, wobei der Elektromo tor mit einer Abtriebswelle des Verbrennungsmotors ver bunden ist und sowohl Antriebs- als auch Stromerzeu gungsfunktionen hat, und mit einer Batterie, die mit dem Elektromotor verbunden ist, aufweisend:
Einen Verzögerungsdetektor zum Ermitteln einer Verzöge rung des Fahrzeugs,
eine Kraftstoffunterbrechungssteuereinrichtung zum Aus führen einer Kraftstoffunterbrechungssteuerung, wobei die Kraftstoffunterbrechungssteuereinrichtung die Kraft stoffzufuhr zu dem Verbrennungsmotor stoppt, wenn eine Kraftstoffunterbrechungsausführungsbedingung während ei ner Kraftstoffverzögerung erhöht ist, und die Kraft stoffzufuhr zu dem Verbrennungsmotor erneut startet durch Aufheben der Kraftstoffunterbrechung, wenn die Verbrennungsmotordrehzahl auf eine Rückstellverbren nungsmotordrehzahl fällt, oder durch Aufheben der Kraft stoffunterbrechung, wenn eine Kupplung des Hybridfahr zeugs ausgerückt ist bzw. wird, und
eine Unterstützungssteuereinheit zum Antreiben des Elektromotors zur Ausführung einer Unterstützungssteue rung, wenn die Verbrennungsmotordrehzahl niedriger als die Rückstellverbrennungsmotordrehzahl ist, oder wenn die Kupplung ausgerückt ist bzw. wird, um eine Fahrzeug verbrennungsmotorblockade zu vermeiden, wobei die Unterstützungssteuereinheit den Antrieb des Elektromotors aufhebt, wenn die Verbrennungsmotordreh zahl sich bei einer Verbrennungsmotorleerlaufdrehzahl stabilisiert, die geringer als die Rückstellverbren nungsmotordrehzahl ist.

9. Steuersystem nach Anspruch 8, wobei das Steuersystem ei nen Sollwert für die Rückstellverbrennungsmotordrehzahl erhöht, wenn die Batterie nicht in der Lage ist, die Un terstützungssteuereinheit mit Strom zu versorgen, um den Elektromotor anzutreiben.

10. Steuersystem nach Anspruch 8, wobei das Steuersystem ei ne vorbestimmte Motordrehzahl umfasst, die geringer als die Rückstellverbrennungsmotordrehzahl und größer als die Verbrennungsmotorleerlaufdrehzahl ist, wobei dann, wenn die Verbrennungsmotordrehzahl unter die vorbestimm te Verbrennungsmotordrehzahl während eines Verzögerungs vorgangs fällt und daraufhin, auf die vorbestimmte Verbrennungsmotordrehzahl steigt, während die Verzöge rung fortdauert, die Unterstützungssteuereinheit den An trieb des Elektromotors nicht fortsetzt, um die unnötige Verwendung von Energie bzw. Strom von der Batterie zu verhindern.

11. Steuersystem nach Anspruch 8, wobei die Rückstell verbrennungsmotordrehzahl geringer als 1000 Umdrehungen pro Minute ist.

12. Steuersystem nach Anspruch 8, wobei das Steuersystem die Rückstellverbrennungsmotordrehzahl in Übereinstimmung mit einer Rate der Verzögerung des Fahrzeugs variiert.

13. Steuersystem nach Anspruch 8, wobei die Unterstützungs steuereinheit den Elektromotor antreibt, bevor die Verbrennungsmotordrehzahl die Rückstellverbrennungsmo tordrehzahl während einer plötzlichen Verzögerung des Fahrzeugs erreicht.