DE112009005220T5

DE112009005220T5 - Hybridfahrzeug und parameteranzeigeverfahren fürein hybridfahrzeug

Info

Publication number: DE112009005220T5
Application number: DE112009005220T
Authority: DE
Inventors: Masaya Yamamoto; Yujin Gotoda; Takeshi Torii; Koji Nomura
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2009-09-11
Filing date: 2009-09-11
Publication date: 2012-08-02
Anticipated expiration: 2029-09-12
Also published as: JPWO2011030444A1; US9254757B2; WO2011030444A1; US20110295456A1; CN102300757A; JP5206880B2; DE112009005220B4; CN102300757B

Abstract

Auf einer Anzeige (192) wird eine Laufleistung bzw. Fahrleistung, die entsprechend einer Beschleunigungseinrichtungsposition oder dergleichen bestimmt wird, angezeigt. Wenn das Hybridfahrzeug in einer CS-Betriebsart gesteuert wird, wird die Fahrleistung zusammen mit einer umweltverträglichen Beschleunigungsleistung angezeigt, die größer als eine erste Kraftmaschinenstartleistung ist. Wenn das Hybridfahrzeug in einer CD-Betriebsart gesteuert wird, wird die Fahrleistung zusammen mit einer zweiten Kraftmaschinenstartleistung anstelle der umweltverträglichen Beschleunigungsleistung angezeigt. Die Kraftmaschine wird gestoppt, wenn die Fahrleistung kleiner als der erste Kraftmaschinenstartschwellenwert in der CS-Betriebsart ist. Die Kraftmaschine wird angetrieben, wenn die Fahrleistung größer oder gleich dem ersten Kraftmaschinenstartschwellenwert in der CS-Betriebsart ist. Die Kraftmaschine wird gestoppt, wenn die Fahrleistung kleiner als ein zweiter Kraftmaschinenstartschwellenwert in der CD-Betriebsart ist. Die Kraftmaschine wird angetrieben, wenn die Fahrleistung größer oder gleich dem zweiten Kraftmaschinenstartschwellenwert in der CD-Betriebsart ist. Der zweite Kraftmaschinenstartschwellenwert ist größer als der erste Kraftmaschinenstartschwellenwert.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Hybridfahrzeug und ein Parameteranzeigeverfahren für ein Hybridfahrzeug, und insbesondere eine Technik zum Schalten von Parameteranzeigearten zwischen einem Fall, wenn ein Hybridfahrzeug in einer ersten Betriebsart gesteuert wird, und einem Fall, wenn ein Hybridfahrzeug in einer zweiten Betriebsart gesteuert wird.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Hybridfahrzeuge, die mit Kraftmaschinen und Motoren als Antriebsquellen ausgestattet sind, sind allgemein bekannt. Ein Hybridfahrzeug ist mit einer Leistungsspeichervorrichtung, wie beispielsweise einer Batterie, zur Speicherung von elektrischer Leistung ausgestattet, die einem Motor zuzuführen ist. Die Batterie wird mit einer elektrischen Leistung, die durch eine Leistungserzeugungseinrichtung erzeugt wird, welche durch eine Kraftmaschine angetrieben wird, und einer elektrischen Leistung aufgeladen, die unter Verwendung des Motors während einer Verzögerung des Fahrzeugs wiedergewonnen bzw. regeneriert wird.
Ein derartiges Hybridfahrzeug kann in Abhängigkeit eines Betriebszustands des Fahrzeugs unter Verwendung entweder einer Einrichtung oder beider Einrichtungen aus einer Kraftmaschine und einem Motor als eine Antriebsquelle fahren bzw. laufen. Folglich wird beispielsweise, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit niedrig ist, die Kraftmaschine gestoppt, wobei nur der Motor als eine Antriebsquelle für ein Laufen bzw. Fahren verwendet werden kann.
In einem Laufzustand bzw. Fahrzustand, bei dem die Kraftmaschine gestoppt ist und lediglich der Motor als eine Antriebsquelle verwendet wird, wird kein Abgas ausgestoßen und folglich ist die Auswirkung auf die Umwelt gering. Folglich wird gewünscht, den derzeitigen Betriebszustand in Bezug auf den Betriebsbereich, in dem die Kraftmaschine gestoppt werden kann, anzuzeigen, so dass der Zustand, in dem die Kraftmaschine gestoppt ist, solange wie möglich beibehalten werden kann.
Die japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2008-74321 (Patentdruckschrift 1) offenbart ein Anzeigegerät für ein Hybridfahrzeug, das eine Brennkraftmaschine und einen elektrischen Motor als Antriebsleistungsquellen umfasst und das in der Lage ist, in einer von mehreren Fahrbetriebsarten zu fahren, die eine erste Betriebsart, in der ein Fahren ausgeführt wird, während die Brennkraftmaschine gestoppt ist, und eine zweite Betriebsart umfassen, in der ein Fahren ausgeführt wird, während sowohl die Brennkraftmaschine als auch der elektrische Motor betrieben werden. Das Anzeigegerät umfasst: einen Steuerungsabschnitt, der zwischen den Fahrbetriebsarten auf der Grundlage einer Ausgabeanforderung von einem Fahrer schaltet, einen ersten Anzeigeabschnitt, der eine erste Zustandsgröße anzeigt, die sich entsprechend der Ausgabeanforderung von dem Fahrer ändert, und einen zweiten Anzeigeabschnitt, der als Entsprechung zu der ersten Zustandsgröße eine zweite Zustandsgröße anzeigt, die ein Schalten der Fahrbetriebsarten zeigt.
Die japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2008-74321 offenbart ferner, dass, wenn ein Starten bzw. Anlassen der Brennkraftmaschine auf der Grundlage einer vorgeschriebenen Bedingung angefordert wird, die Fahrbetriebsart erzwungen zu der zweiten Betriebsart geschaltet wird, wobei die zweite Zustandsgröße geändert wird, um zu zeigen, dass die zweite Betriebsart für einen gesamten Bereich der ersten Zustandsgröße ausgewählt ist.
Die japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2008-74321 offenbart ferner, dass, wenn ein Schalter zum Auswählen eines Fahrens in der ersten Betriebsart durch den Fahrer betätigt wird, ein Schwellenwert zum Schalten der Fahrbetriebsarten so geändert wird, dass ein Bereich, in dem ein Fahren in der ersten Betriebsart ausgeführt wird, vergrößert wird, wobei die zweite Zustandsgröße entsprechend der Änderung des Schwellenwerts für ein Schalten geändert wird. Der 106. Paragraph der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 2008-74321 beschreibt, dass die Fahrbetriebsart zu einer HV-Betriebsart (zweite Betriebsart) geschaltet wird und der Schwellenwert TH (zweite Zustandsgröße) zu einem normalen Wert zurückgeführt wird, wenn der Ladungszustand nicht größer als ein vorgeschriebener Wert wird.
ZITIERUNGSLISTE
PATENTDRUCKSCHRIFT

Patentdruckschrift 1: japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2008-74321

KURZZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
TECHNISCHES PROBLEM
In dem Anzeigegerät, das in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 2008-74321 offenbart ist, wird die Art einer Anzeige der Zustandsgröße als ein Ergebnis eines Anlassens der Kraftmaschine geschaltet. Ein Hybridfahrzeug ist jedoch grundsätzlich ausgelegt, ein Antreiben und Stoppen der Kraftmaschine zu wiederholen. Folglich kann, wenn die Art einer Anzeige des Fahrzustands durch ein Antreiben der Kraftmaschine geschaltet wird, die Anzeigeart häufig geschaltet werden. Somit kann die Sicht des Fahrers verschlechtert werden. Demgegenüber ist es, wenn die Art einer Anzeige des Fahrzustands fixiert ist, schwierig, den Fahrer mit geeigneten Informationen entsprechend dem Betriebszustand zu versorgen. In jedem Fall kann der Komfort des Fahrers verschlechtert werden.
Die vorliegende Erfindung ist gemacht worden, um das vorstehend genannte Problem zu lösen. Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, den Komfort des Fahrers bezüglich einer Anzeige eines Parameters, der einen Betriebszustand eines Hybridfahrzeugs darstellt, zu verbessern.
LÖSUNG DES PROBLEMS
Ein Hybridfahrzeug ist mit einer Kraftmaschine, einem elektrischen Motor und einer Leistungsspeichervorrichtung versehen, die eine elektrische Leistung speichert, die dem elektrischen Motor zuzuführen ist. Das Hybridfahrzeug läuft unter Verwendung zumindest einer von Antriebskräften, die eine Antriebskraft der Kraftmaschine und eine Antriebskraft des elektrischen Motors umfassen. Das Hybridfahrzeug umfasst: eine Steuerungseinheit, die einen Parameter des Hybridfahrzeugs entsprechend einer Betätigung durch einen Fahrer bestimmt, das Hybridfahrzeug entsprechend dem Parameter in einer ersten Betriebsart steuert, wenn ein Ladungszustand der Leistungsspeichervorrichtung kleiner oder gleich einem Schwellenwert ist, und das Hybridfahrzeug entsprechend dem Parameter in einer zweiten Betriebsart steuert, wenn ein Ladungszustand der Leistungsspeichervorrichtung größer als der Schwellenwert ist, und eine Anzeigeeinheit, die den Parameter anzeigt. In der ersten Betriebsart steuert die Steuerungseinheit derart, dass die Kraftmaschine gestoppt ist, wenn der Parameter kleiner als ein erster Wert ist, und derart, dass die Kraftmaschine angetrieben wird, wenn der Parameter größer oder gleich dem ersten Wert ist. In der zweiten Betriebsart steuert die Steuerungseinheit derart, dass die Kraftmaschine gestoppt ist, wenn der Parameter kleiner als ein zweiter Wert ist, der größer als der erste Wert ist, und derart, dass die Kraftmaschine angetrieben wird, wenn der Parameter größer oder gleich dem zweiten Wert ist. Die Anzeigeeinheit zeigt den Parameter in unterschiedlichen Arten zwischen einem Fall, wenn das Hybridfahrzeug in der ersten Betriebsart gesteuert wird, und einem Fall an, wenn das Hybridfahrzeug in der zweiten Betriebsart gesteuert wird.
In diesem Hybridfahrzeug wird der Parameter, der entsprechend der Betätigung durch den Fahrer bestimmt wird, in unterschiedlichen Arten zwischen einem Fall, wenn das Hybridfahrzeug in der ersten Betriebsart gesteuert wird, und einem Fall, wenn das Hybridfahrzeug in der zweiten Betriebsart gesteuert wird, angezeigt. Der Bereich, in dem das Hybridfahrzeug in der ersten Betriebsart gesteuert wird, umfasst einen Bereich, in dem die Kraftmaschine gestoppt ist, und einen Bereich, in dem die Kraftmaschine angetrieben wird. Auf ähnliche Weise umfasst der Bereich, in dem das Hybridfahrzeug in der zweiten Betriebsart gesteuert wird, einen Bereich, in dem die Kraftmaschine gestoppt ist, und einen Bereich, in dem die Kraftmaschine angetrieben wird. Folglich können die Parameteranzeigeart in den Fall, in dem die Kraftmaschine angetrieben wird, und die Parameteranzeigeart in dem Fall, in dem die Kraftmaschine gestoppt ist, gleich gemacht werden. Folglich kann auch, wenn die Kraftmaschine ein Antreiben und Stoppen wiederholt, die Anzeigeart die gleiche sein. Als Ergebnis kann die Sicht des Fahrers verbessert werden. Wenn der Ladungszustand der Leistungsspeichervorrichtung kleiner oder gleich dem Schwellenwert ist, wird das Hybridfahrzeug in der ersten Betriebsart gesteuert. Wenn der Ladungszustand der Leistungsspeichervorrichtung größer als der Schwellenwert ist, wird das Hybridfahrzeug in der zweiten Betriebsart gesteuert. Der Bereich, in dem die Kraftmaschine gestoppt ist und das Hybridfahrzeug nur mit der Antriebskraft des elektrischen Motors in der zweiten Betriebsart fährt, ist größer als der Bereich, in dem die Kraftmaschine gestoppt ist und das Hybridfahrzeug nur mit der Antriebskraft des elektrischen Motors in der ersten Betriebsart fährt. Folglich ist der Parameter, der entsprechend der Betätigung durch den Fahrer bestimmt wird, in unterschiedlichen Arten zwischen einem Fall, wenn eine Steuerung derart ist, dass die Kraftmaschine gestoppt ist und das Hybridfahrzeug hauptsächlich nur mit der Antriebskraft des elektrischen Motors fährt, und einem Fall, wenn eine Steuerung derart ist, dass das Hybridfahrzeug auf effektive Weise unter Verwendung sowohl der Kraftmaschine als auch des elektrischen Motors fährt, angezeigt. Dementsprechend kann der Fahrer mit geeigneten Informationen entsprechend dem Betriebszustand des Hybridfahrzeugs versorgt werden. Als Ergebnis kann der Komfort des Fahrers bezüglich einer Anzeige des Parameters, der den Betriebszustand des Hybridfahrzeugs darstellt, verbessert werden.
Vorzugsweise zeigt die Anzeigeeinheit den Parameter zusammen mit einem dritten Wert, der größer als der erste Wert ist, an, wenn das Hybridfahrzeug in der ersten Betriebsart gesteuert wird. Die Anzeigeeinheit zeigt den Parameter zusammen mit dem zweiten Wert anstelle des dritten Werts an, wenn das Hybridfahrzeug in der zweiten Betriebsart gesteuert wird.
Vorzugsweise zeigt die Anzeigeeinheit den Parameter an, während sie den dritten Wert anzeigt, wobei eine Angabe bei einer vorbestimmten Stelle verwendet wird, wenn das Hybridfahrzeug in der ersten Betriebsart gesteuert wird. Die Anzeigeeinheit zeigt den Parameter an, während einer zweiter Wert anstelle des dritten Werts angezeigt wird, wobei die Angabe verwendet wird, wenn das Hybridfahrzeug in der zweiten Betriebsart gesteuert wird.
Vorzugsweise umfasst das Hybridfahrzeug ferner einen Leuchtabschnitt, der sich einschaltet, wenn die Kraftmaschine in der zweiten Betriebsart gestoppt wird, und der sich ausschaltet, wenn die Kraftmaschine in der zweiten Betriebsart angetrieben wird.
Vorzugsweise ist der Parameter eine Leistung.
VORTEILHAFTE WIRKUNGEN DER ERFINDUNG
Die Art einer Anzeige eines Parameters eines Hybridfahrzeugs, der entsprechend einer Betätigung durch den Fahrer bestimmt wird, kann zwischen einem Fall, wenn die Kraftmaschine angetrieben wird, und einem Fall, wenn die Kraftmaschine gestoppt ist, gleich gemacht werden, wobei der Parameter zusätzlich in unterschiedlichen Arten entsprechend einer Steuerungsbetriebsart des Hybridfahrzeugs angezeigt werden kann. Folglich kann der Komfort eines Fahrers bezüglich einer Anzeige des Parameters, der einen Betriebszustand des Hybridfahrzeugs darstellt, verbessert werden.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
1 zeigt ein schematisches Konfigurationsdiagramm, das ein Plug-In-Hybridfahrzeug zeigt.
2 zeigt ein erstes Diagramm, das ein elektrisches System des Plug-In-Hybridfahrzeugs zeigt.
3 zeigt ein zweites Diagramm, das ein elektrisches System des Plug-In-Hybridfahrzeugs zeigt.
4 zeigt eine Veranschaulichung, die eine Verbindungseinrichtung eines Ladekabels zeigt.
5 zeigt ein Diagramm, das einen Bereich, in dem eine CS-Betriebsart ausgewählt wird, und einen Bereich zeigt, in dem eine CD-Betriebsart ausgewählt wird.
6 zeigt ein Diagramm, das eine Zeitdauer zeigt, während der eine Kraftmaschine angetrieben wird.
7 zeigt eine Veranschaulichung, die ein Armaturenbrett zeigt.
8 zeigt eine Veranschaulichung, die einen Systemindikator zeigt, der auf einer Anzeige erscheint.
9 zeigt eine Veranschaulichung, die den Systemindikator zeigt, der auf der Anzeige in der CS-Betriebsart erscheint.
10 zeigt eine Veranschaulichung, die den Systemindikator zeigt, der auf der Anzeige in der CD-Betriebsart erscheint.
11 zeigt ein erstes Diagramm, das ein Flussdiagramm zeigt, das einen Steuerungsaufbau des Hybridfahrzeugs zeigt.
12 zeigt ein zweites Diagramm, das ein Flussdiagramm zeigt, das einen Steuerungsaufbau des Hybridfahrzeugs zeigt.
BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Figuren beschrieben. In der nachfolgenden Beschreibung werden gleiche Teile mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Ihre Bestimmungen und Funktionen sind ebenso die gleichen. Folglich wird eine ausführliche Beschreibung hiervon nicht wiederholt.
Unter Bezugnahme auf 1 ist ein Plug-In-Hybridfahrzeug mit einer Kraftmaschine 100, einem ersten MG (Motor-Generator) 110, einem zweiten MG 120, einem Leistungsverzweigungsmechanismus 130, einer Geschwindigkeitsverringerungseinrichtung 140 und einer Batterie 150 ausgestattet. Obwohl ein Plug-In-Hybridfahrzeug in der nachfolgenden Beschreibung als ein Beispiel beschrieben ist, kann ein Hybridfahrzeug, das keine Ladefunktion von einer externen Leistungsquelle aufweist, anstelle eines Plug-In-Hybridfahrzeugs verwendet werden.
Die Kraftmaschine 100, der erste MG 110, der zweite MG 120 und die Batterie 150 werden durch eine ECU (elektronische Steuerungseinheit) 170 gesteuert. Die ECU 170 kann in eine Vielzahl von ECU aufgeteilt sein.
Dieses Fahrzeug läuft bzw. fährt unter Verwendung einer Antriebskraft von der Kraftmaschine 100 und/oder dem zweiten MG 120. Genauer gesagt wird entweder eine Einrichtung oder beide Einrichtungen der Kraftmaschine 100 und des zweiten MG 120 automatisch als Antriebsquelle in Abhängigkeit eines Betriebszustands ausgewählt.
Beispielsweise läuft bzw. fährt, wenn die Beschleunigungseinrichtungsposition klein ist und wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit niedrig ist, das Plug-In-Hybridfahrzeug nur mit dem zweiten MG 120 als eine Antriebsquelle. In diesem Fall ist die Kraftmaschine 100 gestoppt. Die Kraftmaschine 100 wird jedoch manchmal beispielsweise für eine Leistungserzeugung angetrieben.
Demgegenüber wird, wenn die Beschleunigungseinrichtungsposition groß ist, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit hoch ist oder wenn der SOC (State of Charge bzw. Ladungszustand) der Batterie 150 klein ist, die Kraftmaschine 100 angetrieben. In diesem Fall läuft bzw. fährt das Plug-In-Hybridfahrzeug nur mit der Kraftmaschine 100 oder sowohl mit der Kraftmaschine 100 als auch dem zweiten MG 120 als eine Antriebsquelle.
Dieses Fahrzeug läuft bzw. fährt, während beispielsweise automatisch zwischen einer CS-Betriebsart (Ladungserhaltebetriebsart) und einer CD-Betriebsart (Ladungsverbrauchsbetriebsart) geschaltet wird. Es ist anzumerken, dass die CS-Betriebsart und die CD-Betriebsart manuell geschaltet werden können.
In der CS-Betriebsart fährt das Plug-In-Hybridfahrzeug, während es eine elektrische Leistung, die in der Batterie 150 gespeichert ist, bei einem vorgeschriebenen Sollwert hält.
In der CD-Betriebsart fährt das Plug-In-Hybridfahrzeug unter Verwendung einer elektrischen Leistung, wobei hauptsächlich die Antriebskraft des zweiten MG 120 verwendet wird, ohne die elektrische Leistung, die in der Batterie 150 gespeichert ist, für ein Fahren aufrechtzuerhalten. In der CD-Betriebsart kann jedoch, beispielsweise wenn die Beschleunigungseinrichtungsposition groß ist und wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit hoch ist, die Kraftmaschine 100 angetrieben werden, um die Antriebsquelle zu ergänzen.
Die CS-Betriebsart kann auch als eine HV-Betriebsart bezeichnet werden. Auf ähnliche Weise kann die CD-Betriebsart auch als eine EV-Betriebsart bezeichnet werden. Es ist anzumerken, dass die HV-Betriebsart (CS-Betriebsart) und die EV-Betriebsart (CD-Betriebsart) sich in der vorliegenden Anmeldung von der HV-Betriebsart und der EV-Betriebsart unterscheiden, die in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 2008-74321 beschrieben sind. Die CS-Betriebsart und die CD-Betriebsart werden nachstehend ausführlicher beschrieben.
Die Kraftmaschine 100 ist eine Brennkraftmaschine. Ein Luft-Kraftstoff-Gemisch wird in einer Verbrennungskammer verbrannt, um eine Kurbelwelle zu drehen, die als eine Ausgabewelle dient. Ein Abgas, das aus der Kraftmaschine 100 ausgestoßen wird, wird durch einen Katalysator 120 gereinigt und danach zu der Außenseite des Fahrzeugs ausgestoßen. Der Katalysator 102 führt eine Reinigungsfunktion aus, wenn er auf eine spezifische Temperatur aufgewärmt ist. Der Katalysator 102 wird durch Wärme des Abgases erwärmt. Der Katalysator 102 ist beispielsweise ein Drei-Wege-Katalysator.
Die Kraftmaschine 100, der erste MG 110 und der zweite MG 120 sind über den Leistungsverzweigungsmechanismus 130 verbunden. Eine Antriebsleistung, die durch die Kraftmaschine 100 erzeugt wird, wird durch den Leistungsverzweigungsmechanismus 130 in zwei Wege verzweigt. Einer der Wege ist ein Weg zum Antreiben von Vorderrädern 160 durch die Geschwindigkeitsverringerungseinrichtung 140. Der andere ist ein Weg zum Antreiben des ersten MG 110 für eine Leistungserzeugung.
Der erste MG 110 ist eine elektrische rotierende Drei-Phasen-Wechselstrom-Maschine, die eine U-Phasenspule, eine V-Phasenspule und eine W-Phasenspule umfasst. Der erste MG 110 erzeugt eine elektrische Leistung unter Verwendung einer Antriebsleistung der Kraftmaschine 100, die durch den Leistungsverzweigungsmechanismus 130 verzweigt wird. Die durch den ersten MG 110 erzeugte elektrische Leistung wird in Abhängigkeit eines Laufzustands bzw. Fahrzustands des Fahrzeugs oder des Ladungszustands der Batterie 150 verwendet. Beispielsweise wird bei dem normalen Fahren die elektrische Leistung, die durch den ersten MG 110 erzeugt wird, direkt als elektrische Leistung für ein Antreiben des zweiten MG 120 verwendet. Demgegenüber wird, wenn der SOC der Batterie 150 niedriger als ein vorbestimmter Wert ist, die elektrische Leistung, die durch den ersten MG 110 erzeugt wird, von einem Wechselstrom in einem Gleichstrom durch einen nachstehend beschriebenen Umrichter umgewandelt. Danach wird die Spannung durch einen nachstehend beschriebenen Wandler eingestellt und dann in der Batterie 150 gespeichert.
Wenn der erste MG 110 als eine Leistungserzeugungseinrichtung agiert, erzeugt der erste MG 110 ein negatives Drehmoment. Hierbei bezieht sich das negative Drehmoment auf ein derartiges Drehmoment, das zu einer Last bei der Kraftmaschine 100 wird. Wenn der erste Motor MG 110 eine Leistungszufuhr empfängt und als ein Motor agiert, erzeugt der erste MG 110 ein positives Drehmoment. Hierbei bezieht sich ein positives Drehmoment auf ein derartiges Drehmoment, das keine Last bei der Kraftmaschine 100 wird, d. h. auf ein derartiges Drehmoment, das die Drehung der Kraftmaschine 100 unterstützt. Dies ist auf den zweiten MG 120 anwendbar.
Der zweite MG 120 ist eine elektrische rotierende Drei-Phasen-Wechselstrom-Maschine, die eine U-Phasenspule, eine V-Phasenspule und eine W-Phasenspule umfasst. Der zweite MG 120 wird durch eine elektrische Leistung, die in der Batterie 150 gespeichert ist, und/oder durch eine elektrische Leistung, die durch den ersten MG 110 erzeugt wird, antrieben.
Die Antriebskraft des zweiten MG 120 wird zu Vorderrädern 160 über die Geschwindigkeitsverringerungseinrichtung 140 übertragen. Dementsprechend unterstützt der zweite MG 120 die Kraftmaschine 100 oder ermöglicht es dem Fahrzeug, mit der Antriebskraft von dem zweiten MG 120 zu laufen bzw. zu fahren. Die Hinterräder können anstelle von oder zusätzlich zu den Vorderrädern 160 angetrieben werden.
Zu der Zeit eines regenerativen Bremsens des Plug-In-Hybridfahrzeugs wird der zweite MG 120 durch die Vorderräder 160 über die Geschwindigkeitsverringerungseinrichtung 140 angetrieben, so dass der zweite MG 120 als eine Leistungserzeugungseinrichtung arbeitet. Somit arbeitet der zweite MG 120 als eine regenerative Bremse bzw. Wiedergewinnungsbremse, die eine Bremsenergie in eine elektrische Leistung umwandelt. Die elektrische Leistung, die durch den zweiten MG 120 erzeugt wird, wird in der Batterie 150 gespeichert.
Der Leistungsverzweigungsmechanismus 130 ist aus einem Planetengetriebezug gebildet, der ein Sonnenrad, Zahnräder, einen Träger und ein Hohlrad umfasst. Die Zahnräder sind in Eingriff mit dem Sonnenrad und dem Hohlrad. Der Träger hält die Zahnräder derart, dass sie auf ihren eigenen Achsen drehbar sind. Das Sonnenrad ist an die Drehwelle des ersten MG 110 gekoppelt. Der Träger ist an die Kurbelwelle der Kraftmaschine 100 gekoppelt. Das Hohlrad ist an die Drehwelle des zweiten MG 120 und die Geschwindigkeitsverringerungseinrichtung 140 gekoppelt.
Die Kraftmaschine 100, der erste MG 110 und der zweite MG 120 sind über den Leistungsverzweigungsmechanismus 130 gekoppelt, der aus dem Planetengetriebezug gebildet ist, so dass die Drehgeschwindigkeiten der Kraftmaschine 100, des ersten MG 110 und des zweiten MG 120 einen Bezug aufweisen, der durch eine gerade Linie in einem Nomogramm dargestellt ist.
Die Batterie 150 ist ein Batteriepack, der derart eingerichtet ist, dass eine Vielzahl von Batteriemodulen, die jeweils durch Integrieren einer Vielzahl von Batteriezellen gebildet sind, in Reihe geschaltet ist. Die Spannung der Batterie 150 ist beispielsweise etwa 200 V. Die Batterie 150 wird mit einer elektrischen Leistung geladen, die von dem ersten MG 110 und dem zweiten MG 120 sowie einer Leistungsquelle zugeführt wird, die zu dem Fahrzeug extern ist. Ein Kondensator kann anstelle von oder zusätzlich zu der Batterie 150 verwendet werden.
Unter Bezugnahme auf 2 wird ein elektrisches System des Plug-In-Hybridfahrzeugs weiter beschrieben. In dem Plug-In-Hybridfahrzeug sind ein Wandler 200, ein erster Umrichter 210, ein zweiter Umrichter 220, ein SMR (Systemhauptrelais) 230, eine Ladeeinrichtung 240 und ein Einlass 250 bereitgestellt.
Der Wandler 200 umfasst eine Drosselspule, zwei npn-Transistoren und zwei Dioden. Die Drosselspule weist ein Ende auf, das mit der positiven Elektrodenseite jeder Batterie verbunden ist, und weist ein anderes Ende auf, das mit einem Knoten zwischen den zwei npn-Transistoren verbunden ist.
Die zwei npn-Transistoren sind in Reihe geschaltet. Die npn-Transistoren werden durch die ECU 170 gesteuert. Eine Diode ist zwischen dem Kollektor und dem Emitter jedes npn-Transistors geschaltet, um es einem Strom zu ermöglichen, von der Emitterseite zu der Kollektorseite zu fließen.
Als der npn-Transistor kann beispielsweise ein IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor bzw. ein Bipolartransistor mit isolierter Gate-Elektrode) verwendet werden. Anstelle des npn-Transistors kann ein Leistungsschaltelement, wie beispielsweise ein Leistungs-MOSFET (Metalloxidhalbleiterfeldeffekttransistor) verwendet werden.
Wenn eine elektrische Leistung, die aus der Batterie 150 entladen wird, dem ersten MG 110 oder dem zweiten MG 120 zugeführt wird, wird die Spannung durch den Wandler 200 verstärkt. Umgekehrt wird, wenn eine elektrische Leistung, die durch den ersten MG 110 oder den zweiten MG 120 erzeugt wird, der Batterie 150 zugeführt wird, die Spannung durch den Wandler 200 verkleinert.
Eine Systemspannung VH zwischen dem Wandler 200 und jedem Umrichter wird durch einen Spannungssensor 180 erfasst. Das Erfassungsergebnis von dem Spannungssensor 180 wird zu der ECU 170 gesendet.
Der erste Umrichter 210 umfasst einen U-Phasenarm, einen V-Phasenarm und einen W-Phasenarm. Der U-Phasenarm, der V-Phasenarm und der W-Phasenarm sind parallel geschaltet. Der U-Phasenarm, der V-Phasenarm und der W-Phasenarm weisen jeweils zwei npn-Transistoren auf, die in Reihe geschaltet sind. Eine Diode ist zwischen dem Kollektor und dem Emitter jedes npn-Transistors angeschlossen, um es einem Strom zu ermöglichen, von der Emitterseite zu der Kollektorseite zu fließen. Dann ist der Knoten zwischen den npn-Transistoren in jedem Arm mit dem Ende, das zu einem neutralen Punkt 112 unterschiedlich ist, jeder Spule des ersten MG 110 verbunden.
Der erste Umrichter 210 wandelt einen Gleichstrom, der von der Batterie 150 zugeführt wird, in einen Wechselstrom um und führt den Wechselstrom dem ersten MG 110 zu. Der erste Umrichter 210 wandelt den Wechselstrom, der durch den ersten MG 110 erzeugt wird, in einen Gleichstrom um.
Der zweite Umrichter 220 umfasst einen U-Phasenarm, einen V-Phasenarm und einen W-Phasenarm. Der U-Phasenarm, der V-Phasenarm und der W-Phasenarm sind parallel geschaltet. Der U-Phasenarm, der V-Phasenarm und der W-Phasenarm weisen jeweils zwei npn-Transistoren auf, die in Reihe geschaltet sind. Eine Diode ist zwischen dem Kollektor und dem Emitter jedes npn-Transistors angeschlossen, um es dem Strom zu ermöglichen, von der Emitterseite zu der Kollektorseite zu fließen. Dann ist der Knoten zwischen den npn-Transistoren in jedem Arm mit dem Ende verbunden, das zu einem neutralen Punkt 122 jeder Spule des zweiten MG 120 unterschiedlich ist.
Der zweite Umrichter 220 wandelt einen Gleichstrom, der von der Batterie 150 zugeführt wird, in einen Wechselstrom um und führt den Wechselstrom dem zweiten MG 120 zu. Der zweite Umrichter 220 wandelt einen Wechselstrom, der durch den zweiten MG 120 erzeugt wird, in einen Gleichstrom um.
Der Wandler 200, der erste Umrichter 210 und der zweite Umrichter 220 werden durch die ECU 170 gesteuert.
Das SMR 230 ist zwischen der Batterie 150 und der Ladeeinrichtung 240 bereitgestellt. Das SMR 230 ist ein Relais zum Schalten zwischen einem Zustand, in dem die Batterie 150 und das elektrische System verbunden sind, und einem Zustand, in dem sie getrennt sind. Wenn das SMR 230 in einem offenen Zustand ist, ist die Batterie 150 von dem elektrischen System getrennt. Wenn das SMR 230 in einem geschlossenen Zustand ist, ist die Batterie 150 mit dem elektrischen System verbunden.
Genauer gesagt ist, wenn das SMR 230 in einem offenen Zustand ist, die Batterie 150 elektrisch von dem Wandler 200, der Ladeeinrichtung 240 und dergleichen getrennt. Wenn das SMR 230 in einem geschlossenen Zustand ist, ist die Batterie 150 elektrisch mit dem Wandler 200, der Ladeeinrichtung 240 und dergleichen verbunden.
Der Zustand des SMR 230 wird durch die ECU 170 gesteuert. Beispielsweise wird, wenn die ECU 170 aktiviert wird, das SMR 230 geschlossen. Wenn die ECU 170 gestoppt wird, wird das SMR 230 geöffnet.
Die Ladeeinrichtung 240 ist zwischen der Batterie 150 und dem Wandler 200 angeschlossen. Wie es in 3 gezeigt ist, umfasst die Ladeeinrichtung 240 eine Wechselstrom-Gleichstrom-Wandlerschaltung bzw. AC/DC-Wandlerschaltung 242, eine Gleichstrom-Wechselstrom-Wandlerschaltung bzw. DC/AC-Wandlerschaltung 244, einen Trenntransformator 246 und eine Gleichrichterschaltung 248. Die AC/DC-Wandlerschaltung 242 wird aus einer Einzelphasenbrückenschaltung gebildet. Die AC/DC-Wandlerschaltung 242 wandelt eine AC- bzw. Wechselstromleistung in eine DC- bzw. Gleichstromleistung auf der Grundlage eines Ansteuerungssignals von der ECU 170 um. Der AC/DC-Wandler 242 fungiert auch als eine Aufwärtswandlerschaltung bzw. Boost-Chopper-Schaltung, die eine Spannung unter Verwendung einer Spule als eine Drosselspule verstärkt.
Die DC/AC-Wandlerschaltung 244 ist aus einer Einzelphasenbrückenschaltung gebildet. Die DC/AC-Wandlerschaltung 244 wandelt die Gleichstromleistung in eine Hochfrequenz-Wechselstromleistung auf der Grundlage eines Ansteuerungssignaks von der ECU 170 um und gibt die Wechselstromleistung zu dem Trenntransformator 246 aus.
Der Trenntransformator 246 umfasst einen Kern, der aus einem magnetischen Material gebildet ist, sowie eine Primärspule und eine Sekundärspule, die um den Kern gewickelt sind. Die Primärspule und die Sekundärspule sind elektrisch voneinander isoliert und mit der DC/AC-Wandlerschaltung 244 bzw. der Gleichrichterschaltung 248 verbunden. Der Trenntransformator 246 transformiert die Hochfrequenz-Wechselstromleistung, die von der DC/AC-Wandlerschaltung 244 empfangen wird, in einen Spannungspegel um, der einem Wicklungsverhältnis zwischen der Primärspule und der Sekundärspule entspricht, wobei er die transformierte Wechselstromleistung an die Gleichrichterschaltung 248 ausgibt. Die Gleichrichterschaltung 248 richtet die Wechselstromleistung, die von dem Trenntransformator 246 ausgegeben wird, in eine Gleichstromleistung gleich.
Die Spannung zwischen der AC/DC-Wandlerschaltung 242 und der DC/AC-Wandlerschaltung 244 (Anschluss-zu-Anschluss-Spannung eines Glättungskodensators) wird durch einen Spannungssensor 182 erfasst, wobei ein Signal, das das Erfassungsergebnis darstellt, der ECU 170 eingegeben wird. Ein Ausgabestrom der Ladeeinrichtung 240 wird durch einen Stromsensor 184 erfasst, wobei ein Signal, das das Erfassungsergebnis darstellt, der ECU 170 eingegeben wird. Des Weiteren wird die Temperatur der Ladeeinrichtung 240 durch einen Temperatursensor 186 erfasst, wobei ein Signal, das das Erfassungsergebnis darstellt, der ECU 170 eingegeben wird.
Wenn die Batterie 150 von einer Leistungsquelle, die zu dem Fahrzeug extern ist, aufgeladen wird, erzeugt die ECU 170 ein Ansteuerungssignal zum Ansteuern der Ladeeinrichtung 240 und gibt das erzeugte Ansteuerungssignal an die Ladeeinrichtung 240 aus.
Die ECU 170 weist eine Fehlererfassungsfunktion für die Ladeeinrichtung 240 zusätzlich zu der Steuerungsfunktion für die Ladeeinrichtung 240 auf. Wenn die Spannung, die durch den Spannungssensor 182 erfasst wird, der Strom, der durch den Stromsensor 184 erfasst wird, die Temperatur, die durch den Temperatursensor 186 erfasst wird, oder dergleichen größer oder gleich einem Schwellenwert ist, wird der Fehler der Ladeeinrichtung 240 erfasst.
Ein Einlass 250 ist beispielsweise auf einer Seite des Plug-In-Hybridfahrzeugs bereitgestellt. Der Einlass 250 ist mit einer Verbindungseinrichtung 310 eines Ladekabels 300 zum Koppeln des Plug-In-Hybridfahrzeugs an eine externe Leistungsquelle 402 verbunden.
Ein Ladekabel 300 zum Koppeln des Plug-In-Hybridfahrzeugs an die externe Leistungsquelle 402 umfasst die Verbindungseinrichtung 310, einen Stecker 320 und eine CCID (Charging Circuit Interrupt Device bzw. Ladungsschaltungsunterbrechungsvorrichtung) 330.
Die Verbindungseinrichtung 310 des Ladekabels 300 ist mit dem Einlass 250 verbunden, der bei dem Plug-In-Hybridfahrzeug bereitgestellt ist. Die Verbindungseinrichtung 310 ist mit einem Schalter 312 versehen. Wenn der Schalter 312 geschlossen wird, während die Verbindungseinrichtung 310 des Ladekabels 300 mit dem Einlass 250, der bei dem Plug-In-Hybridfahrzeug bereitgestellt ist, verbunden wird, wird ein Verbindungseinrichtungssignal CNCT der ECU 170 eingegeben, um anzuzeigen, dass die Verbindungseinrichtung 310 des Ladekabels 300 mit dem Einlass 250, der bei dem Plug-In-Hybridfahrzeug bereitgestellt ist, verbunden wird.
Der Schalter 312 öffnet/schließt sich in Verbindung mit einem Riegel für ein Verriegeln der Verbindungseinrichtung 310 des Ladekabels 300 mit dem Einlass 250 des Plug-In-Hybridfahrzeugs. Der Riegel wird durch die Bedienungsperson, die einen Knopf drückt, der bei der Verbindungseinrichtung 310 bereitgestellt ist, geschwungen.
Beispielsweise greift, wenn die Bedienungsperson den Finger von einem Knopf 314 der Verbindungseinrichtung 310, die in 4 gezeigt ist, wegnimmt, während die Verbindungseinrichtung 310 des Ladekabels 300 mit dem Einlass 250, der bei dem Plug-In-Hybridfahrzeug bereitgestellt ist, verbunden wird, der Riegel 316 in den Einlass 250 ein, der bei dem Plug-In-Hybridfahrzeug bereitgestellt ist, wobei sich der Schalter 312 schließt. Wenn die Bedienungsperson den Knopf 314 drückt, wird der Riegel 316 von dem Einlass 250 gelöst, wobei sich der Schalter 312 öffnet. Es ist anzumerken, dass die Art und Weise zum Öffnen/Schließen des Schalters 312 nicht hierauf begrenzt ist.
Zurück zu 3 ist der Stecker 320 des Ladekabels 300 mit einer Steckerbuchse 400 verbunden, die an einem Gebäude bereitgestellt ist. Die Steckerbuchse 400 wird mit einer Wechselstromleistung von der Leistungsquelle 402 versorgt, die zu dem Plug-In-Hybridfahrzeug extern ist.
Die CCID 330 weist ein Relais 332 und eine Steuerungspilotschaltung 334 auf. Wenn das Relais 332 in einem offenen Zustand ist, ist ein Weg zur Zufuhr von elektrischer Leistung von der Leistungsquelle 402, die extern zu dem Plug-In-Hybridfahrzeug ist, zu dem Plug-In-Hybridfahrzeug getrennt. Wenn das Relais 332 in einem geschlossenen Zustand ist, kann eine elektrische Leistung von der Leistungsquelle 402, die extern zu dem Plug-In-Hybridfahrzeug ist, zu dem Plug-In-Hybridfahrzeug zugeführt werden. Der Zustand des Relais 332 wird durch die ECU 170 gesteuert, während die Verbindungseinrichtung 310 des Ladekabels 300 mit dem Einlass 250 des Plug-In-Hybridfahrzeugs verbunden wird.
Die Steuerungspilotschaltung 334 sendet ein Pilotsignal (Rechteckwellensignal) CPLT zu einer Steuerungspilotleitung in einem Zustand, bei dem der Stecker 320 des Ladekabels 300 mit der Steckerbuchse 400, d. h. der externen Leistungsquelle 402 verbunden ist, und die Verbindungseinrichtung 310 mit dem Einlass 250, der bei dem Plug-In-Hybridfahrzeug bereitgestellt ist, verbunden ist. Das Pilotsignal wird von einem Oszillator erzeugt, der innerhalb der Steuerungspilotschaltung 334 bereitgestellt ist.
Die Steuerungspilotschaltung 334 kann ein konstantes Pilotsignal CPLT ausgeben, wenn der Stecker 320 des Ladekabels 300 mit der Steckerbuchse 400 verbunden ist, auch wenn die Verbindungseinrichtung 310 von dem Einlass 250, der bei dem Plug-In-Hybridfahrzeug bereitgestellt ist, getrennt ist. Die ECU 170 kann jedoch das Pilotsignal CPLT, das in einem Zustand ausgegeben wird, bei dem die Verbindungseinrichtung 310 von dem Einlass 250 getrennt ist, der bei dem Plug-In-Hybridfahrzeug bereitgestellt ist, nicht erfassen.
Wenn der Stecker 320 des Ladekabels 300 mit der Steckerbuchse 400 verbunden ist und die Verbindungseinrichtung 310 mit dem Einlass 250 des Plug-In-Hybridfahrzeugs verbunden ist, erzeugt die Steuerungspilotschaltung 334 das Pilotsignal CPLT, das eine vorbestimmte Impulsbreite (Tastverhältnis bzw. relative Einschaltdauer) aufweist.
Mit der Impulsbreite des Pilotsignals CPLT wird das Plug-In-Hybridfahrzeug über die mögliche stromtragende Kapazität benachrichtigt. Beispielsweise wird das Plug-In-Hybridfahrzeug über die stromtragende Kapazität des Ladekabels 300 benachrichtigt. Die Impulsbreite des Pilotsignals CPLT ist unabhängig von einer Spannung und einem Strom der externen Leistungsquelle 402 konstant.
Demgegenüber kann, wenn die Art des Ladekabels, das zu verwenden ist, unterschiedlich ist, die Impulsbreite des Pilotsignals CPLT unterschiedlich sein. Anders ausgedrückt kann die Impulsbreite des Pilotsignals CPLT für jede Art von Ladekabel eingestellt werden.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die Batterie 150 mit einer elektrische Leistung, die von der externen Leistungsquelle 402 zugeführt wird, in einem Zustand aufgeladen, bei dem das Plug-In-Hybridfahrzeug und die externe Leistungsquelle 402 miteinander durch das Ladekabel 300 gekoppelt sind. Während eines Ladens der Batterie 150 sind das SMR 230 und das Relais 332 in der CCID 330 geschlossen.
Eine Wechselspannung VAC der externen Leistungsquelle 402 wird durch einen Spannungssensor 188 erfasst, der innerhalb des Plug-In-Hybridfahrzeugs bereitgestellt ist. Die erfasste Spannung VAC wird zu der ECU 170 gesendet.
Unter Bezugnahme auf 5 werden die CS-Betriebsart und die CD-Betriebsart weiter beschrieben. Die ECU 170 bestimmt, welche Betriebsart aus der CS-Betriebsart und der CD-Betriebsart auszuwählen ist. Beispielsweise wird, wenn der SOC der Batterie 150 kleiner oder gleich einem Schwellenwert ist, die CS-Betriebsart ausgewählt. Wenn der SOC der Batterie 150 größer als der Schwellenwert ist, wird die CD-Betriebsart ausgewählt.
Genauer gesagt wird die CS-Betriebsart ausgewählt, wenn der SOC der Batterie 150 kleiner oder gleich dem Schwellenwert ist, oder wenn das elektrische System des Plug-In-Hybridfahrzeugs das letzte Mal in einem Zustand gestoppt ist, in dem die CS-Betriebsart ausgewählt ist.
Die CD-Betriebsart wird ausgewählt, wenn der SOC der Batterie 150 größer als der Schwellenwert ist und es eine Geschichte eines Ladens der Batterie 150 durch die Leistungsquelle 402 gibt, die extern zu dem Plug-In-Hybridfahrzeug ist, oder wenn der SOC der Batterie 150 größer als der Schwellenwert ist und das elektrische System des Plug-In-Hybridfahrzeugs das letzte Mal in einem Zustand gestoppt ist, in dem die CD-Betriebsart ausgewählt ist. Da das Laden der Batterie 150 durch die ECU 170 gesteuert wird, wird der Umstand, ob es eine Geschichte eines Ladens der Batterie 150 durch die Leistungsquelle 402, die extern zu dem Plug-In-Hybridfahrzeug ist, innerhalb der ECU 170 beispielsweise unter Verwendung eines Kennzeichens bzw. eines Flags bestimmt. Es ist anzumerken, dass die Art zum Auswählen der CS-Betriebsart und der CD-Betriebsart nicht hierauf begrenzt ist.
In der CS-Betriebsart und der CD-Betriebsart läuft bzw. fährt das Plug-In-Hybridfahrzeug unter Verwendung der Antriebskraft der Kraftmaschine 100 und/oder des zweiten MG 120.
Wie es in 6 gezeigt ist, läuft bzw. fährt das Plug-In-Hybridfahrzeug lediglich unter Verwendung der Antriebskraft des zweiten MG 120, wenn die Fahrleistung des Plug-In-Hybridfahrzeugs kleiner als ein Kraftmaschinenanlassschwellenwert ist.
Demgegenüber wird die Kraftmaschine 100 angetrieben, wenn die Fahrleistung des Plug-In-Hybridfahrzeugs der Kraftmaschinenstartschwellenwert oder größer wird. Somit fährt das Plug-In-Hybridfahrzeug unter Verwendung der Antriebskraft der Kraftmaschine 100 zusätzlich zu oder anstelle von der Antriebskraft des zweiten MG 120. Die elektrische Leistung, die durch den ersten MG 110 erzeugt wird, wobei die Antriebskraft der Kraftmaschine 100 verwendet wird, wird direkt dem zweiten MG 120 zugeführt.
Wie es aus 6 ersichtlich ist, umfasst der Bereich, in dem das Plug-In-Hybridfahrzeug in der CS-Betriebsart gesteuert wird, einen Bereich, in dem die Kraftmaschine 100 gestoppt ist, und einen Bereich, in dem die Kraftmaschine 100 angetrieben wird. Auf ähnliche Weise umfasst der Bereich, in dem das Plug-In-Hybridfahrzeug in der CD-Betriebsart gesteuert wird, einen Bereich, in dem die Kraftmaschine 100 gestoppt ist, und einen Bereich, in dem die Kraftmaschine 100 angetrieben wird.
Die Laufleistung bzw. Fahrleistung wird durch die ECU 170 beispielsweise entsprechend einer Abbildung bzw. einem Kennfeld berechnet, die den Öffnungsgrad des Beschleunigungseinrichtungspedals, das durch den Fahrer betätigt wird (Beschleunigungseinrichtungsposition), die Fahrzeuggeschwindigkeit und dergleichen als Parameter aufweist. Es ist anzumerken, dass die Art, die Laufleistung bzw. Fahrleistung zu berechnen, nicht hierauf begrenzt ist.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die Laufleistung bzw. Fahrleistung als ein Parameter des Plug-In-Hybridfahrzeugs verwendet, der entsprechend der Betätigung durch den Fahrer bestimmt wird. Es ist anzumerken, dass ein Drehmoment, eine Beschleunigung, eine Antriebskraft, eine Beschleunigungseinrichtungsposition oder dergleichen als ein Parameter des Plug-In-Hybridfahrzeugs verwendet werden kann.
Der Kraftmaschinenstartschwellenwert in der CD-Betriebsart ist größer als der Kraftmaschinenstartschwellenwert in der CS-Betriebsart. Genauer gesagt ist der Bereich, in dem die Kraftmaschine 100 stoppt und das Plug-In-Hybridfahrzeug nur mit der Antriebskraft des zweiten MG 120 in der CD-Betriebsart läuft bzw. fährt, größer als der Bereich, in dem die Kraftmaschine 100 stoppt und das Plug-In-Hybridfahrzeug lediglich mit der Antriebskraft des zweiten MG 120 in der CS-Betriebsart läuft bzw. fährt. Folglich ist in der CD-Betriebsart die Steuerung derart, dass die Kraftmaschine 100 gestoppt ist und das Plug-In-Hybridfahrzeug hauptsächlich nur mit der Antriebskraft des zweiten MG 120 läuft bzw. fährt. Demgegenüber ist die Frequenz der Kraftmaschine 100, die in der CS-Betriebsart angetrieben wird, höher als die Frequenz der Kraftmaschine 100, die in der CD-Betriebsart angetrieben wird. Folglich ist in der CS-Betriebsart die Steuerung derart, dass das Plug-In-Hybridfahrzeug auf effektive Weise unter Verwendung sowohl der Kraftmaschine 100 als auch des zweiten MG 120 läuft bzw. fährt.
Nachstehend wird der Kraftmaschinenstartschwellenwert in der CS-Betriebsart ebenso als erste Kraftmaschinenstartleistung bezeichnet. Der Kraftmaschinenstartschwellenwert in der CD-Betriebsart wird ebenso als eine zweite Kraftmaschinenstartleistung bezeichnet.
Die elektrische Leistung, die in die Batterie 150 in der CD-Betriebsart geladen wird, ist eingestellt, kleiner als die elektrische Leistung zu sein, die in der CS-Betriebsart in die Batterie 150 geladen wird. Spezifisch ist in der CS-Betriebsart die Ladungsleistung zu der Batterie 150 entsprechend dem SOC der Batterie 150 eingestellt. Die Kraftmaschine 100 wird derart angetrieben, dass eine elektrische Leistung entsprechend der eingestellten Ladungsleistung unter Verwendung des ersten MG 110 erzeugt werden kann. Demgegenüber ist in der CD-Betriebsart die Ladungsleistung zu der Batterie 150 üblicherweise auf null eingestellt. Anders ausgedrückt wird in der CD-Betriebsart die Batterie 150 mit einer elektrischen Leistung geladen, die durch ein regeneratives Bremsen erhalten wird, wobei aber die Kraftmaschine 100 für den Zweck eines Ladens der Batterie 150 nicht angetrieben wird.
Folglich wird in der CD-Betriebsart die elektrische Leistung, die in der Batterie 150 gespeichert ist, insbesondere die elektrische Leistung, die von der Leistungsquelle 402 zugeführt wird, die extern zu dem Plug-In-Hybridfahrzeug ist, aktiv verbraucht.
Unter Bezugnahme auf 7 ist ein Armaturenbrett bzw. eine Instrumententafel 190 beschrieben, die auf der Vorderseite des Innenraums des Plug-In-Hybridfahrzeugs bereitgestellt ist.
Auf dem Armaturenbrett 190 ist eine Anzeige 192 bereitgestellt. Wie es in 8 gezeigt ist, ist auf der Anzeige 192 eine Systemanzeige bzw. ein Systemindikator 500 angezeigt. Ein gestrichelter Abschnitt 502 des Systemindikators 500 zeigt den Parameter des Plug-In-Hybridfahrzeugs, der entsprechend der Betätigung durch den Fahrer bestimmt wird. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel zeigt der gestrichelte Abschnitt 502 des Systemindikators 500 die Laufleistung bzw. Fahrleistung des Plug-In-Hybridfahrzeugs. Es ist anzumerken, dass ein Drehmoment, eine Beschleunigung, eine Antriebskraft, eine Beschleunigungseinrichtungsposition und dergleichen anstelle der Laufleistung bzw. Fahrleistung angezeigt werden kann. Die Form des Systemindikators ist nicht auf die nachstehend veranschaulichte Form begrenzt, wobei die Laufleistung bzw. Fahrleistung in verschiedenerlei Formen angezeigt werden kann. Beispielsweise kann die Fahrleistung unter Verwendung einer allgemein bekannten Anzeigeform angezeigt werden, beispielsweise eines Symbols bzw. Piktogramms, eines Graphen, eines Histogramms und einer Ziffer.
Auf der Anzeige 192 wird die Laufleistung bzw. Fahrleistung in unterschiedlicher Art und Weise zwischen der CS-Betriebsart und der CD-Betriebsart angezeigt.
Wenn das Plug-In-Hybridfahrzeug in der CS-Betriebsart gesteuert wird, wird die Laufleistung bzw. Fahrleistung zusammen mit einem dritten Schwellenwert angezeigt, der so vorbestimmt ist, dass er größer als die erste Kraftmaschinenstartleistung (der Kraftmaschinenstartschwellenwert in der CS-Betriebsart) ist.
Die Laufleistung bzw. Fahrleistung wird zusammen mit dem dritten Schwellenwert angezeigt, der durch einen Endabschnitt 504 des Systemindikators 500 angegeben wird, der bei einer vorbestimmten Anordnung bzw. einem vorbestimmten Ort angezeigt ist. Anders ausgedrückt zeigt in der CS-Betriebsart der Endabschnitt 504 des Systemindikators 500 den dritten Schwellenwert.
Wie es in 9 gezeigt ist, wird eine umweltverträgliche Beschleunigungsleistung bzw. Öko-Beschleunigungsleistung, die durch den Entwickler auf der Grundlage von Ergebnissen von Experimenten und Simulationen vorbestimmt wird, als der dritte Schwellenwert zusammen mit der Fahrleistung angezeigt. Anders ausgedrückt wird das Verhältnis zwischen der umweltverträglichen Beschleunigungsleistung und der Fahrleistung durch den Systemindikator 500 angegeben. Die umweltverträgliche Beschleunigungsleistung zeigt beispielsweise den maximalen Wert in einem Bereich, in dem das Fahrzeug mit einer guten Kraftstoffwirtschaftlichkeit fahren kann. Es ist anzumerken, dass die Definition der umweltverträglichen Beschleunigungsleistung nicht hierauf begrenzt ist. Der maximale Wert der Leistung, der durch das Plug-In-Hybridfahrzeug ausgegeben werden kann, kann als der dritte Schwellenwert zusammen mit der Laufleistung bzw. Fahrleistung angezeigt werden. Ein beliebiger anderer Wert kann als der dritte Schwellenwert zusammen mit der Laufleistung bzw. Fahrleistung angezeigt werden.
Wie es in 9 gezeigt ist, schaltet sich, wenn die Fahrleistung kleiner als die umweltverträgliche Beschleunigungsleistung ist, eine ECO-Lampe 506 ein, um anzugeben, dass die Fahrleistung kleiner als die umweltverträgliche Beschleunigungsleistung ist. Wenn die Fahrleistung größer oder gleich der umweltverträglichen Beschleunigungsleistung ist, schaltet sich die ECO-Lampe 506 aus.
Wie es in 10 gezeigt ist, wird, wenn das Plug-In-Hybridfahrzeug in der CD-Betriebsart gesteuert wird, die Laufleistung bzw. Fahrleistung zusammen mit der zweiten Kraftmaschinenstartleistung (der Kraftmaschinenstartschwellenwert in der CD-Betriebsart) anstelle der umweltverträglichen Beschleunigungsleistung (dritter Schwellenwert) angezeigt.
Die Fahrleistung wird zusammen mit der zweiten Kraftmaschinenstartleistung, die durch den Endabschnitt 504 des Systemindikators 500 angegeben wird, anstelle der umweltverträglichen Beschleunigungsleistung angezeigt. Anders ausgedrückt zeigt in der CS-Betriebsart der Endabschnitt 504 des Systemindikators 500 die zweite Kraftmaschinenstartleistung. Folglich wird das Verhältnis zwischen der zweiten Kraftmaschinenstartleistung und der Laufleistung bzw. Fahrleistung durch den Systemindikator 500 angegeben.
Wie es in 10 gezeigt ist, schaltet sich, wenn die Laufleistung bzw. Fahrleistung kleiner als die zweite Kraftmaschinenstartleistung ist, eine EV-Lampe 508 ein, um anzugeben, dass die Laufleistung bzw. Fahrleistung kleiner als die zweite Kraftmaschinenstartleistung ist. Wenn die Laufleistung bzw. Fahrleistung größer oder gleich der zweiten Kraftmaschinenstartleistung ist, schaltet sich die EV-Lampe 508 aus. Anders ausgedrückt schaltet sich die EV-Lampe 508 ein, wenn die Kraftmaschine 100 in der CD-Betriebsart stoppt. Die EV-Lampe 508 schaltet sich aus, wenn die Kraftmaschine 100 in der CD-Betriebsart angetrieben wird.
Unter Bezugnahme auf die 11 und 12 wird ein Steuerungsaufbau des Plug-In-Hybridfahrzeugs beschrieben.
In Schritt (Schritt wird nachstehend als S abgekürzt) 100 stellt die ECU 170 die Laufleistung bzw. Fahrleistung des Plug-In-Hybridfahrzeugs auf der Grundlage der Beschleunigungseinrichtungsposition, der Fahrzeuggeschwindigkeit und dergleichen ein.
In Schritt S102 bestimmt die ECU 170, ob der SOC der Batterie 150 kleiner oder gleich dem Schwellenwert ist.
Wenn der SOC der Batterie 150 kleiner oder gleich dem Schwellenwert ist (JA in S102), schreitet die Verarbeitung zu S110 voran. Wenn nicht (NEIN in S102), schreitet die Verarbeitung zu S104 voran.
In S104 bestimmt die ECU 170, ob es eine Geschichte eines Ladens der Batterie 150 durch die Leistungsquelle 402 gibt, die extern zu dem Plug-In-Hybridfahrzeug ist, und ob das elektrische System des Plug-In-Hybridfahrzeugs das letzte Mal in einem Zustand gestoppt ist, in dem die CD-Betriebsart ausgewählt ist.
Wenn es eine Geschichte eines Ladens der Batterie 150 durch die Leistungsquelle 402, die extern zu dem Plug-In-Hybridfahrzeug ist, gibt, oder wenn das elektrische System des Plug-In-Hybridfahrzeugs das letzte Mal in einem Zustand gestoppt ist, in dem die CD-Betriebsart ausgewählt wird (JA in S104), schreitet die Verarbeitung zu S130 voran. Wenn nicht, (NEIN in S104), schreitet die Verarbeitung zu S110 voran.
In S110 steuert die ECU 170 das Plug-In-Hybridfahrzeug entsprechend der Laufleistung bzw. Fahrleistung in der CS-Betriebsart.
In S112 zeigt die Anzeige 192 die Laufleistung bzw. Fahrleistung zusammen mit der umweltverträglichen Beschleunigungsleistung an.
In S114 bestimmt die ECU 170, ob die Laufleistung bzw. Fahrleistung des Plug-In-Hybridfahrzeugs kleiner als die erste Kraftmaschinenstartleistung ist. Wenn die Laufleistung bzw. Fahrleistung kleiner als die erste Kraftmaschinenstartleistung ist (JA in S114), schreitet die Verarbeitung zu S116 voran. Wenn nicht (NEIN in S114), schreitet die Verarbeitung zu S118 voran.
In S116 wird die Kraftmaschine 100 gestoppt. In S118 wird die Kraftmaschine 100 angetrieben. In S120 bestimmt die ECU 170, ob die Laufleistung bzw. Fahrleistung kleiner als die umweltverträgliche Beschleunigungsleistung ist. Wenn die Laufleistung bzw. Fahrleistung des Plug-In-Hybridfahrzeugs kleiner als die umweltverträgliche Beschleunigungsleistung ist (JA in S120), schreitet die Verarbeitung zu S122 voran. Wenn nicht (NEIN in S120), schreitet die Verarbeitung zu S124 voran.
In S122 schaltet sich die ECO-Lampe 506 ein. In S124 schaltet sich die ECO-Lampe 506 aus.
In S130 steuert die ECU 170 das Plug-In-Hybridfahrzeug entsprechend der Laufleistung bzw. Fahrleistung in der CD-Betriebsart.
In S132 zeigt die Anzeige 192 die Laufleistung bzw. Fahrleistung zusammen mit der zweiten Kraftmaschinenstartleistung anstelle der umweltverträglichen Beschleunigungsleistung an.
In S134 bestimmt die ECU 170, ob die Laufleistung bzw. Fahrleistung des Plug-In-Hybridfahrzeugs kleiner als die zweite Kraftmaschinenstartleistung ist. Wenn die Laufleistung bzw. Fahrleistung kleiner als die zweite Kraftmaschinenstartleistung ist (JA in S134), schreitet die Verarbeitung zu S136 voran. Wenn nicht (NEIN in S134), schreitet die Verarbeitung zu S138 voran.
In S136 wird die Kraftmaschine 100 gestoppt und die EV-Lampe 508 schaltet sich ein. In S138 wird die Kraftmaschine 100 angetrieben und die EV-Lampe 508 schaltet ist aus.
Wie es vorstehend beschrieben ist, wird in dem Plug-In-Hybridfahrzeug gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Laufleistung bzw. Fahrleistung, die entsprechend der Betätigung durch den Fahrer bestimmt wird, auf unterschiedliche Arten zwischen einem Fall, wenn das Plug-In-Hybridfahrzeug in der CS-Betriebsart gesteuert wird, und einem Fall, wenn das Plug-In-Hybridfahrzeug in der CD-Betriebsart gesteuert wird, angezeigt. Der Bereich, in dem das Plug-In-Hybridfahrzeug in der CS-Betriebsart gesteuert wird, umfasst einen Bereich, in dem die Kraftmaschine 100 gestoppt ist, und einen Bereich, in dem die Kraftmaschine 100 angetrieben wird. Auf ähnliche Weise umfasst der Bereich, in dem das Plug-In-Hybridfahrzeug in der CD-Betriebsart gesteuert wird, einen Bereich, in dem die Kraftmaschine 100 gestoppt ist, und einen Bereich, in dem die Kraftmaschine 100 angetrieben wird. Folglich können die Fahrleistungsanzeigeart in dem Fall, in dem die Kraftmaschine 100 angetrieben wird, und die Fahrleistungsanzeigeart in dem Fall, in dem die Kraftmaschine 100 gestoppt ist, gleich gemacht werden. Dementsprechend kann, auch wenn die Kraftmaschine 100 ein Antreiben und Stoppen wiederholt, die Anzeigeart dieselbe sein. Als Ergebnis kann die Sicht des Fahrers verbessert werden. Wenn der SOC der Batterie 150 kleiner oder gleich dem Schwellenwert ist, wird das Plug-In-Hybridfahrzeug in der CS-Betriebsart gesteuert. Wenn der SOC der Batterie 150 größer als der Schwellenwert ist, wird das Plug-In-Hybridfahrzeug in der CD-Betriebsart gesteuert. Der Bereich, in dem die Kraftmaschine 100 gestoppt ist und das Plug-In-Hybridfahrzeug nur mit der Antriebskraft des zweiten MG 120 in der CD-Betriebsart läuft bzw. fährt, ist größer als der Bereich, in dem die Kraftmaschine 100 gestoppt ist und das Plug-In-Hybridfahrzeug nur mit der Antriebskraft des zweiten MG 120 in der CS-Betriebsart läuft bzw. fährt. Folglich wird die Fahrleistung, die entsprechend der Betätigung durch den Fahrer bestimmt wird, auf unterschiedliche Arten zwischen einem Fall, wenn die Steuerung derart ist, dass die Kraftmaschine 100 gestoppt ist und das Plug-In-Hybridfahrzeug hauptsächlich nur mit der Antriebskraft des zweiten MG 120 läuft bzw. fährt, und einem Fall, wenn die Steuerung derart ist, dass das Plug-In-Hybridfahrzeug auf effektive Weise unter Verwendung sowohl der Kraftmaschine 100 als auch des zweiten MG 120 läuft bzw. fährt, angezeigt. Dementsprechend kann der Fahrer mit geeigneten Informationen entsprechend dem Betriebszustand des Plug-In-Hybridfahrzeugs versehen werden. Als Ergebnis kann der Komfort des Fahrers in Bezug auf die Anzeige der Laufleistung bzw. Fahrleistung, die den Betriebszustand des Plug-In-Hybridfahrzeugs darstellt, verbessert werden.
Das hier offenbarte Ausführungsbeispiel sollte in jederlei Hinsicht eher als Veranschaulichung denn als Begrenzung verstanden werden. Der Umfang der vorliegenden Erfindung ist nicht in der vorstehenden Beschreibung sondern in den Patentansprüchen gezeigt, wobei es beabsichtigt ist, dass alle Modifikationen, die innerhalb der Bedeutung und des Bereichs eines Äquivalents zu den Patentansprüchen kommen, hierdurch umfasst sind.
BEZUGSZEICHENLISTE
100 Kraftmaschine, 102 Katalysator, 110 erster MG, 120 zweiter MG, 130 Leistungsverzweigungsmechanismus, 140 Geschwindigkeitsverringerungseinrichtung, 150 Batterie, 160 Vorderräder, 170 ECU, 190 Armaturenbrett, 192 Anzeige, 200 Wandler, 210 erster Umrichter, 220 zweiter Umrichter, 230 SMR, 240 Ladeeinrichtung, 242 AC/DC-Wandlerschaltung, 244 DC/AC-Wandlerschaltung, 246 Trenntransformator, 248 Gleichrichterschaltung, 250 Einlass, 300 Ladekabel, 310 Verbindungseinrichtung, 312 Schalter, 314 Knopf, 316 Riegel, 320 Stecker, 332 Relais, 334 Steuerungspilotschaltung, 400 Steckerbuchse, 402 Leistungsquelle, 500 Systemindikator, 502 gestrichelter Abschnitt, 504 Endabschnitt, 506 ECO-Lampe, 508 EV-Lampe.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2008-74321 [0005, 0006, 0007, 0007, 0008, 0038]

Claims

Hybridfahrzeug, das mit einer Kraftmaschine (100), einem elektrischen Motor (120) und einer Leistungsspeichervorrichtung (150) versehen ist, die eine elektrische Leistung speichert, die dem elektrischen Motor (120) zuzuführen ist, und das unter Verwendung zumindest einer von Antriebskräften läuft, die eine Antriebskraft der Kraftmaschine (100) und einer Antriebskraft des elektrischen Motors (120) umfassen, mit: einer Steuerungseinheit (170), die einen Parameter des Hybridfahrzeugs entsprechend einer Betätigung durch den Fahrer bestimmt, das Hybridfahrzeug entsprechend dem Parameter in einer ersten Betriebsart steuert, wenn ein Ladungszustand der Leistungsspeichervorrichtung (150) kleiner oder gleich einem Schwellenwert ist, und das Hybridfahrzeug entsprechend dem Parameter in einer zweiten Betriebsart steuert, wenn ein Ladungszustand der Leistungsspeichervorrichtung (150) größer als der Schwellenwert ist, und einer Anzeigeeinheit (192), die den Parameter anzeigt, wobei die Steuerungseinheit (170) in der ersten Betriebsart derart steuert, dass die Kraftmaschine (100) gestoppt ist, wenn der Parameter kleiner als ein vorbestimmter erster Wert ist, und derart steuert, dass die Kraftmaschine (100) angetrieben wird, wenn der Parameter größer oder gleich dem ersten Wert ist, die Steuerungseinheit (170) in der zweiten Betriebsart derart steuert, dass die Kraftmaschine (100) gestoppt ist, wenn der Parameter kleiner als ein zweiter Wert ist, der größer als der erste Wert ist, und derart steuert, dass die Kraftmaschine (100) angetrieben wird, wenn der Parameter größer oder gleich dem zweiten Wert ist, und die Anzeigeeinheit (192) den Parameter in unterschiedlichen Arten zwischen einem Fall, wenn das Hybridfahrzeug in der ersten Betriebsart gesteuert wird, und einem Fall, wenn das Hybridfahrzeug in der zweiten Betriebsart gesteuert wird, anzeigt.
Hybridfahrzeug nach Anspruch 1, wobei die Anzeigeeinheit (192) den Parameter zusammen mit einem dritten Wert anzeigt, der größer als der erste Wert ist, wenn das Hybridfahrzeug in der ersten Betriebsart gesteuert wird, und die Anzeigeeinheit (192) den Parameter zusammen mit dem zweiten Wert anstelle des dritten Werts anzeigt, wenn das Hybridfahrzeug in der zweiten Betriebsart gesteuert wird.
Hybridfahrzeug nach Anspruch 1, wobei die Anzeigeeinheit (192) den Parameter anzeigt, während der dritte Wert unter Verwendung einer Angabe (504) bei einem vorbestimmten Ort angezeigt wird, wenn das Hybridfahrzeug in der ersten Betriebsart gesteuert wird, und die Anzeigeeinheit (192) den Parameter anzeigt, während der zweite Wert anstelle des dritten Werts unter Verwendung der Angabe (504) angezeigt wird, wenn das Hybridfahrzeug in der zweiten Betriebsart gesteuert wird.
Hybridfahrzeug nach Anspruch 1, ferner mit einem Leuchtabschnitt (508), der sich einschaltet, wenn die Kraftmaschine (100) in der zweiten Betriebsart gestoppt ist, und der sich ausschaltet, wenn die Kraftmaschine (100) in der zweiten Betriebsart angetrieben wird.
Hybridfahrzeug nach Anspruch 1, wobei der Parameter eine Leistung ist.
Parameteranzeigeverfahren für ein Hybridfahrzeug, das mit einer Kraftmaschine (100), einem elektrischen Motor (120) und einer Leistungsspeichervorrichtung (150) versehen ist, die eine elektrische Leistung speichert, die dem elektrischen Motor (120) zuzuführen ist, und das unter Verwendung zumindest einer von Antriebskräften läuft, die eine Antriebskraft der Kraftmaschine (100) und einer Antriebskraft des elektrischen Motors (120) umfassen, mit Schritten: zum Bestimmen eines Parameters des Hybridfahrzeugs entsprechend einer Betätigung durch einen Fahrer, zum Steuern des Hybridfahrzeugs entsprechend dem Parameter in einer ersten Betriebsart, wenn ein Ladungszustand der Leistungsspeichervorrichtung (150) kleiner oder gleich einem Schwellenwert ist, und zum Steuern des Hybridfahrzeugs entsprechend dem Parameter in einer zweiten Betriebsart, wenn ein Ladungszustand der Leistungsspeichervorrichtung (150) größer als der Schwellenwert ist, und zum Anzeigen des Parameters, wobei der Schritt zum Steuern des Hybridfahrzeugs Schritte umfasst: zum Steuern in der ersten Betriebsart in einer solchen Weise, dass die Kraftmaschine (100) gestoppt ist, wenn der Parameter kleiner als ein vorbestimmter erster Wert ist, und auf eine solche Weise, dass die Kraftmaschine (100) angetrieben wird, wenn der Parameter größer oder gleich dem ersten Wert ist, und zum Steuern in der zweiten Betriebsart auf eine solche Weise, dass die Kraftmaschine (100) gestoppt ist, wenn der Parameter kleiner als ein zweiter Wert ist, der größer als der erste Wert ist, und auf eine solche Weise, dass die Kraftmaschine (100) angetrieben wird, wenn der Parameter größer oder gleich dem zweiten Wert ist, wobei der Schritt zum Anzeigen des Parameters den Schritt zum Anzeigen des Parameters in unterschiedlichen Arten zwischen einem Fall, wenn das Hybridfahrzeug in der ersten Betriebsart gesteuert wird, und in einem Fall, wenn das Hybridfahrzeug in der zweiten Betriebsart gesteuert wird, umfasst.