DE102019107877A1

DE102019107877A1 - Steuerungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102019107877A1
Application number: DE102019107877.6A
Authority: DE
Inventors: Yoshinori Morita
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2018-03-28
Filing date: 2019-03-27
Publication date: 2019-10-02
Also published as: JP2019173665A; CN110316176A; CN110316176B; US11370408B2; US20190299968A1; JP7087551B2

Abstract

Eine Steuerungsvorrichtung wird mit einem Fahrzeug inklusive einer Maschine, einer Speicherbatterie und einer elektrischen Last verwendet. Die Steuerungsvorrichtung arbeitet als ein Automatikmaschinenstopp- und Neustartsystem und berechnet eine SOC-Untergrenze, die ein Minimalwert eines Ladezustands (SOC) der Batterie ist, der erforderlich ist, um das Stoppen der Maschine in der Leerlaufstoppbetriebsart fortzusetzen. Die Steuerungsvorrichtung berechnet ebenso einen Betrag an elektrischer Leistung, der erwartungsgemäß durch die elektrische Last während der Leerlaufstoppbetriebsart verbraucht wird und bestimmt einen Leerlaufstoppfreigabe-SOC, bei dem die Leerlaufstoppbetriebsart eingenommen wird, und der als die Summe der SOC-Untergrenze und eines SOC der Batterie, der zumindest den verbrauchten Betrag an elektrischer Leistung kompensiert, ausgewählt ist. Dies stellt Chancen zum Stoppen der Maschine in der Leerlaufstoppbetriebsart sicher und verbessert eine Kraftstoffersparnis.

Description

HINTERGRUND
Technisches Gebiet
Diese Offenbarung betrifft allgemein eine Steuerungsvorrichtung zur Verwendung in einem Fahrzeug, das mit einer Brennkraftmaschine und einer Speicherbatterie ausgestattet ist.
Hintergrund
Zum Beispiel lehrt das japanische Patent Nr. 5842927 ein Leerlaufstoppsystem zum Verbessern einer Kraftstoffersparnis bzw. Kraftstoffwirtschaftlichkeit, das dazu entworfen ist, um einen Sollladezustand (SOC, „state of charge“) einer Speicherbatterie (d. h. einen Sollbetrag einer elektrischen Energie, mit der die Batterie geladen ist) zu bestimmen, unter Berücksichtigung des Betrags an elektrischer Leistung, der durch einen Verbraucher, wie etwa eine Klimaanlage, in einer Leerlaufstoppbetriebsart verbraucht wird, um zu verhindern, dass der SOC der Batterie unter eine Untergrenze innerhalb eines voreingestellten verfügbaren SOC-Bereichs verringert wird, während die elektrische Energie in der Batterie durch den Verbraucher in der Leerlaufstoppbetriebsart verbraucht wird.
Das vorstehende Leerlaufstoppsystem ist deshalb dazu in der Lage, zu verhindern, dass der SOC der Batterie die Untergrenze erreicht, um einen Neustart einer Maschine während der Leerlaufstoppbetriebsart zu initiieren, d. h., bevor eine Maschinenneustartbedingung erfüllt ist, wodurch die Länge der Zeit, während der sich die Maschine in der Leerlaufstoppbetriebsart befindet, erhöht wird, um eine Kraftstoffersparnis zu verbessern. Die Maschinenneustartbedingung ist zum Beispiel eine Bedingung, in der eine Bremse freigegeben ist oder ein Beschleuniger betätigt wird.
Ein Betrag an elektrischer Leistung, den die Batterie ausgeben kann, hängt von einer Alterung oder einer Temperatur der Batterie sowie von dem SOC ab. Dies führt zu einem Risiko, das die Leerlaufstoppbetriebsart nicht fortgesetzt werden sollte, auch wenn der SOC der Batterie in dem verfügbaren SOC-Bereich liegt, zum Beispiel, wenn die Batterie nicht dazu in der Lage ist, eine Leistung zum Neustarten der Maschine zu liefern oder die Stabilität bei einer Operation einer elektrischen Last, die mit der Batterie verbunden ist, sicherzustellen. Wenn zum Beispiel die Batterie eine niedrige Temperatur aufweist, sodass die Batterie nicht dazu in der Lage ist, eine Spannung zu liefern, die zum Neustart der Maschine erforderlich ist, sollte die Leerlaufstoppbetriebsart nicht fortgesetzt werden, auch wenn sich die SOC der Batterie in dem verfügbaren SOC-Bereich befindet.
Um solch ein Risiko zu vermeiden, dass der Betrag an elektrischer Leistung, der von der Batterie ausgegeben wird, nicht ausreichend ist, um die Maschine neu zu starten, ist es erforderlich, die Maschine angesichts eines Betrags an Leistung neu zu starten, den die Batterie ausgeben kann, auch wenn sich der SOC der Batterie in dem verfügbaren SOC-Bereich befindet. Das System, das in der vorstehenden Veröffentlichung gelehrt wird, berücksichtigt nicht den Betrag an elektrischer Leistung, den die Batterie liefern kann, und führt somit häufig einen Neustart der Maschine während der Leerlaufstoppbetriebsart durch, bevor die Maschinenneustartbedingung erfüllt ist, was eine nicht ausreichende Verbesserung der Kraftstoffersparnis ergibt.
Kurzfassung
Es ist deshalb eine Aufgabe dieser Offenbarung, eine Steuerungsvorrichtung bereitzustellen, die dazu in der Lage ist, eine Kraftstoffersparnis bzw. Kraftstoffwirtschaftlichkeit zu verbessern.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist eine Steuerungsvorrichtung bereitgestellt, die in einem Fahrzeug verwendet wird, das mit einer Brennkraftmaschine, einem Anlasser, der zum Starten der Brennkraftmaschine arbeitet, einer aufladbaren und wiederaufladbaren Speicherbatterie, und einer elektrischen Last, die mit elektrischer Leistung von der Speicherbatterie versorght wird, ausgestattet ist.
Die Steuerungsvorrichtung umfasst: (a) eine Stoppsteuerung, die die Brennkraftmaschine in einer Leerlaufstoppbetriebsart stoppt, wenn eine Automatikstoppbedingung erfüllt ist; (b) eine Startsteuerung, die eine Operation des Anlassers steuert, um die Brennkraftmaschine neu zu starten, wenn eine Neustartbedingung während der Leerlaufstoppbetriebsart erfüllt ist; (c) einen Untergrenzberechner, der eine SOC-Untergrenze unter Verwendung eines Zustandes der Speicherbatterie berechnet, wobei die SOC-Untergrenze ein Ladezustand der Speicherbatterie ist, der erforderlich ist, um das Stoppen der Brennkraftmaschine in der Leerlaufstoppbetriebsart fortzusetzen; (d) einen Verbrauchsleistungsberechner, der einen verbrauchten Betrag an elektrischer Leistung berechnet, der ein Betrag an elektrischer Leistung ist, der durch die elektrische Last während eines Stopps der Brennkraftmaschine in der Leerlaufstoppbetriebsart erwartungsgemäß verbraucht wird; und (e) einen SOC-Bestimmer, der einen Leerlaufstoppfreigabe-SOC bestimmt, der ein Ladezustand der Speicherbatterie ist, der erlaubt, dass die Leerlaufstoppbetriebsart eingenommen wird, um die Brennkraftmaschine zu stoppen. Der Leerlaufstoppfreigabe-SOC ist als die Summe der SOC-Untergrenze, die durch den Untergrenzberechner hergeleitet wird, und eines SOC der Speicherbatterie, der zumindest den verbrauchten Betrag an elektrischer Leistung, der durch den Verbrauchsleistungsberechner berechnet wird, kompensiert, ausgewählt.
Der Leerlaufstoppfreigabe-SOC, der erlaubt, dass die Leerlaufstoppbetriebsart eingenommen wird, um die Brennkraftmaschine zu stoppen, wird, wie vorstehend beschrieben, auf die Summe der SOC-Untergrenze und des SOC, der zumindest einen Betrag an elektrischer Leistung, der erwartungsgemäß durch die elektrische Last während eines Stopps der Brennkraftmaschine in der Leerlaufstoppbetriebsart verbraucht wird, kompensiert, eingestellt. Deshalb, wenn die Leerlaufstoppbetriebsart eingenommen wird, wenn der SOC der Lithium-Ionen-Batterie höher oder gleich dem Leerlaufstoppfreigabe-SOC ist, wird ein Risiko, dass sich der SOC unterhalb der SOC-Untergrenze während des Stopps der Maschine in der Leerlaufstoppbetriebsart verringert, minimiert.
Die SOC-Untergrenze wird, wie vorstehend beschrieben, auf einen minimalen SOC der Speicherbatterie eingestellt, der erforderlich ist, um das Stoppen der Brennkraftmaschine in der Leerlaufstoppbetriebsart fortzusetzen und wird in Abhängigkeit des Zustandes der Speicherbatterie (zum Beispiel der Temperatur oder dem Zustand einer Verschlechterung oder der Ausgabefähigkeit der Speicherbatterie) bestimmt. Dies stellt einen Betrag an elektrischer Leistung sicher, der erforderlich ist, um die Leerlaufstoppbetriebsart fortzusetzen, solange der SOC der Speicherbatterie höher als die SOC-Untergrenze ist, unabhängig von einer Änderung eines Zustandes der Speicherbatterie.
Folglich dient die Steuerungsvorrichtung dazu, ein Risiko, dass sich der SOC in der Speicherbatterie während der Leerlaufstoppbetriebsart unterhalb der SOC-Untergrenze verringert, bevor die Neustartbedingung erfüllt ist, wodurch verursacht wird, dass die Brennkraftmaschine ungewünscht neu gestartet wird oder sich ein Fehler beim Neustarten der Brennkraftmaschine ergibt. Dies ermöglicht, dass eine Zeitperiode, während der die Brennkraftmaschine in der Leerlaufstoppbetriebsart gestoppt beibehalten wird, erhöht wird, wodurch die Kraftstoffersparnis verbessert wird.
Die SOC-Untergrenze kann als eine Funktion eines minimalen Werts des Ladezustands der Speicherbatterie, die erforderlich ist, um die Brennkraftmaschine neu zu starten, berechnet werden. Die SOC-Untergrenze kann alternativ basierend auf einem minimalen Wert eines Ladezustands der Speicherbatterie, der erforderlich ist, um einen Betrag an elektrischer Leistung auszugeben, der eine Stabilität beim Betrieb der elektrischen Last während des Stopps der Brennkraftmaschine in die Leerlaufstoppbetriebsart sicherstellt, bestimmt werden.
Deshalb, solange der Ladezustand der Speicherbatterie höher als die SOC-Untergrenze ist, ist die Speicherbatterie dazu in der Lage, einen Betrag an elektrischer Leistung zu liefern, der erforderlich ist, um die Brennkraftmaschine neu zu starten, oder um die Stabilität beim Betrieb der elektrischen Last während des Stopps der Brennkraftmaschine in der Leerlaufstoppbetriebsart sicherzustellen.
Das Fahrzeug kann mit einem elektrischen Generator ausgestattet sein, der eine elektrische Leistung unter Verwendung einer Antriebsenergie, die von der Brennkraftmaschine übertragen wird, oder kinetischen Energie des Fahrzeugs erzeugt. Die Speicherbatterie ist unter Verwendung der elektrischen Leistung, die von dem elektrischen Generator geliefert wird, aufladbar. Die Steuerungsvorrichtung umfasst ebenso eine Leistungserzeugungssteuerung, die einen Betrieb des elektrischen Generators steuert, um einen Ladezustand der Speicherbatterie dazu zu bringen, höher oder gleich einem Sollladezustand zu sein. Der Sollladezustand wird höher ausgewählt als der Leerlaufstoppfreigabe-SOC.
Die Steuerungsvorrichtung ist deshalb dazu in der Lage, einen Betrag an elektrischer Leistung sicherzustellen, der erwartungsgemäß durch die elektrische Last während eines nachfolgenden Stopps der Brennkraftmaschine in der Leerlaufstoppbetriebsart verbraucht wird, bevor die Automatikstoppbedingung erfüllt ist.
Figurenliste
Die vorliegende Erfindung wird von der detaillierten Beschreibung, die nachstehend vorgenommen wird, und von den anhängigen Zeichnungen der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung vollständiger verstanden, die jedoch nicht verwendet werden sollte, um die Erfindung auf die spezifischen Ausführungsbeispiele zu beschränken, sondern die nur zum Zweck der Erklärung und des Verständnisses dienen.
In den Zeichnungen zeigen:

1 eine schematische Ansicht, die ein fahrzeugseitiges Leistungsversorgungssystem gemäß einem Ausführungsbeispiel darstellt;
2 ein Ablaufdiagramm eines Leerlaufstoppoperationsprogramms, dass durch eine Steuerungsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel ausgeführt wird;
3 ein Ablaufdiagramm eines Programms zum Erzeugen einer elektrischen Leistung, das durch eine Steuerungsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel ausgeführt wird;
4 ein Zeitablaufdiagramm, das eine Änderung in einem Ladezustand (SOC) einer Speicherbatterie, die in einer Steuerungsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel installiert ist, demonstriert;
5 ein Zeitablaufdiagramm, das eine Änderung in einem Ladezustand (SOC) einer Speicherbatterie, die in einer Steuerungsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel installiert ist, demonstriert;
6 eine schematische Ansicht, die ein fahrzeugseitiges Leistungsversorgungssystem in einer ersten modifizierten Form eines Ausführungsbeispiels darstellt; und
7 eine schematische Ansicht, die ein fahrzeugseitiges Leistungsversorgungssystem in einer zweiten modifizierten Form eines Ausführungsbeispiels darstellt.

BESCHREIBUNG DES BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELS
Ein Ausführungsbeispiel wird mit Bezug auf die Zeichnungen diskutiert. Eine Steuerungsvorrichtung in diesem Ausführungsbeispiel wird durch eine elektronische Maschinensteuerungseinheit (ECU) zur Verwendung mit einem fahrzeugseitigen Leistungsversorgungssystem implementiert, das dazu dient, eine elektrische Leistung an verschiedene Einrichtungen zu liefern, die in einem Fahrzeug angebracht sind, das durch eine Brennkraftmaschine angetrieben wird. Die gleichen oder ähnlichen Bezugszeichen werden in den Zeichnungen verwendet, um auf die gleichen oder ähnlichen Teile Bezug zu nehmen und eine wiederholte Erklärung von diesen wird weggelassen.
Das fahrzeugseitige Leistungsversorgungssystem ist, wie in 1 dargestellt, als ein Dualleistungsversorgungssystem entworfen, das mit der Bleisäurespeicherbatterie 11 und der Lithium-Ionen-Batterie 12 ausgestattet ist, welche elektrische Leistung an die elektrischen Lasten 13 und 15 liefern. Das fahrzeugseitige Leistungsversorgungssystem arbeitet ebenso zum Liefern der Leistung von jeder der Speicherbatterien 11 und 12 oder zum Laden von jeder der Speicherbatterien 11 und 12 unter Verwendung der rotierenden elektrischen Maschine 14. Die Bleisäurespeicherbatterie 11 und die Lithium-Ionen-Batterie 12 sind mit der rotierenden elektrischen Maschine 14 parallel zueinander verbunden. Die Bleisäurespeicherbatterie 11 und die Lithium-Ionen-Batterie 12 sind ebenso mit der elektrischen Last 15 parallel zueinander verbunden.
Die Bleisäurespeicherbatterie 11 ist eine typische Allzweckspeicherbatterie, während die Lithium-Ionen-Batterie 12 eine Speicherbatterie mit hoher Energiedichte ist, die einen geringeren Leistungsverlust als die Bleisäurespeicherbatterie 11 in einer Lade- oder Entladeoperation aufweist, das heißt, eine höhere Leistungsdichte als die Bleisäurespeicherbatterie 11 aufweist. Es ist empfehlenswert, dass die Lithium-Ionen-Batterie 12 eine höhere Energieeffizienz als die Bleisäurespeicherbatterie 11 in der Lade- oder Entladeoperation aufweist. Die Lithium-Ionen-Batterie 12 ist als eine zusammengesetzte Batterie, die aus einer Vielzahl aus elektrischen Zellen besteht, konstruiert. Die Batterien 11 und 12 sind bezüglich ihrer Nennspannung (zum Beispiel 12V) zueinander identisch.
Obwohl es unter Verwendung der Zeichnungen nicht detailliert erklärt ist, ist die Lithium-Ionen-Batterie 12 mit einem Substrat als die Batterieeinheit U zusammengesetzt und in einem Gehäuse untergebracht. Die Batterieeinheit U ist in 1 durch eine gestrichelte Linie angegeben. Die Batterieeinheit U besitzt die externen Anschlüsse P0, P1 und P2. Die Bleisäurespeicherbatterie 11 und die elektrische Last 13 sind mit dem externen Anschluss P0 verbunden. Die rotierende elektrische Maschine 14 ist mit dem externen Anschluss P1 verbunden. Die elektrische Last 15 ist mit dem externen Anschluss P2 verbunden.
Die rotierende elektrische Maschine 14 ist als ein ISG („Integrated Starter Generator“, integrierter Anlassergenerator) konstruiert, d. h., ein elektrischer Generator, wie etwa ein Dreiphasen-Elektromotor oder ein Leistungswandler, der dazu in der Lage ist, wahlweise in einer Motorbetriebsart zu arbeiten, und mit einem Inverter ausgestattet ist. Die rotierende elektrische Maschine 14 ist mit der Maschine 10 mechanisch gekoppelt. Die rotierende elektrische Maschine 14 ist dazu in der Lage, wahlweise in einer durch Kraftstoff angetriebenen elektrischen Generatorbetriebsart, in der durch eine Antriebsenergie, die von einer Ausgabewelle der Maschine 10 übertragen wird, eine Elektrizität erzeugt wird, und in einer regenerativen Leistungserzeugungsbetriebsart (zum Beispiel einer regenerativen Bremsbetriebsart), in der Elektrizität durch eine Rotationsenergie (d. h. kinetische Energie) einer Achse des Fahrzeugs erzeugt wird, zu arbeiten. Die rotierende elektrische Maschine 14 arbeitet somit, um erzeugte Leistung an die Batterien 11 und 12 und die elektrische Last 15 zu liefern. Die rotierende elektrische Maschine 14 arbeitet ebenso in einer Motorbetriebsart zum Aufbringen eines Drehmoments auf die Ausgabewelle der Maschine 10. Die rotierende elektrische Maschine 14 wird mit elektrischer Leistung von der Lithium-Ionen-Batterie 12 versorgt, um die Motorbetriebsart auszuführen.
Wenn die Maschine 10 zum Beispiel in einer Ruhestellung ist, und es erforderlich ist, die Maschine 10 zu starten, arbeitet die rotierende elektrische Maschine 14, um ein Drehmoment auf die Ausgabewelle der Maschine 10 aufzubringen, um die Maschine 10 zu starten. Mit anderen Worten dient die rotierende elektrische Maschine 14 als ein Maschinenanlasser. Die rotierende elektrische Maschine 14 arbeitet ebenso in einer Drehmomentunterstützungsbetriebsart, um ein Drehmoment auf die Achse des Fahrzeugs oder die Ausgabewelle der Maschine 10 aufzubringen, um beim Antreiben des Fahrzeugs zu unterstützen.
Die elektrische Last 15 umfasst eine elektrische Einrichtung, die eine konstante Spannung erfordert, die erfordert, dass Spannung bei einem konstanten Level zugeführt wird, oder erlaubt, dass die zugeführte Spannung nur innerhalb eines vorgegebenen Bereichs variiert. Die elektrische Last 15 ist deshalb eine elektrische Last, die elektrisch geschützt werden muss und eine Fehlfunktion einer elektrischen Leistungsversorgung nicht tolerieren kann.
Als ein Beispiel der elektrischen Einrichtung, die eine konstante Spannung erfordert, ist die elektrische Last 15 durch eine Navigationseinrichtung, eine Audioeinrichtung, ein Messgerät, oder eine ECU inklusive der Maschinen-ECU 50 implementiert. Ein ungewolltes Zurücksetzen von solch einer elektrischen Last wird durch Verringern einer Variation in einer Spannung einer Leistung, die zu solch einer elektrische Last zugeführt wird, vermieden, wodurch die Stabilität beim Betrieb der elektrischen Last sichergestellt wird. Die elektrische Last 15 kann ebenso ein Fahrzeugfahrstellglied, wie etwa eine elektrische Servolenkeinrichtung oder eine Bremseinrichtung umfassen. Die elektrische Last 13 ist eine andere elektrische Einrichtung als die elektrische Einrichtung, die eine konstante Spannung erfordert. Zum Beispiel ist die elektrische Last 13 durch eine Sitzheizung, einen Heizer für eine Heckscheibenheizung, einen Scheinwerfer, einen Frontscheibenwischer oder einen elektrischen Ventilator einer Klimaanlage implementiert.
Die Batterieeinheit U wird nachstehend diskutiert. In der Batterieeinheit U sind der elektrische Pfad L1, der zwischen den externen Anschlüssen P0 und P1 verbunden ist, und der elektrische Pfad L2, der zwischen der Verbindung N1 auf dem elektrischen Pfad L1 und der Lithium-Ionen-Batterie 12 verbunden ist, angeordnet. Auf dem elektrischen Pfad L1 ist ein Schalter SW1 angeordnet. Auf dem elektrischen Pfad L2 ist der Schalter SW2 angeordnet. Die elektrische Leistung, die durch die rotierende elektrische Maschine 14 erzeugt wird, wird an die Bleisäurebatterie 11 oder die Lithium-Ionen-Batterie 12 durch den elektrischen Pfad L1 oder L2 geliefert.
Speziell ist der Schalter SW1 auf einem elektrischen Pfad angeordnet, der sich von der Bleisäurespeicherbatterie 11 und der Lithium-Ionen-Batterie 12 erstreckt und befindet sich näher zu der Bleisäurespeicherbatterie 11 (d. h. dem externen Anschluss P0) als die Verbindung N1. Der Schalter SW2 ist ebenso auf dem elektrischen Pfad angeordnet, der sich von der Bleisäurespeicherbatterie 11 und der Lithium-Ionen-Batterie 12 erstreckt und befindet sich näher zu der Lithium-Ionen-Batterie 12 als die Verbindung N1.
In der Batterieeinheit U ist ebenso der elektrische Pfad L4 angeordnet, der zwischen der Verbindung N2 auf dem elektrischen Pfad L1 (d. h. einer Verbindung, die zwischen dem externen Anschluss P0 und dem Schalter SW1 angeordnet ist) und dem externen Anschluss P2 verbunden ist. Der elektrische Pfad L4 ist ein Pfad, durch den elektrische Leistung von der Bleisäurespeicherbatterie 11 an die elektrische Last 15 geliefert wird. Auf dem elektrischen Pfad L4 ist der Schalter SW4 zwischen der Verbindung N2 und der Verbindung N4 angeordnet.
In der Batterieeinheit U ist der elektrische Pfad L4 angeordnet, der zwischen der Verbindung N3 auf dem elektrischen Pfad L2 (d. h., eine Verbindung, die zwischen dem Schalter SW2 und der Lithium-Ionen-Batterie 12 angeordnet ist) und der Verbindung N4 auf dem elektrischen Pfad L4 (d. h. eine Verbindung, die zwischen dem Schalter SW4 und dem externen Anschluss P2 angeordnet ist) verbunden ist. Der elektrische Pfad L3 definiert einen Pfad, durch den elektrische Leistung von Lithium-Ionen-Batterie 12 an die elektrische Last 15 geliefert wird. Auf dem elektrischen Pfad L3 ist der Schalter SW3 zwischen der Verbindung N3 und der Verbindung N4 angeordnet. Speziell ist der Schalter SW4 auf einem elektrischen Pfad angeordnet, der sich von der Bleisäurespeicherbatterie 11 zu der Lithium-Ionen-Batterie 12 erstreckt und befindet sich näher zu der Bleisäurespeicherbatterie 11 als die Verbindung N4. Der Schalter SW3 ist auf dem elektrischen Pfad angeordnet, der sich von der Bleisäurespeicherbatterie 11 zu der Lithium-Ionen-Batterie 12 erstreckt und befindet sich näher zu der Lithium-Ionen-Batterie 12 als die Verbindung N4.
Die Batterieeinheit U ist mit der BMU („Battery Management Unit“, Batterieverwaltungseinheit) 18 ausgestattet, die arbeitet, um Operationen der Schalter SW1 bis SW4 zu steuern. Die BMU 18 wird durch einen Mikrocomputer inklusive einer CPU, einem ROM, einem RAM und einer Eingabe-/Ausgabeschnittstelle implementiert. Die BMU 18 steuert An-/Aus-Operationen der Schalter SW1 bis SW4.
Die BMU 18 überwacht eine oder mehrere Bedingungen der Lithium-Ionen-Batterie 12 und gibt Informationen über solche Bedingungen in der Form von elektrischen Signalen aus. Zum Beispiel umfassen die Bedingungen der Lithium-Ionen-Batterie 12 die Temperatur und den Zustand einer Verschlechterung der Lithium-Ionen-Batterie 12, eine Ausgabespannung von der Lithium-Ionen-Batterie 12 und den SOC der Lithium-Ionen-Batterie 12.
Speziell misst oder berechnet die BMU 18 den SOC der Lithium-Ionen-Batterie 12 (d. h. eine elektrische Energie, die in der Lithium-Ionen-Batterie 12 verbleibt) und gibt Informationen über den SOC in der Form eines elektrischen Signals aus. Die Berechnung des SOC kann auf eine bekannte Weise als eine Funktion von zum Beispiel einer OCV („Open Circuit Voltage“, Leerlaufspannung) an der Lithium-Ionen-Batterie 12, wenn kein Strom in die oder von der Lithium-Ionen-Batterie 12 fließt, erhalten werden. Der SOC kann durch zyklisches Summieren eines Betrags an elektrischem Strom, der in die oder von der Lithium-Ionen-Batterie 12 in der Lade- oder Entladeoperation fließt, aktualisiert werden. In der folgenden Diskussion wird auf den SOC der Lithium-Ionen-Batterie 12 lediglich als SOC Bezug genommen.
Die BMU 18 überwacht ebenso den Zustand einer Verschlechterung der Lithium-Ionen-Batterie 12 und gibt Informationen darüber in der Form eines elektrischen Signals aus. Das Überwachen der Verschlechterung der Lithium-Ionen-Batterie 12 kann auf eine bekannte Weise durch Berechnen eines Innenwiderstandes der Lithium-Ionen-Batterie 12 unter Verwendung einer Kombination einer Anschlusszu-Anschluss-Spannung an der Lithium-Ionen-Batterie 12 und einem Lade- oder Entladestrom in der Lithium-Ionen-Batterie 12 und Berechnen des Zustandes der Verschlechterung als eine Funktion des Innenwiderstandes verwirklicht werden.
Die BMU 18 beschafft die Temperatur der Lithium-Ionen-Batterie 12 von einem (nicht gezeigten) Temperatursensor, der die Temperatur der Lithium-Ionen-Batterie 12 misst und Informationen darüber in der Form eines elektrischen Signals ausgibt. Die BMU 18 beschafft ebenso eine Ausgabespannung der Lithium-Ionen-Batterie 12 von einem (nicht gezeigten) Spannungssensor, der die Ausgabespannung an der Lithium-Ionen-Batterie 12 misst und Informationen darüber in der Form eines elektrischen Signals ausgibt.
Die Maschinen-ECU 50 (nachstehend lediglich als ECU 50 bezeichnet) ist durch einen bekannten Mikrocomputer inklusive einer CPU, eines ROM, eines RAM und eines Flashspeichers implementiert. Die ECU 50 erhält verschiedene Arten von Informationen. Die ECU 50 beschafft Informationen über die Operationen des Fahrers, zum Beispiel eine Ausgabe von einem Beschleunigerpositionssensor, der eine Position eines Beschleunigers angibt, und eine Ausgabe von einem Bremspositionssensor, der eine Position eines Bremspedals angibt. Die ECU 50 beschafft ebenso Informationen über den Zustand der Lithium-Ionen-Batterie 12 von der BMU 18. Die ECU 50 beschafft ebenso Informationen über die Bedingung des Fahrzeugs, zum Beispiel die Geschwindigkeit des Fahrzeugs von einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor. Die ECU 50 beschafft ebenso Informationen über den Zustand einer Operation der elektrischen Last 15 von der elektrischen Last 15.
Die ECU 50 analysiert die beschafften Informationen, um verschiedene Steuerungsaufgaben auszuführen. Zum Beispiel steuert die ECU 50 eine Motoroperation oder eine Elektrizitätserzeugungsoperation der rotierenden elektrischen Maschine 14 unter Verwendung von Informationen über die Geschwindigkeit des Fahrzeugs oder die Operation des Fahrers. Gleichzeitig steuert die ECU 50 die Lade- oder Entladeoperation der Lithium-Ionen-Batterie 12 als eine Funktion des SOC der Lithium-Ionen-Batterie 12.
Speziell weist die ECU 50 die BMU 18 der Batterieeinheit U an, den SOC der Lithium-Ionen-Batterie 12 innerhalb eines gegebenen verfügbaren Bereichs zu bringen, der durch einen flachen Abschnitt (ebenso als Plateauregion bezeichnet) einer Lade-/Entladekurve definiert ist, in dem eine Variation in einer Spannung klein ist. Die BMU 18 steuert die Operationen der Schalter SW1 bis SW4 gemäß der Anweisung von der ECU 50, um die Lade- oder Entladeoperation der Lithium-Ionen-Batterie 12 zu steuern.
Die ECU 50 steuert ebenso Operationen der Maschine 10 inklusive einer Start- und einer Stoppoperation der Maschine 10. Zum Beispiel führt die ECU 50 eine Leerlaufstoppbetriebsart der Maschine 10 aus. Die Leerlaufstoppbetriebsart dient zum Stoppen eines Betriebs der Maschine 10 (d. h. einer Verbrennung von Kraftstoff in der Maschine 10), wenn gegebene Automatikstoppbedingungen erfüllt sind und dann zum Neustarten der Maschine 10, wenn gegebene Neustartbedingungen erfüllt sind. Die Automatikstoppbedingungen umfassen eine Bedingung, in der die Geschwindigkeit des Fahrzeugs in einem Automatikstoppbereich (zum Beispiel 10km/h oder weniger) liegt und die Beschleunigeroperation gestoppt wurde oder die Bremsoperation durchgeführt wurde. Die Neustartbedingungen umfassen eine Bedingung, in der die Beschleunigeroperation gestartet wurde oder die Bremsoperation gestoppt wurde. Die ECU 50 bestimmt ebenso, ob die Maschine 10 nach einem Neustart angefeuert wurde, d. h., ob die Neustartoperation der Maschine 10 verwendet wurde. Die Maschinensteuerungsoperation und die Leerlaufstoppoperation können alternativ entsprechend unter Verwendung von separaten ECUs ausgeführt werden.
Der SOC der Lithium-Ionen-Batterie 12 wird während der Leerlaufstoppbetriebsart fortgesetzt verringert, weil es erforderlich ist, eine Zufuhr von elektrischer Leistung an die elektrische Last 15, die die elektrische Last ist, die die konstante Spannung erfordert, fortgesetzt wird. Herkömmliche Steuerungssysteme sind deshalb entworfen, um den Betrag an elektrischer Leistung, der erwartungsgemäß durch eine elektrische Last in der Leerlaufstoppbetriebsart verbraucht wird, zu berechnen, und den berechneten Betrag an elektrischer Leistung zu verwenden, um einen Schwellenwert zu bestimmen, der ein minimaler Wert des SOC ist, der notwendig ist, bevor die Leerlaufstoppbetriebsart eingenommen wird.
Speziell addieren die herkömmlichen Steuerungssysteme den berechneten Betrag einer elektrischen Leistung, der erwartungsgemäß durch die elektrische Einrichtung verbraucht wird, zu einer Untergrenze eines verfügbaren SOC-Bereichs der Lithium-Ionen-Batterie, um dies als den Schwellenwert zu bestimmen. Die herkömmlichen Steuerungssysteme arbeiten, um die Lade- oder Entladeoperation der Lithium-Ionen-Batterie 12 zu steuern, um den SOC der Lithium-Ionen-Batterie über dem Schwellenwerten zu halten, wodurch ein Risiko eliminiert wird, dass die Maschine neu gestartet wird, bevor die Neustartbedingungen erfüllt sind, wenn der SOC aufgrund eines Verbrauchs von elektrischer Leistung durch die elektrische Einrichtung während der Leerlaufstoppbetriebsart die Untergrenze erreicht.
Die Ausgabeleistung von der Lithium-Ionen-Batterie 12, wie vorstehend bereits beschrieben, hängt von Bedingungen ab, die mit einer Ausgabeperformance der Lithium-Ionen-Batterie 12 verknüpft sind, wie etwa dem Zustand einer Verschlechterung oder der Temperatur der Lithium-Ionen-Batterie 12. Wenn zum Beispiel die Lithium-Ionen-Batterie 12 verschlechtert ist oder eine hohe oder niedrige Temperatur aufweist, kann dies eine ungewünschte Verringerung einer Ausgabespannung von der Lithium-Ionen-Batterie 12 unabhängig von dem SOC ergeben.
Deshalb, wenn der Schwellenwert unter Verwendung der Untergrenze des verfügbaren SOC-Bereichs der Lithium-Ionen-Batterie 12 zum Beispiel in einem anfänglichen Zustand von dieser bestimmt wird, stößt man auf den folgenden Nachteil. Wenn der Zustand der Lithium-Ionen-Batterie 12, wie etwa der Zustand einer Verschlechterung oder die Temperatur der Lithium-Ionen-Batterie 12 geändert wird, kann dies zu einem Risiko führen, dass die Lithium-Ionen-Batterie 12 nicht dazu in der Lage ist, den Betrag an elektrischer Leistung zu liefern, der erforderlich ist, um die Leerlaufstoppbetriebsart fortzusetzen.
Um das vorstehende Problem zu lösen, führt die ECU 50 in diesem Ausführungsbeispiel die Lade- oder Entladeoperation der Lithium-Ionen-Batterie 12 und die Leerlaufstoppbetriebsart unter Berücksichtigung des Zustands der Lithium-Ionen-Batterie 12 auf die folgende Weise aus, wie nachstehend detailliert beschrieben ist.
Die ECU 50 ist mit verschiedenen Arten von Funktionen ausgestattet, die nachstehend beschrieben sind. Speziell ist die ECU 50, wie in 1 dargestellt ist, mit dem Untergrenzberechner 51, dem Verbrauchsleistungsberechner 52, dem SOC-Bestimmer 53, der Stoppsteuerung 54, der Startsteuerung 55 und der Leistungserzeugungssteuerung 56 ausgestattet. Diese Funktionen werden durch Durchführen von Steuerungsprogrammen, die in dem ROM der ECU 50 gespeichert sind, verwirklicht, aber können jedoch alternativ in Hardware, wie etwa einer elektronischen Schaltung verwirklicht werden oder können zumindest teilweise in Software, wie etwa ein Computer, verwirklicht werden.
Der Untergrenzberechner 51 arbeitet, um eine SOC-Untergrenze zu berechnen oder zu bestimmen, die ein minimaler Wert des SOC der Lithium-Ionen-Batterie 12 ist, der erforderlich ist, um die Maschine 10 neu zu starten, als eine Funktion des Zustandes der Lithium-Ionen-Batterie 12. Mit anderen Worten ist die SOC-Untergrenze der Wert des SOC der Lithium-Ionen-Batterie 12, der als zumindest erforderlich bestimmt ist, um das Stoppen der Maschine 10 in der Leerlaufstoppbetriebsart fortzusetzen. Speziell ist die SOC-Untergrenze durch den Höheren der folgenden Zwei bestimmt: eines minimalen Werts der SOC, der für die Lithium-Ionen-Batterie 12 erforderlich ist, um einen Betrag an elektrischer Leistung an die rotierende elektrische Maschine 14 zu liefern, um ein Drehmoment zum Starten der Maschine 10 auszugeben, und eines minimalen Werts des SOC, der für die Lithium-Ionen-Batterie 12 erforderlich ist, um einen Betrag an elektrischer Leistung zu liefern, der erforderlich ist, um die stabile Operation der elektrischen Last 15 in der Leerlaufstoppbetriebsart sicherzustellen.
Speziell sind Übersichtsdaten, die verwendet werden, um die SOC-Untergrenze zu bestimmen, als eine Funktion von Parametern, die den Zustand der Verschlechterung und die Temperatur der Lithium-Ionen-Batterie 12 angeben, im Voraus vorbereitet und in der ECU 50 gespeichert. Der Untergrenzberechner 51 berechnet die SOC-Untergrenze als eine Funktion des Zustands der Verschlechterung und der Temperatur der Lithium-Ionen-Batterie 12, wie durch die BMU 18 hergeleitet, durch Nachschlagen unter Verwendung der Übersichtsdaten.
Der Verbrauchsleistungsberechner 52 schätzt oder berechnet einen Betrag an elektrischer Leistung, der durch die elektrische Last 15 verbraucht wird, während die Maschine 10 in der Leerlaufstoppbetriebsart gestoppt ist. Der verbrauchte Betrag an elektrischer Leistung, wie hierin bezeichnet, ist ein Betrag an elektrischer Leistung, der durch die elektrische Last 15 verbraucht wird, bis eine gegebene Zeitperiode abläuft, nachdem die Maschine 10 in der Leerlaufstoppbetriebsart gestoppt ist. Die gegebene Zeitperiode wird vorzugsweise als eine konstante Zeitperiode (zum Beispiel 1 bis 2 Minuten) ausgewählt, während der die Maschine 10 in der Leerlaufstoppbetriebsart mit hoher Wahrscheinlichkeit gestoppt ist, aber kann alternativ unter Verwendung einer Fahrthistorie des Fahrzeugs oder Informationen über Umgebungen des Fahrzeugs bestimmt werden, was nachstehend detailliert beschrieben wird.
Der verbrauchte Betrag an elektrischer Leistung wird basierend auf dem Zustand einer Operation der elektrischen Last 15 unter Verwendung von Übersichtsdaten berechnet. Der Zustand der Operation der elektrischen Last 15, wie hierin bezeichnet, umfasst einen Betrag an elektrischer Leistung, der durch die elektrische Last 15 erforderlich ist, sowie einen An- oder Aus-Zustand der elektrischen Last 15. Der Zustand der Operation wird von der elektrischen Last 15 ausgegeben. Wenn die elektrische Last 15, dessen erforderlicher Betrag an elektrischer Leistung relativ hoch ist, in dem An-Zustand ist, der Betrag an elektrischer Leistung, der durch die elektrische Last 15, die in den An-Zustand versetzt ist, hoch ist, oder eine Vielzahl von elektrischen Lasten 15 gleichzeitig in dem An-Zustand sind, wird bestimmt, unter Verwendung der Übersichtsdaten, dass der verbrauchte Betrag an elektrischer Leistung groß ist. Alternativ, wenn die elektrische Last 15, dessen erforderlicher Betrag an elektrischer Leistung relativ hoch ist, in dem Aus-Zustand ist, der Betrag an elektrischer Leistung, der durch die elektrische Last 15, die in den An-Zustand versetzt ist, erforderlich ist, niedrig ist, oder eine Vielzahl von elektrischen Lasten 15 gleichzeitig in dem Aus-Zustand ist, wird unter Verwendung der Übersichtsdaten bestimmt, dass der verbrauchte Betrag an elektrischer Leistung klein ist.
Der SOC-Bestimmer 53 arbeitet, um einen Leerlaufstoppfreigabe-SOC zu bestimmen, als eine Funktion des verbrauchten Betrags einer elektrischen Leistung, der durch den Verbrauchsleistungsberechner 52 berechnet wird, basierend auf der SOC-Untergrenze, die durch den Untergrenzberechner 51 berechnet wird. Der Leerlaufstoppfreigabe-SOC ist ein SOC der Lithium-Ionen-Batterie 12, der erlaubt, dass die Leerlaufstoppbetriebsart eingenommen wird, um die Maschine 10 zu stoppen, wenn die Automatikstoppbedingungen erfüllt sind. Mit anderen Worten, wenn der Leerlaufstoppfreigabe-SOC erreicht wird und die Automatikstoppbedingungen erfüllt sind, wird die Leerlaufstoppbetriebsart eingenommen, um die Maschine 10 zu stoppen. Speziell addiert der SOC-Bestimmer 53 einen Betrag an elektrischer Leistung, der in der Lithium-Ionen-Batterie 12 gespeichert sein muss, um zumindest den verbrauchten Betrag an elektrischer Leistung zu kompensieren, der durch den Verbrauchsleistungsberechner 52 berechnet wird, zu der SOC-Untergrenze und bestimmt solch eine Summe als den Leerlaufstoppfreigabe-SOC.
Die Stoppsteuerung 54 arbeitet, um die Maschine 10 in der Leerlaufstoppbetriebsart zu stoppen, wenn ein gemessener Wert des SOC der Lithium-Ionen-Batterie 12 größer oder gleich dem Leerlaufstoppfreigabe-SOC ist, und die Automatikstoppbedingungen erfüllt sind. Die Bestimmung dahingehend, ob die Automatikstoppbedingungen erfüllt sind oder nicht, wird wie vorstehend beschrieben, unter Verwendung von Informationen über die Geschwindigkeit des Fahrzeugs und die Operation des Fahrers verwirklicht.
Die Startsteuerung 55 arbeitet, um die Operation der rotierenden elektrischen Maschine 14 zu steuern, um die Maschine 10 zu starten, wenn die Neustartbedingungen in der Leerlaufstoppbetriebsart erfüllt sind. Die Bestimmung dahingehend, ob die Neustartbedingungen erfüllt sind oder nicht, wird, wie vorstehend beschrieben, unter Verwendung der Operation des Fahrers verwirklicht. Die Startsteuerung 55 arbeitet ebenso, um die rotierende elektrische Maschine 14 in der Motorbetriebsart zu betätigen, um die Maschine 10 neu zu starten, wenn die Neustartbedingungen in der Leerlaufstoppbetriebsart noch nicht erfüllt sind, aber der SOC der Lithium-Ionen-Batterie 12 auf die SOC-Untergrenze abgefallen ist. Dies eliminiert ein Risiko eines Ausfalls beim Neustart der Maschine 10 oder eine Instabilität beim Betrieb der elektrischen Leistung 15 aufgrund eines nicht ausreichenden Betrags an elektrischer Leistung in der Lithium-Ionen-Batterie 12.
Die Leistungserzeugungssteuerung 56 arbeitet, um eine elektrische Erzeugung der rotierenden elektrischen Maschine 14 zu steuern, um den SOC zu erhöhen, sodass dieser höher oder gleich einem Soll-SOC ist. Wenn der SOC niedriger als eine Obergrenze des verfügbaren SOC-Bereichs ist, und es möglich ist, eine regenerative Leistungserzeugung unter Verwendung von kinetischer Energie des Fahrzeugs zu verwirklichen, zum Beispiel während einer Verlangsamung des Fahrzeugs, dreht die Leistungserzeugungssteuerung 56 die rotierende Welle der rotierenden elektrischen Maschine 14 unter Verwendung der kinetischen Energie des Fahrzeugs, um die rotierende elektrische Maschine 14 dazu zu bringen, in der regenerativen Leistungserzeugungsbetriebsart Elektrizität zu erzeugen.
Wenn der SOC der Lithium-Ionen-Batterie 12 niedriger als der Soll-SOC ist und es unmöglich ist, die regenerative Leistungserzeugung unter Verwendung von kinetischer Energie des Fahrzeugs zu verwirklichen, zum Beispiel wenn das Fahrzeug gestoppt ist, treibt die Leistungserzeugungssteuerung 56 die Maschine 10 an und dreht die rotierende Welle der rotierenden elektrischen Maschine 14 unter Verwendung eines Drehmoments, das durch die Ausgabewelle der Maschine 10 erzeugt wird, um die rotierende elektrische Maschine 14 dazu zu bringen, in der Leistungserzeugungsbetriebsart (d. h., der durch Kraftstoff angetriebenen elektrischen Generatorbetriebsart) Elektrizität zu erzeugen.
Der Soll-SOC wird derart ausgewählt, dass dieser zumindest höher als der Leerlaufstoppfreigabe-SOC ist. Mit anderen Worten wird der Soll-SOC als der Leerlaufstoppfreigabe-SOC plus einer vorgegebenen Spanne bzw. einem Spielraum bestimmt. Speziell multipliziert der SOC-Bestimmer 53 den Leerlaufstoppfreigabe-SOC mit einem gegebenen Wert (zum Beispiel 1,2) und bestimmt diesen als den Soll-SOC. Da der Leerlaufstoppfreigabe-SOC unter Verwendung der SOC-Untergrenze und dem verbrauchten Betrag an elektrischer Leistung bestimmt wird, wird es so gesehen, dass der Soll-SOC unter Verwendung der SOC-Untergrenze und dem verbrauchten Betrag an elektrischer Leistung bestimmt wird.
Der SOC-Bestimmer 53 kann einen gegebenen Betrag an elektrischer Leistung zu dem Leerlaufstoppfreigabe-SOC addieren und diesen als den Soll-SOC bestimmen. Zum Beispiel wird der gegebene Betrag an elektrischer Leistung vorzugsweise auf einen SOC eingestellt, der groß genug ist, um die Maschine 10 in der Leerlaufstoppbetriebsart für mehrere Minuten gestoppt beizubehalten. Der Soll-SOC kann alternativ in einem Speicher als ein fester Wert gespeichert werden, ohne durch den SOC-Bestimmer 53 berechnet zu werden. Der feste Wert kann derart bestimmt werden, dass er größer als ein maximaler SOC ist, der als der Leerlaufstoppfreigabe-SOC ausgewählt ist.
Die ECU 50 erlaubt der rotierenden elektrischen Maschine 14 ebenso, in der Drehmomentunterstützungsbetriebsart zu arbeiten, wenn der SOC der Lithium-Ionen-Batterie 12 größer als der Soll-SOC ist. Speziell, wenn bestimmt wird, dass das Fahrzeug beschleunigt oder bei einer konstanten Geschwindigkeit fährt, unter Verwendung der Operation des Fahrers und der Geschwindigkeit des Fahrzeugs, und wenn der SOC der Lithium-Ionen-Batterie 12 höher als der Soll-SOC ist, betätigt die ECU 50 die rotierende elektrische Maschine 14 in der Motorbetriebsart, um beim Antreiben des Fahrzeugs zu unterstützen.
Eine Leerlaufstoppoperation, die durch die ECU 50 gemäß einer Sequenz von logischen Schritten oder eines Programms in 2 ausgeführt wird, wird nachführend beschrieben. Die Leerlaufstoppoperation wird nach einem Einschalten eines Zündschalters des Fahrzeugs initiiert und dann durch die ECU 50 zyklisch durchgeführt.
Nach einem Eintritt in das Programm in 2 geht die Routine über zu Schritt S101, in dem die ECU 50 (d. h. der Untergrenzberechner 51) die SOC-Untergrenze als eine Funktion des Zustands der Verschlechterung und der Temperatur der Lithium-Ionen-Batterie 12, die von der BMU 18 durch Nachschlagen unter Verwendung der Übersichtsdaten hergeleitet werden, schätzt. Die Routine geht über zu Schritt S102, in dem die ECU 50 (d. h. der Verbrauchsleistungsberechner 52) einen Betrag an elektrischer Leistung, der durch die elektrische Last 15, während das Fahrzeug in der Leerlaufstoppbetriebsart gestoppt ist, erwartungsgemäß verbraucht wird, unter Verwendung des Zustands der Operation der elektrischen Last 15 berechnet.
Die Routine geht über zu Schritt S103, in dem die ECU 50 (d. h. der SOC-Bestimmer 53) den Leerlaufstoppfreigabe-SOC unter Berücksichtigung des verbrauchten Betrags an elektrischer Leistung, der in Schritt S102 berechnet wird, basierend auf der SOC-Untergrenze, die in Schritt S101 bestimmt wird, bestimmt. Die Routine geht über zu Schritt S104, in dem die ECU 50 bestimmt, ob der SOC der Lithium-Ionen-Batterie 12 höher als der Leerlaufstoppfreigabe-SOC ist. Wenn eine NEIN-Antwort erhalten wird, dann beendet die Routine die Leerlaufstoppoperation .
Alternativ, wenn eine JA-Antwort in Schritt S104 erhalten wird, was bedeutet, dass der SOC der Lithium-Ionen-Batterie 12 höher als der Leerlaufstoppfreigabe-SOC ist, dann geht die Routine über zu Schritt S105, in dem die ECU 50 bestimmt, ob die Automatikstoppbedingungen erfüllt sind oder nicht, unter Verwendung von erhaltenen Informationen über die Geschwindigkeit des Fahrzeugs und die Operation des Fahrers. Wenn eine NEIN-Antwort erhalten wird, dann beendet die Routine die Leerlaufstoppoperation.
Alternativ, wenn eine JA-Antwort in Schritt S105 erhalten wird, was bedeutet, dass die Automatikstoppbedingungen erfüllt sind, dann geht die Routine über zu Schritt S106, in dem die ECU (d. h. die Stoppsteuerung 54) die Maschine 10 in der Leerlaufstoppbetriebsart stoppt.
Nachfolgend geht die Routine über zu Schritt S107, in dem die ECU 50 bestimmt, ob die Neustartbedingungen erfüllt sind oder nicht. Wenn eine JA-Antwort erhalten wird, dann geht die Routine über zu Schritt S108, in dem die ECU 50 (d. h. die Startsteuerung 55) die Operation der rotierenden elektrischen Maschine steuert, um die Maschine 10 zu starten. Die Routine wird dann beendet, um die Leerlaufstoppbetriebsart zu beenden.
Alternativ, wenn eine NEIN-Antwort in Schritt S107 erhalten wird, was bedeutet, dass die Neustartbedingungen nicht erfüllt sind, dann geht die Routine über zu Schritt S109, in dem die ECU 50 den SOC der Lithium-Ionen-Batterie 12 erhält und bestimmt, ob der erhaltene SOC höher ist als die SOC-Untergrenze oder nicht. Wenn eine JA-Antwort erhalten wird, dann kehrt die Routine zurück zu Schritt S107. Mit anderen Worten, nach einem Ablauf einer gegebenen Zeitperiode, seit eine JA-Antwort in Schritt S109 erhalten wurde, führt die ECU 50 Schritt S107 wiederholt aus. Dies veranlasst, dass die Leerlaufstoppbetriebsart ein Stoppen der Maschine 10 fortsetzt, bis die Neustartbedingungen erfüllt sind oder der SOC die SOC-Untergrenze erreicht.
Alternativ, wenn eine NEIN-Antwort in Schritt S109 erhalten wird, was bedeutet, dass der erhaltene SOC niedriger ist als die SOC-Untergrenze, dann geht die Routine über zu Schritt S108 in dem die ECU 50 die Operation der rotierenden elektrischen Maschine 14 steuert, um die Maschine 10 neu zu starten. Speziell startet die ECU 50 die Maschine 10 neu, unabhängig von den Neustartbedingungen und beendet die Leerlaufstoppbetriebsart.
Eine elektrische Leistungserzeugungsoperation, die durch die rotierende elektrische Maschine 14 gemäß einem Programm in 3 ausgeführt wird, wird nachstehend beschrieben. Das Programm in 3 wird durch die ECU 50 (d. h. die Leistungserzeugungssteuerung 56) zyklisch ausgeführt.
Nach einem Eintritt in das Programm in 3 geht die Routine über zu Schritt S201, in dem die ECU 50 den SOC der Lithium-Ionen-Batterie 12 erhält und bestimmt, ob der erhaltene SOC niedriger als die Obergrenze des verfügbaren SOC-Bereichs der Lithium-Ionen-Batterie 12 ist oder nicht.
Wenn eine NEIN-Antwort in Schritt S201 erhalten wird, dann beendet die Routine die elektrische Leistungserzeugungsoperation. Alternativ, wenn eine JA-Antwort erhalten wird, dann geht die Routine über zu Schritt S202, in dem die ECU 50 bestimmt, ob es erlaubt ist, die regenerative Leistungserzeugung unter Verwendung der kinetischen Energie des Fahrzeugs zu verwirklichen oder nicht. Wenn unter Verwendung der Informationen über die Geschwindigkeit des Fahrzeugs und die Operation des Fahrers bestimmt ist, dass der Beschleuniger des Fahrzeugs nicht betätigt wird, dass die Bremse betätigt wird, oder dass das Fahrzeug verlangsamt, entscheidet die ECU 50, dass es möglich ist, die regenerative Leistungserzeugung unter Verwendung der kinetischen Energie des Fahrzeugs zu verwirklichen.
Wenn eine JA-Antwort in Schritt S202 erhalten wird, was bedeutet, dass es möglich ist, die regenerative Leistungserzeugung unter Verwendung der kinetischen Energie des Fahrzeugs zu verwirklichen, dann geht die Routine über zu Schritt S203, in dem die ECU 50 die Operation der rotierenden elektrischen Maschine 14 steuert, um die regenerative Leistungserzeugung unter Verwendung der kinetischen Energie des Fahrzeugs durchzuführen, um die Lithium-Ionen-Batterie 12 zu laden. Die Routine endet dann.
Alternativ, wenn eine NEIN-Antwort in Schritt S202 erhalten wird, geht die Routine über zu Schritt S204, in dem die ECU 50 bestimmt, ob der erhaltene SOC niedriger als der Soll-SOC ist oder nicht. Die ECU 50 kann den Soll-SOC unter Verwendung des Leerlaufstoppfreigabe-SOC in Schritt S204 bestimmen oder kann den Soll-SOC gleichzeitig mit einer Berechnung des Leerlaufstoppfreigabe-SOC in Schritt S103 bestimmen. Wenn eine NEIN-Antwort in Schritt S204 erhalten wird, dann beendet die Routine die elektrische Leistungserzeugungsoperation. Alternativ, wenn eine JA-Antwort in Schritt S204 erhalten wird, dann geht die Routine über zu Schritt S205, in dem bestimmt wird, ob die Maschine 10 in der Leerlaufstoppbetriebsart gestoppt ist oder nicht. Wenn eine JA-Antwort erhalten wird, beendet die ECU 50 die elektrische Leistu ngserzeug u ngsoperation.
Alternativ, wenn eine NEIN-Antwort in Schritt S205 erhalten wird, dann geht die Routine über zu Schritt S206, in dem die ECU 50 die Operation der Maschine 10 steuert und die rotierende elektrische Maschine 14 dreht, unter Verwendung eines Drehmoments, dass durch die Ausgabewelle der Maschine 10 erzeugt wird, um die rotierende elektrische Maschine 14 dazu zu bringen, in der Leistungserzeugungsbetriebsart (d.h. in der mit Kraftstoff angetriebenen elektrischen Generatorbetriebsart) Elektrizität zu erzeugen. Wenn das Fahrzeug beschleunigt, betreibt die ECU 50 die Maschine 10, um einen Grad eines Drehmoments auszugeben, der groß genug für das Fahrzeug ist, um eine Beschleunigung fortzusetzen, und für die rotierende elektrische Maschine 14, um eine Elektrizität zu erzeugen. Alternativ, wenn das Fahrzeug gestoppt ist, während die Maschine 10 im Leerlauf ist, dann betreibt die ECU 50 die Maschine 10, um ein Grad eines Drehmoments zu erzeugen, der nur erforderlich ist, damit die rotierende elektrische Maschine 14 eine Elektrizität erzeugt.
Eine Änderung in einem SOC der Lithium-Ionen-Batterie 12, wenn die Maschine 10 in der Leerlaufstoppbetriebsart gestoppt ist, wird mit Bezug auf 4 und 5 beschrieben. In 4 und 5 gibt eine gestrichelte Linie eine Änderung in einem SOC in einem System des Standes der Technik an, während eine durchgezogene Linie eine Änderung in einem SOC in diesem Ausführungsbeispiel angibt. Das System des Standes der Technik bestimmt die Summe der Untergrenze des verfügbaren SOC-Bereichs der Lithium-Ionen-Batterie 12 und eines SOC, der erforderlich ist, um einen Betrag einer elektrischen Leistung, die durch die elektrische Last 15 verbraucht wird, zu kompensieren, als einen Schwellenwert, der ein minimaler SOC der Lithium-Ionen-Batterie 12 ist, der in der Lithium-Ionen-Batterie 12 gespeichert sein muss, bevor die Maschine 10 in der Leerlaufstoppbetriebsart gestoppt wird. Die folgende Diskussion wird unter Bedingungen vorgenommen, dass die Untergrenze des verfügbaren SOC-Bereichs der Lithium-Ionen-Batterie 12 und der Betrag einer elektrischen Leistung, der durch die elektrische Last 15 verbraucht wird, in diesem Ausführungsbeispiel identisch mit denen in dem System des Standes der Technik ist. Es wird ebenso angenommen, dass der Zustand der Lithium-Ionen-Batterie 12 in diesem Ausführungsbeispiel identisch mit dem in dem System des Standes der Technik ist, sodass ein minimaler SOC (d. h. die SOC-Untergrenze in diesem Ausführungsbeispiel), die erforderlich ist, um die Maschine 10 zu starten, höher ist als die Untergrenze des verfügbaren SOC-Bereichs, und das ein anfänglicher Wert des SOC in 4 in diesem Ausführungsbeispiel mit dem in dem System des Standes der Technik identisch ist und höher als der Soll-SOC ist.
Als Erstes wird die Geschwindigkeit des Fahrzeugs mit Bezug auf 4 beschrieben. Das Fahrzeug fährt bei einer konstanten Geschwindigkeit zwischen einer Zeit T1 und einer Zeit T4. Das Fahrzeug verlangsamt zwischen einer Zeit T4 und einer Zeit T5 und stoppt dann zu der Zeit T5.
Eine Änderung in einem SOC in dem System des Standes der Technik wird nachstehend beschrieben. Wenn das Fahrzeug mit einer konstanten Geschwindigkeit zwischen der Zeit T1 und einer Zeit T3 fährt, ist der SOC, wie durch die gestrichelte Linie angegeben ist, höher oder gleich dem Schwellenwert, sodass die rotierende elektrische Maschine 14 in der Motorbetriebsart arbeitet. Die elektrische Last 15 verbraucht elektrische Leistung. Dies veranlasst, dass der SOC fällt, bis der Schwellenwert erreicht ist.
Wenn das Fahrzeug zwischen der Zeit T4 und der Zeit T5 verlangsamt, arbeitet die rotierende elektrische Maschine 14 in der regenerativen Leistungserzeugungsbetriebsart, sodass sich der SOC über den Schwellenwert erhöht. Wenn das Fahrzeug zur Zeit T5 stoppt, sind die Automatikstoppbedingungen erfüllt, sodass die Leerlaufstoppbetriebsart eingenommen wird, um die Maschine 10 zu stoppen.
Wenn das Fahrzeug zwischen einer Zeit T5 und einer Zeit T6 in Ruhe ist, verbraucht die elektrische Last 15 weiterhin elektrische Leistung während der Leerlaufstoppbetriebsart, sodass der SOC unter den Schwellenwert fällt. Wenn der SOC die SOC-Untergrenze erreicht, die ein minimaler SOC ist, der erforderlich ist, um die Maschine 10 zu starten, zu einer Zeit T6, beendet das System des Standes der Technik die Leerlaufstoppbetriebsart und startet dann die Maschine 10 neu, obwohl die Neustartbedingungen noch nicht erfüllt sind, um ein Risiko eines Ausfalls beim Neustarten der Maschine 10 zu eliminieren. Dies stoppt eine Verringerung des SOC.
Die Maschine 10 wird zwischen einer Zeit T6 und einer Zeit T7 in die Leerlaufbetriebsart versetzt. Die rotierende elektrische Maschine 14 erzeugt Elektrizität in der mit Kraftstoff angetriebenen elektrischen Generatorbetriebsart, sodass sich der SOC erhöht. Danach, wenn der SOC den Schwellenwert zur Zeit T7 erreicht, sind die Automatikstoppbedingungen erfüllt, sodass dann die Leerlaufstoppbetriebsart eingenommen wird.
Die Maschine 10 ist in der Leerlaufstoppbetriebsart zwischen der Zeit T7 und der Zeit T8 gestoppt, was verursacht, dass der SOC sich verringert. Wenn der SOC die SOC-Untergrenze erreicht, die ein minimaler SOC ist, der erforderlich ist, um die Maschine 10 zu starten, zur Zeit T8, startet das System des Standes der Technik die Maschine 10 neu. Dies stoppt eine Verringerung des SOC. Die Maschine 10 wird zwischen der Zeit T8 und der Zeit T9 in die Leerlaufbetriebsart versetzt. Die rotierende elektrische Maschine 14 erzeugt Elektrizität in der mit Kraftstoff angetriebenen elektrischen Generatorbetriebsart, sodass sich der SOC erhöht.
Wie von der vorstehenden Diskussion ersichtlich ist, erreicht in dem System des Standes der Technik der SOC die SOC-Untergrenze, die ein minimaler SOC ist, der erforderlich ist, um die Maschine 10 neu zu starten, bevor sich der SOC auf die Untergrenze des verfügbaren SOC-Bereichs verringert, in Abhängigkeit des Zustands der Lithium-Ionen-Batterie 12. Mit anderen Worten startet das System des Standes der Technik einen Neustart der Maschine 10 bevor ein Betrag an elektrischer Leistung, der basierend auf der Untergrenze des verfügbaren SOC-Bereichs bestimmt ist, um einen Betrag einer elektrischen Leistung, der durch die elektrische Last 15 verbraucht wird, zu kompensieren, und in der Lithium-Ionen-Batterie 12 gespeichert ist, vollständig verbraucht ist. Dies ergibt eine Verringerung in einer Zeitperiode, für die die Maschine 10 in der Leerlaufstoppbetriebsart gestoppt ist. Dies kann zu einem Risiko führen, dass die Maschine 10 in Abhängigkeit des Zustands der Lithium-Ionen-Batterie 12 häufig gestartet wird.
Als Nächstes wird eine Änderung in dem SOC in der Steuerungsvorrichtung in diesem Ausführungsbeispiel nachstehend mit Bezug auf 4 beschrieben. Wenn das Fahrzeug bei einer konstanten Geschwindigkeit zwischen der Zeit T1 und der Zeit T2 fährt, ist der SOC, der durch die durchgezogene Linie angegeben ist, höher oder gleich dem Soll-SOC, sodass die rotierende elektrische Maschine 14 in der Motorbetriebsart arbeitet. Dies veranlasst, dass sich der SOC auf den Soll-SOC verringert. Wenn die Maschine ein Fahren bei der konstanten Geschwindigkeit zwischen der Zeit T2 und der Zeit T4 beibehält, hat der SOC den Soll-SOC bereits erreicht, sodass die rotierende elektrische Maschine 14 einen Betrieb in der Motorbetriebsart stoppt. Da es erforderlich ist, eine elektrische Leistung an die elektrische Last 15 zu liefern, wird die Bleisäurespeicherbatterie 11 verwendet, um elektrische Leistung an die elektrische Last 15 zuzuführen. Dies veranlasst, dass der SOC bei dem Soll-SOC konstant beibehalten wird. Die ECU 50 kann die rotierende elektrische Maschine 14 in der durch Kraftstoff angetriebenen elektrischen Generatorbetriebsart betreiben, um elektrische Leistung an die elektrische Last 15 zuzuführen.
Wenn das Fahrzeug zwischen der Zeit T4 und der Zeit T5 verlangsamt, wird die rotierende elektrische Maschine 14 in der regenerativen Leistungserzeugungsbetriebsart betrieben, sodass der SOC über den Soll-SOC ansteigt. Wenn das Fahrzeug zur Zeit T5 gestoppt wird, sind die Automatikstoppbedingungen erfüllt, sodass die Leerlaufstoppbetriebsart eingenommen wird. Wenn das Fahrzeug zwischen der Zeit T5 und der Zeit T9 gestoppt wird, in der die Maschine 10 in der Leerlaufstoppbetriebsart gestoppt beibehalten wird, verbraucht die elektrische Last 15 weiterhin die elektrische Leistung, sodass sich der SOC verringert.
Wie aus der vorstehenden Diskussion ersichtlich ist, ist der Leerlaufstoppfreigabe-SOC in diesem Ausführungsbeispiel ausgewählt, um einen Betrag an elektrischer Leistung, der durch die elektrische Last 15 verbraucht wird, zu kompensieren, basierend auf der SOC-Untergrenze, die zumindest erforderlich ist, um die Maschine 10 zu starten. Dies verhindert eine unerwünschte Verringerung in einer Zeitperiode, für die die Maschine 10 in der Leerlaufstoppbetriebsart gestoppt beibehalten werden kann, unabhängig von einer Änderung in einem Zustand der Lithium-Ionen-Batterie 12, wodurch ein Risiko, dass die Maschine 10 häufig neu gestartet wird, oder die rotierende elektrische Maschine 14 häufig in der durch Kraftstoff angetriebenen elektrischen Generatorbetriebsart betätigt wird, minimiert wird. Typischerweise ist ein großer Betrag an Energie zum Neustarten der Maschine 10 erforderlich. Somit ist es wünschenswert, dass die Anzahl, wie oft die Maschine 10 neu gestartet wird, hinsichtlich der Kraftstoffersparnis klein ist. Dieses Ausführungsbeispiel ermöglicht, dass die rotierende elektrische Maschine 14 für eine erhöhte Zeitperiode im Vergleich mit dem System des Stands der Technik in der Motorbetriebsart betrieben wird, aber es ist hinsichtlich einer Kraftstoffersparnis empfehlenswert, dass die Maschine 10 in der Leerlaufstoppbetriebsart für eine erhöhte Zeitperiode gestoppt beibehalten wird.
Operationen der Steuerungsvorrichtung in diesem Ausführungsbeispiel und des Systems des Stands der Technik werden ebenso mit Bezug auf 5 beschrieben. In dem dargestellten Beispiel ist ein Anfangswert des SOC auf einen erforderlichen Minimalwert, bevor die Leerlaufstoppbetriebsart eingenommen wird, eingestellt, wenn es eine Zeitperiode gibt, die lang genug ist, um die Lithium-Ionen-Batterie 12 zu laden, in jedem des Ausführungsbeispiels und des Systems des Standes der Technik. In der Folgerung wird angenommen, dass der Anfangswert des SOC in dem System des Stands der Technik der Schwellenwert ist, während der Anfangswert des SOC in diesem Ausführungsbeispiel der Soll-SOC ist.
Als Erstes wird der Zustand des Fahrzeugs in dem Beispiel von 5 beschrieben. Das Fahrzeug ist zwischen der Zeit T11 und der Zeit T12 gestoppt. Das Fahrzeug beschleunigt zwischen der Zeit T12 und der Zeit T13. Das Fahrzeug verlangsamt zwischen der Zeit T13 und T14 und stoppt dann zur Zeit T14.
Als Nächstes wird eine Änderung in dem SOC des Systems des Standes der Technik unter den vorstehenden Situationen nachstehend beschrieben.
Wenn das Fahrzeug zur Zeit T11 in Ruhe ist, ist der SOC identisch mit dem Schwellenwert, sodass die Leerlaufstoppbetriebsart eingenommen wird, um die Maschine 10 zu stoppen. Wenn das Fahrzeug zwischen der Zeit T11 und der Zeit T12 gestoppt beibehalten wird, verbraucht die elektrische Last 15 elektrische Leistung, sodass sich der SOC während der Leerlaufstoppbetriebsart verringert.
Wenn das Fahrzeug zwischen der Zeit T12 und der Zeit T14 beschleunigt und dann verlangsamt, wird der SOC unter dem Schwellenwert beibehalten, sodass die rotierende elektrische Maschine 14 betätigt wird, um in der durch Kraftstoff angetriebenen elektrischen Generatorbetriebsart und dann in der regenerativen Leistungserzeugungsbetriebsart Elektrizität zu erzeugen, wodurch der SOC erhöht wird. Wenn das Fahrzeug zur Zeit T14 stoppt, die Neustartbedingungen erfüllt sind und der SOC niedriger als der Schwellenwert ist, wird verhindert, dass der Leerlaufstoppbetriebsart eingenommen wird.
Nachfolgend wird eine Änderung in einem SOC in der Steuerungsvorrichtung dieses Ausführungsbeispiels unter den vorstehenden Situationen nachstehend besch rieben.
Wenn das Fahrzeug zur Zeit T11 in Ruhe ist, ist der SOC höher oder gleich dem Leerlaufstoppfreigabe-SOC, sodass die Leerlaufstoppbetriebsart eingenommen wird. Wenn das Fahrzeug in der Leerlaufstoppbetriebsart zwischen der Zeit T11 und der Zeit T12 gestoppt beibehalten wird, verbraucht die elektrische Last 15 fortgesetzt elektrische Leistung, sodass sich der SOC verringert.
Wenn das Fahrzeug zwischen der Zeit T12 und der Zeit T14 beschleunigt und dann verlangsamt, wird der SOC über dem Leerlaufstoppfreigabe-SOC, aber unter dem Soll-SOC beibehalten, und wird die rotierende elektrische Maschine 14 betätigt, um in der durch Kraftstoff angetriebenen elektrischen Generatorbetriebsart und dann in der regenerativen Leistungserzeugungsbetriebsart Elektrizität zu erzeugen, wodurch der SOC erhöht wird. Wenn das Fahrzeug zur Zeit T14 stoppt, ist der SOC unter dem Soll-SOC aber über dem Leerlaufstoppfreigabe-SOC, und wird die Leerlaufstoppbetriebsart eingenommen, um die Maschine 10 zu stoppen, wenn die Neustartbedingungen erfüllt sind.
Wie aus dem Beispiel in 5 ersichtlich ist, wenn die Neustartbedingungen innerhalb einer kurzen Zeitperiode, nachdem die Leerlaufstoppbetriebsart beendet ist, erfüllt sind, kann dies eine kurze Zeitperiode ergeben, in der die Elektrizität erzeugt wird, was zu einem nicht ausreichenden Laden der Lithium-Ionen-Batterie 12 führt. In solch einem Fall ist das System des Standes der Technik nicht dazu in der Lage, die Lithium-Ionen-Batterie 12 zu laden, um den SOC über den Schwellenwert zu erhöhen, sodass die Leerlaufstoppbetriebsart nicht eingenommen wird. Im Gegensatz dazu ist in der Steuerungsvorrichtung in diesem Ausführungsbeispiel der Soll-SOC, auf den die Lithium-Ionen-Batterie 12 geladen wird, höher als der Leerlaufstoppfreigabe-SOC. Dementsprechend, auch wenn es eine nicht ausreichende Zeitperiode zum Laden der Lithium-Ionen-Batterie 12 gibt, nachdem die Leerlaufstoppbetriebsart beendet ist, gibt es eine hohe Wahrscheinlichkeit, dass die Lithium-Ionen-Batterie 12 immer noch einen Betrag an elektrischer Leistung speichert, der ausreichend ist, um die Stabilität im Betrieb der elektrischen Last 15 sicherzustellen. Dies stellt eine Chance sicher, um die Leerlaufstoppbetriebsart einzunehmen, auch wenn die Neustartbedingungen innerhalb einer kurzen Zeitperiode, nachdem die Leerlaufstoppbetriebsart beendet ist, erfüllt sind.
Die Steuerungsvorrichtung in diesem Ausführungsbeispiel bietet die folgenden nützlichen Vorteile.
Der Leerlaufstoppfreigabe-SOC, der erlaubt, dass die Leerlaufstoppbetriebsart eingenommen wird, um die Maschine 10 zu stoppen, wird, wie vorstehend beschrieben, auf die Summe der SOC-Untergrenze und eines SOCs, der einen Betrag an elektrischer Leistung kompensiert, der durch die elektrische Last 15 während eines Stopps der Maschine 10 in der Leerlaufstoppbetriebsart erwartungsgemäß verbraucht wird. Deshalb, wenn die Leerlaufstoppbetriebsart eingenommen wird, wenn der SOC der Lithium-Ionen-Batterie 12 höher oder gleich dem Leerlaufstoppfreigabe-SOC ist, minimiert dies ein Risiko, dass sich der SOC während des Stopps der Maschine 10 in der Leerlaufstoppbetriebsart unter die SOC-Untergrenze verringert.
Die SOC-Untergrenze wird, wie vorstehend beschrieben, auf einen minimalen SOC der Lithium-Ionen-Batterie 12 eingestellt, der erforderlich ist, um die Maschine 10 neu zu starten, und der in Abhängigkeit des Zustands der Lithium-Ionen-Batterie 12 (z. B. der Temperatur oder des Zustandes der Verschlechterung oder einer Ausgabefähigkeit der Lithium-Ionen-Batterie 12) bestimmt ist. Dies stellt einen Betrag an elektrischer Leistung sicher, der durch die rotierende elektrische Maschine 14 erforderlich ist, um als ein Anlasser zum Neustarten der Maschine 10 zu arbeiten, solange der SOC der Lithium-Ionen-Batterie 12 höher ist als die SOC-Untergrenze, unabhängig von einer Änderung in einem Zustand der Lithium-Ionen-Batterie 12.
Folglich minimiert die Steuerungsvorrichtung in diesem Ausführungsbeispiel ein Risiko, dass sich der SOC in der Lithium-Ionen-Batterie 12 während der Leerlaufstoppbetriebsart unter die SOC-Untergrenze verringert, bevor die Neustartbedingungen erfüllt sind, wodurch verursacht wird, dass die Maschine 10 ungewünschter Weise neu gestartet wird oder wodurch ein Fehler beim Neustarten der Maschine 10 entsteht. Dies ermöglicht, dass eine Zeitperiode, für die die Maschine 10 in der Leerlaufstoppbetriebsart gestoppt ist, erhöht wird, wodurch die Kraftstoffersparnis verbessert wird.
Die Automatikstoppbedingungen könnten innerhalb einer kurzen Zeitperiode nachdem die Maschine 10 neu gestartet ist, erfüllt sein, in Abhängigkeit der Straßenbedingungen. Deshalb, wenn der Soll-SOC ausgewählt ist, um identisch zu dem Leerlaufstoppfreigabe-SOC zu sein, könnte dies eine nicht ausreichende Zeit ergeben, um die Lithium-Ionen-Batterie 12 zu laden, um den SOC von dieser in Abhängigkeit der Straßenbedingungen zu erhöhen. Dies ergibt eine hohe Wahrscheinlichkeit des Verfehlens einer Chance, um die Leerlaufstoppbetriebsart einzunehmen, um die Maschine 10 zu stoppen.
Um das vorstehende Problem zu lösen, ist die Steuerungsvorrichtung in diesem Ausführungsbeispiel entworfen, um den Soll-SOC höher als den Leerlaufstoppfreigabe-SOC einzustellen, sodass ein Betrag an elektrischer Leistung in der Lithium-Ionen-Batterie 12 vorliegt, der ausreichend ist, um Chancen sicherzustellen, um die Maschine 10 in der Leerlaufstoppbetriebsart zu stoppen, auch wenn es eine nicht ausreichende Zeitperiode zum Laden der Lithium-Ionen-Batterie 12 gibt, um den SOC wiederherzustellen. Dies verbessert die Kraftstoffersparnis bzw. Kraftstoffwirtschaftlichkeit.
Die Startsteuerung 55 vergleicht den SOC der Lithium-Ionen-Batterie 12 mit der SOC-Untergrenze, um zu bestimmen, ob die Maschine 10 neu gestartet werden sollte oder nicht, bevor die Neustartbedingungen erfüllt sind. Mit anderen Worten startet die ECU 50 die Maschine 10 neu, wenn der SOC der Lithium-Ionen-Batterie 12 die SOC-Untergrenze erreicht, auch wenn die Neustartbedingungen noch nicht erfüllt sind. Dies eliminiert ein Risiko, dass sich der SOC während eines Stopps der Maschine 10 in der Leerlaufstoppbetriebsart unter die SOC-Untergrenze verringert, was es unmöglich machen würde, die Maschine 10 neu zu starten.
Üblicherweise, wenn die rotierende elektrische Maschine 14 in der durch Kraftstoff angetriebenen elektrischen Generatorbetriebsart betätigt wird, wenn die Maschine 10 beschleunigt oder bei einer konstanten Geschwindigkeit fährt, wird dies einen erhöhten Verbrauch an Kraftstoff in der Maschine 10 ergeben. Die Verbesserung des Verbrauchs an Kraftstoff wird jedoch durch Erhöhen einer Zeitperiode, in der die Maschine 10 in der Leerlaufstoppbetriebsart gestoppt beibehalten wird, verwirklicht, auch wenn der Kraftstoff verbraucht wird, um die durch Leistung angetriebene elektrische Generation zu verwirklichen. Deshalb ist die Steuerungsvorrichtung in diesem Ausführungsbeispiel konstruiert, um die rotierende elektrische Maschine 14 in der durch Kraftstoff angetriebenen elektrischen Generatorbetriebsart zu betätigen, wenn der SOC der Lithium-Ionen-Batterie 12 niedriger als der Soll-SOC ist, auch wenn das Fahrzeug nicht verlangsamt, um den SOC über den Soll-SOC zu erhöhen. Dies ergibt eine erhöhte Zeitperiode, für die die Maschine 10 in der Leerlaufstoppbetriebsart gestoppt beibehalten werden kann, wodurch die Kraftstoffersparnis verbessert wird.
Modifikationen
Die Steuerungsvorrichtung in den vorstehenden Ausführungsbeispielen kann auf die nachstehend beschriebenen Weisen modifiziert werden. In der folgenden Diskussion bezeichnen die gleichen Bezugszeichen, die in dem vorstehenden Ausführungsbeispiel verwendet sind, die gleichen oder ähnlichen Teile und eine Erklärung davon im Detail wird weggelassen.
Der Verbrauchsleistungsberechner 52 kann den Betrag einer elektrischen Leistung, der durch die elektrische Last 15 verbraucht wird, unter Verwendung einer Fahrthistorie des Fahrzeugs schätzen. Zum Beispiel umfasst die Fahrthistorie die Häufigkeit eines Einnehmens der Leerlaufstoppbetriebsart, um die Maschine 10 zu stoppen, oder die Zeitlänge, in der die Maschine 10 in der Leerlaufstoppbetriebsart gestoppt beibehalten wird. Eine Verwendung der Fahrthistorie ermöglicht, dass die Tendenz der Häufigkeit des Einnehmens der Leerlaufstoppbetriebsart oder der Länge der Zeit, in der die Maschine 10 in der Leerlaufstoppbetriebsart beibehalten wird, hergeleitet wird, die mit dem verbrauchten Betrag an elektrischer Leistung verknüpft sind. Die Verwendung der Fahrthistorie ergibt damit eine verbesserte Genauigkeit beim Berechnen des verbrauchten Betrags an elektrischer Leistung.
Speziell, wenn bestimmt wird, dass die Häufigkeit des Einnehmens der Leerlaufstoppbetriebsart groß ist, kann der Verbrauchsleistungsberechner 52 den verbrauchten Betrag an elektrischer Leistung berechnen, sodass dieser größer ist, als wenn bestimmt wird, dass die Häufigkeit eines Einnehmens der Leerlaufstoppbetriebsart relativ klein ist. Wenn bestimmt wird, dass die Zeitlänge, in der die Maschine 10 in der Leerlaufstoppbetriebsart beibehalten wird, länger ist, kann der Verbrauchsleistungsberechner 52 den verbrauchten Betrag einer elektrischen Leistung berechnen, sodass dieser größer ist, als wenn bestimmt ist, dass die Zeitlänge, in der die Maschine 10 in der Leerlaufstoppbetriebsart beibehalten wird, kürzer ist. Die verbesserte Genauigkeit beim Berechnen des verbrauchten Betrags an elektrischer Leistung ermöglicht, dass eine Spanne zwischen einem Soll-SOC und dem Leerlaufstoppfreigabe-SOC verringert wird, um den Wert des Leerlaufstoppfreigabe-SOC zu verringern, wodurch ein Einnehmen der Leerlaufstoppbetriebsart zum Verbessern der Kraftstoffersparnis erleichtert wird.
Der SOC-Bestimmer 53 kann entworfen sein, um den Leerlaufstoppfreigabe-SOC unter Verwendung der Fahrthistorie des Fahrzeugs zu korrigieren. Wenn zum Beispiel bestimmt ist, dass die Häufigkeit des Einnehmens der Leerlaufstoppbetriebsart kleiner ist, unter Verwendung der Fahrthistorie, kann der SOC-Bestimmer 53 den Leerlaufstoppfreigabe-SOC berechnen, sodass dieser kleiner ist, als der, wenn bestimmt ist, dass die Häufigkeit eines Einnehmens der Leerlaufstoppbetriebsart größer ist. Wenn bestimmt ist, dass die Zeitlänge, in der die Maschine 10 in der Leerlaufstoppbetriebsart beibehalten wird, kürzer ist, kann der SOC-Bestimmer 53 den Leerlaufstoppfreigabe-SOC berechnen, sodass dieser kleiner ist, als der, wenn bestimmt ist, dass die Zeitlänge, in der die Maschine 10 der Leerlaufstoppbetriebsart beibehalten wird, länger ist. Die Verwendung der Fahrthistorie ermöglicht, dass eine Spanne zwischen dem Soll-SOC und dem Leerlaufstoppfreigabe-SOC verringert wird, um den Wert des Leerlaufstoppfreigabe-SOC zu verringern, wodurch ein Einnehmen der Leerlaufstoppbetriebsart zum Verbessern der Kraftstoffersparnis erleichtert wird.
Der Verbrauchsleistungsberechner 52 kann alternativ konstruiert sein, um den Betrag an elektrischer Leistung, der durch die elektrische Last 15 verbraucht wird, unter Verwendung von Informationen über Umgebungen des Fahrzeugs zu schätzen. Zum Beispiel umfassen solche Umgebungsinformationen eine Verkehrsstauung des Fahrzeugs (d. h. die Straße ist überfüllt oder nicht), die Breite der Straße, die Anzahl von Spuren auf der Straße oder die Anzahl, wie oft das Fahrzeug Ampeln passiert. Die Umgebungsinformationen können unter Verwendung einer fahrzeugseitigen Kamera oder eines fahrzeugseitigen Kommunikationssystems hergeleitet werden. Wenn es einen Verkehrsstau gibt, wird erwartet, dass die Häufigkeit des Einnehmens der Leerlaufstoppbetriebsart zum Stoppen der Maschine 10 größer ist, als wenn der Verkehr leicht ist. Wenn die Breite der Straße oder die Anzahl von Spuren größer ist, wird erwartet, dass eine Zeitperiode, für die die Ampeln rot angeben, was den Fahrer anweist, das Fahrzeug zu stoppen, länger ist, als wenn die Breite der Straße oder die Anzahl von Spuren kleiner ist, was eine Erhöhung einer Zeitperiode ergibt, für die die Maschine 10 in der Leerlaufstoppbetriebsart gestoppt beibehalten wird. Wenn die Anzahl pro Zeiteinheit, wie oft das Fahrzeug Ampeln passiert, größer ist, wird erwartet, dass die Häufigkeit des Einnehmens der Leerlaufstoppbetriebsart zum Stoppen der Maschine 10 größer ist, als wenn die Anzahl, wie oft das Fahrzeug Ampeln passiert, kleiner ist.
Der verbrauchte Betrag an elektrischer Leistung, wie bereits beschrieben, hängt von der Häufigkeit des Einnehmens der Leerlaufstoppbetriebsart oder der Zeitlänge, in der die Maschine 10 in der Leerlaufstoppbetriebsart gestoppt beibehalten wird, ab. Der Verbrauchsleistungsberechner 52 kann deshalb entworfen sein, um den verbrauchten Betrag an elektrischer Leistung unter Verwendung der erhaltenen Umgebungsinformationen zu schätzen. Speziell, wenn bestimmt ist, dass der Verkehr stark ist, unter Verwendung der Umgebungsinformationen, kann der Verbrauchsleistungsberechner 52 den verbrauchten Betrag an elektrischer Leistung berechnen, sodass dieser größer ist als der, wenn bestimmt ist, dass der Verkehr leicht ist. Wenn bestimmt ist, dass die Breite der Straße größer ist, kann der Verbrauchsleistungsberechner 52 den verbrauchten Betrag an elektrischer Leistung bestimmen, sodass dieser größer ist, als der, wenn bestimmt ist, dass die Breite der Straße enger ist. Wenn bestimmt ist, dass die Anzahl von Spuren größer ist, kann der Verbrauchsleistungsberechner 52 den verbrauchten Betrag an elektrischer Leistung berechnen, sodass dieser größer ist, als der, wenn bestimmt ist, dass die Anzahl von Spuren kleiner ist. Wenn bestimmt ist, dass die Anzahl, wie oft das Fahrzeug Ampeln passiert größer ist, kann der Verbrauchsleistungsberechner 52 den verbrauchten Betrag an elektrischer Leistung berechnen, sodass dieser größer ist, als der, wenn bestimmt ist, dass die Anzahl, wie oft das Fahrzeug Ampeln passiert, kleiner ist.
Die vorstehenden Weisen verbessern die Genauigkeit beim Schätzen des verbrauchten Betrags an elektrischer Leistung, wodurch ermöglicht wird, dass eine Spanne zwischen dem Soll-SOC und dem Leerlaufstoppfreigabe-SOC verringert wird, um den Wert des Leerlaufstoppfreigabe-SOC zu verringern, wodurch ein Einnehmen der Leerlaufstoppbetriebsart zum Verbessern der Kraftstoffersparnis erleichtert wird.
Der SOC-Bestimmer 53 kann den Leerlaufstoppfreigabe-SOC unter Verwendung der Umgebungsinformationen korrigieren. Wenn zum Beispiel bestimmt wird, dass der Verkehr stark ist, unter Verwendung der Umgebungsinformationen, kann der SOC-Bestimmer 53 den Leerlaufstoppfreigabe-SOC korrigieren, sodass dieser größer ist, als der, wenn bestimmt ist, dass der Verkehr leicht ist. Wenn bestimmt wird, dass die Breite der Straße größer ist, unter Verwendung der Umgebungsinformationen, kann der SOC-Bestimmer 53 den Leerlaufstoppfreigabe-SOC korrigieren, sodass dieser größer ist, als der, wenn bestimmt ist, dass die Breite der Straße kleiner ist. Wenn bestimmt ist, dass die Anzahl von Verkehrsspuren größer ist, unter Verwendung der Umgebungsinformationen, kann der SOC-Bestimmer 53 den Leerlaufstoppfreigabe-SOC korrigieren, sodass dieser größer ist, als der, wenn bestimmt ist, dass die Anzahl von Verkehrsspuren kleiner ist. Wenn bestimmt ist, dass die Anzahl, wie oft das Fahrzeug Ampeln passiert, größer ist, unter Verwendung der Umgebungsinformationen, kann der SOC-Bestimmer 53 den Leerlaufstoppfreigabe-SOC korrigieren, sodass dieser größer ist, als der, wenn bestimmt ist, dass die Anzahl, wie oft das Fahrzeug Ampeln passiert, kleiner ist.
Der SOC-Bestimmer 53 kann entworfen sein, um den Soll-SOC zu erhöhen, wenn bestimmt ist, unter Verwendung der Fahrthistorie oder der Umgebungsinformationen, dass ein Zeitintervall zwischen einem Start und einem Stopp des Fahrzeugs tendenziell kürzer ist als ein vorgegebener Wert. Speziell berechnet der SOC-Bestimmer 53 ein Zeitintervall zwischen dann, wenn Neustartbedingungen erfüllt wurden und dann, wenn Automatikstoppbedingungen erfüllt wurden, unter Verwendung der Fahrthistorie und der Umgebungsinformationen. Wenn dieses Zeitintervall als relativ kurz bestimmt ist, erhöht der SOC-Bestimmer 53 den Soll-SOC. Dies ermöglicht, dass ein Betrag an elektrischer Leistung, der zum Starten der Maschine 10 ausreichend ist, in der Lithium-Ionen-Batterie 12 beibehalten wird, wenn ein Zeitintervall zwischen einer Erfüllung der Neustartbedingung und einer Erfüllung der Automatikstoppbedingungen zu kurz ist, um zusätzlich einen Betrag an elektrischer Leistung, der zum Verwirklichen eines Neustarts der Maschine 10 in der Lithium-Ionen-Batterie 12 erforderlich ist, zu laden. Dies minimiert ein Risiko des Auslassens einer Chance, die Leerlaufstoppbetriebsart einzunehmen, um die Maschine 10 zu stoppen.
Der SOC-Bestimmer 53 kann alternativ entworfen sein, um den Leerlaufstoppfreigabe-SOC und den Soll-SOC zu bestimmen, wenn unter Verwendung der Fahrthistorie oder der Umgebungsinformationen bestimmt ist, dass ein Zeitintervall zwischen einer Beendigung des Stopps der Maschine 10 in der Leerlaufstoppbetriebsart und der nachfolgenden Erfüllung der Automatikstoppbedingungen kurz ist. Die Tatsache, dass das Zeitintervall zwischen einer Beendigung des Stopps der Maschine 10 in der Leerlaufstoppbetriebsart und einer nachfolgenden Erfüllung der Automatikstoppbedingungen kurz ist, bedeutet, dass die Häufigkeit des Einnehmens der Leerlaufstoppbetriebsart zum Stoppen der Maschine 10 groß ist, es einen Verkehrsstau gibt, oder die Anzahl, wie oft das Fahrzeug Ampeln passiert, groß ist. Der SOC-Bestimmer 53 kann alternativ nur den Soll-SOC bestimmen, wenn unter Verwendung der Fahrthistorie oder der Umgebungsinformationen bestimmt ist, dass das Zeitintervall zwischen einer Beendigung des Stopps der Maschine 10 in der Leerlaufstoppbetriebsart und einer nachfolgenden Erfüllung der Automatikstoppbedingungen lang ist. In diesem Fall wird der Soll-SOC anstelle des Leerlaufstoppfreigabe-SOC verwendet.
Das vorstehende Ausführungsbeispiel verwendet die rotierende elektrische Maschine 14 als einen Maschinenanlasser, aber kann alternativ mit einem separaten Maschinenanlasser anstelle der rotierenden elektrischen Maschine 14 ausgestattet sein.
Der Leerlaufstoppfreigabe-SOC kann alternativ nur innerhalb eines Zeitintervalls zwischen einer Beendigung der Leerlaufstoppbetriebsart zum Stoppen der Maschine 10 und wenn sich der SOC der Lithium-Ionen-Batterie 12 erhöht, um höher oder gleich zu sein als der Soll-SOC, bestimmt werden. In diesem Fall, nachdem der SOC den Soll-SOC überschreitet, wird der Soll-SOC anstelle des Leerlaufstoppfreigabe-SOC verwendet. Dies eliminiert die Notwendigkeit des Speicherns des Leerlaufstoppfreigabe-SOC in einem Speicher und ergibt eine Verringerung in einer Last bezüglich einer Berechnung.
Die Schaltungsstruktur in dem vorstehenden Ausführungsbeispiel kann auf die folgenden Weisen modifiziert werden. Zum Beispiel kann die Steuerungsvorrichtung mit einer Doppelschalterschaltungsstruktur ausgestattet sein, wie in 6 dargestellt ist. Der Maschinenanlasser 10a, der Generator 16 (d. h. ein Wechselstromgenerator), die Bleisäurespeicherbatterie 11 und die elektrische Last 13 sind parallel mit dem externen Anschluss P0 der Batterieeinheit U verbunden. Der Maschinenanlasser 10a arbeitet, um die Maschine 10 zu starten. Der Generator 16 ist mit der Maschine 10 mechanisch verbunden und wird durch die Maschine 10 angetrieben und arbeitet wahlweise in der regenerativen Leistungserzeugungsbetriebsart und der durch Kraftstoff angetriebenen elektrischen Generatorbetriebsart. Die elektrische Last 15 ist mit dem externen Anschluss P0 der Batterieeinheit U verbunden. Die Bleisäurespeicherbatterie 11 kann verwendet werden, um elektrische Leistung an den Maschinenanlasser 10a zuzuführen, um die Maschine 10 zu starten. In diesem Fall wird die SOC-Untergrenze basierend auf einem minimalen SOC bestimmt, der erforderlich ist, um einen Betrag an elektrischer Leistung zuzuführen, um die Stabilität in einen Betrieb der elektrischen Last 15, die mit der Lithium-Ionen-Batterie 12 verbunden ist, sicherzustellen.
Die Steuerungsvorrichtung kann alternativ, wie in 7 dargestellt ist, mit zwei separaten rotierenden elektrischen Maschinen ausgestattet sein: der ersten rotierenden elektrischen Maschine 14a und der zweiten rotierenden elektrischen Maschine 14b. Die erste rotierende elektrische Maschine 14a arbeitet wahlweise als ein elektrischer Generator und ein Maschinenanlasser, um die Maschine 10 zu starten. Die zweite rotierende elektrische Maschine 14b ist mit der Achse 10b des Fahrzeugs verbunden und arbeitet, um das Fahrzeug zu bewegen. Die Lithium-Ionen-Batterie 12 ist mit der ersten rotierenden elektrischen Maschine 14a und der zweiten rotierenden elektrischen Maschine 14b über den Inverter 100 verbunden. Die Lithium-Ionen-Batterie 12 ist ebenso mit der Bleisäurespeicherbatterie 11 durch den DC/DC-Wandler 101 verbunden. Die Lithium-Ionen-Batterie 12 ist eine Hochspannungsbatterie 12 (zum Beispiel 300V-Batterie), die eine höhere Ausgabespannung aufweist als die Bleisäurespeicherbatterie 11. Anstelle der Lithium-Ionen-Batterie 12 kann eine andere Art einer Hochspannungsbatterie verwendet werden. Ähnlich kann anstelle der Bleisäurespeicherbatterie 11 eine andere Art einer Niedrigspannungsbatterie verwendet werden.
Die SOC-Untergrenze wird bestimmt, sodass diese die höhere eines minimalen SOC, der für die zweite rotierende elektrische Maschine 14b erforderlich ist, um die Maschine 10 neu zu starten, und eines minimalen SOC, der für die erste elektrische Maschine 14a erforderlich ist, um das Fahrzeug zu bewegen, ist.
In dem vorstehenden Ausführungsbeispiel wird der Zustand einer Verschlechterung oder die Temperatur der Lithium-Ionen-Batterie 12 als ein Parameter verwendet, der den Zustand der Lithium-Ionen-Batterie 12 darstellt, jedoch kann ebenso eine Kombination einer Ausgabespannung (oder eines Ausgabestroms) und eines SOC der Lithium-Ionen-Batterie 12 als Angabe des Zustandes der Lithium-Ionen-Batterie 12 in Verknüpfung mit einer Ausgabefähigkeit von dieser verwendet werden. Wenn zum Beispiel eine Ausgabespannung von der Lithium-Ionen-Batterie 12 für den SOC der Lithium-Ionen-Batterie 12 niedrig ist, kann bestimmt werden, dass die Lithium-Ionen-Batterie 12 verschlechtert ist, um die SOC-Untergrenze zu erhöhen.
Wenn in dem vorstehenden Ausführungsbeispiel der SOC niedriger als die SOC-Untergrenze ist, kann die Bleisäurespeicherbatterie 11 elektrische Leistung an die rotierende elektrische Maschine 14 liefern, um die Maschine 10 neu zu starten.
Die rotierende elektrische Maschine 14, wie vorstehend beschrieben, arbeitet, um eine Bewegung des Fahrzeugs in der Drehmomentunterstützungsbetriebsart zu unterstützen, aber kann alternativ entworfen sein, um nur die Maschine 10 zu starten, ohne die Drehmomentunterstützungsfunktion aufzuweisen.
Während die vorliegende Erfindung hinsichtlich der bevorzugten Ausführungsbeispiele offenbart wurde, um ein besseres Verständnis von dieser zu erleichtern, ist anzuerkennen, dass die Erfindung auf verschiedene Weisen verkörpert werden kann, ohne sich vom Prinzip der Erfindung zu entfernen. Deshalb sollte verstanden werden, dass die Erfindung alle möglichen Ausführungsbeispiele und Modifikationen bezüglich des gezeigten Ausführungsbeispiels umfasst, die verkörpert werden können, ohne sich vom Prinzip der Erfindung, wie es in den anhängigen Ansprüchen dargelegt ist, zu entfernen.
Eine Steuerungsvorrichtung wird mit einem Fahrzeug inklusive einer Maschine, einer Speicherbatterie und einer elektrischen Last verwendet. Die Steuerungsvorrichtung arbeitet als ein Automatikmaschinenstopp- und Neustartsystem und berechnet eine SOC-Untergrenze, die ein Minimalwert eines Ladezustands (SOC) der Batterie ist, der erforderlich ist, um das Stoppen der Maschine in der Leerlaufstoppbetriebsart fortzusetzen. Die Steuerungsvorrichtung berechnet ebenso einen Betrag an elektrischer Leistung, der erwartungsgemäß durch die elektrische Last während der Leerlaufstoppbetriebsart verbraucht wird und bestimmt einen Leerlaufstoppfreigabe-SOC, bei dem die Leerlaufstoppbetriebsart eingenommen wird, und der als die Summe der SOC-Untergrenze und eines SOC der Batterie, der zumindest den verbrauchten Betrag an elektrischer Leistung kompensiert, ausgewählt ist. Dies stellt Chancen zum Stoppen der Maschine in der Leerlaufstoppbetriebsart sicher und verbessert eine Kraftstoffersparnis.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 5842927 [0002]

Claims

Steuerungsvorrichtung (15), die in einem Fahrzeug verwendet wird, das mit einer Brennkraftmaschine (10), einem Anlasser (14), der zum Starten der Brennkraftmaschine arbeitet, einer aufladbaren und wiederaufladbaren Speicherbatterie (12) und einer elektrischen Last (15), die mit elektrischer Leistung von der Speicherbatterie versorgt wird, ausgestattet ist, mit: einer Stoppsteuerung (54), die die Brennkraftmaschine in einer Leerlaufstoppbetriebsart stoppt, wenn eine Automatikstoppbedingung erfüllt ist; einer Startsteuerung (55), die eine Operation eines Anlassers zum Neustarten einer Brennkraftmaschine steuert, wenn eine Neustartbedingung während der Leerlaufstoppbetriebsart erfüllt ist; einem Untergrenzberechner (51), der eine SOC-Untergrenze unter Verwendung eines Zustandes der Speicherbatterie berechnet, wobei die SOC-Untergrenze ein Ladezustand der Speicherbatterie ist, der erforderlich ist, um ein Stoppen der Brennkraftmaschine in der Leerlaufstoppbetriebsart fortzusetzen; einem Verbrauchsleistungsberechner (52), der einen verbrauchten Betrag an elektrischer Leistung berechnet, der ein Betrag an elektrischer Leistung ist, der durch die elektrische Last während eines Stopps der Brennkraftmaschine in der Leerlaufstoppbetriebsart erwartungsgemäß verbraucht wird; und einem SOC-Bestimmer (53), der einen Leerlaufstoppfreigabe-SOC bestimmt, der ein Ladezustand der Speicherbatterie ist, der erlaubt, dass die Leerlaufstoppbetriebsart eingenommen wird, um die Brennkraftmaschine zu stoppen, wobei der Leerlaufstoppfreigabe-SOC als die Summe der SOC-Untergrenze, die durch den Untergrenzberechner hergeleitet wird, und eines SOC der Speicherbatterie, der zumindest den verbrauchten Betrag an elektrischer Leistung, der durch den Verbrauchsleistungsberechner berechnet wird, kompensiert, ausgewählt wird.
Steuerungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die SOC-Untergrenze als eine Funktion eines minimalen Werts eines Ladezustands der Speicherbatterie, der erforderlich ist, um die Brennkraftmaschine neu zu starten, berechnet wird.
Steuerungsvorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die SOC-Untergrenze basierend auf einem minimalen Wert des Ladezustands der Speicherbatterie bestimmt wird, der erforderlich ist, um einen Betrag an elektrischer Leistung auszugeben, der eine Stabilität in einem Betrieb der elektrischen Last während eines Stopps der Brennkraftmaschine in der Leerlaufstoppbetriebsart sicherstellt.
Steuerungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Fahrzeug mit einem elektrischen Generator ausgestattet ist, der elektrische Leistung unter Verwendung einer Antriebsenergie, die von der Brennkraftmaschine übertragen wird, oder der kinetischen Energie eines Fahrzeugs erzeugt, wobei die Speicherbatterie unter Verwendung der elektrischen Leistung, die von dem elektrischen Generator geliefert wird, aufladbar ist, weiterhin mit einer Leistungserzeugungssteuerung (56), die einen Betrieb des elektrischen Generators steuert, um einen Ladezustand der Speicherbatterie dazu zu bringen, höher oder gleich einem Sollladezustand zu sein, und wobei der Sollladezustand derart ausgewählt ist, sodass dieser höher als der Leerlaufstoppfreigabe-SOC ist.
Steuerungsvorrichtung gemäß Anspruch 4, wobei, wenn ein Ladezustand der Speicherbatterie nach einer Beendigung des Stopps der Brennkraftmaschine in der Leerlaufstoppbetriebsart niedriger als der Sollladezustand ist, die Leistungserzeugungssteuerung den elektrischen Generator betätigt, um elektrische Leistung unter Verwendung der Antriebsenergie von der Brennkraftmaschine oder der kinetischen Energie des Fahrzeugs zu erzeugen, bis der Sollladezustand erreicht ist.
Steuerungsvorrichtung gemäß Anspruch 4 oder 5, wobei der Leerlaufstoppfreigabe-SOC nur innerhalb eines Zeitintervalls zwischen einer Beendigung der Leerlaufstoppbetriebsart zum Stoppen der Brennkraftmaschine und wenn ein Ladezustand der Speicherbatterie erhöht wird, um den Sollladezustand zu erreichen, bestimmt wird.
Steuerungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei der Leerlaufstoppfreigabe-SOC bestimmt wird, unter Verwendung einer Fahrthistorie des Fahrzeugs oder Informationen über Umgebungen des Fahrzeugs bestimmt ist, dass ein Zeitintervall zwischen einer Beendigung der Leerlaufstoppbetriebsart und einer nachfolgenden Erfüllung der Automatikstoppbedingung kürzer als ein gegebener Wert ist.
Steuerungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Verbrauchsleistungsberechner den verbrauchten Betrag an elektrischer Leistung unter Verwendung einer Fahrthistorie des Fahrzeugs berechnet.
Steuerungsvorrichtung gemäß Anspruch 8, wobei, wenn unter Verwendung der Fahrthistorie bestimmt wird, dass eine Häufigkeit eines Einnehmens einer Leerlaufstoppbetriebsart groß ist oder eine Zeitlänge, in der die Brennkraftmaschine in der Leerlaufstoppbetriebsart gestoppt beibehalten wird, lang ist, der Verbrauchsleistungsberechner den verbrauchten Betrag an elektrischer Leistung berechnet, sodass dieser größer ist, als der, wenn bestimmt ist, dass die Häufigkeit eines Einnehmens der Leerlaufstoppbetriebsart klein ist oder die Zeitlänge, in der die Brennkraftmaschine in der Leerlaufstoppbetriebsart gestoppt beibehalten wird, kurz ist.
Steuerungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der Verbrauchsleistungsberechner den verbrauchten Betrag an elektrischer Leistung unter Verwendung von Informationen über Umgebungen des Fahrzeugs berechnet.
Steuerungsvorrichtung gemäß Anspruch 10, wobei, wenn unter Verwendung der Informationen über Umgebungen des Fahrzeugs bestimmt ist, dass es einen Verkehrsstau gibt, eine Breite einer Straße groß ist, oder die Anzahl, wie oft das Fahrzeug Ampeln passiert, groß ist, der Verbrauchsleistungsberechner den verbrauchten Betrag an elektrischer Leistung berechnet, sodass dieser größer ist, als der, wenn unter Verwendung der Informationen über Umgebungen des Fahrzeugs bestimmt ist, dass der Verkehr leicht ist, die Umgebung der Straße eng ist, oder die Anzahl, wie oft das Fahrzeug Ampeln passiert, klein ist.
Steuerungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die Startsteuerung arbeitet, um die Brennkraftmaschine neu zu starten, basierend auf einem Vergleich eines Ladezustands der Speicherbatterie mit der SOC-Untergrenze, bevor die Neustartbedingung erfüllt ist.