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HINTERGRUND
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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Technologie zum Steuern einer Ölpumpe in einem Notlaufbetrieb und insbesondere eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Verhindern einer Abschaltung eines Fahrzeugs, indem ermöglicht wird, dass eine Hochspannungs-Ölpumpe einen Fahrbetrieb eines Fahrzeugs in einen normalen Fahrbetrieb und einen Notlaufbetrieb dualisiert, um zu verhindern, dass eine Motordrehzahl während des Notlaufbetriebs verringert wird. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Verhindern einer Abschaltung eines Fahrzeugs durch Durchführen einer Verriegelungssteuerung einer Konstantspannungssteuerung und einer Diodengleichrichter-Spannungssteuerung.
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Beschreibung des Standes der Technik
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Wenn eine Fehlfunktion/Störung und/oder eine Notfallsituation einer Steuerung/Regelung in einem Aufbau/einer Anordnung einer in einem Getriebe montierten elektrischen Vorrichtung (transmission mounted electric device – TMED), die ein Parallel-Hybrid-Elektrofahrzeug-(hybrid electric vehicle – HEV)System darstellt, auftritt, führt das Fahrzeug einen Notlaufbetrieb durch. Insbesondere bedeutet der Notlaufbetrieb eine sichere Funktion zum Ausführen eines Mindestfahrbetriebs eines Fahrzeugs, auch wenn ein Leistungsproblem und ein Problem eines Sensorbetriebs entstehen. Mit anderen Worten ist der Notfallbetrieb ein Zustand, in dem das Fahrzeug durch eine Brennkraftmaschine und ein Getriebe beim Stoppen der Verwendung eines Motors und eines Hybrid-Starter- und Generators (HSG), angetrieben wird, wenn eine Stromzufuhr einer Batterie abgeschaltet wird.
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Im Allgemeinen, um einen Öldruck in dem HEV zu erzeugen, werden eine Ölpumpeneinheit (oil pump unit – OPU) (verwendet im Allgemeinen eine 12 V-Stromversorgung) und eine mechanische Ölpumpe (mechanical oil pump – MOP) gesteuert, um eine Ölpumpe anzutreiben. Jedoch setzen einige der HEVs eine Hochspannungs-OPC ein, die mit 270 V, eine normale Spannung, angesteuert wird, und hat eine minimale mögliche Ansteuerspannung von ungefähr 80 V oder mehr.
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Im Allgemeinen, auch wenn eine Stromzufuhr der Hochspannungsbatterie während eines Notlaufbetriebs abgeschaltet wird, kann das Fahrzeug den Öldruck und das Fahren/Antreiben unter Verwendung der 12 V-Stromversorgung und der MOP erzeugen. Jedoch können einige der Fahrzeugs den Öldruck ohne die Hochspannungsbatterie nicht erzeugen und können somit nicht angetrieben werden. Ferner, selbst wenn einige der Fahrzeuge den Öldruck ohne die Hochspannungsbatterie erzeugen, können die Umdrehungen des Motors pro Minute (z. B. Motordrehzahl) beim Fahren verändert werden. Darüber hinaus verringert sich die Motordrehzahl auf der Grundlage von verschiedenen Fahrsituationen und somit kann eine niedrigste Spannung der OPU nicht konsequent aufrechterhalten werden. Demzufolge besteht ein Bedarf für eine Technologie zum Verhindern einer Abschaltung eines Fahrzeugs, indem während der Diodengleichrichter-Spannungssteuerung und der Konstantspannungssteuerung im Notlaufbetrieb verhindert wird, dass die Motordrehzahl verringert wird.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist gerichtet auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Verhindern einer Abschaltung eines Fahrzeugs, indem ermöglicht wird, dass eine Hochspannungs-Ölpumpe einen Fahrbetrieb eines Fahrzeugs in einen normalen Fahrbetrieb und einen Notlaufbetrieb dualisiert, um zu verhindern, dass eine Motordrehzahl während des Notlaufbetriebs verringert wird.
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Ein weiteres Ausführungsbeispiel ist gerichtet auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Verhindern einer Abschaltung eines Fahrzeugs durch Durchführen einer Verriegelungssteuerung einer Konstantspannungssteuerung und einer Diodengleichrichter-Spannungssteuerung.
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Weitere Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Offenbarung können durch die folgende Beschreibung nachvollzogen werden und werden unter Bezugnahme auf die Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung ersichtlich. Zusätzlich ist es für den Durchschnittsfachmann auf dem die Erfindung betreffenden Gebiet offensichtlich, dass die Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung durch die beanspruchten Mittel und deren Kombinationen realisiert werden können.
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Eine Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung stellt eine Vorrichtung zum Verhindern einer Abschaltung eines Fahrzeugs bereit, indem verhindert wird, dass eine Motordrehzahl während eines Notlaufbetriebs verringert wird, indem ermöglicht wird, dass eine Hochspannungs-Ölpumpe einen Fahrbetrieb eines Fahrzeugs in einen normalen Fahrbetrieb und einen Notlaufbetrieb dualisiert.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann eine Vorrichtung zum Verhindern einer Abschaltung im Notlaufbetrieb umfassen: eine Motorkupplung; eine Hybridsteuereinheit (hybrid control unit – HCU), die eingerichtet ist, um ein Fahrzeug durch Dualisieren eines Fahrbetriebs des Fahrzeugs in eine Normalbetriebssteuerung und eine Notlaufbetriebssteuerung zu betrieben, und wenn der Fahrbetrieb des Fahrzeugs in der Notlaufbetriebssteuerung liegt, um eine Fahrzeuggeschwindigkeit zu verlangsamen und eine Steuerungsrechtverschiebung auf der Grundlage eines Zustandes der Motorkupplung durchzuführen; und eine Motorsteuereinheit (engine control unit – ECU), die eingerichtet ist, um eine derzeitige Motordrehzahl (U/min – RPM) mit einer Soll-Motordrehzahl auf der Grundlage der Steuerungsrechtverschiebung zu vergleichen, um die Brennkraftmaschine (Verbrennungsmotor) zu betreiben, um die Motordrehzahl einzustellen, um die Soll-Motordrehzahl zu erreichen.
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Der Zustand der Motorkupplung kann sich in einem geöffneten Zustand oder einem Schlupfzustand befinden. Die Soll-Motordrehzahl kann ein durch die HCU bestimmter Wert sein. Die ECU kann die derzeitige Motordrehzahl durch eine Kraftstoffeinspritzung erhöhen, wenn die derzeitige Motordrehzahl kleiner als die Soll-Motordrehzahl ist. Die HCU kann eingerichtet sein, um ein Öffnungs-Timing der Motorkupplung auf der Grundlage einer Erhöhung der derzeitigen Motordrehzahl zu erhöhen. Darüber hinaus kann die Soll-Motordrehzahl eine Motorleerlaufdrehzahl sein und die Motorleerlaufdrehzahl kann in dem ganzen Abschnitt der Steuerung mit Ausnahme eines Verriegelungsabschnitts einer Motorkupplung gehalten werden.
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Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann eine Vorrichtung zum Verhindern einer Abschaltung in einem Notlaufbetrieb umfassen: einen Hybrid-Starter- und Generator (HSG); einen Leistungswandler, der eingerichtet ist, um eine Konstantspannungssteuerung für eine Steuerung des HSG durchzuführen; eine Hybridsteuereinheit (hybrid control unit – HCU), die eingerichtet ist, um eine Fahrzeuggeschwindigkeit in dem Notlaufbetrieb zu verlangsamen und eine derzeitige Motordrehzahl mit einer voreingestellten Motordrehzahl zu vergleichen, um ein Steuerrecht von der Konstantspannungssteuerung zu einer Diodengleichrichter-Spannungssteuerung zu verschieben; und einen Inverter, der eingerichtet ist, um die Diodengleichrichter-Spannungssteuerung durchzuführen, um eine elektromotorische Gegenkraft für eine Stromversorgung einer Ölpumpeneinheit (oil pump unit – OPC) zu erzeugen.
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Die ECU kann eingerichtet sein, um eine Verriegelungssteuerung zwischen der Konstantspannungssteuerung und der Diodengleichrichter-Spannungssteuerung des Fahrzeugs während des Notlaufbetriebs durchzuführen. Eine Konstantspannungssteuerbedingung zum Durchführen der Konstantspannungssteuerung kann ein Einstellen der derzeitigen Motordrehzahl umfassen, so dass sie gleich oder kleiner als eine Motorleerlaufdrehzahl ist, gleich oder kleiner als ein Öffnungs-Timing der Motorkupplung ist, und kann ein Wert sein, der gleich oder größer als die voreingestellte Motordrehzahl sein, die eine Summe einer niedrigsten Ankunftsmotordrehzahl während der Diodengleichrichter-Spannungssteuerung ist.
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Wenn die HCU die Konstantspannungssteuerbedingung während der Diodengleichrichter-Spannungssteuerung erfüllt, kann die Konstantspannungssteuerung wiederholt werden. Kriterien zum Verschieben der Konstantspannungssteuerung zu der Diodengleichrichter-Spannungssteuerung können auf der Grundlage von Eigenschaften/Kenndaten des Fahrzeugs definiert werden.
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Gemäß noch einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann ein Verfahren zum Verhindern einer Abschaltung im Notlaufbetrieb umfassen: Betreiben, durch eine HCU, eines Fahrzeugs durch Dualisieren eines Fahrbetriebs des Fahrzeugs in eine Normalbetriebssteuerung und eine Notlaufbetriebssteuerung; Verlangsamen, durch die HCU einer Fahrzeuggeschwindigkeit, wenn das Fahrzeug von der Normalbetriebssteuerung zu der Notlaufbetriebssteuerung umgeschaltet/überführt wird; Durchführen einer Steuerrechtverschiebung an einer ECU durch Bestätigen, durch die HCU, eines Zustandes einer Motorkupplung; Vergleichen, durch die ECU, einer derzeitigen Motordrehzahl mit einer Soll-Motordrehzahl in Abhängigkeit von der Steuerrechtverschiebung; und Betreiben, durch die ECU, einer Brennkraftmaschine (Verbrennungsmotor) zum Einstellen der derzeitigen Motordrehzahl zum Erreichen der Soll-Motordrehzahl auf der Grundlage des Vergleichs. Das Betreiben der Brennkraftmaschine kann ein Erhöhen, durch die ECU, der derzeitigen Motordrehzahl durch eine Kraftstoffeinspritzung umfassen, wenn die derzeitige Motordrehzahl kleiner als die Soll-Motordrehzahl ist.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 zeigt ein beispielhaftes Blockdiagramm einer Konfiguration einer Vorrichtung zum Verhindern einer Abschaltung im Notlaufbetrieb gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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2 zeigt ein beispielhaftes Diagramm eines durch Dualisieren einer Motorkupplung-Steuerverschiebung durchgeführten Fahrbetriebs eines Fahrzeugs gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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3 zeigt ein beispielhaftes Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Verhindern einer Abschaltung durch die in 2 dargestellte Motorkupplung-Steuerdualisierung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt; und
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4 zeigt ein beispielhaftes Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Verhindern einer Abschaltung durch eine Verriegelungssteuerung einer Konstantspannungssteuerung und einer Diodengleichrichter-Spannungssteuerung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Es versteht sich, dass der Ausdruck ”Fahrzeug” oder ”Fahrzeug-” oder andere gleichlautende Ausdrücke wie sie hierin verwendet werden, Kraftfahrzeuge im Allgemeinen wie z. B. Personenkraftwagen einschließlich Sports Utility Vehicles (SUV), Busse, Lastwägen, verschiedene Nutzungsfahrzeuge, Wasserfahrzeuge, einschließlich einer Vielfalt von Booten und Schiffen, Luftfahrzeugen und dergleichen einschließen, und Hybridfahrzeuge, Elektrofahrzeuge, Plug-In-Hybridelektrofahrzeuge, Wasserstoffangetriebene Fahrzeuge und andere Fahrzeuge mit alternativen Kraftstoff umfassen (beispielsweise Kraftstoff, der von anderen Quellen als Erdöl gewonnen wird). Wie hierin Bezug genommen wird, ist ein Hybridfahrzeug ein Fahrzeug, das zwei oder mehr Antriebsquellen aufweist, wie zum Beispiel sowohl benzinbetriebene als auch elektrisch angetriebene Fahrzeuge.
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Obwohl das Ausführungsbeispiel derart beschrieben wird, dass es eine Mehrzahl von Einheiten verwendet, um den beispielhaften Prozess durchzuführen, versteht es sich, dass die beispielhaften Prozesse ebenfalls durch ein oder eine Mehrzahl von Modulen durchgeführt werden können. Darüber hinaus versteht es sich, dass sich der Ausdruck Steuerung/Steuereinheit auf eine Hardware-Vorrichtung bezieht, die einen Speicher und einen Prozessor umfasst. Der Speicher ist eingerichtet, um die Module zu speichern, und der Prozessor ist insbesondere eingerichtet, um die besagten Module auszuführen, um einen oder mehrere Prozesse durchzuführen, die weiter unten beschrieben werden.
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Darüber hinaus kann die Steuerlogik der vorliegenden Erfindung als nichtflüchtige computerlesbare Medien auf einem computerlesbaren Medium ausgeführt werden, das ablauffähige Programmbefehle umfasst, die durch einen Prozessor, eine Steuerung/Steuereinheit oder dergleichen ausgeführt werden. Beispiele von computerlesbaren Speichermedien umfassen in nicht einschränkender Weise ROM, RAM, Compact-Disc(CD)-ROMs, Magnetbänder, Floppydisks, Flash-Laufwerke, Smart Cards und optische Datenspeichervorrichtungen. Das computerlesbare Aufzeichnungsmedium kann ebenfalls in netzgekoppelten Computersystemen dezentral angeordnet sein, so dass das computerlesbare Medium in einer verteilten Art und Weise gespeichert und ausgeführt wird, z. B. durch einen Telematik-Server oder ein Controller Area Network (CAN).
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Die hierin verwendete Terminologie ist zum Zwecke der Beschreibung bestimmter Ausführungsformen vorgesehen und ist nicht dazu bestimmt, die Erfindung einzuschränken. Wie hierin verwendet, sind die Singularformen ”ein”, ”eine/einer” und ”der/die/das” dazu vorgesehen, dass sie ebenso die Pluralformen umfassen, wenn aus dem Zusammenhang nicht eindeutig etwas anderes hervorgeht. Es versteht sich ferner, dass die Ausdrücke ”aufweisen” und/oder ”aufweisend”, wenn sie in dieser Beschreibung verwendet werden, die Anwesenheit der angegebenen Merkmale, Zahlen, Schritte, Operationen, Elemente und/oder Komponenten beschreiben, aber nicht das Vorhandensein oder die Hinzufügung von einen oder mehreren Merkmalen, Zahlen, Schritten, Operationen, Elementen, Komponenten und/oder Gruppen davon ausschließen. Wie hierin verwendet, umfasst der Ausdruck/Begriff ”und/oder” sämtliche Kombinationen von einem oder mehreren der zugeordneten aufgeführten Elemente.
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Sofern nicht ausdrücklich angegeben oder aus dem Kontext ersichtlich, wird der Begriff ”ungefähr/in etwa”, wie er hierin verwendet wird, derart verstanden, dass er innerhalb eines Bereichs mit normgemäßer Toleranz im Stand der Technik liegt, zum Beispiel innerhalb 2 Standardabweichungen der Mittelwerte. ”Ungefähr/in etwa” kann derart verstanden werden, dass es innerhalb 10%, 9%, 8%, 7%, 6%, 5%, 4%, 3%, 2%, 1%, 0,5%, 0,1%, 0,05% oder 0,01% des angegebenen Werts liegt. Soweit es sich nicht anderweitig aus dem Kontext ergibt, werden alle hierin bereitgestellten numerischen Werte durch den Begriff ”ungefähr/in etwa” verändert.
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Da die vorliegende Erfindung auf verschiedene Art und Weise modifiziert/verändert werden und mehrere Ausführungsbeispiele aufweisen kann, werden bestimmte Ausführungsbeispiele in den beigefügten Zeichnungen gezeigt und in einer ausführlichen Beschreibung im Detail beschrieben. Jedoch versteht es sich, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die bestimmten Ausführungsbeispiele beschränkt ist, sondern alle Modifikationen/Änderungen, Äquivalente und Ersetzungen umfasst, die in der Lehre und dem Schutzbereich/Umfang der vorliegenden Erfindung umfasst sind.
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Überall in den beigefügten Zeichnungen werden die gleichen Bezugszeichen verwendet, um die gleichen Komponenten zu beschreiben. Die in der Beschreibung verwendeten Begriffe/Ausdrücke ”erste”, ”zweite”, etc. können verwendet werden, um verschiedene Komponenten zu beschreiben, aber die Komponenten sind nicht derart auszulegen, dass sie auf diese Begriffe/Ausdrücke beschränkt sind. Die Begriffe/Ausdrücke werden verwendet, um eine Komponente von einer weiteren Komponente zu unterscheiden. Dementsprechend kann die erste Komponente als die zweite Komponente bezeichnet werden und die zweite Komponente kann als die erste Komponente bezeichnet werden. Der Ausdruck ”und/oder” umfasst eine Kombination einer Mehrzahl von Elementen oder einen/eine/eines aus einer Mehrzahl von Elementen.
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Wenn nichts anderes angegeben ist, versteht es sich, dass alle in der Beschreibung verwendeten Begriffe/Ausdrücke einschließlich technischer und wissenschaftlicher Begriffe/Ausdrücke dieselbe Bedeutung wie jene aufweisen, die üblicherweise von einem Durchschnittsfachmann verstanden werden. Es ist zu verstehen, dass die durch das Wörterbuch definierten Ausdrücke/Begriffe mit der Bedeutung im Rahmen des Standes der Technik identisch sind, und sie sollten nicht in einem idealisierten oder übermäßig formalen Sinne ausgelegt werden, sofern dies nicht ausdrücklich aus dem Kontext hervorgeht.
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Eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Verhindern einer Abschaltung im Notlaufbetrieb gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung werden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ausführlich beschrieben.
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1 zeigt ein beispielhaftes Blockdiagramm einer Konfiguration einer Vorrichtung zum Verhindern einer Abschaltung im Notlaufbetrieb gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Unter Bezugnahme auf 1 kann eine Vorrichtung 10 zum Verhindern einer Abschaltung eine Brennkraftmaschine 15, eine Motorkupplung 13, einen Motor 14, ein Getriebe 12, eine mechanische Ölpumpe (MOP) 11, eine Motorsteuereinheit 30, ein Ölpumpensteuersystem 100, einen Inverter 150, eine Hybridsteuereinheit 160, einen Leistungswandler 151, eine Batterie 170, eine Hybrid-Starter- und Generator 180 und dergleichen umfassen. Insbesondere können die Motorsteuereinheit (engine control unit – ECU) und die Hybridsteuereinheit (hybrid control unit – HCU) durch eine einzelne Steuerung/Regelung betrieben werden. Zusätzlich kann die HCU eingerichtet sein, um die Elemente der Vorrichtung zu betreiben/betätigen.
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Wie in 1 dargestellt ist, kann das Ölpumpensteuersystem 100 umfassen eine Ölpumpeneinheit (OPU) 110, die eingerichtet ist, um elektrisch mit der MOP 11 verbunden zu werden, um die MOP 11 zu betreiben, und eine Getriebesteuereinheit (tranmission control unit – TCU) 120, die eingerichtet ist, um ein Steuersignal an die OPU 110 anzulegen. Die TCU 120 kann eingerichtet sein, um das Steuersignal zum Betreiben der MOP 11 auf der Grundlage eines Fahrzustandes des Fahrzeugs und eines Fahrerwunsches zu bestimmen und das Steuersignal an die OPU 110 über eine Controller Area Network(CAN)130-Kommunikation zu übertragen.
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Die OPU 110 kann dann eingerichtet sein, um das Steuersignal zu empfangen, um eine Betriebsgeschwindigkeit der MOP 11 auf der Grundlage des Steuersignals einzustellen, und die MOP 11 kann eingerichtet sein, um eine Hydraulikflüssigkeit, die für das Getriebe 12 und die Motorkupplung 13 erforderlich ist, auf der Grundlage der Steuerung der OPU 110 zuzuführen. Ferner kann die MOP 11 eine elektrische Ölpumpe (electric oil pump – EOP) sein. Die OPU 110 kann eingerichtet sein, um eine Betriebsgeschwindigkeit/Betriebsdrehzahl der MOP 11 an die TCU 120 über die CAN-130 Kommunikation zu übertragen. Die TCU 120 kann dann eingerichtet sein, um eine Betriebsgeschwindigkeit/Betriebsdrehzahl der MOP 11, die über die OPU 110 übertragen wird, zu empfangen und ein Steuersignal zum Betreiben der MOP 11 auf der Grundlage der empfangenen Betriebsgeschwindigkeit/Betriebsdrehzahl zu bestimmen.
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Mit anderen Worten können die OPC 110 und die TCU 120 zu- und voneinander auf der Grundlage eines Betriebsgeschwindigkeitssignals der MOP 11 und eines Steuersignals zum Betreiben derselben über die CAN-130 Kommunikation übertragen und empfangen werden. Wenn ein Fehler in der CAN-130 Kommunikation auftritt, sind die OPC 110 und die TCU 120 möglicherweise nicht in der Lage, durch die CAN-130 Kommunikation zu- und voneinander zu übertragen und zu empfangen. Jedoch kann die OPC 110 elektrisch mit der TCU 120 durch eine Festverdrahtung verbunden werden und somit können die OPU 110 und die TCU 120 eingerichtet sein, um ein Puls-Weiten-Modulations-(im Folgenden als ”PWM” bezeichnet)Signal übe reine Festverdrahtung 140 zu übertragen und zu empfangen.
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Wie oben beschrieben, wenn ein Fehler in der CAN-130 Kommunikation aufritt, kann die TCU 120 eingerichtet sein, um das Steuersignal zum Betreiben der MOP 11 zu bestimmen und um das PWM-Steuersignal, das durch Durchführen einer PWM an/auf dem Steuersignal erlangt wird, an die OPU 110 über die Festverdrahtung 140 zu übertragen. Die OPU 110 kann dann eingerichtet sein, um das PWM-Steuersignal zu empfangen, um die Betriebsgeschwindigkeit/Betriebsdrehzahl der MOP 11 auf der Grundlage des PWM-Steuersignals einzustellen, und die MOP 11 kann dann eingerichtet sein, um die für das Getriebe 12 und die Motorkupplung 13 erforderliche Hydraulikflüssigkeit auf der Grundlage der Steuerung der OPU 110 zuzuführen. Demzufolge kann das Ölpumpensteuersystem 100 eingerichtet sein, um die MOP 11 auf der Grundlage des Signals, das über die Festverdrahtung 140 empfangen wird, durch welche die OPU 110 und die TCU 120 elektrisch miteinander verbunden werden können, zu betreiben, auch wenn die CAN-130 Kommunikation eine Störung/Fehlfunktion aufweist.
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Ferner kann die Brennkraftmaschine (Verbrennungsmotor) als eine erste Antriebsquelle in einem Hybrid-Elektrofahrzeug betrieben werden und ein Starten/Anlassen derselben kann auf der Grundlage eines Fahr-/Antriebsmodus und einer Fahrsituation ein- und ausgeschaltet werden. Die Brennkraftmaschine 15 kann in einem Elektrofahrzeug-(electric vehicle – EV)Modus abgeschaltet werden und in einem Hybrid-Elektrofahrzeug-(hybrid electric vehicle – HEV)Modus eingeschaltet/angelassen werden, und das Starten der Brennkraftmaschine 15 kann auf der Grundlage der Leistung einer HSG-Funktion ein- und ausgeschaltet werden.
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Der HSG 180 kann eingerichtet sein, um das Ein- und Ausschalten des Startens/Anlassens der Brennkraftmaschine 15 auf der Grundlage der Leistung der HSG-Funktion auszuführen, und kann als ein Leistungsgenerator betrieben werden, wenn eine zusätzliche Leistung in dem Zustand erzeugt wird, in dem die Brennkraftmaschine 15 beginnt, eine elektromotorische Gegenkraft zu erzeugen. Die elektromotorische Gegenkraft kann in die Batterie 170 durch den Inverter 150 geladen werden. Die Motorkupplung 13 kann zwischen der Brennkraftmaschine 15 und dem Motor 14 montiert werden, um eine Kraftübertragung zwischen der Brennkraftmaschine 15 und dem Motor 14 zu unterbrechen. Im Allgemeinen kann als Motorkupplung 13 eine Nasskupplung verwendet werden.
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In dem Hybrid-Elektrofahrzeug kann der Motor 14 als eine zweite Antriebsquelle betrieben werden und kann durch einen 3-Phasen-Wechelstrom, der von dem Inverter 150 zugeführt wird, betrieben werden, um ein Ausgangsdrehmoment an das Getriebe 12 abzugeben. Ferner kann der Motor 14 als Stromgenerator während einem Verzögern betrieben werden, um die elektromotorische Gegenkraft zu erzeugen, und die elektromotorische Gegenkraft kann in die Batterie 170 durch den Inverter 150 geladen werden.
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Die Batterie 170 kann aus in Reihe und/oder parallel geschalteten Batteriezellen gebildet sein, wobei die Batteriezelle eine Hochspannungsbatterie für ein Elektrofahrzeug wie beispielsweise eine Nickel-Metall-Batterie, eine Lithium-Ionen-Batterie und eine Lithium-Polymer-Batterie sein kann. Im Allgemeinen ist die Hochspannungsbatterie eine Batterie, die als eine Energiequelle verwendet wird, die das Elektrofahrzeug bewegt, was eine Hochspannungsbatterie von ungefähr 100 V oder mehr bedeutet. Jedoch ist das Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung nicht darauf beschränkt und demzufolge kann eine Niederspannungsbatterie verwendet werden.
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Für das Getriebe 12 kann ein Automatikgetriebe oder ein stufenloses Getriebe eine Anwendung finden und ein Schaltverhältnis des Getriebes 12 kann auf der Grundlage eines zum Fahren erforderlichen Drehmoments und einer Fahrsituation eingestellt werden. Das Getriebe 12 kann eingerichtet sein, um das Ausgangsdrehmoment, das summiert und durch die Motorkupplung 13 auf der Grundlage des Fahr-/Antriebsmodus angelegt wird, bei dem eingestellten Schaltverhältnis abzugeben und das Ausgangsdrehmoment an das Antriebsrad zu übertragen, um somit das Fahrzeug anzutreiben.
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Die HCU 160 kann eine oberste Steuerung sein und kann eingerichtet sein, um den allgemeinen Betrieb des Systems auf der Grundlage des Fahrbetriebs des Hybrid-Elektrofahrzeugs auszuführen. Insbesondere kann das Fahrzeug durch Dualisieren des Fahrbetriebs des Fahrzeugs in die Normalbetriebssteuerung und die Notlaufbetriebssteuerung betrieben werden. Wenn der Fahrbetrieb des Fahrzeugs die Notlaufbetriebssteuerung ist, kann die Fahrzeuggeschwindigkeit verringert werden und eine Steuerrechtverschiebung kann auf der Grundlage des Zustandes der Motorkupplung 13 durchgeführt werden.
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Insbesondere bedeutet der Notbetrieb eine sichere Funktion zum Realisieren eines Mindestfahrbetriebs eines Fahrzeugs, auch wenn ein Leistungsproblem und ein Problem eines Sensorbetriebs entstehen. Mit anderen Worten bedeutet der Notbetrieb einen Zustand, in dem das Fahrzeug durch eine Brennkraftmaschine und ein Getriebe bei gleichzeitigem Stoppen der Verwendung eines Motors und eines Hybrid-Starter- und Generators (HSG) in einem Zustand angetrieben wird, in dem die Leistung einer Batterie abgetrennt wird.
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Im Allgemeinen ist ein Merkmal der Anordnung der in einem Getriebe montierten elektrischen Vorrichtung (transmission electric device – TMED), dass die Brennkraftmaschine 15 mit dem HSG 180 in einem Verhältnis von ungefähr 1:2,5 verbunden werden kann. Demzufolge, wenn das Fahrzeug stoppt und wenn die Brennkraftmaschine 15 in einem Anlassvorgang bleibt, kann das Fahrzeug mit der elektromotorischen Gegenkraft durch die Drehung des HSG 180 angetrieben werden. Ferner kann die elektromotorische Gegenkraft des Motors 14 während des Fahrens des Fahrzeugs verwendet werden. Die elektromotorische Gegenkraft kann von der Diode (nicht dargestellt) innerhalb des Inverters 150 durch die Drehung des Motors 14 und/oder des HSG 180 gleichgerichtet werden und kann in einem Eingangskondensator mit großer Kapazität des Inverters (nicht dargestellt) gebildet werden.
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Die gebildete elektromotorische Gegenkraft kann als eine Stromversorgung der OPU 110 verwendet werden. Ferner kann die konstante Spannung (z. B. Hochspannung) durch die Inverter-PWM-Steuerung erzeugt werden und somit kann der Leistungswandler 151, der eine Steuerung zum Laden der Batterie ist, angesteuert werden. Der Leistungswandler 151 kann ein Niederspannungs-Gleichstrom-Gleichstrom-(direct current-direct current – DC-DC)Wandler (LDC) und dergleichen sein. Jedoch, um den Leistungswandler 151 unter Verwendung der OPU 110 oder der Konstantspannungssteuerung in dem Fahrzeug anzusteuern, kann es ein Problem zum Anwenden des Ansteuerns einfach unter Verwendung der elektromotorischen Gegenkraft auf das Fahrzeug geben. Demzufolge verwendet die Diodengleichrichter-Spannungssteuerung oder die Konstantspannungssteuerung die elektromotorische Gegenkraft, die durch den HSG 180 oder den Motor 14 erzeugt wird. Weiter Bezug nehmend auf 1 kann die Motorsteuereinheit (engine control unit – ECU) 30 eingerichtet sein, um die derzeitige Motordrehzahl mit der Soll-Motordrehzahl auf der Grundlage der Steuerrechtverschiebung zu vergleichen, um die Brennkraftmaschine zu betreiben, um die Motordrehzahl einzustellen, um die Soll-Motordrehzahl zu erreichen.
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2 zeigt ein beispielhaftes Diagramm eines durch Dualisieren einer Motorkupplung-Steuerverschiebung durchgeführten Fahrbetriebs eines Fahrzeugs gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Unter Bezugnahme auf 2 kann der gesamte Abschnitt aus einem ECU-Steuerabschnitt 210 und einem HCU-Steuerabschnitt 220 gebildet sein. Mit anderen Worten kann der Zustand der Brennkraftmaschine 15 (1) in dem ECU-Steuerabschnitt 210 in einem Leerlaufzustand liegen und die Motorleerlaufdrehzahl kann beibehalten werden. In diesem Fall kann ein offener/geöffneter Zustand der Motorkupplung 13 (1) in einem Schlupfzustand liegen.
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3 zeigt ein beispielhaftes Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Verhindern einer Abschaltung durch eine in 2 dargestellte Motorkupplung-Steuerdualisierung darstellt. Unter Bezugnahme auf 3 kann das Fahrzeug betrieben werden, indem es in die Normalbetriebssteuerung und die Notlaufbetriebssteuerung dualisiert wird. Demzufolge, wenn das das Fahrzeug von der Normalbetriebssteuerung zu der Notlaufbetriebssteuerung überwechselt, kann die HCU 160 (1) eingerichtet sein, um die Fahrzeuggeschwindigkeit zu reduzieren oder zu verringern (Schritte S310 und S320).
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Nach der Geschwindigkeitsreduzierung kann die HCU 160 eingerichtet sein, um den Zustand der Motorkupplung 13 (1) zu bestimmen (Schritt S330). Mit anderen Worten kann bestimmt werden, ob sich der derzeitige Zustand der Motorkupplung 13 in dem offenen/geöffneten Zustand oder dem Schlupfzustand befindet. In Erwiderung auf ein Bestimmen, dass sich der derzeitige Zustand in dem offenen Zustand oder dem Schlupfzustand befindet, kann die HCU 160 eingerichtet sein, um die Steuerrechtverschiebung für die Antriebssteuerung der Brennkraftmaschine 15 (1) an der ECU 30 (1) durchzuführen (Schritt S340).
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Die ECU 30 kann eingerichtet sein, um die derzeitige Motordrehzahl mit der Soll-Motordrehzahl auf der Grundlage der Steuerrechtverschiebung zu vergleichen. Demzufolge kann die ECU 30 eingerichtet sein, um die Brennkraftmaschine 15 zu betreiben, um die derzeitige Motordrehzahl zum Erreichen der Soll-Motordrehzahl einzustellen (Schritte S350 und S360). Mit anderen Worten, wenn das Steuerrecht zu der ECU 30 umgestellt wird, kann die ECU 30 eingerichtet sein, um die derzeitige Motordrehzahl durch eine Kraftstoffeinspritzung zu erhöhen, wenn die derzeitige Motordrehzahl eine niedrigere Drehzahl als die Soll-Motordrehzahl, die eine Leerlauf-Motordrehzahl ist, erreicht.
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Zusätzlich kann die Außerbetriebnahme des Fahrzeugs durch Durchführen der Dualisierung in die Leerlauf-Motordrehzahl und das Öffnungs-Timing der Motorkupplung 13 während des Notlaufbetriebs stabiler verhindert werden. Insbesondere kann die Soll-Motordrehzahl in der HCU 160 voreingestellt werden und somit ein bestimmter Wert sein. Mit anderen Worten kann die Sollmotordrehzahl ein durch Programmieren bestimmter voreingestellter Wert sein.
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4 zeigt ein beispielhaftes Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Verhindern einer Abschaltung durch eine Verriegelungssteuerung einer Konstantspannungssteuerung und einer Diodengleichrichter-Spannungssteuerung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt. Unter Bezugnahme auf 4 kann der Leistungswandler 151 (1) eingerichtet sein, um die Konstantspannungssteuerung durchzuführen, um den HSG 180 (1) zu betreiben. Das Fahrzeug kann sich in dem Notlaufbetriebszustand befinden, während die Konstantspannungssteuerung durchgeführt wird, und die HCU 180 kann eingerichtet sein, um die Fahrzeuggeschwindigkeit in dem Notlaufbetrieb zu verringern (Schritte S410 und S420).
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Auf der Grundlage der Geschwindigkeitsverringerung kann die HCU 180 eingerichtet sein, um die derzeitige Motordrehzahl mit der voreingestellten Motordrehzahl zu vergleichen (Schritt S430). Wenn die derzeitige Motordrehzahl kleiner als die voreingestellte Motordrehzahl ist, kann die HCU 180 eingerichtet sein, um das Steuerrecht von der Konstantspannungssteuerung zu der Diodengleichrichter-Spannungssteuerung zu verschieben (Schritt S440).
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Demzufolge kann der Inverter 151 eingerichtet sein, um die Diodengleichrichter-Spannungssteuerung durchzuführen, um die elektromotorische Gegenkraft für die Stromversorgung der bipumpeneinheit (OPU) zu erzeugen (Schritt S440). Mit anderen Worten, um den optimalen Fahrbetrieb unter Verwendung der elektromotorischen Gegenkraft in dem Fahrzeug zu realisieren, ist die Verriegelungssteuerung der Diodengleichrichter-Spannungssteuerung und der Konstantspannungssteuerung erforderlich und die Steuerbedingungen können hinzugefügt werden, um die Verriegelungssteuerung zu realisieren.
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Ferner kann bestimmt werden, ob die Konstantspannungssteuerbedingung, die erneut die Gleichrichter-Spannungssteuerung während der Diodengleichrichter-Spannungssteuerung durchführt, erfüllt wird (Schritt S450). Die Konstantspannungssteuerbedingung hängt davon ab, ob die derzeitige Motordrehzahl gleich oder kleiner als eine voreingestellte Motordrehzahl ist. Die derzeitige Motordrehzahl ist eine Summe eines Wertes, der gleich oder kleiner als die Leerlauf-Motordrehzahl ist, eines Wertes, der gleich oder kleiner als das Öffnungs-Timing der Motorkupplung ist, und eines Wertes, der gleich oder größer als die niedrigste Ankunftsmotordrehzahl zum Zeitpunkt der Diodengleichrichter-Spannungssteuerung ist.
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Zusätzlich können Kriterien der Konstantspannungssteuerbedingung auf der Grundlage der Eigenschaften des Fahrzeugs bestimmt/definiert werden. Mit anderen Worten kann ein Beispiel der Eigenschaften des Fahrzeugs die Motordrehzahl, die Erzeugungsbedingung der elektromotorischen Gegenkraft des HSG und dergleichen umfassen, da die Motordrehzahl für das Fahrzeug verschieden ist und die Erzeugungsbedingung der elektromotorischen Gegenkraft des HSG ebenfalls verschieden ist.
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Wenn die derzeitige Motordrehzahl kleiner als die voreingestellte Motordrehzahl ist, kann die Diodengleichrichter-Steuerung durchgeführt werden. Außerdem, wenn die derzeitige Motordrehzahl größer als die voreingestellte Motordrehzahl ist, kann die Diodengleichrichter-Spannungssteuerung wiederholt werden. Ferner kann in der Konstantspannungssteuerbedingung ein im Wesentlichen konstanter Randwert hinzugefügt werden.
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Die Konstantspannungssteuerbedingung maximiert den Konstantspannungssteuerbereich, um den Fahrbetrieb des Fahrzeugs zu implementieren. Ferner kann in der Diodengleichrichter-Spannungssteuerung, wenn die Konstantspannungssteuerbedingung erfüllt wird, die Steuerung erneut umgeschaltet werden, um den Leistungswandler 151 (1) anzusteuern. Demzufolge, als das Bestätigungsergebnis von Schritt S450, wenn die Konstantspannungssteuerbedingung erfüllt wird, kann die Steuerung zu der Konstantspannungssteuerung während der Diodengleichrichter-Spannungssteuerung umgeschaltet werden (Schritt S460).
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Gemäß den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung kann es möglich sein, die Abschaltung des Fahrzeugs zu verhindern, indem verhindert wird, dass die Motordrehzahl reduziert wird, wenn der gesamte Abschnitt mit Ausnahme der Motorkupplungsverriegelung zu der Leerlaufsteuerung der Brennkraftmaschine während des Notlaufbetriebs in dem Zustand umgeschaltet wird, in dem der Motor abgeschaltet wird, indem der Fahrbetrieb des Fahrzeugs in den normalen Fahrbetrieb und den Notlaufbetrieb dualisiert wird.
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Ferner kann es gemäß den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung möglich sein, die Abschaltung des Fahrzeugs zu verhindern, die auftreten kann, wenn die Konstantspannungssteuerung des Hybrid-Starter- und Generators (HSG) beibehalten wird, und den Notlaufbetrieb kontinuierlich beibehalten kann, indem die Verriegelungssteuerung der Konstantspannungssteuerung und der Diodengleichrichter-Spannungssteuerung durchgeführt wird.
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Die vorstehenden Ausführungsbeispiele stellen lediglich Beispiele dar, um es einem Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet, das die vorliegende Erfindung betrifft (im Folgenden als ”Durchschnittsfachmann” bezeichnet), zu ermöglichen, die vorliegende Erfindung auf einfache Weise auszuführen/auszuüben. Demzufolge ist die vorliegende Erfindung nicht auf die vorstehenden Ausführungsbeispiele und die beigefügten Zeichnungen beschränkt und dementsprechend ist ein Schutzbereich/Umfang der vorliegenden Erfindung nicht auf die vorstehenden Ausführungsbeispiele beschränkt. Daher ist es für den Durchschnittsfachmann zu erkennen, dass Ersetzungen, Modifikationen und Variationen gemacht werden können, ohne von der Lehre und dem Umfang der Erfindung, wie sie durch die beigefügten Ansprüche bestimmt wird, abzuweichen, und ebenfalls zu dem Umfang der vorliegenden Erfindung gehören können.
