DE10330566B4

DE10330566B4 - Steuervorrichtung und Steuerungsverfahren für ein Hybridfahrzeug

Info

Publication number: DE10330566B4
Application number: DE10330566A
Authority: DE
Inventors: Naoto Toyota Suzuki
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2002-07-08
Filing date: 2003-07-07
Publication date: 2007-12-27
Anticipated expiration: 2023-07-08
Also published as: DE10330566A1; US7463958B2; JP2004048819A; FR2841835A1; JP3587254B2; US20040006414A1

Abstract

Fahrzeugsteuervorrichtung, die in einem Fahrzeug installiert ist, das unter Verwendung der Antriebskraft einer Brennkraftmaschine (2) und/oder eines Elektromotors (3) läuft, und die die Brennkraftmaschine (2) steuert, um elektrische Leistung zu erzeugen, und eine Batterie (5) zur Versorgung des Elektromotors (3) mit elektrischer Leistung mit der erzeugten elektrischen Leistung lädt, wenn der Ladezustand der Batterie (5) absinkt, dadurch gekennzeichnet, dass
die Fahrzeugsteuervorrichtung eine vom Fahrzeug geförderte Leistung (Pv) berechnet (S30) und die Brennkraftmaschine (2) startet, um elektrische Leistung zu erzeugen (S42), wenn die vom Fahrzeug geforderte Leistung (Pv) größer wird als ein vorgegebener Wert (Pegst) (S40), und
die Fahrzeugsteuervorrichtung den vorgegebenen Wert (Pegst) auf einen kleineren Wert (Pegst2) setzt (S3), wenn die Fahrzeuglast über einem vorgegebenen Einstellwert liegt, als wenn die Fahrzeuglast nicht über dem vorgegebenen Einstellwert liegt.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Technisches Gebiet der Erfindung
Die Erfindung bezieht sich auf eine Steuervorrichtung und ein Steuerungsverfahren für ein Hybridfahrzeug.
2. Stand der Technik
Die JP 2000-324615 A offenbart eine Steuervorrichtung für ein Hybridfahrzeug, die eine Brennkraftmaschine und einen Elektromotor (der auch als elektrischer Generator Verwendung findet) zum Fahrantrieb des Fahrzeugs steuert, und die die Brennkraftmaschine startet, um durch den elektrischen Generator elektrische Leistung zu erzeugen, und die Batterie mit der erzeugten elektrischen Leistung lädt, wenn der Ladezustand (SOC) der Batterie auf oder unter einem unteren Grenzwert liegt.
Bei einem mit der vorgenannten Steuervorrichtung ausgestatteten Fahrzeug erfährt die Batterie während eines Fahrbetriebs des Fahrzeugs unter Verwendung ausschließlich der Antriebskraft des Elektromotors bei einer hohen Fahrzeuglast jedoch eine hohe Last, was zu einer Verkürzung der Lebensdauer der Batterie führen könnte. Im Fall einer hohen Fahrzeuglast, beispielsweise wenn das Fahrzeug auf einer Steigung fährt, das Leergewicht hoch ist, eine Tiefkühlvorrichtung in einem Tiefkühlfahrzeug läuft oder eine Müllsammelvorrichtung in einem Müllsammelfahrzeug in Betrieb ist, sinkt der Ladezustand (SOC) einer Batterie wiederholt erheblich ab, gibt die Batterie wiederholt eine große Menge an elektrischer Leistung ab und wird die Batterie wiederholt mit einer großen Menge an elektrischer Leistung geladen. Dementsprechend steigt die Temperatur der Batterie durch die während des Ladens/Entladens entstehende Wärme an, was die Lebensdauer der Batterie verkürzt. Des Weiteren wird, wenn der SOC der Batterie plötzlich absinkt, die Geschwindigkeit, mit der der elektrische Generator elektrische Leistung erzeugt, kleiner als die erforderliche Geschwindigkeit, um die Batterie zu laden, wodurch der SOC der Batterie unter einen zulässigen unteren Grenzwert absinken kann. In diesem Fall kann somit die Lebensdauer der Batterie verkürzt werden.
In der DE 41 16 899 C2 wird ein Elektrofahrzeug beschrieben, bei dem ein Generator eingeschaltet wird, wenn der Ladezustand der Batterie unter einem vorgegebenen Schwellenwert liegt, der in Abhängigkeit vom Gesamt-Energieverbrauch der Batterie variiert. Vorgeschlagen wird im Besonderen, bei geringem Energieverbrauch den Generator erst dann einzuschalten, wenn die Batterie bereits weitgehend entladen ist, so dass Kraftstoff für den Antrieb des Generators gespart wird. Bei hohem Energieverbrauch, beispielsweise bei Bergfahrten, soll der Generator dagegen bereits früher, d.h. bei einem höheren Ladezustand der Batterie, eingeschaltet werden, so dass der Energievorrat der Batterie frühzeitig gestreckt wird, falls der Energieverbrauch so hoch ist, dass er nicht vollständig durch den Generator ersetzt werden kann.
In der US 2001/0020833 A1 wird vorgeschlagen, die elektrische Leistungserzeugung in einem Fahrzeug mit einer Brennkraftmaschine, einem Generator und einer Batterie in Abhängigkeit von der Fahrzeuglast, beispielsweise in Abhängigkeit davon ob das Fahrzeug bergauf fährt oder stark beschleunigt, zwischen einem Normalleistungserzeugungsmodus ("normal output generation mode") und einem Hochleistungserzeugungsmodus ("high output generation mode") zu schalten. Als Schwellwert für die Einleitung der elektrischen Leistungserzeugung dient der Ladezustand der Batterie.
Des Weiteren wird in der JP 11-103503 A eine Steuervorrichtung für Hybridfahrzeug mit einer Brennkraftmaschine, einem Generator und einer Batterie vorgeschlagen, die in Abhängigkeit von der anhand der Restkapazität der Batterie bzw. der Änderungsrate der Batteriekapazität ermittelten Generatorleistung die Brennkraftmaschine und den Generator entsprechend steuert.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Ausgehend von der JP 2000-324615 A liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Steuervorrichtung und ein Steuerungsverfahren für ein Hybridfahrzeug zu schaffen, die eine Verkürzung der Lebensdauer einer Batterie verhindern.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Fahrzeugsteuervorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1, 11 oder 12 bzw. ein Fahrzeugsteuerungsverfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 9. Vorteilhafte Weiterentwicklungen sind Gegenstand abhängiger Ansprüche.
Nach dem Anspruch 1 und dem Anspruch 9 wird, wenn die Fahrzeuglast über dem vorgegebenen Einstellwert liegt, der vorgegebene Wert bezüglich der Fahrzeugforderungsleistung auf einen kleineren Wert eingestellt, wodurch die Brennkraftmaschine zum Erzeugen elektrischer Leistung weich gestartet wird und die Entlade- und Ladevorgänge der Batterie sich in kurzen Zeitabständen wiederholen. Bei einer hohen Fahrzeuglast und einer hohen Geschwindigkeit, mit der der SOC der Batterie abnimmt, lässt sich daher eine Situation vermeiden, in der die Batterie eine große Menge an elektrischer Leistung abgibt und mit einer große Menge an elektrischer Leistung geladen wird, und einem Anstieg der Temperatur der Batterie aufgrund der Entstehung von Wärme durch das Laden/Entladen entgegenwirken. Selbst in dem Fall, in dem der SOC der Batterie plötzlich absinkt, lässt sich eine Situation vermeiden, in der der SOC der Batterie unter einen zulässigen unteren Grenzwert sinkt, indem der Referenzwert auf einen hohen Wert eingestellt wird. Folglich kann eine Verkürzung der Lebensdauer der Batterie verhindert werden.
Nach dem Anspruch 11 wird vorgeschlagen, als Fahrzeuglast einen Änderungsbetrag der Höhe, in der sich das Fahrzeug befindet, pro Einheitszeit abzuschätzen und, wenn der Änderungsbetrag der Höhe pro Einheitszeit über einem vorgegebenen Einstellwert liegt, die Brennkraftmaschine früher zu starten, um elektrische Leistung zu erzeugen, als wenn der Änderungsbetrag der Höhe pro Einheitszeit nicht über dem vorgegebenen Einstellwert liegt.
Nach dem Anspruch 12 wird vorgeschlagen, die Fahrzeuglast auf der Grundlage der Anzahl der Zulassen oder des Gewichts des Laderaums oder der Dehnung eines Zughakens abzuschätzen und, wenn die Fahrzeuglast über einem vorgegebenen Einstellwert liegt, die Brennkraftmaschine früher zu starten, um elektrische Leistung zu erzeugen, als wenn die Fahrzeuglast nicht über dem vorgegebenen Einstellwert liegt.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorstehenden Gegenstände, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen verständlicher, in der auf die beiliegenden Zeichnungen Bezug genommen wird, in denen denselben Elementen dieselben Bezugszeichen zugeordnet sind und in denen:
1 eine Schemazeichnung ist, die den Aufbau einer Fahrzeugsteuervorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt;
2 ein Flussschema ist, das die Funktionsweise der Fahrzeugsteuervorrichtung in 1 zeigt;
3 ein Diagramm ist, das die Änderung des Ladezustands (SOC) einer Batterie der Fahrzeugsteuervorrichtung in 1 im Fall einer hohen Fahrzeuglast zeigt; und
4 ein Flussschema ist, das die Funktionsweise einer Fahrzeugsteuervorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung zeigt.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Im Folgenden wird eine Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben. In der Beschreibung der Zeichnungen haben dieselben Elemente dieselben Bezugszeichen und wird eine redundante Beschreibung vermieden.
[Erste Ausführungsform]
1 ist eine Schemazeichnung, die den Aufbau der Fahrzeugsteuervorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt.
Wie in 1 dargestellt, ist die Fahrzeugsteuervorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform in einem Hybridfahrzeug installiert, das eine Brennkraftmaschine 2 und einen Elektromotor 3 aufweist und durch die Antriebskraft der Brennkraftmaschine 2 und/oder des Elektromotors 3 angetrieben werden kann. Zum Antrieb wird der Elektromotor 3 mit elektrischer Leistung versorgt, die von einer Batterie 5 bereitgestellt wird. Der Elektromotor 3 steht zur Übertragung einer Antriebskraft auf Antriebsräder 7 über ein Differential 6 mit den Antriebsrädern 7 mechanisch in Verbindung. Die Brennkraftmaschine 2 steht zur Übertragung der Antriebskraft auf die Antriebsräder 7 über einen Leistungsverzweigungsmechanismus 8 und das Differential 6 mit den Antriebsrädern 7 mechanisch in Verbindung. Als Leistungsverzweigungsmechanismus 8 findet beispielsweise ein Planetengetriebemechanismus Verwendung.
An den Leistungsverzweigungsmechanismus 8 ist ein Generator 9 gekoppelt. Der Generator 9 fungiert als eine elektrische Leistungserzeugungseinrichtung, die die Antriebskraft der Brennkraftmaschine 2 oder der Antriebsräder 7 aufnimmt, um elektrische Leistung zu erzeugen. Der Generator 9 und der Elektromotor 3 sind über einen Wechselrichter 10 mit der Batterie 5 elektrisch verbunden. Die durch den Generator 9 erzeugte elektrische Wechselstrom-Leistung wird durch den Wechselrichter 10 in elektrische Gleichstrom-Leistung umgewandelt, mit der die Batterie 5 geladen wird. Dabei fungiert die Batterie 5 als eine Speichereinrichtung, die die durch den Generator 9 erzeugte elektrische Leistung speichert und den Elektromotor 3 mit elektrischer Leistung versorgt. Die elektrische Gleichstrom-Leistung der Batterie 5 wird durch den Wechselrichter 10 in elektrische Wechselstrom-Leistung umgewandelt, die dem Elektromotor 3 zugeführt wird.
Der Elektromotor 3 wird durch die zugeführte elektrische Wechselstrom-Leistung angetrieben.
Das Fahrzeug, in dem die Fahrzeugsteuervorrichtung 1 installiert ist, ist nicht auf das vorgenannte Hybridfahrzeug beschränkt, sondern kann ein Fahrzeug sein, das mit einem Elektromotor-Generator ausgestattet ist, der sowohl als Elektromotor als auch als Generator fungiert, solange das Fahrzeug unter Verwendung der Antriebskraft der Brennkraftmaschine und/oder des Elektromotors angetrieben werden kann. Des Weiteren kann das Fahrzeug, in dem die Fahrzeugsteuervorrichtung 1 installiert ist, ein Fahrzeug der Bauart mit Reihenanordnung sein, bei der die Räder von einem Elektromotor angetrieben werden und eine Brennkraftmaschine als eine Quelle zur Bereitstellung von Leistung zum Antrieb eines Generators fungiert, ein Fahrzeug der Bauart mit Parallelanordnung, bei der der Antrieb der Räder sowohl durch eine Brennkraftmaschine als auch durch einen Elektromotor möglich ist, oder dergleichen.
Die Fahrzeugsteuervorrichtung 1 umfasst eine Brennkraftmaschinen-ECU 20, eine Hybrid-ECU 30 und eine Elektromotor-ECU 40. Die Brennkraftmaschinen-ECU 20 gibt ein Befehlssignal für die Drosselöffnung der Brennkraftmaschine 2 in Abhängigkeit von einer Antriebsforderung von der Hybrid-ECU 30 aus. Die Elektromotor-ECU 40 gibt in Abhängigkeit von einer Antriebsforderung von der Hybrid-ECU 30 über den Wechselrichter 10 ein Steuersignal für den Elektromotor 3 aus und steht in Verbindung mit dem Wechselrichter 10.
Die Hybrid-ECU 30 berechnet die erforderliche Brennkraftmaschinenleistung, das erforderliche Elektromotormoment, und dergleichen auf der Grundlage der Gaspedalstellung, der Fahrzeuggeschwindigkeit und dergleichen. Die Hybrid-ECU 30 gibt Forderungssignale zum Antrieb der Brennkraftmaschine 2 und des Elektromotors 3 an die Brennkraftmaschinen-ECU 20 und die Elektromotor-ECU 40 aus, um den Antrieb der Brennkraftmaschine 2 und des Elektromotors 3 zu steuern. Daraufhin steuert die Hybrid-ECU 30 den Ladezustand (SOC) der Batterie 5 so, dass er auf einem vorgegebenen Sollwert gehalten wird. Die Hybrid-ECU 30 erfasst beispielsweise den SOC der Batterie 5, stellt die Brennkraftmaschinenleistung in angemessener Weise so ein, dass der SOC gleich dem Sollwert zum Erzeugen elektrischer Leistung wird, und lädt die Batterie 5 mit der erzeugten elektrischen Leistung, um den SOC zu steuern.
In 1 sind die Brennkraftmaschinen-ECU 20, die Hybrid-ECU 30 und die Elektromotor-ECU 40 separat vorgesehen. Jedoch können diese Einrichtungen auch alle oder teilweise zu einer Einheit zusammengefasst sein.
Im Folgenden wird die Funktionsweise der Fahrzeugsteuervorrichtung gemäß der Ausführungsform erläutert.
2 ist ein Flussschema, das die Funktionsweise der Fahrzeugsteuervorrichtung 1 gemäß der Ausführungsform zeigt. Die Prozesse in 2 werden durch die Hybrid-ECU 30 beispielsweise dann ausgeführt, wenn das Fahrzeug ausschließlich unter Verwendung der Antriebskraft des Elektromotors 3 läuft. Wie es im Schritt S10 gezeigt ist, wird zunächst ein Prozess zum Abschätzen der Fahrzeuglast ausgeführt. Die Fahrzeuglast wird beispielsweise auf der Grundlage der Fahrzeugbeschleunigung und eines Änderungsbetrags der SOC pro Einheitszeit (ΔSOC) (dabei entspricht der Änderungsbetrag hier dem Absinkbetrag, da das Fahrzeug unter Verwendung ausschließlich der Antriebskraft des Elektromotors 3 in Betrieb ist) abgeschätzt. In diesem Fall wird die Fahrzeuglast mit einer Zunahme der Fahrzeugbeschleunigung und des Änderungsbetrags des SOC pro Einheitszeit höher geschätzt. In diesem Fall entspricht die Fahrzeuglast der Batterielast 5, da das Fahrzeug unter Verwendung ausschließlich der Antriebskraft des Elektromotors 3 fährt.
Die Fahrzeuglast kann aber auch auf der Grundlage des Änderungsbetrags der Höhe, in der das Fahrzeug sich befindet, pro Einheitszeit abgeschätzt werden. Da die Brennkraftmaschine 2 während der Ausführung des Prozesses des Schritts 10 gestoppt wird, ist der durch einen Unterdrucksensor im Fahrzeug erfasste Wert gleich dem Atmosphärendruck. Daher kann der Änderungsbetrag der Höhe pro Einheitszeit auf der Grundlage des erfassten Werts des Unterdrucksensors abgeschätzt werden, und zwar selbst dann, wenn das Gaspedal betätigt wird. Wenn das Fahrzeug auf einer starken Steigung fährt, kann die Fahrzeuggeschwindigkeit nicht so ohne weiteres erhöht werden. Daher kann der Änderungsbetrag der Höhe pro Einheitszeit auf der Grundlage der Gaspedalstellung und der Fahrzeuggeschwindigkeit abgeschätzt werden. Wenn der Änderungsbetrag der Höhe ein großen positiven Wert hat, wird die Fahrzeuglast in diesem Fall hoch geschätzt. Die Fahrzeuglast kann des Weiteren in Abhängigkeit vom Vorhandensein oder Fehlen eines Insassen, was durch einen Insassensensor festgestellt wird, abgeschätzt werden. In diesem Fall wird mit zunehmender Zahl der Insassen die Fahrzeuglast als höher geschätzt. Die Fahrzeuglast kann auf der Grundlage des Gewichts des Laderaums des Fahrzeugs oder auf der Grundlage des Signals eines an einem Zughaken angebrachten Dehnungsmessers abgeschätzt werden.
Wenn das Fahrzeug ein Tiefkühlfahrzeug mit einer Tiefkühlvorrichtung ist, kann die Fahrzeuglast des Weiteren auf der Grundlage des Betriebszustands der Tiefkühlvorrichtung, deren Einstell-Temperatur, Luftströmungs rate, und dergleichen abgeschätzt werden. Wenn das Fahrzeug ein Müllsammelfahrzeug ist, kann die Fahrzeuglast ferner auf der Grundlage der Häufigkeit, mit der eine Müllsammelvorrichtung betrieben wird, und dergleichen abgeschätzt werden.
Im Schritt S12 wird bestimmt, ob die abgeschätzte Fahrzeuglast über einem vorgegebenen Einstellwert liegt oder nicht. Anders ausgedrückt wird bestimmt, ob der Wert der im Schritt S10 abgeschätzten Fahrzeuglast über einem im voraus durch die Hybrid-ECU 30 eingestellten Einstellwert liegt oder nicht. Wenn bestimmt wird, dass die Fahrzeuglast nicht über dem vorgegebenen Einstellwert liegt, wird ein Referenzwert SOCst zum Bestimmen, ob ein Start der Brennkraftmaschine 2 erforderlich ist, auf einen Wert SOC1 (S14) gesetzt. Für den Wert SOC1 sind beispielsweise 40% eingestellt.
Wenn dagegen bestimmt wird, dass die Fahrzeuglast über dem vorgegebenen Einstellwert liegt, wird der Wert SOCst auf einen Wert SOC2 gesetzt, der größer ist als der wert SOC1 (S16). Anders ausgedrückt wird der Referenzwert SOCst auf einen höheren Wert gesetzt, wenn die Fahrzeuglast über dem vorgegebenen Einstellwert liegt, als wenn die Fahrzeuglast nicht über dem vorgegebenen Einstellwert liegt. Für den Wert SOC2 sind beispielsweise 45% eingestellt.
Im Schritt S18 wird bestimmt, ob der SOC der Batterie 5 unter dem Referenzwert SOCst liegt oder nicht. Wenn bestimmt wird, dass der SOC der Batterie 5 nicht unter dem Referenzwert SOCst liegt, wird die Steuerungsroutine beendet, ohne die Brennkraftmaschine 2 zu starten. Wenn dagegen bestimmt wird, dass der SOC der Batterie 5 unter dem Referenzwert SOCst liegt, wird die Brennkraftmaschine 2 gestartet (S20). Durch das Starten der Brennkraftma schine wird die elektrische Leistungserzeugung gestartet, und die Batterie 5 wird mit der erzeugten elektrischen Leistung geladen.
Wie vorstehend beschrieben wird mit der Fahrzeugsteuervorrichtung 1 gemäß der Ausführungsform der Referenzwert SOCst auf einen höheren Wert eingestellt, wenn die Fahrzeuglast über einem vorgegebenen Einstellwert liegt, wodurch sich die Lade- und Entladevorgänge der Batterie 5 in kurzen Zeitabständen wiederholen.
Anders ausgedrückt wird, wie es in 3 gezeigt ist, der Referenzwert SOCst auf den wert SOC2 gesetzt, der größer ist als der wert SOC1, wodurch sich die Lade- und Entladevorgänge in einem Bereich, in dem die Potentialdifferenz klein ist, in kurzen Zeitabständen wiederholen (wie es mit der vollen Linie in 3 gezeigt ist), und die erzeugte Wärmemenge reduziert ist. In dem Fall, in dem der Referenzwert SOCst niedrig bleibt, wiederholen sich die Lade- und Entladevorgänge in einem Bereich, in dem die Potentialdifferenz groß ist (wie es mit der gestrichelten Linie in 3 gezeigt ist), und die erzeugte Wärmemenge groß ist. Indem der Referenzwert SOCst in der vorstehend beschriebenen Weise auf einen höheren Wert eingestellt wird, lässt sich somit eine Situation vermeiden, in der die Batterie 5 eine große Menge an elektrischer Leistung abgibt und mit einer großen Menge an elektrischer Leistung geladen wird, und einem Anstieg der Temperatur der Batterie 5 infolge der Entstehung von Wärme durch das Laden/Entladen entgegenwirken.
Selbst in dem Fall, in dem der SOC der Batterie 5 plötzlich absinkt, lässt sich dadurch, dass der Referenzwert SOCst auf einen höheren Wert eingestellt wird, eine Situation vermeiden, in der der SOC der Batterie kleiner wird als ein zulässiger unterer Grenzwert und die Batte rie 5 in einen Überentladezustand gerät. Folglich kässt sich eine Verkürzung der Lebensdauer der Batterie verhindern.
[Zweite Ausführungsform]
Im Folgenden wird eine Fahrzeugsteuervorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform beschrieben.
Die Fahrzeugsteuervorrichtung gemäß der Ausführungsform berechnet eine Fahrzeugforderungsleistung, d.h. die Leistung, die das Fahrzeug fordert, und bestimmt, dass der SOC der Batterie 5 absinkt, wenn die Fahrzeugforderungsleistung über einem vorgegebenen Wert liegt, und steuert für diesen Fall die Brennkraftmaschine 2 zur Erzeugung elektrischer Leistung an.
Der Hardwareaufbau der Fahrzeugsteuervorrichtung gemäß der Ausführungsform entspricht dem Hardwareaufbau der in 1 gezeigten Fahrzeugsteuervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform.
4 ist ein Flussschema der Funktionsweise der Fahrzeugsteuervorrichtung gemäß der Ausführungsform. Die Prozesse in 4 werden durch die Hybrid-ECU 30 beispielsweise ausgeführt, wenn das Fahrzeug unter Verwendung ausschließlich der Antriebskraft des Elektromotors 3 in Betrieb ist.
Wie im Schritt S30 gezeigt, wird zunächst die Fahrzeugforderungsleistung (Pv) berechnet. Die Fahrzeugforderungsleistung wird auf der Grundlage der Summe aus der Fahrzeugbetriebsforderungsleistung, d.h. der zum Betrieb des Fahrzeugs erforderlichen Leistung, und der elektrischen Ladeforderungsleistung, d.h. der zum Laden der Batterie 5 erforderlichen Leistung, berechnet. Die Fahrzeug betriebsforderungsleistung wird beispielsweise auf der Grundlage der Gaspedalstellung, der Fahrzeuggeschwindigkeit, und dergleichen berechnet. Des Weiteren wird die elektrische Ladeforderungsleistung beispielsweise auf der Grundlage der SOC der Batterie 5 berechnet.
Im Schritt S32 wird ein Prozess zum Abschätzen der Fahrzeuglast ausgeführt. Dieser Prozess erfolgt in derselben Weise wie im Schritt S10 in 2. Im Schritt S34 wird daraufhin bestimmt, ob die abgeschätzte Fahrzeuglast über einem vorgegebenen Einstellwert liegt oder nicht. Anders ausgedrückt wird bestimmt, ob der Wert der im Schritt S32 abgeschätzten Fahrzeuglast über dem im voraus durch die Hybrid-ECU 30 eingestellten Einstellwert liegt oder nicht.
Wenn bestimmt wird, dass die Fahrzeuglast nicht über dem vorgegebenen Einstellwert liegt, wird ein Brennkraftmaschinenstarteinstellwert Pegst auf einen Wert Pegst1 gesetzt (S36). Wenn die Fahrzeugforderungsleistung über dem Brennkraftmaschinenstarteinstellwert Pegst liegt, wird die Brennkraftmaschine gestartet. Der Wert Pegst1 ist beispielsweise auf 15kW eingestellt. Wenn dagegen bestimmt wird, dass die Fahrzeuglast über dem vorgegebenen Einstellwert liegt, wird der Brennkraftmaschinenstarteinstellwert Pegst auf einen Wert Pegst2 gesetzt, der kleiner ist als der Wert Pegst1 (S38). Der Wert Pegst2 ist beispielsweise auf 5kW eingestellt.
Im Schritt S40 wird bestimmt, ob die Fahrzeugforderungsleistung (Pv) über dem Brennkraftmaschinenstarteinstellwert Pegst liegt oder nicht. Wenn die Fahrzeugforderungsleistung (Pv) nicht über dem Brennkraftmaschinenstarteinstellwert Pegst liegt, wird die Steuerungsroutine beendet, ohne die Brennkraftmaschine 2 zu starten. Wenn dagegen bestimmt wird, dass die Fahrzeugforderungslei stung (Pv) über dem Brennkraftmaschinenstarteinstellwert Pegst, wird bestimmt, dass der SOC der Batterie 5 stark absinkt, und die Brennkraftmaschine 2 gestartet (S42). Durch das Starten der Brennkraftmaschine wird die elektrische Leistungserzeugung gestartet, und die Batterie 5 wird mit der erzeugten elektrischen Leistung geladen.
Wie vorstehend beschrieben wird mit der Fahrzeugsteuervorrichtung gemäß der Ausführungsform, wenn die Fahrzeuglast über dem vorgegebenen Einstellwert liegt, der vorgegebene Wert bezüglich der Fahrzeugforderungsleistung, d.h. der Brennkraftmaschinenstarteinstellwert Pegst, auf einen kleineren Wert gesetzt, wodurch die Brennkraftmaschine 1 zur elektrischen Leistungserzeugung weich gestartet wird und sich die Entlade- und Ladevorgänge der Batterie 5 in kurzen Zeitabständen wiederholen. Wenn die Fahrzeuglast hoch und die Geschwindigkeit, mit der der SOC des Fahrzeugs absinkt, hoch ist, lässt sich daher eine Situation vermeiden, in der die Batterie 5 eine große Menge an elektrischer Leistung abgibt und mit einer große Menge an elektrischer Leistung geladen wird, und einem Anstieg der Temperatur der Batterie 5 aufgrund der Wärmeerzeugung durch das Laden/Entladen entgegenwirken.
Selbst in dem Fall, in dem der SOC der Batterie plötzlich absinkt, lässt sich eine Situation vermeiden, in der der SOC der Batterie unter einen zulässigen unteren Grenzwert sinkt, indem der Brennkraftmaschinenstarteinstellwert Pegst auf einen kleineren Wert gesetzt wird. Folglich lässt sich eine Verkürzung der Lebensdauer der Batterie 5 verhindern.
Wie vorstehend beschrieben wird gemäß der Ausführungsform der Erfindung eine Fahrzeugsteuervorrichtung geschaffen, die einer Verkürzung der Lebensdauer der Batterie entgegenwirken kann.
In den dargestellten Ausführungsformen sind die Steuerungen, beispielsweise die Brennkraftmaschinen-ECU 20, die Hybrid-ECU 30 und die Elektromotor-ECU 40, als Universalprozessoren ausgeführt. Selbstverständlich können die Steuerungen auch unter Verwendung einer integrierten Spezialschaltung (beispielsweise ASIC) mit einer Haupt- oder Zentralprozessorsektion für eine universelle Systemsteuerung und separaten Sektionen zur Ausführung verschiedener spezifischer Berechnungen, Funktionen und anderer Prozesse unter der Steuerung der Zentralprozessorsektion ausgeführt sein. Die Steuerungen können eine Vielzahl von separaten speziellen oder programmierbaren integrierten oder anderen elektronischen Schaltungen oder Vorrichtungen (beispielsweise hardverdrahtete elektronische oder Logikschaltungen, wie "diskrete Elemente"-Schaltungen, oder programmierbare Logikvorrichtungen, wie PLDs, PLAs, PALs oder dergleichen) umfassen. Die Steuerungen können zur Verwendung mit einem Universalrechner, beispielsweise einem Microprozessor, Microcontroller oder einer anderen Prozessorvorrichtung (CPU oder MPU), entweder allein oder in Verbindung mit einer oder mehreren peripheren (beispielsweise integrierte Schaltung) Daten- und Signalverarbeitungsvorrichtungen geeignet programmiert sein. Grundsätzlich kann jede Vorrichtung oder Anordnung von Vorrichtungen (Maschine mit endlichen Zuständen), die die vorstehend beschriebenen Prozesse ausführen kann, als die Steuerungen verwendet werden. Für ein maximales Daten-/Signalverarbeitungsvermögen und eine maximale Daten-/Signalverarbeitungsgeschwindigkeit kann eine verteilte Prozessorarchitektur verwendet werden.

Claims

Fahrzeugsteuervorrichtung, die in einem Fahrzeug installiert ist, das unter Verwendung der Antriebskraft einer Brennkraftmaschine (2) und/oder eines Elektromotors (3) läuft, und die die Brennkraftmaschine (2) steuert, um elektrische Leistung zu erzeugen, und eine Batterie (5) zur Versorgung des Elektromotors (3) mit elektrischer Leistung mit der erzeugten elektrischen Leistung lädt, wenn der Ladezustand der Batterie (5) absinkt, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrzeugsteuervorrichtung eine vom Fahrzeug geförderte Leistung (Pv) berechnet (S30) und die Brennkraftmaschine (2) startet, um elektrische Leistung zu erzeugen (S42), wenn die vom Fahrzeug geforderte Leistung (Pv) größer wird als ein vorgegebener Wert (Pegst) (S40), und die Fahrzeugsteuervorrichtung den vorgegebenen Wert (Pegst) auf einen kleineren Wert (Pegst2) setzt (S3), wenn die Fahrzeuglast über einem vorgegebenen Einstellwert liegt, als wenn die Fahrzeuglast nicht über dem vorgegebenen Einstellwert liegt.
Fahrzeugsteuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Fahrzeugsteuervorrichtung die Leistung auf der Grundlage der Summe aus der für den Betrieb des Fahrzeug erforderlichen Leistung und der zum Laden der Batterie (5) erforderlichen elektrischen Leistung berechnet.
Fahrzeugsteuervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Fahrzeugsteuervorrichtung die Höhe der Fahrzeuglast abschätzt, wenn das Fahrzeug nur durch die Antriebskraft des Elektromotors (3) in Betrieb ist.
Fahrzeugsteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Fahrzeugsteuervorrichtung die Fahrzeuglast auf der Grundlage der Batterielast abschätzt.
Fahrzeugsteuervorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Fahrzeuglast die Batterielast ist.
Fahrzeugsteuervorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, wobei die Fahrzeugsteuervorrichtung bestimmt, dass die Fahrzeuglast höher ist, wenn ein Absinkbetrag des Ladezustands der Batterie (5) pro Einheitszeit größer ist.
Fahrzeugsteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Fahrzeugsteuervorrichtung die Brennkraftmaschine (2) steuert, damit ein im Fahrzeug installierter elektrischer Generator elektrische Leistung erzeugt.
Fahrzeugsteuervorrichtung nach Anspruch 7, wobei der Elektromotor (3) ebenfalls als elektrischer Generator verwendet wird.
Steuerungsverfahren für ein Fahrzeug, das unter Verwendung der Antriebskraft einer Brennkraftmaschine (2) oder eines Elektromotors (3) oder unter Verwendung der Antriebskräfte der Brennkraftmaschine (2) und des Elektromotors (3) in Betrieb ist, bei dem die Brennkraftmaschine (2) gestartet wird, um elektrische Leistung zu erzeugen, und eine Batterie (5) zur Versorgung des Elektromotors (3) mit elektrischer Leistung mit der erzeugten elektrischen Leistung geladen wird, wenn der Ladezustand der Batterie (5) absinkt, gekennzeichnet durch folgende Schritte: Berechnen der vom Fahrzeug geforderten Leistung (Pv) (S30); Bestimmen, ob die Fahrzeuglast über einem vorgegebenen Einstellwert liegt (S34); Bestimmen, ob die berechnete Leistung (Pv) über einem vorgegebenen Wert liegt (S40); und Starten der Brennkraftmaschine (2), um elektrische Leistung zu erzeugen (S42), wenn bestimmt wird, dass die die vom Fahrzeug geforderte Leistung (Pv) größer wird als der vorgegebene Wert (Pegst) (S40), wobei der vorgegebene Wert (Pegst) auf einen kleineren Wert (Pegst) eingestellt wird (S38), wenn bestimmt wird, dass die Fahrzeuglast über dem vorgegebenen Einstellwert liegt, als wenn bestimmt wird, dass die Fahrzeuglast nicht über dem vorgegebenen Einstellwert liegt.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei die Fahrzeuglast auf der Grundlage der Batterielast bestimmt wird, wenn das Fahrzeug unter Verwendung nur der Antriebskraft des Elektromotors (3) angetrieben wird.
Fahrzeugsteuervorrichtung, die in einem Fahrzeug installiert ist, das unter Verwendung der Antriebskraft einer Brennkraftmaschine (2) und/oder eines Elektromotors (3) läuft, und die die Brennkraftmaschine (2) steuert, um elektrische Leistung zu erzeugen, und eine Batterie (5) zur Versorgung des Elektromotors (3) mit elektrischer Leistung mit der erzeugten elektrischen Leistung lädt, wenn der Ladezustand der Batterie (5) absinkt, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrzeugsteuervorrichtung einen Änderungsbetrag der Höhe, in der sich das Fahrzeug befindet, pro Einheitszeit abschätzt und, wenn der Änderungsbetrag der Höhe pro Einheitszeit über einem vorgegebenen Einstellwert liegt, die Brennkraftmaschine (2) früher startet, um elektrische Leistung zu erzeugen, als wenn der Änderungsbetrag der Höhe pro Einheitszeit nicht über dem vorgegebenen Einstellwert liegt.
Fahrzeugsteuervorrichtung, die in einem Fahrzeug installiert ist, das unter Verwendung der Antriebskraft einer Brennkraftmaschine (2) und/oder eines Elektromotors (3) läuft, und die die Brennkraftmaschine (2) steuert, um elektrische Leistung zu erzeugen, und eine Batterie (5) zur Versorgung des Elektromotors (3) mit elektrischer Leistung mit der erzeugten elektrischen Leistung lädt, wenn der Ladezustand der Batterie (5) absinkt, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrzeugsteuervorrichtung die Fahrzeuglast auf der Grundlage der Anzahl der Insassen oder des Gewichts des Laderaums oder der Dehnung eines Zughakens abschätzt und, wenn die Fahrzeuglast über einem vorgegebenen Einstellwert liegt, die Brennkraftmaschine (2) früher startet, um elektrische Leistung zu erzeugen, als wenn die Fahrzeuglast nicht über dem vorgegebenen Einstellwert liegt.