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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Antriebssteuervorrichtung und ein Antriebssteuerverfahren für Hybridfahrzeuge, die einen Verbrennungsmotor und einen Motor-Generator als Leistungsquellen umfassen, und ein Hybridfahrzeug, und insbesondere Technologien zum Steuern von Leistungsquellen zum Ausgeben von Ziel-Antriebsleistung unter Vermeidung eines Überladens einer Batterie.
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Stand der Technik
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Hybridfahrzeuge sind eingereicht, um sowohl einen Verbrennungsmotor als auch einen Motor-Generator als Betriebsleistungsquellen zum Antreiben der Räder zu verwenden. Hybridfahrzeuge sind mit einer Batterie ausgestattet, die eine große Kapazität für Dienste hat, darunter Stromversorgung und Speisung des Motor-Generators. Die Batterie wird von dem Motor-Generator aufgeladen, der Elektrizität erzeugt, wenn er zur Regeneration betrieben wird oder wenn er von dem Verbrennungsmotor angetrieben wird, so dass Elektrizität von der Batterie für das Betreiben des Motor-Generators zum Antreiben der Antriebsräder verfügbar ist. Bei Überladungszuständen verschlechtert sich die Batterie. Es ist daher wünschenswert, die Verschlechterung zu unterdrücken und die Lebensdauer zu verlängern.
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Es wurden Vorschläge für Hybridfahrzeuge gemacht (siehe zum Beispiel PTL1 unten), darunter Betriebsarten eines Verbrennungsmotors, um nicht nur das Drehmoment eines Motor-Generators, sondern auch das Drehmoment des Verbrennungsmotors für ein Antreiben des Fahrzeugs bei einem Fahren zu verwenden, das eine hohe Antriebskraft bei niedriger Fahrzeug geschwindigkeit erfordert, wie zum Beispiel zu Beginn eines Bergaufwärtsfahrens.
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Liste der Entgegenhaltungen
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Patentliteratur
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Kurzdarstellung der Erfindung
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Technische Problemstellung
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Bei derartigen Hybridfahrzeugen war das Drehmoment eines Verbrennungsmotors jedoch aufgeteilt, inklusive einer Aufteilung, die als ein Auflademoment an einem Motor-Generator verwendet wurde, mit der Gefahr einer Batterie, die einen Ladezustand nahe dem oberen Grenzwert mit einer Tendenz zum Überladen hat, was eine Beschädigung der Batterie verursacht. Das Vermeiden des Überladens der Batterie erforderte daher getrennte Gegenmaßnahmen.
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Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf das oben genannte Problem entwickelt. Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Hybridfahrzeug, eine Antriebssteuervorrichtung und ein Antriebssteuerverfahren bereitzustellen, die eingereicht sind, um ein Überladen einer Batterie zu vermeiden, wobei eine Antriebskraft gemäß der Anforderung des Fahrers ausgeben werden kann. Lösung des Problems
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Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Antriebssteuervorrichtung für Hybridfahrzeuge bereitgestellt, die eingereicht ist, um erzeugte Leistung an einem Verbrennungsmotor und einem Motor-Generator über einen Kraft-Übertragungs-Mechanismus zum Antreiben von Achsen auszugeben. Die Antriebssteuervorrichtung für Hybridfahrzeuge umfasst einen Ausgangswellen-Fixierungs-Mechanismus, eine Einstellvorrichtung für eine angeforderte Antriebskraft, einen Detektor für ein gespeichertes Energieniveau und eine Steuervorrichtung. Der Ausgangswellen-Fixierungs-Mechanismus kann betrieben werden, um ein Ende einer Ausgangswelle des Verbrennungsmotors nach Bedarf zu fixieren, um das Drehen der Ausgangswelle zu blockieren. Die Einstellvorrichtung für die angeforderte Antriebskraft ist eingerichtet, um eine angeforderte Antriebskraft in Abhängigkeit von einer Anforderung eines Fahrers einzustellen. Der Detektor für das gespeicherte Energieniveau ist eingerichtet, um ein gespeichertes Energieniveau einer Batterie zu detektieren. Die Steuervorrichtung ist für die Ausführung einer Steuerung gemäß einer Bedingung eingerichtet, die auf dem gespeicherten Energieniveau basiert, um unabhängig von einer Größe der angeforderten Antriebskraft den Verbrennungsmotor zu stoppen, den Ausgangswellen-Fixierungs-Mechanismus zu verwenden, um die Ausgangswelle zu fixieren, und das Fahren nur unter Verwendung der von dem Motor-Generator erzeugten Leistung durchzuführen.
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Gemäß dem ersten Aspekt kann die oben genannte Bedingung in der Antriebssteuervorrichtung umfassen, dass das gespeicherte Energieniveau einen vorbestimmten Wert oder mehr hat, für eine Steuerung zum Unterdrücken des Überladens der Batterie.
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Gemäß dem ersten Aspekt kann die oben genannte Bedingung eine Kombination eines oberen Ladeleistungslimits zu der Batterie und eines oberen Entladeleistungslimits von der Batterie umfassen, die basierend auf dem gespeicherten Energieniveau eingestellt ist, wobei das obere Ladeleistungslimit zu der Batterie einen vorbestimmten Wert oder weniger hat, wobei das obere Entladeleistungslimit von der Batterie einen vorbestimmten Wert oder mehr ist.
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Gemäß dem ersten Aspekt kann die Steuervorrichtung eingerichtet sein, um in einer Situation ohne die Ausführung der Steuerung gemäß der oben genannten Bedingung zum Stoppen des Verbrennungsmotors ein Steuern durchzuführen, um den Verbrennungsmotor und den Motor-Generator anzutreiben, wenn die angeforderte Antriebskraft einen vorgegebenen Wert oder mehr hat, und ein Steuern durchzuführen, um den Verbrennungsmotor zu stoppen, den Ausgangswellen-Fixierung-Mechanismus zum Fixieren der Ausgangswelle zu verwenden und nur unter Verwendung der von dem Motor-Generator erzeugten Leistung ein Fahren durchzuführen, wenn die angeforderte Antriebskraft kleiner ist als der vorgegebene Wert.
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Gemäß dem ersten Aspekt kann der Motor-Generator ein Paar aus einem ersten Motor-Generator und einem zweiten Motor-Generator umfassen, und der Kraft-Übertragungs-Mechanismus kann ein Planetengetriebe umfassen, das vier Elemente, nämlich den Verbrennungsmotor, den ersten Motor-Generator, den zweiten Motor-Generator und einen Ausgangsabschnitt, auf einem kollinearen Diagramm in einer Reihenfolge des ersten Motorgenerators, des Verbrennungsmotors, des Ausgangsabschnitts und des zweiten Motor-Generators verbindet.
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Gemäß dem ersten Aspekt kann der Ausgangswellen-Fixierungs-Mechanismus eine Einwegkupplung umfassen, die mit der Ausgangswelle des Verbrennungsmotors verbunden ist, um deren Drehen in eine Richtung zu erlauben und deren Drehen in die umgekehrte Richtung zu blockieren.
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Gemäß dem ersten Aspekt kann der Ausgangswellen-Fixierungs-Mechanismus betrieben werden, um ein Element des Verbrennungsmotors, das direkt mit der Ausgangswelle verbunden ist, zu fixieren, um dessen Drehen zu blockieren.
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Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Antriebssteuerverfahren für Hybridfahrzeuge bereitgestellt, das eingerichtet ist, um erzeugte Leistung an einem Verbrennungsmotor und einem Motor-Generator über einen Kraft-Übertragungs-Mechanismus zum Antreiben von Achsen auszugeben. Das Antriebssteuerverfahren für Hybridfahrzeuge umfasst das Ausführen einer Steuerung gemäß einer Bedingung, die auf einem gespeicherten Energieniveau einer Batterie basiert, um unabhängig von einer Größe einer angeforderten Antriebskraft, die von einer Anforderung eines Fahrers abhängt, den Verbrennungsmotor zu stoppen, eine Ausgangswelle des Verbrennungsmotors zu fixieren, um ihre Drehung zu verhindern, und ein Fahren nur unter Verwendung der von dem Motor-Generator erzeugten Leistung durchzuführen.
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Gemäß dem zweiten Aspekt kann die oben genannte Bedingung in dem Antriebssteuerverfahren umfassen, dass das gespeicherte Energieniveau einen vorbestimmten Wert oder mehr hat, für eine Steuerung zum Unterdrücken des Überladens der Batterie.
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Gemäß dem zweiten Aspekt kann die oben genannte Bedingung eine Kombination eines oberen Ladeleistungslimits zu der Batterie und eines oberen Entladeleistungslimits von der Batterie umfassen, die basierend auf dem gespeicherten Energieniveau der Batterie eingestellt ist, wobei das obere Ladeleistungslimit zu der Batterie einen vorbestimmten Wert oder weniger hat, wobei das obere Entladeleistungslimit von der Batterie einen vorbestimmten Wert oder mehr hat.
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Gemäß dem zweiten Aspekt kann es eine implementierte Verarbeitung geben, um in einer Situation ohne die Ausführung der Steuerung gemäß der oben genannten Bedingung zum Stoppen des Verbrennungsmotors ein Steuern durchzuführen, um den Verbrennungsmotor und den Motor-Generator anzutreiben, wenn die angeforderte Antriebskraft einen vorgegebenen Wert oder mehr hat, und ein Steuern durchzuführen, um den Verbrennungsmotor zu stoppen, die Ausgangswelle zu fixieren, um deren Drehen zu blockieren, und ein Fahren nur unter Verwendung der von dem Motor-Generator erzeugten Leistung des Motor-Generators durchzuführen, wenn die angeforderte Antriebskraft kleiner ist als der vorgegebene Wert.
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Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Hybridfahrzeug bereitgestellt, das eine Antriebssteuervorrichtung gemäß dem ersten Aspekt aufweist.
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Vorteilhafte Effekte der Erfindung
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Gemäß der vorliegenden Erfindung können ein Hybridfahrzeug, eine Antriebssteuervorrichtung und ein Antriebssteuerverfahren geschaffen werden, die eingerichtet sind, um eine Ausgangswelle eines Verbrennungsmotors zu fixieren, wobei das Drehen eines Motor-Generators ermöglicht wird, ohne in irgendeinen Elektrizität erzeugenden Zustand einzutreten. Das vermeidet ein Überladen einer Batterie und stellt eine Ausgabe einer Antriebskraft bereit, wie sie vom Fahrer angefordert wird.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist ein Systemkonfigurationsdiagramm eines Hybridfahrzeugs, das eine Antriebssteuervorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufweist.
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2 ist ein Steuerblockdiagramm der Antriebssteuervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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3 ist ein Flussdiagramm eines Antriebssteuerverfahrens gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
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4 ist ein kollineares Diagramm, das Beziehungen zwischen Drehzahlen und Drehmomentwerten in einem HEV-Modus und einem EV-Modus eines Hybridfahrzeugs in Übereinstimmung mit dem Antriebssteuerverfahren gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
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5 ist ein Flussdiagramm, das eine Modifikation des Antriebssteuerverfahrens gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
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6 ist ein Flussdiagramm eines Antriebssteuerverfahrens gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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7 ist ein Flussdiagramm, das eine Modifikation eines Antriebssteuerverfahrens gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
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Ausführungsformen der Erfindung
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Gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung gibt es Hybridfahrzeuge und Antriebssteuervorrichtungen, die gekennzeichnet sind durch eine Einwegkupplung als ein Ausgangswellen-Fixierungs-Mechanismus zum Fixieren einer Ausgangswelle eines Verbrennungsmotors, der eine Verbrennungskraftmaschine ist, eine Einstellvorrichtung für eine angeforderte Antriebskraft zum Einstellen einer angeforderten Antriebskraft in Abhängigkeit von einer Anforderung eines Fahrers, einen Detektor für ein gespeichertes Energieniveau zum Detektieren eines gespeicherten Energieniveaus einer Batterie und eine Steuervorrichtung.
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Die Steuervorrichtung ist zur Ausführung einer Steuerung eingerichtet, wenn der Detektor für das gespeicherte Energieniveau ein gespeichertes Energieniveau der Batterie detektiert hat, das gleich oder größer ist als ein vorbestimmter Wert, um unabhängig von der Größe einer angeforderten Antriebskraft, die von der Einstellvorrichtung für die angeforderte Antriebskraft eingestellt wird, den Verbrennungsmotor zu stoppen und den Ausgangswellen-Fixierungs-Mechanismus zu betätigen, wobei der Ausgangswellen-Fixierungs-Mechanismus zum Fixieren der Ausgangswelle des Verbrennungsmotors verwendet wird, um ein Fahren nur unter Verwendung von Leistung, die von gepaarten Motor-Generatoren erzeugt wird, durchzuführen.
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[Erste Ausführungsform]
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Es wird eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Diese Ausführungsform umfasst ein Antriebssteuerverfahren, eine Antriebssteuervorrichtung 32 und ein Hybridfahrzeug 100, auf das die Antriebssteuervorrichtung 32 montiert ist. Wie in 1 gezeigt, weist das Hybridfahrzeug 100 einen Antriebsstrang 1 und eine Antriebssteuervorrichtung 32 auf.
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[Konfiguration des Antriebsstrangs]
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Nun wird der Antriebsstrang 1 beschrieben. Wie in 1 gezeigt, umfasst der Antriebsstrang 1 eine Ausgangswelle 3 eines Verbrennungsmotors 2, eine Kombination eines ersten Motors 4 (manchmal MG1 genannt) und eines zweiten Motors 5 (manchmal MG2 genannt), Antriebsachsen 7 und eine Kombination aus einem ersten Planetengetriebe 8 und einem zweiten Planetengetriebe 9. Der erste Motor 4 und der zweite Motor 5 dienen jeweils als ein erster Motor-Generator und als ein zweiter Motor-Generator, um Antriebskräfte zu erzeugen, wenn sie mit Leistung versorgt werden, und elektrische Energie zu erzeugen, wenn sie angetrieben werden. Die Antriebsachsen 7 sind mit Antriebsrädern 6 des Hybridfahrzeugs 100 verbunden. Das erste Planetengetriebe 8 und das zweite Planetengetriebe 9 sind jeweils mit der Ausgangswelle 3, dem ersten Motor 4, dem zweiten Motor 5 und Antriebsachsen 7 verbunden. Hier bildet die Kombination des ersten Planetengetriebes 8 des zweiten Planetengetriebes 9 einen Kraft-Übertragungs-Mechanismus. Wie in 1 veranschaulicht, ist die Ausgangswelle 3 durch eine Einwegkupplung 40 mit dem ersten Planetengetriebe 8 und dem zweiten Planetengetriebe 9 verbunden.
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Der erste Motor 4 hat einen ersten Motorstator 15, einen ersten Motorrotor 14 und eine erste Motorrotorwelle 13. Der zweite erste Motor 5 hat einen zweiten Motorstator 18, einen zweiten Motorrotor 17 und eine zweite Motorrotorwelle 16.
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An dem ersten Motor 4 ist der erste Motorstator 15 mit einem ersten Wechselrichter 19 verbunden. An dem zweiten Motor 5 ist der zweite Motorstator 18 mit einem zweiten Wechselrichter 20 verbunden. Der erste Motor 4 und der zweite Motor 5 können betrieben werden, wenn sie mit elektrischer Leistung von einer (Hochspannungs)-Batterie 21 versorgt werden, die eine elektrische Speichervorrichtung ist, um Antriebskräfte zu erzeugen, und, wenn sie zur Regeneration angetrieben werden, um elektrische Energie zum Aufladen der Batterie 21 zu erzeugen. Für den ersten Motor 4 und den zweiten Motor 5 wird die elektrische Leistungsversorgung jeweils von dem ersten Wechselrichter 19 und dem zweiten Wechselrichter 20 gesteuert.
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Das erste Planetengetriebe 8 umfasst ein erstes Sonnenrad 22, ein erstes Hohlrad 25 und einen ersten Planetenträger 24, der erste Planetenräder 23 trägt. Die ersten Planetenräder 23 greifen in das erste Sonnenrad 22 ein. Die ersten Planetenräder 23 greifen in das erste Hohlrad 25 ein. Das zweite Planetengetriebe 9 umfasst ein zweites Sonnenrad 26, ein zweites Hohlrad 29 und einen zweiten Planetenträger 28, der zweite Planetenräder 27 trägt. Die zweiten Planetenräder 27 greifen in das zweite Sonnenrad 26 ein. Die zweiten Planetenräder 27 greifen in das zweite Hohlrad 29 ein.
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Für das erste Planetengetriebe 8 und das zweite Planetengetriebe 9 sind die Drehachsen von drehenden Elementen koaxial angeordnet. Der erste Motor ist in einer Position zwischen dem ersten Planetengetriebe 8 und dem Verbrennungsmotor 2 angeordnet. Der zweite Motor 5 ist in einer Position auf der entfernten Seite des zweiten Planetengetriebes 9 in Bezug zu dem Verbrennungsmotor 2 angeordnet.
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An dem ersten Planetengetriebe 8 ist das erste Sonnenrad 22 mit der ersten Motorrotorwelle 13 des ersten Motors 4 verbunden. Der erste Planetenträger 24 des ersten Planetengetriebes 8 und das zweite Sonnenrad 26 des zweiten Planetengetriebes 9 sind miteinander gekoppelt und durch die Einwegkupplung 40 mit der Ausgangswelle 3 des Verbrennungsmotors 2 verbunden. Das erste Hohlrad 25 des ersten Planetengetriebes 8 und der zweite Planetenträger 28 des zweiten Planetengetriebes 9 sind miteinander gekoppelt und mit einem Ausgangsabschnitt 30 verbunden. Der Ausgangsabschnitt 30 ist mit den Antriebsachsen 7 durch ein Ausgangsgetriebe 31, das Ketten, Zahnräder oder dergleichen verwendet, verbunden. An dem zweiten Planetengetriebe 9 ist das zweite Hohlrad 29 mit der zweiten Motorrotorwelle 16 des zweiten Motors 5 verbunden. Bei einer derartigen Konfiguration des Antriebsstrangs 1 werden Antriebskräfte zwischen des Verbrennungsmotors 2, dem ersten Motor 4, dem zweiten Motor 5 und den Antriebsachsen 7 übertragen.
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[Konfiguration der Antriebssteuervorrichtung]
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Wie in 1 gezeigt, ist die Antriebssteuervorrichtung 32 mit einem Detektor 33 für ein gespeichertes Energieniveau und einem Gaspedalöffnungsdetektor 34 verbunden. Der Detektor 33 für das gespeicherte Energieniveau detektiert einen Ladezustand SOC der Batterie 21. Der Gaspedalöffnungsdetektor 34 detektiert eine Gaspedalöffnung tvo, die die Menge des Niederdrückens eines Gaspedals ist.
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Die Antriebssteuervorrichtung 32 umfasst eine Bestimmungsvorrichtung 35 für das gespeicherte Energieniveau, eine Einstellvorrichtung 36 für die angeforderte Antriebskraft, eine Bestimmungsvorrichtung 37 für die angeforderte Antriebskraft, einen Fahrzeuggeschwindigkeitsdetektor 38, eine Ziel-Lade-Entladeleistungs-Einstellvorrichtung 39, eine Ziel-Antriebsleistungs-Einstellvorrichtung 41, eine Ziel-Verbrennungsmotor-Leistungs-Einstellvorrichtung 42 und einen Ziel-Verbrennungsmotor-Betriebspunktrechner 43.
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2 ist ein Steuerblockschaltbild, das Funktionen des Detektors 33 für das gespeicherte Energieniveau, der Bestimmungsvorrichtung 35 für das gespeicherte Energieniveau, der Einstellvorrichtung 36 für die angeforderte Antriebskraft und der Bestimmungsvorrichtung 37 für die angeforderte Antriebskraft zeigt.
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Die Bestimmungsvorrichtung 35 für das gespeicherte Energieniveau bestimmt, ob der Ladezustand (ein Niveau geladener Energie) SOC gleich oder größer ist als ein vorgegebener Wert (SOClim), der ein vorab eingestellter Wert ist. Wenn er gleich oder größer ist als der vorgegebene Wert (SOClim), wird ein Befehl zum Nichteinrichtung des HEV-Modus ausgegeben, um nicht auf einen HEV-Modus überzugehen. Zu bemerken ist, dass der vorgegebene Wert (SOClim) niedriger eingestellt ist als ein geeignetes oberes Limit des gespeicherten Energieniveaus an der Batterie. Der eingestellte Wert hat ausreichend Toleranz, um zu verhindern, dass das obere Limit sofort erreicht wird, wenn die Elektrizitätserzeugung an dem ersten Motor 4 oder dergleichen aufgetreten ist.
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Die Einstellvorrichtung 36 für die angeforderte Antriebskraft kann auf einer nicht gezeigten Nachschlagabbildung für angeforderte Antriebskraft betrieben werden, zum Beispiel für ein Abfragen zum Einstellen einer angeforderten Antriebskraft basierend auf einer Öffnung tvo eines Gaspedals. Der Bestimmungsvorrichtung 37 für die angeforderte Antriebskraft bestimmt, ob oder ob nicht die erforderliche angeforderte Antriebskraft eine Antriebskraft ist, die gleich oder größer ist als ein vorgegebener Wert, wie z. B. der Wert in einer Situation, in der eine hohe Antriebskraft erforderlich ist, wie zu Beginn eines Bergaufwärtsfahrens mit einer starken Steigung.
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Die Einstellvorrichtung 36 für die angeforderte Antriebskraft ist eingerichtet, um auf einer Nachschlagabbildung für angeforderte Antriebskraft zu arbeiten um eine angeforderte Antriebskraft Fdrv abzufragen, die für Verwendung zum Antreiben des Hybridfahrzeugs 100 eingestellt wird, und zwar gemäß einer Kombination einer Gaspedalöffnung tvo, die von dem Gaspedalöffnungsdetektor 34 detektiert wird und einer Fahrzeuggeschwindigkeit Vs, die von einem Fahrzeuggeschwindigkeitsdetektor 38 detektiert wird.
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Der Fahrzeuggeschwindigkeitsdetektor 38 ist eingerichtet, um eine Fahrzeuggeschwindigkeit (eine Fahrgeschwindigkeit) Vs des Hybridfahrzeugs 100 zu detektieren. Die Ziel-Lade-Entladeleistungs-Einstellvorrichtung 39 ist eingerichtet, um eine Ziel-Lade-Entlade-Leistung Pbat basierend zumindest auf einem Ladezustand SOC der Batterie 21 einzustellen, der von dem Detektor 33 für das gespeicherte Energieniveau detektiert wird. Diese Ausführungsform kann betrieben werden mit einer nicht gezeigten Ziel-Lade-Entladeleistung-Nachschlagabbildung zum Beispiel für ein Abfragen zum Einstellen einer Ziel-Lade-Entladeleistung Pbat basierend auf einem Ladezustand SOC der Batterie 21.
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Die Ziel-Antriebsleistung-Einstellvorrichtung 41 ist eingerichtet zum Einstellen einer Ziel-Antriebsleistung Pdrv basierend auf einer Kombination einer Gaspedalöffnung tvo, die von dem Gaspedalöffnungsdetektor 34 detektiert wird, und einer Fahrzeuggeschwindigkeit Vs, die von dem Fahrzeuggeschwindigkeitsdetektor 38 detektiert wird. Diese Ausführungsform kann betrieben werden, um die angeforderte Antriebskraft Fdrv mit der Fahrzeuggeschwindigkeit Vs zu multiplizieren, um die Ziel-Antriebsleistung Pdrv einzustellen.
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Die Ziel-Verbrennungsmotor-Leistungs-Einstellvorrichtung 42 ist eingerichtet, um einen Wert der Ziel-Verbrennungsmotor-Leistung Peg aus einer Kombination einer Ziel-Antriebsleistung Pdrv, die von der Ziel-Antriebsleistungs-Einstellvorrichtung 41 eingestellt wird, und einer Ziel-Lade-Entladeleistung Pbat, die von der Ziel-Lade-Entladeleistungs-Einstellvorrichtung 39 berechnet wird, zu berechnen. Bei dieser Ausführungsform wird die Ziel-LadeEntladeleistung Pbat von der Ziel-Antriebsleistung Pdrv subtrahiert, um die Ziel-Verbrennungsmotor-Leistung Peg zu erhalten.
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Der Ziel-Verbrennungsmotor-Betriebspunktrechner 43 kann zum Beispiel auf einer nicht gezeigten Nachschlagabbildung des Ziel-Verbrennungsmotor-Betriebspunkts arbeiten für die Abfrage zum Einstellen eines Ziel-Verbrennungsmotor-Betriebspunkts (Ziel-Verbrennungsmotor-Drehzahl, Ziel-Verbrennungsmotor-Drehmoment) gemäß der Ziel-Verbrennungsmotor-Leistung Peg und der Fahrzeuggeschwindigkeit.
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[Antriebssteuerverfahren]
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3 ist ein Flussdiagramm, das eine Ausführung der Steuerung in der Antriebssteuervorrichtung 32 in dem Hybridfahrzeug 100 zeigt. Diese Routine wird wiederholt, um in Abständen einer vorgegebenen Zeit ausgeführt zu werden.
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Wie in 3 gezeigt, werden zuerst (in einem Schritt S1) verschiedene Signale eingegeben, darunter ein gespeichertes Energieniveau (ein SOC) von dem Detektor 33 für das gespeicherte Energieniveau und ein Wert der angeforderten Antriebskraft, der auf der Basis einer Gaspedalöffnung von dem Gaspedalöffnungsdetektor 34 berechnet wird.
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Danach wird (in einem Schritt S2) in der Bestimmungsvorrichtung 35 für das gespeicherte Energieniveau bestimmt, ob der SOC gleich oder großer ist als ein vorgegebener Wert (SOClim), der niedriger ist als ein oberer Grenzwert der Ladung der Batterie 21. In dem Schritt S2, falls (JA, das heißt falls) der SOC gleich oder größer ist als der vorgegebene Wert (SOClim), wird ein Befehl (in einem Schritt S3) ausgegeben, um einen Übergang zu einem HEV-Modus zu deaktivieren (als der Modus zur Verwendung des Verbrennungsmotors 2 und des Motor-Generators auf hybride Art), das heißt, um den HEV-Modus nicht einzurichten (das heißt einen EV-Modus einzurichten).
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In einer derartigen Situation, aufgrund des Befehls des Nichteinrichtens des HEV-Modus, arbeitet die Antriebssteuervorrichtung 32 (in einem Schritt S7), um den Verbrennungsmotor 2 zu stoppen, wobei die Einwegkupplung 40 verwendet wird, um die Ausgangswelle 3 des Verbrennungsmotors 2 zu fixieren bzw. nicht zu drehen.
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In dem Schritt S2, falls (NEIN, das heißt falls) der SOC kleiner ist als der vorgegebene Wert (SOClim), arbeitet die Bestimmungsvorrichtung 37 für die angeforderte Antriebskraft (in einem Schritt S4), um zu bestimmen, ob oder ob nicht die angeforderte Antriebskraft eine Antriebskraft gleich oder größer als ein vorgegebener Wert ist (das heißt angeforderte Antriebskraft ≧ vorgegebener Wert), wie z. B. der Wert, der in einer Situation einzustellen ist, die eine hohe Antriebskraft erfordert, wie zum Beispiel zu Beginn eines Bergaufwärtsfahrens mit einer starken Steigung.
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In dem Schritt S4, falls (NEIN, das heißt falls) die angeforderte Antriebskraft kleiner ist als der vorgegebene Wert, wird gefolgert (in einem Schritt S5), eine HEV-Modus-Übergangsbestimmung basierend auf der angeforderten Antriebskraft nicht einzurichten (d. h. einen EVModus einzurichten). Somit arbeitet die Antriebssteuervorrichtung 32 (in einem Schritt S7) aufgrund eines Befehls des Nichteinrichtens des HEV-Modus um den Verbrennungsmotor 2 zu stoppen, wobei die Einwegkupplung 40 verwendet wird, um die Ausgangswelle 3 des Verbrennungsmotors 2 zu fixieren bzw. nicht zu drehen.
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In dem Schritt S4, falls (JA, das heißt falls) die angeforderte Antriebskraft größer oder gleich ist wie der vorgegebene Wert, wird gefolgert (in einem Schritt S6), eine HEV-Modus-Übergangsbestimmung basierend auf der angeforderten Antriebskraft einzurichten. Auf diese Bestimmung, einen Übergang zu dem HEV-Modus einzurichten, folgen Aktionen (in einem Schritt S8), um den Verbrennungsmotor 2 zu betreiben und eine Steuerung für ein Fahren in dem HEV-Modus durchzuführen, bevor zurückgegangen wird. Zu bemerken ist, dass im Laufe des Schritts S8 die Ausgangswelle 3 des Verbrennungsmotors 2 von Einschränkungen der Drehung aufgrund der Verwendung der Einwegkupplung 40 frei gehalten wird.
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Bei der ersten beschriebenen Ausführungsform wird die Ausgangswelle 3 des Verbrennungsmotors 2, wenn der Verbrennungsmotor 2 gestoppt wird, durch die Einwegkupplung 40 fixiert, was das Drehen blockiert, was es sowohl dem ersten Motor 4 als auch dem zweiten Motor 5 ermöglicht, ohne Elektrizitätserzeugung zu drehen, wodurch ein Überladen der Batterie 21 vermieden wird. Gemäß dieser Ausführungsform wird es dem Hybridfahrzeug 100 außerdem ermöglicht, eine Antriebskraft, die von dem Fahrer angefordert wird, auszugeben, wobei das Überladen der Batterie 21 unterdrückt wird.
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4 ist ein kollineares Diagramm, das Betriebspunkte zeigt, die das System hat, wenn es mit hohen Antriebskräften bei niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeiten jeweils in dem HEV-Modus und dem EV-Modus führt. Wie aus 4 ersichtlich ist, ist es bedenklich, dass der erste Motor 4 und der zweite Motor 5 in einem herkömmlichen HEV-Modus regenerativ geworden sind und die (Hochspannungs-)Batterie 21 überladen. Gemäß dieser Ausführungsform implementiert die Antriebssteuervorrichtung 32 eine Steuerung, bei der in einem solchen Betriebszustand ein Betrieb in dem EV-Modus beteiligt ist, bei dem der Verbrennungsmotor 2 eine Drehzahl 0 hat, und der erste Motor 4 und der zweite Motor 5 in ihre Betriebszustände ohne Elektrizitätserzeugung eintreten, wodurch ein Überladen vermieden wird.
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Des Weiteren wird gemäß dieser Ausführungsform in dem EV-Modus die Einwegkupplung 40 verwendet, um Drehmoment von dem ersten Motor 4 und dem zweiten Motor 5 entgegen wirkend zu erhalten, so dass, wie in 4 gezeigt, der Ausgangsabschnitt (OUT) 30 das Moment des ersten Motors 4 hat und der zweite Motor 5 darauf einwirkt, so dass es im EV-Modus auch ermöglicht wird, äquivalentes Moment wie im HEV-Modus, das auf den Ausgangsabschnitt 30 einwirkt, aufzuweisen.
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[Modifikation der ersten Ausführungsform]
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5 ist ein Flussdiagramm, das eine Modifikation eines Antriebssteuerverfahrens für das Hybridfahrzeug 100 gemäß der ersten Ausführungsform zeigt.
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Diese Modifikation unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform nur dadurch, dass in dem Flussdiagramm, das in 3 gemäß der ersten Ausführungsform gezeigt ist, auf den Schritt S6 eine HEV-Modus-Übergangsbestimmung basierend auf einer Bedingung „sonst” (in einem Schritt S10) folgt. Hier kann die Bedingung „sonst” zusätzlich einen Detektionswert eines Neigungswinkels für das Hybridfahrzeug 100 oder das Bestimmen umfassen, ob ein Schneemodus ausgewählt ist oder nicht, so dass, selbst nachdem eine HEV-Modus-Übergangsbestimmung in dem Schritt S6 eingerichtet wurde, noch eine weitere Steuerung vorhanden ist, um ein Bestimmen auszuwählen, das den Betrieb des Verbrennungsmotors 2 ausschließt.
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Gemäß der Modifikation der ersten Ausführungsform, die eine derartige Steuerung wie in 5 gezeigt aufweist, kann man eine detailliertere Betriebssteuerung mit hoher Integrität, die das Überladen einer Batterie 21 vermeidet, als einen vorteilhaften Effekt erreichen.
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[Zweite Ausführungsform]
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6 ist ein Flussdiagramm, das ein Antriebssteuerverfahren für ein Hybridfahrzeug 100 gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt Das Hybridfahrzeug 100 gemäß dieser Ausführungsform hat seine Systemkonfiguration, die im Wesentlichen dieselbe ist wie die des Hybridfahrzeugs 100 gemäß der ersten Ausführungsform, so dass die redundante Beschreibung weggelassen wird. Zu bemerken ist, dass die Routine wiederholt wird, um in Abständen einer vorgegebenen Zeit ausgeführt zu werden.
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Wie in 6 gezeigt, werden in einem Schritt S11 unterschiedliche Signale eingegeben, darunter ein oberer Grenzwert einer Ladeleistung und ein oberer Grenzwert einer Entladeleistung, berechnet auf der Basis eines gespeicherten Energieniveaus (ein SOC) von einem Detektor 33 für das gespeicherte Energieniveau, und ein Wert einer angeforderten Antriebskraft, der auf der Basis einer Gaspedalöffnung von einem Gaspedalöffnungsdetektor 34 berechnet wird.
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Danach (in einem Schritt S12) wird bestimmt, ob der obere Grenzwert der Ladeleistung zu einer Batterie 21 gleich oder kleiner ist als ein vorbestimmter Wert. In dem Schritt S12, falls (JA, das heißt falls) der obere Grenzwert der Ladeleistung kleiner ist als der vorbestimmte Wert, wird (in einem Schritt S13) bestimmt, ob der obere Grenzwert der Entladeleistung von der Batterie 21 gleich oder größer ist als ein vorbestimmter Wert. Zu bemerken ist, dass der obere Grenzwert der Ladeleistung sowie der obere Grenzwert der Entladeleistung an einer Ziel-Lade-Entladeleistungs-Einstellvorrichtung 39 in einer Antriebssteuervorrichtung 32, die in 1 gezeigt ist, eingestellt wird.
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In dem Schritt S13, falls (JA, das heißt falls) der obere Grenzwert der Entladeleistung gleich oder größer ist als der vorbestimmte Wert, wird (in einem Schritt S14) gefolgert, eine HEV-Modus-Übergangsbestimmung nicht einzurichten, gefolgt von einem Vorgang (in einem Schritt S18), um den Verbrennungsmotor 2 zu stoppen. In diesem Zeitpunkt ist eine Ausgangswelle 3 des Verbrennungsmotors 2 durch eine Einwegkupplung 40 fixiert, was die Drehung blockiert.
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In dem Schritt S12, falls (NEIN, das heißt falls) der obere Grenzwert der Ladeleistung größer ist als der vorbestimmte Wert, oder in dem Schritt S13, falls (NEIN, das heißt falls) der obere Grenzwert der Entladeleistung kleiner ist als der vorbestimmte Wert, geht man weiter zu einem Schritt S15. Indem Schritt S15 wird bestimmt, ob die angeforderte Antriebskraft gleich oder größer ist als ein vorgegebener Wert oder nicht, analog zur Steuerabfolge in der ersten Ausführungsform.
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In dem Schritt S15, falls (NEIN, das heißt falls) die angeforderte Antriebskraft kleiner ist als der vorgegebene Wert, wird (in einem Schritt S16) gefolgert, eine Bestimmung für einen Übergang in einen HEV-Modus basierend auf der angeforderten Antriebskraft nicht einzurichten, gefolgt von einem Vorgang (in dem Schritt S18) zum Stoppen des Verbrennungsmotors 2. In diesem Zeitpunkt ist die Ausgangswelle 3 des Verbrennungsmotors 2 durch die Einwegkupplung 40 fixiert, was die Drehung blockiert.
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In dem Schritt S15, falls (JA, das heißt falls) die angeforderte Antriebskraft größer oder gleich ist wie der vorgegebene Wert, wird gefolgert (in einem Schritt S17), eine HEV-Modus-Übergangsbestimmung basierend auf der angeforderten Antriebskraft einzurichten, gefolgt von Aktionen zum Betreiben des Verbrennungsmotors 2, bevor man zurückgekehrt.
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Bei dem Antriebssteuerverfahren gemäß der zweiten Ausführungsform, wenn der Verbrennungsmotor 2 gestoppt wird, wird die Ausgangswelle 3 des Verbrennungsmotors 2 auch von der Einwegkupplung 40 fixiert, was das Drehen blockiert, was es sowohl dem ersten Motor 4 als auch dem zweiten Motor 5 ermöglicht, ohne Elektrizitätserzeugung zu drehen, wodurch ein Überladen der Batterie 21 vermieden wird. Außerdem wird es ermöglicht, eine Antriebskraft auszugeben, die von dem Fahrer angefordert wird, wobei das Überladen der Batterie 21 wie beschrieben unterdrückt wird.
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Diese Ausführungsform enthält einen Betrieb in einem EV-Modus, in dem der Verbrennungsmotor 2 eine Drehzahl 0 hat, und der erste Motor 4 und der zweite Motor 5 treten in ihre Antriebszustände ein, ohne Elektrizität zu erzeugen, was eine Überladung vermeidet. Des Weiteren wird in dem EV-Modus die Einwegkupplung 40 verwendet, um Drehmoment von dem ersten Motor 4 und dem zweiten Motor 5 entgegenwirkend zu erhalten, so dass ein Ausgangsabschnitt (OUT) 30 das Moment des ersten Motors 4 hat und der zweite Motor 5 darauf einwirkt, so dass ein äquivalentes Drehmoment auf den Ausgangsabschnitt 30 im HEV-Modus und im EV-Modus wirkt.
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[Modifikation der zweiten Ausführungsform]
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7 ist ein Flussdiagramm, das eine Modifikation eines Antriebssteuerverfahrens für das Hybridfahrzeug 100 gemäß der zweiten Ausführungsform zeigt.
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Diese Modifikation unterscheidet sich von der zweiten Ausführungsform dadurch, dass in dem Flussdiagramm, das in 6 gezeigt ist, auf den Schritt S17 eine HEV-Modus-Übergangsbestimmung basierend auf einer Bedingung „sonst” (in einem Schritt S21) folgt. Hier kann die Bedingung „sonst” zusätzlich einen Detektionswert eines Neigungswinkels für das Hybridfahrzeug 100 oder ein Bestimmen umfassen, ob ein Schneemodus ausgewählt ist oder nicht, so dass, selbst nachdem eine HEV-Modus-Übergangsbestimmung in dem Schritt S17 eingerichtet wurde, noch eine weitere Steuerung vorhanden ist, um ein Bestimmen auszuwählen, das den Betrieb des Verbrennungsmotors 2 ausschließt.
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Gemäß der Modifikation der zweiten Ausführungsform, die eine derartige Steuerung wie in 7 aufweist, kann man eine detailliertere Betriebssteuerung mit hoher Integrität, die das Überladen einer Batterie 21 vermeidet, als einen vorteilhaften Effekt erreichen.
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[Andere Ausführungsformen]
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Obwohl für die vorliegende Erfindung Ausführungsformen und Modifikation beschrieben wurden, sollten die Erläuterungen sowie die Zeichnungen, die Teil der Offenbarung dieser Ausführungsformen sind, nicht als die Erfindung einschränkend ausgelegt werden, und die Erfindung deckt alle Ausführungsformen ab, die gleichwertige Effekte zu den haben, was die Aufgabe der Erfindung abdeckt. Der Umfang der Erfindung ist des Weiteren nicht auf Kombinationen von Aspekten der Erfindung, die von den beigefügten Ansprüchen definiert sind, beschränkt, sondern er kann durch alle und beliebige wünschenswerte Kombinationen spezifischer Merkmale aus allen offenbarten Merkmalen definiert werden.
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Obwohl das Hybridfahrzeug 100 sowie die Antriebssteuervorrichtung 32 gemäß der beschriebenen Ausführungsform eine Einwegkupplung 40 aufweisen, die als ein Fixierung-Mechanismus der Ausgangswelle zum Fixieren der Ausgangswelle 3 des Verbrennungsmotors 2 verwendet wird, ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt, so dass der Umfang der Erfindung auch eine Fixierung abdeckt, die einen Ausgangswellen-Fixierung-Mechanismus verwendet, der eingerichtet ist, nach Bedarf in der Kraftübertragung, die die Planetengetriebe 8 und 9 verwendet, irgendein Element zu fixieren, das mit der Ausgangswelle 3 des Verbrennungsmotors 2 gekoppelt ist, zum Beispiel eine der Drehwellen unter anderem des ersten Planetenträgers 24 und des zweiten Sonnenrads 26.
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Obwohl die beschriebene Ausführungsform, wie in 1 gezeigt, ein Planetengetriebe umfasst, das als ein Antriebsstrang 1 verwendet wird, bestehend aus dem ersten Planetengetriebe 8 und dem zweiten Planetengetriebe 9 zum Verbinden zwischen vier Elementen, nämlich der Ausgangswelle 3, dem Verbrennungsmotor 2, dem ersten Motor 4 (MG1), dem zweiten Motor 5 (MG2) und den Antriebsachsen 7, kann ein beliebiges Planetengetriebe zum Verbinden der vier Elemente innerhalb des Umfangs der Erfindung verwendet werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Antriebsstrang
- 2
- Verbrennungsmotor (Brennkraftmaschine)
- 3
- Ausgangswelle
- 4
- erster Motor (Motor-Generator)
- 5
- zweiter Motor (Motor-Generator)
- 6
- Rad
- 7
- Antriebsachse
- 8
- erstes Planetengetriebe (Kraft-Übertragung-Mechanismus)
- 9
- zweites Planetengetriebe (Kraft-Übertragungs-Mechanismus)
- 21
- Batterie
- 30
- Ausgangsabschnitt
- 32
- Antriebssteuervorrichtung
- 33
- Detektor für ein gespeichertes Energieniveau
- 34
- Gaspedalöffnungsdetektor
- 35
- Bestimmungsvorrichtung für das gespeicherte Energieniveau
- 36
- Einstellvorrichtung für die angeforderte Antriebskraft
- 37
- Bestimmungsvorrichtung für die angeforderte Antriebskraft
- 38
- Fahrzeuggeschwindigkeitsdetektor
- 39
- Ziel-Lade-Entladeleistungs-Einstellvorrichtung
- 40
- Einwegkupplung
- 41
- Ziel-Antriebskraft-Einstellvorrichtung
- 42
- Ziel-Antriebsleistungs-Einstellvorrichtung
- 43
- Ziel-Verbrennungsmotor-Betriebspunktrechner
- 100
- Hybridfahrzeug