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Querverweis auf verwandte Anmeldung
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Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der am 16. Dezember 2013 eingereichten
koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2013-0156677 , deren gesamter Inhalt durch Bezugnahme für alle Zwecke hierin einbezogen ist.
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Hintergrund der Erfindung
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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Steuern einer Verbrennungsmotorkupplung eines Hybrid-Elektrofahrzeugs. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Steuern einer Verbrennungsmotorkupplung eines Hybrid-Elektrofahrzeugs (z.B. eines Hybrid-Elektrokraftfahrzeugs), welches einen Standby-Hydraulikdruck (z.B. einen Warte-Hydraulikdruck) einer Verbrennungsmotorkupplung gemäß einer Modus-verändern-Bedingung unterschiedlich steuert, wenn der Fahrmodus des Hybrid-Elektrofahrzeugs von einem Elektrofahrzeug(EV)-Modus in einen Hybrid-Elektrofahrzeug(HEV)-Modus geändert wird.
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Beschreibung der bezogenen Technik
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Wie wohlbekannt ist, wurde entsprechend den Anforderungen zum Verbessern der Kraftstoffeffizienz für ein Fahrzeug und stärkerer On-Board-Diagnosevorschriften für Abgas ein umweltfreundliches Fahrzeug bereitgestellt.
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Das umweltfreundliche Fahrzeug schließt im Allgemeinen ein Brennstoffzellenfahrzeug, ein Elektrofahrzeug, ein Plug-in Elektrofahrzeug und ein Hybrid-Elektrofahrzeug ein, und weist einen oder mehrere Elektromotoren und Verbrennungsmotoren auf.
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Das Hybrid-Elektrofahrzeug kann unterteilt werden in zwei Arten abhängig von der Leistungsquelle des Verbrennungsmotors und des Elektromotors. Ein Parallel-Typ des Hybrid-Elektrofahrzeugs wird durch mechanische Leistung des Verbrennungsmotors direkt angetrieben und verwendet elektrische Leistung des Elektromotors bei Bedarf. Andererseits wird ein Seriell-Typ des Hybrid-Elektrofahrzeugs mittels der elektrischen Leistung des Elektromotors (bzw. durch die mittels der elektrischen Leistung des Elektromotors erzeugten mechanischen Leistung des Elektromotors) angetrieben, welche mittels eines Generators aus mechanischer Leistung des Verbrennungsmotors umgewandelt bzw. erzeugt wird.
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Das Hybrid-Elektrofahrzeug kann in einem Fahrmodus angetrieben werden, wie z.B. einem Elektrofahrzeug(EV)-Modus, welcher ein Reines-Elektrofahrzeug-Modus ist, welcher lediglich die Leistung des Elektromotors verwendet, einem Hybrid-Fahrzeug(HEV)-Modus, welcher die Rotationskraft (z.B. das Drehmoment) des Verbrennungsmotors als eine Hauptleistung verwendet und die Rotationskraft (z.B. das Drehmoment) des Elektromotors als eine Hilfsleistung bzw. Unterstützungsleistung verwendet, und einem Regeneratives-Bremsen(RB)-Modus (z.B. einem Rekuperationsmodus) zum Sammeln von Brems- und Trägheitsenergie beim Fahren mittels Bremsens oder der Trägheit des Fahrzeugs durch Elektrizitätserzeugung des Elektromotors, um die Batterie zu laden.
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Das Hybrid-Elektrofahrzeug ändert den Fahrmodus von dem EV-Modus in den HEV-Modus durch Kuppeln (bzw. Schließen) einer Verbrennungsmotorkupplung, nachdem der Verbrennungsmotor gestartet ist, gemäß einem Anforderungsdrehmoment eines Fahrers, einen Batterieladezustand, usw..
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Die Verbrennungsmotorkupplung überträgt Leistung zwischen dem Verbrennungsmotor und dem Elektromotor und wird gekuppelt (bzw. geschlossen) durch Erhöhen eines Standby-Hydraulikdrucks auf einen Verriegelungshydraulikdruck (bzw. Schließ-Hydraulikdruck), nachdem der Verbrennungsmotor startet und eine Verbrennungsmotordrehzahl und eine Elektromotordrehzahl synchronisiert sind.
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Der Standby-Hydraulikdruck, welcher an der Verbrennungsmotorkupplung erzeugt wird, ist jedoch aufgrund von Hardware-Abweichungen (z.B. Bauteilabweichungen) der Verbrennungsmotorkupplung und eines Magnetventils (z.B. eines Elektromagnetventils) unterschiedlich. Wenn folglich der Standby-Hydraulikdruck nicht gleich gesteuert wird, kann die Fahrbarkeit des Hybrid-Elektrofahrzeugs entsprechend einem Mangel an Startleistung verschlechtert sein, wenn sich der Fahrmodus von dem EV-Modus in dem HEV-Modus ändert.
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Die konventionelle Technik steuert den Standby-Hydraulikdruck auf ungefähr 0,2 Bar unterhalb eines praktischen Hydraulikdrucks zum Beheben von Hardware-Abweichungen der Verbrennungsmotorkupplung und des Magnetventils.
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Jedoch kann der praktische Hydraulikdruck wegen einer Hydraulikdruckreaktion nicht berechnet werden, während eine Verbrennungsmotorkupplung gekuppelt (bzw. geschlossen) wird.
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Deshalb kann das Ansprechverhalten für eine Kickdown-Anforderung (bzw. eine Übergas-Anforderung) wegen der Hydraulikdruckreaktion nicht sichergestellt werden, wenn die Verbrennungsmotorkupplung gemäß einer Kickdown-Anforderung im EV-Modus gekuppelt (bzw. geschlossen) wird.
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Die Verbrennungsmotorkupplung wird ferner nach Synchronisieren der Verbrennungsmotordrehzahl und der Elektromotordrehzahl gekuppelt (bzw. geschlossen), so dass das Ansprechverhalten entsprechend einer Verzögerung der Hydraulikdruckreaktion verzögert wird, wenn ein Anforderungsdrehmoment des Fahrers hoch ist.
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Die obigen Informationen, welche in diesem Hintergrund-Abschnitt offenbart sind, dienen lediglich dem Verbessern des Verständnisses des allgemeinen Hintergrunds der Erfindung und sollten nicht als Zugeständnis oder als irgendeine Andeutung angesehen werden, dass diese Informationen zum Stand der Technik, wie er dem Fachmann schon bekannt ist, gehören.
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Erläuterung der Erfindung
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Zahlreiche Aspekte der vorliegenden Erfindung sind darauf gerichtet, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Steuern einer Verbrennungsmotorkupplung eines Hybrid-Elektrofahrzeugs (z.B. eines Hybrid-Elektrokraftfahrzeugs) bereitzustellen, welche die Vorteile haben des Steuerns eines Stand-by-Hydraulikdrucks einer Verbrennungsmotorkupplung unterschiedlich entsprechend einer Modus-verändern-Bedingung zum Verbessern der Fahrbarkeit des Hybrid-Elektrofahrzeugs, wenn der Fahrmodus von einem Elektrofahrzeug(EV)-Modus in einen Hybrid-Elektrofahrzeug(HEV)-Modus geändert wird.
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Außerdem sind zahlreiche Aspekte der vorliegenden Erfindung darauf gerichtet, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Steuern einer Verbrennungsmotorkupplung eines Hybrid-Elektrofahrzeugs bereitzustellen, welche die Vorteile haben, dass ein Standby-Hydraulikdrucks einer Verbrennungsmotorkupplung entsprechend einem Anforderungsdrehmoment eines Fahrzeugkörpers und einem Gradienten (z.B. einer zeitlichen Änderungsrate) einer Verbrennungsmotordrehzahl und einem Gradienten (z.B. einer zeitlichen Änderungsrate) einer Elektromotordrehzahl unterschiedlich gesteuert wird zum Verbessern des Ansprechverhaltens des Hybrid-Elektrofahrzeugs durch Verkürzen einer Kupplungszeit (bzw. der Schließzeit) der Verbrennungsmotorkupplung.
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In einem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann eine Vorrichtung zum Steuern einer Verbrennungsmotorkupplung eines Hybrid-Elektrofahrzeugs (z.B: eines Hybrid-Elektrokraftfahrzeugs) aufweisen: einen Fahrinformationsdetektor zum Detektieren einer Anforderungsinformation (z.B. von Anforderungsinformationen) für Fahr- und Zustandsinformationen des Hybrid-Elektrofahrzeugs, die Verbrennungsmotorkupplung, welche selektiv / wahlweise einen Verbrennungsmotor und einen Elektromotor, welcher Leistung erzeugt, verbindet, und eine Steuereinrichtung, welche Informationen vom Fahrinformationsdetektor erhält und welche einen Fahrmodus des Hybrid-Elektrofahrzeugs durch Steuern eines Betriebs (z.B. einer Betätigung) der Verbrennungsmotorkupplung ändert, wobei die Steuereinrichtung einen Standby-Hydraulikdruck der Verbrennungsmotorkupplung entsprechend einer Modus-verändern-Bedingung unterschiedlich steuert, wenn der Fahrmodus des Hybrid-Elektrofahrzeugs von einem Elektrofahrzeug(EV)-Modus in einen Hybrid-Elektrofahrzeug(HEV)-Modus geändert wird.
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Die Steuereinrichtung steuert z.B. den Standby-Hydraulikdruck der Verbrennungsmotorkupplung entsprechend einem Gradienten (z.B. einer zeitlichen Änderungsrate) einer Verbrennungsmotordrehzahl (z.B. einer Verbrennungsmotordrehzahlbeschleunigung) und einem Gradienten (z.B. einer zeitlichen Änderungsrate) einer Elektromotordrehzahl (z.B. einer Elektromotordrehzahlbeschleunigung) unterschiedlich, wenn der Fahrmodus des Hybrid-Elektrofahrzeugs von einem EV-Modus in den HEV-Modus geändert wird.
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Die Steuereinrichtung steuert z.B. den Standby-Hydraulikdruck der Verbrennungsmotorkupplung wie eine zweite (z.B. gemäß einer zweiten) Durchflussrate, wenn ein Anforderungsdrehmoment eines Fahrers größer als ein oder gleich einem vorbestimmten Drehmoment ist und ein Gradient (z.B. eine zeitliche Änderungsrate) der Verbrennungsmotordrehzahl und ein Gradient (z.B. eine zeitliche Änderungsrate) der Elektromotordrehzahl größer als ein oder gleich einem vorbestimmten Gradienten (z.B. einer vorbestimmten zeitlichen Änderungsrate) sind, und wobei die Steuereinrichtung den Standby-Hydraulikdruck der Verbrennungsmotorkupplung wie eine erste (z.B. gemäß einer ersten) Durchflussrate steuert, wenn das Anforderungsdrehmoment des Fahrers kleiner als das vorbestimmte Drehmoment ist und/oder der Gradient (z.B. die zeitliche Änderungsrate) der Verbrennungsmotordrehzahl und der Gradient (z.B. die zeitliche Änderungsrate) der Elektromotordrehzahl kleiner als der vorbestimmte Gradient (z.B. die vorbestimmte zeitliche Änderungsrate) sind, wenn der Fahrmodus des Hybrid-Elektrofahrzeugs von einem EV-Modus in den HEV-Modus geändert wird.
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Die Steuereinrichtung steuert z.B. den Standby-Hydraulikdruck der Verbrennungsmotorkupplung wie eine zweite (z.B. gemäß einer zweiten) Durchflussrate, wenn bei der Modus-verändern-Bedingung ein schnelles Ansprechverhalten angefordert wird.
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Die Steuereinrichtung steuert z.B. den Standby-Hydraulikdruck der Verbrennungsmotorkupplung wie eine zweite (z.B. gemäß einer zweiten) Durchflussrate, wenn bei der Modus-verändern-Bedingung ein Kickdown (z.B. ein Übergas) angefordert wird.
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Die Steuereinrichtung steuert z.B. den Standby-Hydraulikdruck der Verbrennungsmotorkupplung wie eine erste (z.B. gemäß einer ersten) Durchflussrate, wenn bei der Modus-verändern-Bedingung eine Batterie aufgeladen werden muss.
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Die Steuereinrichtung steuert z.B. den Standby-Hydraulikdruck der Verbrennungsmotorkupplung wie eine erste (z.B. gemäß einer ersten) Durchflussrate steuert, wenn bei der Modus-verändern-Bedingung ein allgemeines Anlassen des Hybrid-Elektrofahrzeugs angefordert wird.
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Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung kann ein Verfahren zum Steuern einer Verbrennungsmotorkupplung eines Hybrid-Elektrofahrzeugs (z.B. eines Hybrid-Elektrokraftfahrzeugs) aufweisen: Ermitteln durch eine Steuereinrichtung, ob sich ein Fahrmodus des Hybrid-Elektrofahrzeugs von einem Elektrofahrzeug(EV)-Modus in einen Hybrid-Elektrofahrzeug(HEV)-Modus ändern muss, basierend auf einer detektierten Fahrinformation, Ermitteln einer Modus-verändern-Bedingung durch die Steuereinrichtung entsprechend einem Anforderungsdrehmoment eines Fahrers und einem Gradienten (z.B. eine zeitlicher Änderungsrate) einer Verbrennungsmotordrehzahl und einem Gradienten (z.B. einer zeitlichen Änderungsrate) einer Elektromotordrehzahl, wenn sich der Fahrmodus des Hybrid-Elektrofahrzeugs von dem (EV)-Modus in den (HEV)-Modus ändern muss, und Steuern eines Standby-Hydraulikdrucks der Verbrennungsmotorkupplung entsprechend der Modus-verändern-Bedingung durch die Steuereinrichtung.
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Der Standby-Hydraulikdrucks der Verbrennungsmotorkupplung wird z.B. wie eine zweite (z.B. gemäß einer zweiten) Durchflussrate gesteuert, wenn das Anforderungsdrehmoment des Fahrers größer als ein oder gleich einem vorbestimmten Drehmoment ist und der Gradient (z.B. die zeitliche Änderungsrate) der Verbrennungsmotordrehzahl und der Gradient (z.B. die zeitliche Änderungsrate) der Elektromotordrehzahl größer als ein oder gleich einem vorbestimmten Gradienten (z.B. einer vorbestimmten zeitlichen Änderungsrate) sind.
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Der Standby-Hydraulikdruck der Verbrennungsmotorkupplung wird z.B. wie eine erste (z.B. gemäß einer ersten) Durchflussrate gesteuert, wenn das Anforderungsdrehmoment des Fahrers kleiner als das vorbestimmte Drehmoment ist und/oder der Gradient (z.B. die zeitliche Änderungsrate) der Verbrennungsmotordrehzahl und der Gradient (z.B. die zeitliche Änderungsrate) der Elektromotordrehzahl kleiner als ein vorbestimmter Gradient (z.B. eine vorbestimmte zeitliche Änderungsrate) sind.
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Der Standby-Hydraulikdruck der Verbrennungsmotorkupplung wird z.B. wie eine zweite (z.B. gemäß einer zweiten) Durchflussrate gesteuert, wenn bei der Modus-verändern-Bedingung ein schnelles Ansprechverhalten angefordert wird.
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Der Standby-Hydraulikdruck der Verbrennungsmotorkupplung wird z.B. wie eine zweite (z.B. gemäß einer zweiten) Durchflussrate gesteuert, wenn bei der Modus-verändern-Bedingung ein Kickdown (z.B. ein Übergas) angefordert wird.
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Der Standby-Hydraulikdruck der Verbrennungsmotorkupplung wird z.B. wie eine erste (z.B. gemäß einer ersten) Durchflussrate gesteuert wird, wenn bei der Modus-verändern-Bedingung eine Batterie aufgeladen werden muss.
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Der Standby-Hydraulikdruck der Verbrennungsmotorkupplung wird z.B. wie eine erste (z.B. gemäß einer ersten) Durchflussrate gesteuert, wenn bei der Modus-verändern-Bedingung ein allgemeines Anlassen des Hybrid-Elektrofahrzeugs angefordert wird.
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In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung kann ein Verfahren zum Steuern einer Verbrennungsmotorkupplung eines Hybrid-Elektrofahrzeugs (z.B. eines Hybrid-Elektrokraftfahrzeugs) aufweisen: Ermitteln durch eine Steuereinrichtung, ob sich ein Fahrmodus des Hybrid-Elektrofahrzeugs von einem Elektrofahrzeug(EV)-Modus in einen Hybrid-Elektrofahrzeug(HEV)-Modus ändern muss, Detektieren eines Anforderungsdrehmoments eines Fahrers und eines Gradienten (z.B. einer zeitlicher Änderungsrate) einer Verbrennungsmotordrehzahl und eines Gradienten (z.B. einer zeitlicher Änderungsrate) einer Elektromotordrehzahl durch die Steuereinrichtung, wenn sich der Fahrmodus des Hybrid-Elektrofahrzeugs in den HEV-Modus verändern muss, Steuern eines Standby-Hydraulikdrucks der Verbrennungsmotorkupplung wie eine zweite (z.B. gemäß einer zweiten) Durchflussrate durch die Steuereinrichtung, wenn das Anforderungsdrehmoment des Fahrers größer als ein oder gleich einem vorbestimmten Drehmoment ist und der Gradient der Verbrennungsmotordrehzahl und der Gradient der Elektromotordrehzahl größer als ein oder gleich einem vorbestimmten Gradienten sind, und Steuern des Standby-Hydraulikdrucks der Verbrennungsmotorkupplung wie eine erste (z.B. gemäß einer ersten) Durchflussrate durch die Steuereinrichtung, wenn das Anforderungsdrehmoment des Fahrers kleiner als ein vorbestimmtes Drehmoment ist und/oder der Gradient der Verbrennungsmotordrehzahl und der Gradient der Elektromotordrehzahl kleiner als ein vorbestimmter Gradient sind.
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Gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wie oben beschrieben, kann das Ansprechverhalten des Hybrid-Elektrofahrzeugs verbessert werden durch Verkürzen einer Kupplungszeit (bzw. einer Schließzeit) der Verbrennungsmotorkupplung, wenn der Fahrmodus des Hybrid-Elektrofahrzeugs sich von dem EV-Modus in den HEV-Modus ändert, sogar obwohl das Anforderungsdrehmoment des Fahrers hoch ist.
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Außerdem kann die Fahrbarkeit des Hybrid-Elektrofahrzeugs verbessert werden durch Sicherstellen einer Hydraulikdruckreaktion, wenn die Verbrennungsmotorkupplung gekuppelt (bzw. geschlossen) wird.
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Andere Aspekte und bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden und nachstehend diskutiert.
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Es ist zu verstehen, dass die Begriffe „Fahrzeug“ oder „Fahrzeug-...“ oder irgendein ähnlicher Begriff, welcher hier verwendet wird, Kraftfahrzeuge im Allgemeinen einschließen, wie z.B. Personenkraftfahrzeuge, einschließlich sogenannter Sportnutzfahrzeuge (SUV), Busse, Lastwagen, zahlreiche kommerzielle Fahrzeuge, Wasserfahrzeuge, einschließlich einer Vielzahl an Booten und Schiffen, Flugzeuge und dergleichen, und ferner auch Hybridfahrzeuge, elektrische Fahrzeuge, Plug-in Hybridfahrzeuge, wasserstoffbetriebene Fahrzeuge und andere Fahrzeuge für alternative Treibstoffe (z.B. Treibstoffe, welche aus anderen Ressourcen als Erdöl hergestellt werden) einschließt. Ein Hybridfahrzeug, auf welches hier Bezug genommen wird, ist ein Fahrzeug, das zwei oder mehr Energiequellen hat, z.B. Fahrzeuge, welche sowohl mit Benzin als auch elektrisch betrieben werden.
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Die Verfahren und Vorrichtungen der vorliegenden Erfindung haben andere Eigenschaften und Vorteile, welche aus den beiliegenden Zeichnungen, die hierin aufgenommen sind, und der folgenden detaillierten Beschreibung, die zusammen dazu dienen, bestimmte Grundsätze der vorliegenden Erfindung zu erklären, deutlich werden oder darin detaillierter ausgeführt werden.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist ein schematisches Blockdiagramm, welches eine Vorrichtung zum Steuern einer Verbrennungsmotorkupplung eines Hybrid-Elektrofahrzeugs gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
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2 ist ein Flussdiagramm, welches ein Verfahren zum Steuern einer Verbrennungsmotorkupplung eines Hybrid-Elektrofahrzeugs gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
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Die Bezugszeichen, welche in den Zeichnungen aufgeführt sind, weisen einen Bezug zu den folgenden Elementen, welche nachstehend weiter erläutert werden, auf:
Es sollte klar sein, dass die angehängten Zeichnungen nicht notwendigerweise maßstabsgetreu sind und eine etwas vereinfachte Darstellungsweise von verschiedenen Eigenschaften darstellen, um die Grundprinzipien der Erfindung aufzuzeigen. Die spezifischen Konstruktionsmerkmale der vorliegenden Erfindung, einschließlich z.B. konkrete Abmessungen, Richtungen, Positionen und Formen, wie sie hierin offenbart sind, werden teilweise von der jeweiligen geplanten Anwendung und Nutzungsumgebung vorgegeben.
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In den Figuren beziehen sich Bezugszeichen durchgehend durch zahlreiche Figuren der Zeichnungen auf gleiche oder gleichwertige Bauteile der vorliegenden Erfindung.
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Detaillierte Beschreibung
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Es wird nun im Detail Bezug auf verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung genommen, von denen Beispiele in den beigefügten Zeichnungen dargestellt und im Folgenden beschrieben werden. Obwohl die Erfindung in Verbindung mit den beispielhaften Ausführungsformen beschrieben wird, ist es klar, dass die vorliegende Beschreibung nicht dazu gedacht ist, die Erfindung auf diese beispielhaften Ausführungsformen zu beschränken. Die Erfindung ist im Gegenteil dazu gedacht, nicht nur die beispielhaften Ausführungsformen abzudecken, sondern auch diverse Alternativen, Änderungsrateen, Abwandlungen und andere Ausführungsformen, die im Sinn und Umfang der Erfindung, wie durch die angehängten Ansprüche definiert, enthalten sein können.
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Nachstehend werden beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung im Detail unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, so dass diejenigen Fachmänner, die die vorliegende Erfindung betrifft, die beispielhafte Ausführungsform ausführen können.
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In der folgenden detaillierten Beschreibung werden lediglich beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung lediglich zur Veranschaulichung gezeigt und beschrieben.
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Wie es dem Fachmann auf dem Gebiet jedoch klar wird, können die beschriebenen Ausführungsformen auf zahlreiche verschiedene Weisen modifiziert werden, ohne jeweilig vom Sinn oder vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
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In dieser Beschreibung, falls nicht explizit das Gegenteil beschrieben ist, sind das Wort „aufweisen“ und Abwandlungen davon wie „aufweist“ oder „aufweisend“ so zu verstehen, dass sie die Einbeziehung von angegebenen Elementen, aber nicht die Ausschließung von irgendeinem anderen Element bedeuten.
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Teile, welche sich nicht auf die Beschreibung der beispielhafte Ausführungsformen beziehen, sind nicht gezeigt, um die Beschreibung verständlich zu machen, und gleiche Bezugszeichnen bezeichnen durchgehend durch die Beschreibung gleiche Bauteile.
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Die Konfigurationen sind in die Zeichnungen optional gezeigt zur Erleichterung der Beschreibung, und die vorliegende Erfindung sind nicht auf die Zeichnungen beschränkt.
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1 ist ein schematisches Blockdiagramm, welches eine Vorrichtung zum Steuern einer Verbrennungsmotorkupplung eines Hybrid-Elektrofahrzeugs gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
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Wie in 1 gezeigt, weist eine Vorrichtung zum Steuern einer Verbrennungsmotorkupplung eines Hybrid-Elektrofahrzeugs (z.B. eines Hybrid-Elektrokraftfahrzeugs) gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung einen Fahrinformationsdetektor 101, eine Steuereinrichtung 102, einen Umrichters 103, eine Batterie 104, ein Batteriemanagementsystem 105, eine Kupplungssteuereinrichtung 106, einen Elektromotor 107, einen Verbrennungsmotor 108, einen Hybrid-Starter-und-Generator (HSP) 109, eine Verbrennungsmotorkupplung 110 und ein Getriebe 111 auf.
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Der Fahrinformationsdetektor 101 detektiert die gesamten Fahrinformationen, einschließlich der Fahrzeuggeschwindigkeit, des Schaltgangs, der Verstellung (z.B. der Betätigung) des Beschleunigungspedals (z.B. des Gaspedals) und der Verstellung (z.B. der Betätigung) des Bremspedals, während ein Hybrid-Fahrzeug fährt, und stellt die Informationen an die Steuereinrichtung 102 bereit.
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Die Steuereinrichtung 102 erhält ein Anforderungsdrehmoment eines Fahrers von dem Fahrinformationsdetektor 101 und einen Ladezustand (SOC) der Batterie 104 von dem Batteriemanagementsystem 105, startet den Verbrennungsmotor 108, wenn ein Fahrmodus sich in einem HEV-Modus verändern muss, und kuppelt (bzw. schließt) die Verbrennungskupplung, welche zwischen dem Verbrennungsmotor 108 und dem Elektromotor 107 angeordnet ist, unter Verwendung der Kupplungssteuereinrichtung 106.
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Die Steuereinrichtung 102 kann ein Verfahren zum Steuern einer Verbrennungsmotorkupplung eines Hybrid-Elektrofahrzeugs gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, welche nachstehend beschrieben wird, durchführen durch kooperative Steuerung (z.B. zusammenarbeitende Steuerung) zwischen vielen Steuereinrichtungen, welche in dem Hybrid-Fahrzeug bereitgestellt sind.
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Beispielsweise können eine Hybrid-Steuereinheit (HCU) als eine übergeordnete Steuereinrichtung, eine Verbrennungsmotorsteuereinheit (ECU), welche den gesamten Verbrennungsmotorbetrieb steuert, eine Elektromotorsteuereinheit (MCU), welche den gesamten Betrieb des Antriebselektromotors steuert, eine Getriebesteuereinheit (TCU), welche das Getriebe steuert, und dergleichen verwendet werden.
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Zur Einfachheit der Beschreibung werden folglich in dieser Beschreibung und den Ansprüchen viele Steuereinrichtungen, welche in dem Hybrid-Fahrzeug bereitgestellt sind, gemeinschaftlich „die Steuereinrichtung 102“ genannt.
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Die Steuereinrichtung 102 kann einen Standby-Hydraulikdruck der Verbrennungsmotorkupplung 110 entsprechend einer Modus-verändern-Bedingung unterschiedlich steuern, wenn der Fahrmodus des Hybrid-Elektrofahrzeugs von dem EV-Modus in den HEV-Modus geändert wird.
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Insbesondere kann die Steuereinrichtung 102 den Standby-Hydraulikdruck der Verbrennungsmotorkupplung 10 entsprechend einem Gradienten (z.B. einer zeitlichen Änderungsrate) einer Verbrennungsmotordrehzahl und einem Gradienten (z.B. einer zeitlichen Änderungsrate) einer Elektromotordrehzahl unterschiedlich steuern, wenn der Fahrmodus des Hybrid-Elektrofahrzeugs von dem EV-Modus in den HEV-Modus geändert wird.
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Die Steuereinrichtung 102 kann den Standby-Hydraulikdruck der Verbrennungsmotorkupplung 110 wie eine zweite (z.B. gemäß einer zweiten) Durchflussrate steuern, wenn ein Anforderungsdrehmoment des Fahrers größer als ein oder gleich einem vorbestimmten Drehmoment ist und ein Gradient der Verbrennungsmotordrehzahl und ein Gradient der Elektromotordrehzahl größer als ein oder gleich einem vorbestimmten Gradienten sind, wenn der Fahrmodus des Hybrid-Elektrofahrzeugs von dem EV-Modus in den HEV-Modus geändert wird. Andererseits kann die Steuereinrichtung 102 den Standby-Hydraulikdruck der Verbrennungsmotorkupplung wie eine erste (z.B. gemäß einer ersten) Durchflussrate steuern, wenn das Anforderungsdrehmoment des Fahrzeugs kleiner ist als das vorbestimmte Drehmoment und/oder der Gradient der Verbrennungsmotordrehzahl und der Gradient der Elektromotordrehzahl kleiner sind als der vorbestimmte Gradient.
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Außerdem kann die Steuereinrichtung 102 den Standby-Hydraulikdruck der Verbrennungsmotorkupplung 110 wie die zweite (z.B. gemäß der zweiten) Durchflussrate steuern, wenn ein schnelles Ansprechverhalten oder ein Kick-down (z.B. Übergas) in der Modus-verändern-Bedingung angefordert wird.
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Andererseits kann die Steuereinrichtung 102 den Standby-Hydraulikdruck der Verbrennungsmotorkupplung 120 wie die erste (z.B. gemäß der ersten) Durchflussrate steuern, wenn die Batterie 104 geladen werden muss oder ein allgemeines anlassen des Hybrid-Elektrofahrzeugs in dem Modus-einem-Bedingung angefordert wird.
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Die erste Durchflussrate kann als eine allgemeine Standby-Durchflussrate des Hybrid-Elektrofahrzeugs gesetzt sein, und die zweite Durchflussrate kann als eine Standby-Durchflussrate gesetzt sein, welche größer bzw. höher (höherer Hydraulikdruck) ist als die erste Durchflussrate.
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Die Steuereinrichtung 102 steuert den Standby-Hydraulikdruck der Verbrennungsmotorkupplung 10 unterschiedlich entsprechend einer Modus-verändern-Bedingung, erzeugt einen Schlupf der Verbrennungsmotorkupplung 110 und bereitet ein Kuppeln (bzw. ein Schließen) der Verbrennungsmotorkupplung 10 vor. Danach kuppelt (bzw. schließt) die Steuereinrichtung 102 die Verbrennungsmotorkupplung 110 vollständig, wenn die Verbrennungsmotordrehzahl und die Elektromotordrehzahl synchronisiert sind, so dass der Fahrmodus des Hybrid-Elektrofahrzeugs von dem EV-Modus in den HEV-Modus geändert wird.
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Der Umrichter 103 weist eine Mehrzahl von Leistungsschaltelementen auf und betreibt den Elektromotor 100 durch Umwandeln von Gleichspannung (bzw. DC-Spannung), welche von der Batterie 104 zugeführt wird, in eine Dreiphasenwechselspannung in Antwort auf ein Steuersignal von der Steuereinrichtung 102.
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Die Leistungsschaltelemente des Umrichters 103 können jeweils implementiert sein durch irgendeinen von einem IGBT (englisch: "insulated gate bipolart transistor", deutsch: "Bipolartransistor mit isolierter Gate-Elektrode"), einem Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor (MOSFET), einem Transistor und einem Relais.
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Der Umrichter 103 weist eine Schutzschaltung auf, und die Schutzschaltung überwacht den Leistungsfluss, und, wenn eine Überspannung oder ein Überstrom aufgrund von zahlreichen Gründen, wie zum Beispiel einer Heckkollision oder einer Kollision und einem Ausgesetzt-Sein gegenüber einem Gewitter (z.B. einem Blitzeinschlag), in die Leistung bzw. in den Leistungsfluss einfließen, dann schützt die Schutzschaltung alle Systeme in einem Hybrid-Fahrzeug und schützt die Passagiere vor hoher Spannung.
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Die Batterie 104 weist auf eine Mehrzahl von Einheitszellen und speichert eine hohe Spannung zum Versorgen des Elektromotors 107 mit einer Spannung, z.B. mit 400V oder 450V DC.
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Das Batteriemanagementsystem 105 verwaltet den Ladezustand SOC durch Detektieren des Stroms, der Spannung und der Temperatur der Zellen in einem Betriebsbereich und verhindert die Verringerung der Lebensdauer aufgrund von übermäßiger Entladung (z.B. Tiefentladung) unter eine kritische Spannung oder Überladung über die kritische Spannung (z.B. eine andere kritische Spannung) durch Steuern der Lade-/Entladespannung der Batterie 105.
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Die Kupplungssteuereinrichtung 106 steuert einen gewünschten Schaltgang bzw. eine gewünschte Schaltstufe (bzw. stellt diesen ein) durch Steuern eines Betätigers in dem Getriebe 111 in Antwort auf ein Steuersignal, welches durch ein Netzwerk von der Steuereinrichtung 102 zugeführt wird, und erlaubt ein Fahren in dem EV-Modus und dem HEV-Modus durch In-Eingriff-Bringen und Außer-Eingriff-Bringen (z.B. durch Schließen und durch Öffnen) der Verbrennungsmotorkupplung 110 durch Steuern des Drucks des Fluids, welches zu der Verbrennungsmotorkupplung 110 zugeführt wird.
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Der Elektromotor 107 wird durch die Dreiphasenwechselspannung betrieben, welche von dem Umrichter 103 angelegt wird, um Drehmoment zu erzeugen, und arbeitet als ein Leistungsgenerator und versorgt die Batterie 104 mit zurückgewonnener Energie in einem Auslaufen-Modus (z.B. einem Ausrollen-Modus).
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Der Verbrennungsmotor 108 gibt als eine Leistungsquelle beim Anlassen eine Leistung aus.
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Der HSG 109 arbeitet als ein Starter und ein Generator, startet den Verbrennungsmotor 108 in Antwort auf ein Steuersignal der Steuereinrichtung 102 des Hybrid-Fahrzeugs und erzeugt Leistung bzw. Energie durch Arbeiten als ein Generator und versorgt die Batterie 104 über den Umrichter 103 mit der erzeugten Leistung bzw. Energie als eine Ladespannung, wenn der Verbrennungsmotor 108 weiter arbeitet.
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Die Verbrennungsmotorkupplung 110 ist zwischen dem Verbrennungsmotor 108 und dem Elektromotor 107 angeordnet, so dass sie dem EV-Modus und dem HEV-Modus bereitstellt.
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Das Getriebe 111 ist ein Automatikgetriebe oder ein stufenloses Getriebe (bzw. CVT) und schaltet in einen gewünschten Gang durch Betätigen von Eingriffselementen und Außer-Eingriffselementen unter Verwendung von Hydraulikdruck durch die Steuerung der Kupplungssteuereinrichtung 106.
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Der Vorgang des Steuerns einer Verbrennungsmotorkupplung in einem Hybrid-Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung, welches die Konfiguration, einschließlich der Funktion, wie oben beschrieben aufweist, wird wie folgt erreicht.
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2 ist ein Flussdiagramm, welches ein Verfahren zum Steuern einer Verbrennungsmotorkupplung eines Hybrid-Elektrofahrzeugs gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
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Wie in 2 gezeigt, startet das Verfahren zum Steuern einer Verbrennungsmotorkupplung eines Hybrid-Elektrofahrzeugs (z.B. eines Hybrid-Elektrokraftfahrzeugs) gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wenn in Schritt S101 der Fahrinformationsdetektor 101 eine Anforderungsinformation für Fahr- und Zustandsinformationen des Hybrid-Elektrofahrzeugs detektiert.
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Die Steuereinrichtung 102 empfängt die Fahrinformationen, welche im Schritt S101 detektiert sind bzw. wurden, und in Schritt S102 ermittelt, dass der Fahrmodus des Hybrid-Elektrofahrzeugs sich von dem EV-Modus in den HEV-Modus ändern muss.
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Wenn der Fahrmodus des Hybrid-Elektrofahrzeugs sich in Schritt S102 in den HEV-Modus ändern muss, ermittelt die Steuereinrichtung 102 in Schritt S103 eine Modus-verändern-Bedingung.
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In dieser Hinsicht kann die Steuereinrichtung 102 den Verbrennungsmotor 108 durch Betreiben des HSG 109 als ein Starter bzw. Anlasser starten bzw. anlassen, um den Fahrmodus des Hybrid-Elektrofahrzeugs in den HEV-Modus zu ändern.
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Außerdem kann die Steuereinrichtung 102 die Modus-verändern-Bedingung ermitteln, bei welcher schnelles Ansprechverhalten, ein Kickdown (z.B. Übergas) ein allgemeines Starten oder ein Laden der Batterie angefordert werden.
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D.h., dass die Steuereinrichtung 120 in Schritt S104 ermittelt, dass ein Anforderungsdrehmoment des Fahrers größer als ein oder gleich einem vorbestimmten Drehmoment ist und dass ein Gradient einer Verbrennungsmotordrehzahl und ein Gradient einer Elektromotordrehzahl größer als ein oder gleich einem vorbestimmten Gradienten sind.
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Wenn im Schritt S104 das Anforderungsdrehmoment des Fahrers größer ist als ein oder gleich ist eine vorbestimmten Drehmoment und der Gradient der Verbrennungsmotordrehzahl und der Gradient der Elektromotordrehzahl größer als ein oder gleich einem vorbestimmten Gradienten sind, dann steuert in Schritt S105 die Steuereinrichtung 102 einen Standby-Hydraulikdruck der Verbrennungsmotorkupplung 110 wie eine zweite (z.B. gemäß einer zweiten) Durchflussrate.
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Wenn andererseits im Schritt S104 das Anforderungsdrehmoment des Fahrers niedriger ist als das vorbestimmte Drehmoment und/oder der Gradient der Verbrennungsmotordrehzahl und der Gradient der Elektromotordrehzahl niedriger sind als der vorbestimmte Gradient, dann in Schritt S106 die Steuereinrichtung 102 den Standby-Hydraulikdruck der Verbrennungsmotorkupplung 110 wie eine erste (z.B. gemäß einer ersten) Durchflussrate.
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D.h., dass die Steuereinrichtung 102 den Standby-Hydraulikdruck der Verbrennungsmotorkupplung 110 entsprechend einer Modus-verändern-Bedingung unterschiedlich steuern kann, wenn der Fahrmodus des Hybrid-Elektrofahrzeugs von dem EV-Modus in den HEV-Modus geändert wird, so dass die Kupplungsreaktion der Verbrennungsmotorkupplung verbessert werden kann.
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Danach steuert die Steuereinrichtung 102 den Standby-Hydraulikdruck der Verbrennungsmotorkupplung 110 wie die zweite (z.B. gemäß der zweiten) Durchflussrate oder wie die erste (z.B. gemäß der ersten) Durchflussrate entsprechend der Modus-verändern-Bedingung und steuert in Schritt S107 das Kuppeln (bzw. Schließen) der Verbrennungsmotorkupplung 110.
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In Schritt S107 kann das Kuppeln (bzw. das Schließen) der Verbrennungsmotorkupplung 110 die Verbrennungsmotorkupplung 110 vollständig kuppeln (bzw. schließen), während die Verbrennungsmotordrehzahl und die Elektromotordrehzahl synchronisiert werden, nachdem die Verbrennungsmotorkupplung 110 Schlupf hatte (z.B. schleifen gelassen wurde).
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Die vorhergehenden Beschreibungen von bestimmten beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dienten dem Zweck der Darstellung und Beschreibung. Sie sind nicht dazu gedacht, erschöpfend zu sein oder die Erfindung auf genau die offenbarten Formen zu beschränken, und offensichtlich sind viele Änderungen und Abwandlungen vor dem Hintergrund der obigen Lehre möglich. Die beispielhaften Ausführungsformen wurden ausgewählt und beschrieben, um bestimmte Grundsätze der Erfindung und ihre praktische Anwendbarkeit zu beschreiben, um es dadurch dem Fachmann zu erlauben, verschiedene beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, sowie verschiedene Alternativen und Abwandlungen davon, herzustellen und anzuwenden. Es ist beabsichtigt, dass der Umfang der Erfindung durch die beigefügten Ansprüche und deren Äquivalente definiert wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- KR 10-2013-0156677 [0001]
