DE112010004866T5 - Hybridfahrzeug und dessen Steuerungsverfahren - Google Patents

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Yutaka Tamagawa
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Honda Motor Co Ltd
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Abstract

Ein Hybridfahrzeug, welches auf Leistung von zumindest dem Elektromotor oder dem Verbrennungsmotor fährt, enthält eine Verbrennungsmotor-Steuereinheit zum Steuern des Verbrennungsmotors, eine Einrück-/Ausrück-Steuereinheit zum Einrücken einer Kupplung, welche eine Kraftübertragungslinie von dem Verbrennungsmotor zu Antriebsrädern über einen Generator einrückt oder ausrückt, wenn das Hybridfahrzeug von einem Serien-Antriebsmodus in einen anderen Antriebsmodus geschaltet wird, in welchem zumindest der Verbrennungsmotor als eine Antriebsquelle arbeitet, eine erforderliche Ausgangsleistung berechnende Recheneinheit zum Berechnen einer erforderlichen Ausgangsleistung, die erforderlich ist, auf der Grundlage einer Beschleunigungs-Pedalöffnung und einer Fahrgeschwindigkeit, und eine Einrückdrehzahl-Recheneinheit zum Berechnen einer Drehzahl auf einer Antriebsradseite der Kupplung, welche der Fahrzeuggeschwindigkeit als einer Drehzahl des Verbrennungsmotors entspricht, bei der die Kupplung eingerückt wird. Die Einrück-/Ausrück-Steuereinheit rückt die Kupplung ein, wenn die Drehzahl des Verbrennungsmotors mit der Einrückdrehzahl als Ergebnis der Steuerung des Verbrennungsmotors übereinstimmt, um der erforderlichen Ausgangsleistung zu folgen, während das Hybridfahrzeug im Serien-Antriebsmodus bei einer vorbestimmten Fahrzeuggeschwindigkeit oder schneller fährt. Folglich kann die Kupplung ohne Hervorrufen irgendeines Stoßes oder einer Verringerung im Wirkungsgrad eingerückt werden, wenn das Hybridfahrzeug vom Serien-Antriebsmodus in den anderen Antriebsmodus geschaltet wird, in welchem zumindest der Verbrennungsmotor als eine Antriebsquelle arbeitet.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Hybridfahrzeug, welches das Einrücken einer Leistungsübertragungs-Einrück-/-Ausrückeinheit steuert, die ausgeführt wird, wenn das Fahrzeug von einem Serien-Antriebsmodus, in welchem ein Elektromotor als eine Antriebsquelle arbeitet, in einen anderen Antriebsmodus geschaltet wird, in welchem zumindest ein Verbrennungsmotor als eine Antriebsquelle arbeitet, und auf dessen Steuerungsverfahren.
  • Hintergrund-Technik
  • In einem kombinierten Serien- und Parallel-Elektrofahrzeug (SPHV), welches in der Patentliteratur 1 angegeben ist, wird dann, wenn das Fahrzeug von einem Serien-Hybridfahrzeug-(SHV)-Modus in einen Parallel-Hybridfahrzeug-(PHV)-Modus ohne Verwendung eines kontinuierlich veränderbaren Getriebes geändert wird, das Drehmoment eines Motors zu einem Zeitpunkt gesteuert, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit (die Drehzahl des Motors) einen vorbestimmten Wert V1 erreicht, und die Drehzahl des Generators wird allmählich an die Drehzahl des Motors angenähert. Danach wird die Kupplung zu einem Zeitpunkt eingestellt, wenn sowohl die Drehzahlen miteinander übereinstimmen als auch die Fahrzeuggeschwindigkeit einen vorbestimmten Wert V2 erreicht, so dass der Generator und der Motor mechanisch zusammen gekoppelt sind. Auf diese Weise wird in der Patentliteratur 1 beschrieben, dass die Differenz in der Drehzahl zwischen dem Generator und dem Motor eliminiert wird, wenn die Kupplung eingerückt ist, und daher wird kein Stoß erzeugt, wenn die Antriebsmodi umgeschaltet werden.
  • Literatur der verwandten Technik
  • Patentliteratur
    • Patentliteratur 1: JP-3052753-B
    • Patentliteratur 2: JP-H09-224304-A
  • Beschreibung der Erfindung
  • Durch die Erfindung zu lösende Probleme
  • Beim SPHV der oben beschriebenen Patentliteratur 1 wird die Übereinstimmung der Drehzahl des Generators mit der Drehzahl des Motors als ein Zustand des Einrückens der Kupplung herangezogen, die ausgeführt wird, wenn der Antriebsmodus vom SHV-Modus in den PHV-Modus umgeschaltet wird. Es wird jedoch berücksichtigt, dass ein Stoß erzeugt wird, wenn die Kupplung in einem solchen Zustand eingerückt wird, dass die Ausgangsleistung des Generators von der Ausgangsleistung des Motors differiert, obwohl sogar die beiden Drehzahlen miteinander übereinstimmen. Beim SPHV der Patentliteratur muss nämlich nicht nur die Drehzahl des Generators mit der Drehzahl des Motors übereinstimmen, sondern es müssen auch Zeichen von jeweiligen Winkelgeschwindigkeiten der Drehzahlen miteinander übereinstimmen, und die Ausgangsleistung des Generators muss an die Ausgangsleistung des Motors angenähert werden.
  • 7 und 8 zeigen Beispielskennlinien des Verbrennungsmotors, der den Generator antreibt. In 7 und 8 bezeichnet eine Ordinatenachse das Drehmoment des Verbrennungsmotors und eine Abszissenachse bezeichnet die Drehzahl des Verbrennungsmotors. In 7 und 8 sind die dicken vollen Linien, welche Arbeitspunkte des Verbrennungsmotors verbinden, wo ein optimaler spezifischer Kraftstoffverbrauch erreicht ist (nachstehend hier als eine ”BSFC-Bodenlinie” bezeichnet). Wenn im SHV-Modus, wird der Verbrennungsmotor bei einem Arbeitspunkt auf der Linie betrieben. Außerdem sind in 7 und 8 abwechselnd lange und kurze Strichlinien Linien, welche Arbeitspunkte des Verbrennungsmotors verbinden, wo die Ausgangsleistungen des Verbrennungsmotors identisch werden, obwohl das Drehmoment und die Drehzahlen unterschiedlich sind (hier nachstehend als eine ”Linie gleicher Ausgangsleistung” bezeichnet).
  • Wenn der Antriebsmodus des SPHV der Patentliteratur 1, der der SHV-Modus ist, in den PHV-Modus bei an dem in 7 gezeigten Arbeitspunkt A betriebenem Verbrennungsmotor umgeschaltet wird, wird die Drehzahl des Verbrennungsmotors auf einen Wert abgesenkt, der in 7 durch eine einen Strich und zwei Punkte umfassende Strichpunktlinie (eine gewünschte Drehzahl) angedeutet ist, so dass die Drehzahl des Generators sich an die Drehzahl des Motors annähert. Wenn in diesem Zustand versucht wird, den spezifischen Kraftstoffverbrauch aufrechtzuerhalten, verschiebt sich der Arbeitspunkt von A nach B längs der BSFC-Bodenlinie. Infolgedessen sinken auch das Drehmoment und die Drehzahl des Verbrennungsmotors, und daher verringert sich auch die Ausgangsleistung des Verbrennungsmotors. Wenn dies geschieht, kann der Generator nicht die gesamte elektrische Leistung liefern, die von dem Motor gefordert wird, was zu einer Situation führt, in der die unzureichende elektrische Leistung von der Batterie geliefert wird.
  • Wenn andererseits der Arbeitspunkt von A nach C längs der Linie gleicher Ausgangsleistung verschoben wird, um so die Ausgangsleistung des Verbrennungsmotors unter denselben Bedingungen aufrechtzuerhalten, weicht der Arbeitspunkt von der BSFC-Bodenlinie ab, und daher ist der spezifische Kraftstoffverbrauch verschlechtert.
  • Andererseits trifft dies zu, wenn das Drehmoment des Verbrennungsmotors beim Schalten des Antriebsmodus vom SHV-Modus in den PHV-Modus geändert wird. Wie in 8 gezeigt, wird dann, wenn der Betriebsmodus in den PHV-Modus bei am Arbeitspunkt A betriebenem Verbrennungsmotor geschaltet wird, das Drehmoment des Verbrennungsmotors veranlasst, auf einen Wert abzusinken, der durch eine einen Strich und zwei Punkte umfassende Strichpunktlinie in 8 (ein gewünschtes Drehmoment) angedeutet ist. Wenn in diesem Zustand versucht wird, den spezifischen Kraftstoffverbrauch aufrechtzuerhalten, verschiebt sich der Arbeitspunkt von A nach D längs der BSFC-Bodenlinie. Infolgedessen stimmt die Drehzahl des Generators, welche der Drehzahl des Verbrennungsmotors entspricht, nicht mit der Drehzahl des Motors überein, und daher wird berücksichtigt, dass ein Stoß erzeugt wird, wenn die Kupplung in diesem Zustand eingerückt wird. Außerdem sinkt auch die Drehzahl des Verbrennungsmotors, wodurch die Ausgangsleistung des Verbrennungsmotors absinkt. Wenn dies geschieht, kann der Generator nicht die gesamte elektrische Leistung liefern, die von dem Motor gefordert wird, und daher kann dort eine Situation hervorgerufen werden, in der die ungenügende elektrische Leistung von der Batterie geliefert wird.
  • Wenn andererseits der Arbeitspunkt veranlasst wird, sich von A nach E längs der Linie gleicher Ausgangsleistung zu verschieben, um die Ausgangsleistung des Verbrennungsmotors unter denselben Bedingungen aufrechtzuerhalten, weicht der Arbeitspunkt von der BSFC-Bodenlinie ab, und daher wird der spezifische Kraftstoffverbrauch verschlechtert.
  • Ein Ziel der Erfindung besteht darin, ein Hybridfahrzeug, welches eine Leistungsübertragungs-Einrück-/-Ausrückeinheit ohne Erzeugung eines Stoßes und Verschlechterung des Wirkungsgrades einrücken kann, wenn das Fahrzeug von einem Serien-Antriebsmodus, in welchem ein Elektromotor als eine Antriebsquelle arbeitet, in einen anderen Antriebsmodus geschaltet wird, in welchem zumindest ein Verbrennungsmotor als eine Antriebsquelle arbeitet, und ein Steuerungsverfahren dafür bereitzustellen.
  • Mittel zur Lösung der Probleme
  • Anspruch 1 stellt ein Hybridfahrzeug bereit, enthaltend einen Verbrennungsmotor (beispielsweise einen Verbrennungsmotor 111 bei der Ausführungsform), einen Generator (beispielsweise einen Generator 113 bei der Ausführungsform), der durch den Verbrennungsmotor angetrieben wird, um elektrische Leistung zu erzeugen, einen Akkumulator (beispielsweise eine Batterie 101 bei der Ausführungsform) zur Lieferung von elektrischer Leistung an einen Elektromotor, den Elektromotor (beispielsweise einen Elektromotor 109 bei der Ausführungsform), der mit einem Antriebsrad (beispielsweise einem Antriebsrad 133 bei der Ausführungsform) verbunden ist und der durch elektrische Leistung angetrieben wird, welche von zumindest der Batterie oder dem Generator geliefert wird, und eine Leistungsübertragungs-Einrück-/-Ausrückeinheit (beispielsweise eine Überbrückungs-(Lock-up-)kupplung 117 bei der Ausführungsform), welche zwischen dem Generator und dem Antriebsrad angeordnet ist zum Einrücken und Ausrücken eines Leistungsübertragungsstrangs von dem Verbrennungsmotor zu dem Antriebsrad über den Generator, wobei das Hybridfahrzeug imstande ist, auf Leistung hin zu fahren, die von zumindest dem Elektromotor oder dem Verbrennungsmotor geliefert wird;
    das Hybridfahrzeug enthält ferner eine Verbrennungsmotor-Steuerungseinheit (beispielsweise eine Management-ECU 123 bei der Ausführungsform) zur Steuerung des Verbrennungsmotors,
    eine Einrück-/Ausrück-Steuereinheit (beispielsweise die Management-ECU 123 bei der Ausführungsform) zum Steuern der Leistungsübertragungs-Einrück-/-Ausrückeinheit, um eingerückt zu werden, wenn das Hybridfahrzeug von einem Serien-Antriebsmodus, in welchem der Elektromotor als eine Antriebsquelle arbeitet, in einen anderen Antriebsmodus geschaltet wird, in welchem zumindest der Verbrennungsmotor als eine Antriebsquelle arbeitet,
    eine erforderliche Ausgangsleistung berechnende Recheneinheit (beispielsweise die Management-ECU 123 bei der Ausführungsform) zum Berechnen einer erforderlichen Ausgangsleistung, die von dem Hybridfahrzeug gefordert wird, auf der Grundlage einer Beschleunigungspedalöffnung, welche einer Betätigung eines Beschleunigungspedals entspricht, und einer Fahrgeschwindigkeit des Hybridfahrzeugs,
    und eine Einrückdrehzahl-Recheneinheit (beispielsweise die Management-ECU 123 bei der Ausführungsform) zum Berechnen einer Drehzahl auf einer Antriebsradseite der Leistungsübertragungs-Einrück-/-Ausrückeinheit, die der Fahrzeuggeschwindigkeit als einer Drehzahl des Verbrennungsmotors entspricht, bei der die Leistungsübertragungs-Einrück-/-Ausrückeinheit eingerückt wird,
    wobei die Einrück-/Ausrück-Steuereinheit die Leistungsübertragungs-Einrück-/-Ausrückeinheit steuert, um eingerückt zu werden, wenn die Drehzahl des Verbrennungsmotors mit der Einrückdrehzahl (beispielsweise einer Kupplungs-Einrückdrehzahl bei der Ausführungsform) übereinstimmt, welche durch die Einrückdrehzahl-Recheneinheit als Ergebnis der Steuerung des Verbrennungsmotors berechnet ist, um der erforderlichen Ausgangsleistung zu folgen, die durch die die erforderliche Ausgangsleistung berechnende Recheneinheit berechnet ist, während das Hybridfahrzeug im Serien-Antriebsmodus bei einer bestimmten Fahrzeuggeschwindigkeit oder schneller fährt.
  • Anspruch 2 stellt auf der Grundlage von Anspruch 1 das Hybridfahrzeug bereit, wobei dann, wenn die Drehzahl des Verbrennungsmotors höher ist als die Einrückdrehzahl, während das Hybridfahrzeug im Serien-Antriebsmodus bei einer bestimmten Fahrzeuggeschwindigkeit oder schneller fährt, die Verbrennungsmotor-Steuereinheit den Verbrennungsmotor steuert, um auf einer Linie optimalen Kraftstoffverbrauchs zu arbeiten (beispielsweise einer BSFC-Bodenlinie bei der Ausführungsform), welche Arbeitspunkte verbindet, wo ein optimaler spezifischer Kraftstoffverbrauch in Übereinstimmung mit der erforderlichen Ausgangsleistung erreicht ist.
  • Anspruch 3 stellt auf der Grundlage von Anspruch 1 oder 2 das Hybridfahrzeug bereit, wobei dann, wenn die Drehzahl des Verbrennungsmotors niedriger ist als die Einrückdrehzahl, während das Hybridfahrzeug in dem Serien-Antriebsmodus bei einer bestimmten Fahrzeuggeschwindigkeit oder schneller fährt, die Verbrennungsmotor-Steuereinheit den Verbrennungsmotor steuert, um auf einer Linie gleicher Ausgangsleistung zu arbeiten, welche Arbeitspunkte verbindet, wo eine Ausgangsleistung in Übereinstimmung mit der erforderlichen Ausgangsleistung aufrechterhalten werden kann.
  • Anspruch 4 stellt auf der Grundlage von Anspruch 3 das Hybridfahrzeug bereit, wobei ein Energieübertragungs-Wirkungsgrad von dem Verbrennungsmotor auf das Antriebsrad bei einem Arbeitspunkt, an dem der Arbeitspunkt des Verbrennungsmotors nach Verschieben auf der Linie gleicher Ausgangsleistung ankommt, und wo die Drehzahl des Verbrennungsmotors mit der Einrückdrehzahl übereinstimmt, besser ist bei dem mechanischen Wirkungsgrad als bei dem elektrischen Wirkungsgrad.
  • Anspruch 5 stellt auf der Grundlage von Anspruch 3 oder 4 das Hybridfahrzeug bereit, wobei die Verbrennungsmotor-Steuereinheit den Verbrennungsmotor steuert, um das Drehmoment zu erhöhen, während die Drehzahl bei der Einrückdrehzahl so lange gehalten wird, bis der Arbeitspunkt des Verbrennungsmotors die Linie optimalen Kraftstoffverbrauchs erreicht, wenn die erforderliche Ausgangsleistung zunimmt, nachdem die Leistungsübertragungs-Einrück-/-Ausrückeinheit eingerückt ist, und wobei dann, wenn die erforderliche Ausgangsleistung die Ausgangsleistung des Verbrennungsmotors an dem Arbeitspunkt auf der Linie optimalen Kraftstoffverbrauchs überschreitet, der Elektromotor durch elektrische Leistung angetrieben wird, welche von der Batterie geliefert wird, die elektrische Leistung entsprechend der ungenügenden Ausgangsleistung des Verbrennungsmotors abgibt.
  • Anspruch 6 stellt auf der Grundlage von Anspruch 5 das Hybridfahrzeug bereit, wobei der Elektromotor elektrische Leistung entsprechend der ungenügenden Ausgangsleistung innerhalb einer verfügbaren Abgabekapazität entsprechend dem Zustand der Batterie abgibt.
  • Anspruch 7 stellt ein Steuerungsverfahren für ein Hybridfahrzeug bereit; das Hybridfahrzeug enthält einen Verbrennungsmotor (beispielsweise einen Verbrennungsmotor 111 bei der Ausführungsform), einen Generator (beispielsweise einen Generator 113 bei der Ausführungsform), der durch den Verbrennungsmotor angetrieben wird, um elektrische Leistung zu erzeugen, einen Akkumulator (beispielsweise eine Batterie 101 bei der Ausführungsform) zur Lieferung von elektrischer Leistung an einen Elektromotor,
    den Elektromotor (beispielsweise den Elektromotor 109 bei der Ausführungsform), der mit einem Antriebsrad verbunden ist (beispielsweise mit einem Antriebsrad 133 bei der Ausführungsform) und der durch elektrische Leistung angetrieben wird,
    welche von zumindest der Batterie oder dem Generator geliefert wird, und eine Leistungsübertragungs-Einrück-/-Ausrückeinheit (beispielsweise eine Überbrückungs-(Lock-up-)kupplung 117 bei der Ausführungsform), die zwischen dem Generator und dem Antriebsrad angeordnet ist zum Einrücken und Ausrücken eine Leistungsübertragungsstrangs von dem Verbrennungsmotor zu dem Antriebsrad über den Generator, wobei das Hybridfahrzeug imstande ist, auf Leistung hin zu fahren, die von zumindest dem Elektromotor oder dem Verbrennungsmotor wird;
    das Steuerungsverfahren schließt ein Berechnen einer Drehzahl auf einer Antriebsradseite der Leistungsübertragungs-Einrück-/-Ausrückeinheit, die der Fahrzeuggeschwindigkeit des Hybridfahrzeugs als einer Drehzahl des Verbrennungsmotors entspricht, bei der die Leistungsübertragungs-Einrück-/-Ausrückeinheit eingerückt ist, wenn das Hybridfahrzeug in einem Serien-Antriebsmodus fährt, in welchem der Elektromotor als eine Antriebsquelle arbeitet,
    ein Berechnen einer erforderlichen Ausgangsleistung, die von dem Hybridfahrzeug gefordert wird, auf der Grundlage einer Beschleunigungs-Pedalöffnung, welche einer Betätigung eines Beschleunigungspedals entspricht, und einer Fahrgeschwindigkeit des Hybridfahrzeugs,
    und ein Einrücken der Leistungsübertragungs-Einrück-/-Ausrückeinheit ein, wenn die Drehzahl des Verbrennungsmotors mit der Einrückdrehzahl übereinstimmt, welche als Ergebnis einer Steuerung des Verbrennungsmotors berechnet ist, um der erforderlichen Ausgangsleistung zu folgen, die berechnet ist,
    während das Hybridfahrzeug in dem Serien-Antriebsmodus bei einer bestimmten Fahrzeuggeschwindigkeit oder schneller fährt.
  • Vorteil der Erfindung
  • Gemäß den Ansprüchen 1 bis 7 kann dann, wenn das Fahrzeug von dem Serien-Antriebsmodus, in welchem der Elektromotor als eine Antriebsquelle arbeitet, in einen anderen Antriebsmodus umgeschaltet wird, in welchem zumindest der Verbrennungsmotor als eine Antriebsquelle arbeitet, die Leistungsübertragungs-Einrück-/-Ausrückeinheit ohne Erzeugung eines Stoßes und Reduzierung im Wirkungsgrad eingerückt werden.
  • Gemäß Anspruch 2 fährt der Verbrennungsmotor fort, auf der Linie optimalen spezifischen Kraftstoffverbrauchs zu arbeiten, und die Leistungsübertragungs-Einrück-/-Ausrückeinheit wird eingerückt, wenn die Drehzahl des Verbrennungsmotors mit der Einrückdrehzahl übereinstimmt, und daher wird der spezifische Kraftstoffverbrauch des Verbrennungsmotors nicht verringert.
  • Gemäß den Ansprüchen 3 bis 4 ist der spezifische Kraftstoffverbrauch des Verbrennungsmotors verringert, da der Arbeitspunkt des Verbrennungsmotors sich auf der Linie gleicher Ausgangsleistung verschiebt. Der mechanische Wirkungsgrad ist jedoch besser als der elektrische Wirkungsgrad an dem Arbeitspunkt des Verbrennungsmotors, an dem die Leistungsübertragungs-Einrück-/-Ausrückeinheit eingerückt ist, und daher kann das Hybridfahrzeug mit einem besseren Gesamtwirkungsgrad fahren als einem Gesamtwirkungsgrad, der resultieren würde, wenn das Hybridfahrzeug fortgesetzt im Serien-Antriebsmodus fahren würde.
  • Gemäß den Ansprüchen 5 bis 6 gibt der Elektromotor der ungenügenden Ausgangsleistung des Verbrennungsmotors entsprechende elektrische Leistung ab, durch die die erforderliche Ausgangsleistung die Ausgangsleistung des Verbrennungsmotors am Arbeitspunkt auf der Linie optimalen Kraftstoffverbrauchs übersteigt. Daher kann der Verbrennungsmotor fortfahren zu arbeiten, während der bessere Gesamtwirkungsgrad beibehalten wird.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 zeigt eine innere Blockkonfiguration eines Serien-Parallel-HEV.
  • 2 zeigt Kennlinien eines Verbrennungsmotors 111 in Bezug auf einen thermischen Wirkungsgrad.
  • 3 zeigt einen Übergang eines Arbeitspunkt des Verbrennungsmotors 111, wenn eine Drehzahl des Verbrennungsmotors 111 während des Serien-Antriebsmodus schneller ist als eine Drehzahl, bei der eine Kupplung 117 eingerückt wird.
  • 4 zeigt einen Übergang des Arbeitspunkts des Verbrennungsmotors 111, wenn die Drehzahl des Verbrennungsmotors 111 während des Serien-Antriebsmodus geringer ist als die Drehzahl, bei der die Kupplung 117 eingerückt wird.
  • 5 zeigt einen Übergang des Arbeitspunkts des Verbrennungsmotors 111, wenn eine erforderliche Ausgangsleistung ansteigt, nachdem die Kupplung 117 eingerückt ist.
  • 6 zeigt Operationen einer Management-ECU 123.
  • 7 zeigt Beispiels-Kennlinien des Verbrennungsmotors, der einen Generator antreibt.
  • 8 zeigt Beispiels-Kennlinien des Verbrennungsmotors, der den Generator antreibt.
  • Ausführungsform zur Ausführung der Erfindung
  • Durch Bezugnahme auf die Zeichnungen werden Ausführungsformen der Erfindung beschrieben.
  • Ein HEV (Hybrid-Elektrofahrzeug) enthält einen Elektromotor und einen Verbrennungsmotor und fährt auf eine Antriebskraft des Elektromotors und/oder des Verbrennungsmotors hin in Abhängigkeit von Fahrbedingungen des Fahrzeugs. HEVs werden grob in zwei Typen klassifiziert: ein Serien-HEV und ein Parallel-HEV. Das Serien-HEV fährt auf die Antriebskraft des Elektromotors hin. Der Verbrennungsmotor wird lediglich zur Erzeugung von elektrischer Leistung benutzt, und elektrische Leistung, die dadurch erzeugt wird, dass von der Antriebskraft des Verbrennungsmotors Gebrauch gemacht wird, wird in einer Batterie gespeichert oder dem Elektromotor zugeführt. Andererseits fährt das Parallel-HEV auf eine Antriebskraft von einem oder beiden der den Elektromotor und den Verbrennungsmotor umfassenden Motoren hin.
  • Es ist auch ein Serien-/Parallel-HEV bekannt, in welchem sowohl die Serien- als auch die Parallelkonfiguration kombiniert sind. Bei diesem Typ von HEV ist eine Kupplung in Abhängigkeit von den Fahrbedingungen des Fahrzeugs eingerückt oder ausgerückt (eingekuppelt/ausgekuppelt), wodurch das Übertragungssystem der Antriebskraft auf eine der Serien- und Parallelkonfigurationen geschaltet wird. Insbesondere dann, wenn das Fahrzeug bei niedrigen Geschwindigkeiten fährt, ist die Kupplung ausgerückt, um die Serienkonfiguration anzunehmen, während dann, wenn das Fahrzeug bei mittleren oder hohen Geschwindigkeiten fährt, die Kupplung eingerückt ist, um die Parallelkonfiguration anzunehmen. In der folgenden Beschreibung wird ein Antriebsmodus, der die Serienkonfiguration verwendet, als ein ”Serien-Antriebsmodus” bezeichnet.
  • In einer Ausführungsform wird ein Hybridfahrzeug gemäß der Erfindung als ein Serien-/Parallel-HEV beschrieben (hier nachstehend als ”Hybridfahrzeug” bezeichnet). 1 zeigt eine innere Blockkonfiguration des Serien-/Parallel-HEV. Das in 1 gezeigte Hybridfahrzeug enthält eine Batterie (BATT) 101, einen Temperatursensor 103 (TEMP), einen Wandler (CONV) 105, einen ersten Wechselrichter (1. INV) 107, einen Elektromotor (MOT) 109, einen Verbrennungsmotor (ENG) 111, einen Generator (GEN) 113, einen zweiten Wechselrichter (2. INV) 115, eine Überbrückungskupplung (nachstehend einfach als ”Kupplung” bezeichnet) 117, einen Getriebekasten (nachstehend einfach als ein ”Getriebe” bezeichnet) 119, einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 121, eine Management-ECU (FI/MG ECU) 123, eine Motor-ECU (MOT/GEN ECU) 125 und eine Batterie-ECU (BATT ECU) 127. Ferner enthält das Fahrzeug einen (nicht dargestellten) Sensor zum Detektieren einer Drehzahl des Elektromotors 109 und einen (nicht dargestellten) Sensor zum Detektieren einer Drehzahl des Verbrennungsmotors 111.
  • Die Batterie 101 weist eine Mehrzahl von Batteriezellen auf, die in Serie geschaltet sind, und liefert beispielsweise eine hohe Spannung von 100 bis 200 V. Die Batteriezellen sind Lithiumionen-Batterien oder Nickel-Metallhydrid-Batterien. Der Temperatursensor 103 detektiert eine Temperatur der Batterie 101 (hier nachstehend als eine ”Batterietemperatur” bezeichnet). Ein Signal, welches kennzeichnend ist für die durch den Temperatursensor 103 detektierte Batterietemperatur, wird zu der Batterie-ECU 127 übertragen.
  • Der Wandler 105 erhöht oder verringert eine Gleichstrom-Ausgangsspannung der Batterie 101, während er sie als Gleichstrom behält. Der erste Wechselrichter 107 wandelt eine Gleichstromspannung in eine Wechselstromspannung um, um einen Drei-Phasen-Strom an den Elektromotor 109 abzugeben. Zusätzlich setzt der erste Wechselrichter 107 eine Wechselstromspannung, welche eingegeben wird, wenn der Elektromotor 109 einen regenerativen Betrieb ausführt, in eine Gleichstromspannung zur Speicherung in der Batterie 101 um.
  • Der Elektromotor 109 erzeugt Leistung, auf die hin das Fahrzeug fährt. Ein in dem Elektromotor 109 erzeugtes Drehmoment wird über das Getriebe 119 auf Antriebswellen 131 übertragen. Es sei angemerkt, dass ein Rotor des Elektromotors 109 direkt mit dem Getriebe 119 verbunden ist. Zusätzlich arbeitet der Elektromotor 109 als ein Generator, wenn regenerative Bremsen angewandt werden, und in dem Elektromotor 109 erzeugte elektrische Leistung wird in der Batterie 101 gespeichert.
  • Der Verbrennungsmotor 111 wird lediglich für den Generator 113 genutzt, wenn das Hybridfahrzeug im Serien-Antriebsmotor bei ausgekuppelter Kupplung 117 fährt. Wenn jedoch die Kupplung 117 eingerückt ist, wird die Ausgangsleistung des Verbrennungsmotors 111 durch den Generator 113, die Kupplung 117 und das Getriebe 119 als mechanische Energie, die für den Antrieb des Hybridfahrzeugs notwendig ist, auf die Antriebswellen 131 übertragen. Der Verbrennungsmotor 111 ist direkt mit einem Rotor des Generators 113 verbunden.
  • Der Generator 113 erzeugt elektrische Leistung, indem Gebrauch gemacht wird von der Leistung des Verbrennungsmotors 111. Die durch den Generator 113 erzeugte elektrische Leistung wird in der Batterie 101 gespeichert oder an den Elektromotor 109 abgegeben. Der zweite Wandler 115 wandelt einen in dem Generator 113 erzeugten Wechselstrom in eine Gleichstromspannung um. Die durch den zweiten Wechselrichter 115 umgesetzte elektrische Leistung wird in der Batterie 101 gespeichert oder durch den ersten Wandler 107 an den Elektromotor 109 abgegeben.
  • Die Kupplung 117 kuppelt oder entkuppelt eine Antriebskraft-Übertragungslinie von dem Verbrennungsmotor 111 zu den Antriebsrädern 133 auf der Grundlage eines Befehls von einer Management-ECU 123. Das Getriebe 119 ist ein festliegendes Einzelganggetriebe, welches beispielsweise einem fünften Gang entspricht. Folglich setzt das Getriebe 119 eine Antriebskraft von dem Verbrennungsmotor 111 über den Generator 113 oder eine Antriebskraft von dem Elektromotor 109 in eine Drehzahl und ein Drehmoment bei einem bestimmten Übersetzungsverhältnis für eine Übertragung auf die Antriebswellen 131 um. Der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 121 detektiert eine Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs (eine Fahrzeuggeschwindigkeit). Ein Signal, welches kennzeichnend ist für die durch den Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 121 detektierte Fahrzeuggeschwindigkeit, wird zu der Management-ECU 123 übertragen.
  • Die Management-ECU 123 berechnet eine erforderliche Ausgangsleistung auf der Grundlage einer Beschleunigungspedalöffnung, die einer Betätigung eines Beschleunigungspedals durch einen Fahrer des Hybridfahrzeugs entspricht, und einer Fahrzeuggeschwindigkeit, schaltet die Antriebskraft-Übertragungssysteme, steuert das Einrücken oder Ausrücken der Kupplung 117 und steuert den Verbrennungsmotor 111. Die Steuerung des Verbrennungsmotors 111 durch die Management-ECU 123 ist in 1 durch eine abwechselnd lange und kurze Strichlinie angedeutet. Die Einzelheiten der Management-ECU 123 werden später beschrieben.
  • Die Motor-ECU 125 steuert das Schalten von Schaltelementen, welche den Wandler 105, den ersten Wechselrichter 107 und den zweiten Wechselrichter 115 bilden, um dadurch den Betrieb des Elektromotors 109 oder des Generators 113 zu steuern. Die Steuerung des Wandlers 105, des ersten Wechselrichters 107 und des zweiten Wechselrichters 115 durch die Motor-ECU 125 ist in 1 durch abwechselnd lange und kurze Strichlinien angedeutet.
  • Die Batterie-ECU 127 berechnet einen Ladezustand (SOC) der Batterie 101 auf der Grundlage einer Information über die Batterietemperatur, die durch den Temperatursensor 103 erhalten wird, und die Lade- und Entladeströme und die Klemmspannung der Batterie 101.
  • 2 zeigt Kennlinien des Verbrennungsmotors 111 in Bezug auf dessen thermischen Wirkungsgrad. In 2 bezeichnet eine Ordinatenachse das Drehmoment des Verbrennungsmotors 111, und eine Abszissenachse bezeichnet die Drehzahl des Verbrennungsmotors 111. In 2 ist eine dicke volle Linie eine Linie, welche Arbeitspunkte des Verbrennungsmotors 111 verbindet, bei denen ein optimaler bestimmter Kraftstoffverbrauch erzielt wird (eine BSFC-Bodenlinie). Die Kupplung 117 ist entsprechend dem ausgewählten Antriebskraft-Überragungssystem eingekuppelt oder ausgekuppelt. Die Kupplung 117 ist nämlich ausgerückt, wenn das Fahrzeug im Serien-Antriebsmodus fährt, und sie ist eingerückt, wenn die Ausgangsleistung des Verbrennungsmotors 111 als mechanische Energie benutzt wird.
  • Die Ausgangsleistungsenergie des Verbrennungsmotors 111 ist mechanische Energie. Von dem Verbrennungsmotor 111 abgegebene mechanische Energie, wenn die Kupplung 117 ausgerückt ist, wird jedoch durch den Generator 113 in elektrische Energie umgesetzt und danach für den Antrieb des Fahrzeugs verwendet. Ein Energieübertragungswirkungsgrad, der hier angenommen wird, wird als ein ”elektrischer Wirkungsgrad” bezeichnet, und eine angenommene Übertragungsform von Energie wird hier als eine ”elektrische Übertragung” bezeichnet. Andererseits wird mechanische Energie, die von dem Verbrennungsmotor 111 abgegeben wird, wenn die Kupplung 117 eingerückt ist, so wie sie ist, durch den Generator 113 und das Getriebe 119 verbraucht, um das Fahrzeug anzutreiben. Ein hier angenommener Energieübertragungswirkungsgrad wird hier als ein ”mechanischer Wirkungsgrad” bezeichnet, und eine angenommene Übertragungsform von Energie wird als ”mechanische Übertragung” bezeichnet. Die in 2 durch schräg verlaufende Linien gezeigte Region 201 gibt eine Region an, in der der mechanische Wirkungsgrad als der Übertragungs-Wirkungsgrad der abgegebenen Energie des Verbrennungsmotors 111 besser ist als der elektrische Wirkungsgrad.
  • Hier wird nachstehend der Übergang eines Arbeitspunkts des Verbrennungsmotors 111, der auftritt, wenn die Kupplung 117 eingerückt ist, während das Hybridfahrzeug dieser Ausführungsform im Serien-Antriebsmodus fährt, unter Bezugnahme auf 3 und 4 beschrieben. 3 zeigt einen Übergang des Arbeitspunkts des Verbrennungsmotors 111, wenn eine Drehzahl des Verbrennungsmotors 111 während des Serien-Antriebsmodus höher ist als eine Drehzahl, bei der die Kupplung 117 eingerückt ist. 4 zeigt einen Übergang des Arbeitspunkts des Verbrennungsmotors 111, wenn die Drehzahl des Verbrennungsmotors 111 während des Serien-Antriebsmodus geringer ist als die Drehzahl, bei der die Kupplung 117 eingerückt wird.
  • (Ausführungsform 1)
  • Ein in 3 gezeigter Arbeitspunkt A ist ein Arbeitspunkt des Verbrennungsmotors 111, der sich ergibt, wenn das Hybridfahrzeug im Serien-Antriebsmodus (Beschleunigung) durch Nutzung einer Antriebskraft fährt, die von dem Elektromotor 109 entsprechend einer Betätigung eines Beschleunigungspedals durch den Fahrer geliefert wird. Beim Absinken der Drehzahl des Verbrennungsmotors 111 von diesem Zustand auf einen durch eine gestrichelte Linie in 3 angedeuteten Wert, wo sogar dann kein Stoß hervorgerufen wird, wenn die Kupplung 117 eingerückt wird (eine Kupplungs-Einrückdrehzahl), wenn eine Ausgangsleistung auf einer Ausgangsseite der Kupplung 117 veranlasst wird, mit der Ausgangsleistung des Elektromotors 109 übereinzustimmen, während der geforderten Ausgangsleistung gefolgt wird, verschiebt sich der Arbeitspunkt des Verbrennungsmotors 111 von A nach C längs einer Linie gleicher Ausgangsleistung, die durch eine abwechselnd lange und kurze Strichlinie angedeutet ist. Wenn dies geschieht, weicht der Arbeitspunkt von der BSFC-Bodenlinie ab, und daher ist der spezifische Kraftstoffverbrauch verschlechtert.
  • Bei dieser Ausführungsform rückt die Management-ECU 123 die Kupplung 117 bis zur Drehzahl des Verbrennungsmotors 111 nicht ein, wenn das Hybridfahrzeug im Serien-Antriebsmodus fährt. Wenn der Arbeitspunkt des Verbrennungsmotors 111 sich von A nach B längs der BSFC-Bodenlinie verschiebt, während der erforderlichen Ausgangsleistung gefolgt wird, so dass der Drehpunkt des Verbrennungsmotors 111 auf die Kupplungs-Einrückdrehzahl verringert ist, steuert die Management-ECU 123 die Kupplung 117, um eingerückt zu werden. Wenn der Arbeitspunkt des Verbrennungsmotors 111 den Arbeitspunkt B erreicht, stimmen die Drehzahl des Generators 113 und die Drehzahl des Verbrennungsmotors 111 überein, jeweilige Zeichen von Winkelgeschwindigkeiten der Drehzahlen stimmen überein und die Ausgangsleistung des Verbrennungsmotors 111 durch den Generator 113 und die Ausgangsleistung des Elektromotors 109 stimmen überein. Folglich wird sogar dann, wenn die Kupplung 117 zu dieser Zeit eingerückt wird, kein Stoß hervorgerufen, und der gute spezifische Kraftstoffverbrauch des Verbrennungsmotors 111 wird so, wie er ist, behalten.
  • (Ausführungsform 2)
  • Ein in 4 gezeigter Arbeitspunkt D ist ein Arbeitspunkt des Verbrennungsmotors 111, der sich ergibt, wenn das Hybridfahrzeug im Serien-Antriebsmodus (Herumfahren, Abbremsen) durch Nutzung von Antriebskraft fährt, die von dem Elektromotor 109 entsprechend einer Betätigung eines Beschleunigungspedals durch den Fahrer geliefert wird. Beim Absinken der Drehzahl des Verbrennungsmotors 111 von diesem Zustand auf einen Wert, der in 4 durch eine unterbrochene Linie angedeutet ist, wo sogar dann, wenn die Kupplung 117 eingerückt wird (eine Kupplungs-Einrückdrehzahl), kein Stoß hervorgerufen wird, wenn eine Ausgangsleistung auf der Ausgangsseite der Kupplung 117 veranlasst wird, mit der Ausgangsleistung des Elektromotors 109 übereinzustimmen, während der erforderlichen Ausgangsleistung gefolgt wird, verschiebt sich der Arbeitspunkt des Verbrennungsmotors 111 von D nach E längs einer Linie gleicher Ausgangsleistung, die durch eine abwechselnd lange und kurze Strichlinie angedeutet ist. Auf dieser Weise steuert die Management-ECU 123 die Kupplung 117, um eingerückt zu werden, wenn der Arbeitspunkt des Verbrennungsmotors 111 sich zum Arbeitspunkt E verschiebt, und die Drehzahl des Verbrennungsmotors steigt auf die Kupplungs-Einrückdrehzahl an.
  • Wenn sich der Arbeitspunkt auf diese Weise von D nach E verschiebt, wird der spezifische Kraftstoffverbrauch verschlechtert, da der Arbeitspunkt des Verbrennungsmotors 111 von der BSFC-Bodenlinie abweicht. Die Last (Drehmoment) des Verbrennungsmotors 111 verschiebt sich jedoch im Unterschied zur Ausführungsform 1 in eine Richtung, in der die Last (Drehmoment) verringert ist, und der Arbeitspunkt E bleibt innerhalb eines Bereiches 201, wo die mechanische Übertragung besser ist als die elektrische Übertragung. Mit Rücksicht hierauf wird kein Stoß hervorgerufen, wenn die Kupplung 117 eingerückt wird, und ein besserer Gesamtwirkungsgrad (= spezifischer Kraftstoffverbrauch × mechanischer Wirkungsgrad) als ein Gesamtwirkungsgrad (= spezifischer Kraftstoffverbrauch × elektrischer Wirkungsgrad) wird erhalten, der resultieren würde, wenn das Hybridfahrzeug fortfährt, im Serien-Antriebsmodus zu fahren.
  • Wenn die erforderliche Ausgangsleistung als Ergebnis einer Betätigung des Beschleunigungspedals durch den Fahrer ansteigt, nachdem der Arbeitspunkt nach E hin verschoben ist, wie in 5 gezeigt, steuert die Management-ECU 123 den Verbrennungsmotor 111, um das Drehmoment zu steigern, während die Drehzahl bei der Kupplungs-Einrückdrehzahl gehalten wird. Wenn dies geschieht, verschiebt sich der Arbeitspunkt des Verbrennungsmotors 111 vom Arbeitspunkt E aus nach oben in 4.
  • Wenn beispielsweise eine Ausgangsleistung, die durch eine abwechselnd lange und kurze Strichlinie angedeutet ist, welche durch das Bezugszeichen 301 bezeichnet ist, als eine erforderliche Ausgangsleistung gefordert wird, steuert die Management-ECU 123 den Verbrennungsmotor 111, um das Drehmoment zu steigern, während die Drehzahl so, wie sie ist, behalten wird, um an einem Arbeitspunkt F auf der BSFC-Bodenlinie zu arbeiten. Wenn die erforderliche Ausgangsleistung auf eine Ausgangsleistung ansteigt, welche durch eine abwechselnd lange und kurze Strichlinie angedeutet ist, die durch das Bezugszeichen 303 bezeichnet ist, steuert die Management-ECU 123 ferner den Verbrennungsmotor 111, um den Betrieb beim Arbeitspunkt F zu behalten, und sie weist die Motor-ECU 125 an, um den Elektromotor 109 zu veranlassen, elektrische Leistung entsprechend einer ungenügenden Ausgangsleistung abzugeben (= erforderliche Ausgangsleistung – Ausgangsleistung des Verbrennungsmotors 111). Der Elektromotor 109 wird dann durch elektrische Leistung angetrieben, die von der Batterie 101 geliefert wird. Folglich kann der Verbrennungsmotor 111 fortfahren zu arbeiten, während der gute Gesamtwirkungsgrad beibehalten wird.
  • In Abhängigkeit vom Zustand der Batterie 101 kann jedoch eine Situation vorliegen, bei der der Elektromotor 109 nicht die der unzureichenden Ausgangsleistung entsprechende elektrische Leistung abgeben kann. Wenn beispielsweise der Ladezustand (SOC) der Batterie 101 niedrig ist, kann eine Situation vorliegen, bei der der Elektromotor 109 nicht die elektrische Leistung liefern kann, die von dem Elektromotor 109 benötigt wird. Wenn die Temperatur der Batterie 101 niedrig ist, ist außerdem die abgegebene elektrische Leistung der Batterie 101 verringert. Folglich weist die Management-ECU 123 die Motor-ECU 125 an, den Elektromotor 109 zu veranlassen, elektrische Leistung entsprechend der ungenügenden Ausgangsleistung innerhalb einer verfügbaren Abgabekapazität entsprechend dem SOC und der Temperatur der Batterie 101 abzugeben, die von der Batterie-ECU 127 erhalten wird. Die Batterie-ECU 127 berechnet den SOC der Batterie 101 auf der Grundlage eines Integralwertes von Lade- und Entladeströmen der Batterie 101 und einer Klemmspannung der Batterie 101.
  • Unter Bezugnahme auf 6 werden hier nachstehend Arbeitsweisen der Management-ECU 123 beschrieben, welche die Steuerung des Verbrennungsmotors 111 und das Einrücken der Kupplung 117 einschließen. 6 zeigt Arbeitsweisen der Management-ECU 123. Wenn das Hybridfahrzeug im Serien-Antriebsmodus fährt, wie in 6 gezeigt, berechnet die Management-ECU 123 eine Drehzahl des Verbrennungsmotors 111, bei der sogar dann, wenn die Kupplung 117 eingerückt wird (eine Kupplungs-Einrückdrehzahl) (Schritt S101), kein Stoß hervorgerufen wird. Beim Schritt S101 berechnet die Management-ECU 123 eine Drehzahl der Antriebswelle 131 auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit, die von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 121 erhalten wird, und eines Radius des Antriebsrades 133. Eine Drehzahl auf der Abgabeseite der eingerückten Kupplung 117 wird aus der Drehzahl der Antriebswelle 131 und dem Übersetzungsverhältnis des Getriebes 119 berechnet. Da der Verbrennungsmotor 111 mit der Kupplung 117 über einen Rotor des Generators 113 verbunden ist, wird die so berechnete Drehzahl die Kupplungs-Einrückdrehzahl.
  • Nach Beendigung der Arbeitsweise beim Schritt S101 bestimmt die Management-ECU 123, ob die Fahrzeuggeschwindigkeit ein vorbestimmter Wert ist oder schneller ist (Schritt S103). Falls sie bestimmt, dass die Fahrzeuggeschwindigkeit langsamer ist als der vorbestimmte Wert, beendet die Management-ECU 123 die Arbeitsweise. Wenn sie andererseits bestimmt, dass die Fahrzeuggeschwindigkeit die vorbestimmte Geschwindigkeit oder schneller ist, bestimmt die Management-ECU 123, ob die Drehzahl des Verbrennungsmotors 111 gleich der Kupplungs-Einrückdrehzahl ist oder nicht (Schritt S105). Falls sie bestimmt, dass die Drehzahl des Verbrennungsmotors 111 gleich der Kupplungs-Einrückdrehzahl ist, geht die Management-ECU 123 weiter zum Schritt S107, während dann, wenn sie bestimmt, dass die Drehzahl des Verbrennungsmotors 111 nicht gleich der Kupplungs-Einrückdrehzahl ist, geht die Management-ECU weiter zum Schritt S109. Beim Schritt S107 steuert die Management-ECU 123 die Kupplung 117, um eingerückt zu werden.
  • Beim Schritt S109 bestimmt die Management-ECU 123, ob die Drehzahl des Verbrennungsmotors 111 geringer ist als die Kupplungs-Einrückdrehzahl oder nicht. Falls sie bestimmt, dass die Drehzahl des Verbrennungsmotors 111 niedriger ist als die Kupplungs-Einrückdrehzahl, geht die Management-ECU 123 weiter zum Schritt S111, während dann, wenn sie bestimmt, dass die Drehzahl des Verbrennungsmotors 111 höher ist als die Kupplungs-Einrückdrehzahl, kehrt die Management-ECU 123 zum Schritt S105 zurück. Beim Schritt S111 berechnet die Management-ECU 123 eine erforderliche Ausgangsleistung auf der Grundlage einer Beschleunigungspedalöffnung, welche einer Betätigung des Beschleunigungspedals durch den Fahrer des Hybridfahrzeugs entspricht, und einer Fahrzeuggeschwindigkeit. Danach steigert hier die Management-ECU 123 allmählich die Drehzahl des Verbrennungsmotors 111, während die Ausgangsleistung des Verbrennungsmotors 111 beibehalten wird.
  • Beim Schritt S113 steuert die Management-ECU 123 den Verbrennungsmotor 111, um die Drehzahl um eine vorbestimmte Drehzahl (beispielsweise zehn Umdrehungen pro Minute) zu steigern. Wenn dies geschieht, steuert die Management-ECU 123 die Drehzahl des Verbrennungsmotors 111 durch den Generator 113, der eine Last des Verbrennungsmotors 111 ist. Anschließend steuert die Management-ECU 123 den Verbrennungsmotor 111, um ein Drehmoment abzugeben, welches aus dem erforderlichen Drehmoment, das beim Schritt S111 berechnet ist, und der Drehzahl des Verbrennungsmotors 111 berechnet ist, die beim Schritt S113 erhöht ist (Schritt S115), und kehrt dann zum Schritt S105 zurück.
  • Somit kann in dem Fall, dass die Steuerungen durch die Management-ECU 123, die oben beschrieben sind, in dem Hybridfahrzeug der Ausführungsform ausgeführt werden, die Kupplung ohne Erzeugung irgendeines Stoßes oder einer Verringerung im Wirkungsgrad (spezifischer Kraftstoffverbrauch oder Gesamtwirkungsgrad) eingerückt werden, wenn das Fahrzeug vom Serien-Antriebsmodus in einen anderen Antriebsmodus geschaltet wird, in welchem zumindest der Verbrennungsmotor 111 als eine Antriebsquelle arbeitet.
  • Während die Erfindung im Einzelnen oder durch Bezugnahme auf die spezifischen Ausführungsbeispiele beschrieben worden ist, ist es für den Durchschnittsfachmann ersichtlich, dass verschiedene Änderungen oder Modifikationen bezüglich der Erfindung ohne Abweichung vom Umfang und der Wesensart der Erfindung vorgenommen werden können.
  • Diese Patentanmeldung basiert auf der japanischen Patentanmeldung (Nr. 2009-285415) , eingereicht am 16. Dezember 2009, deren Inhalte hier durch Bezugnahme einbezogen werden.
  • Bezugszeichenliste
    • 101
    Batterie (BATT)
    103
    Temperatursensor (TEMP)
    105
    Wandler (CONV)
    107
    erster Wechselrichter (1. INV)
    109
    Elektromotor (MOT)
    111
    Verbrennungsmotor (ENG)
    113
    Generator (GEN)
    115
    zweiter Wechselrichter (2. INV)
    117
    Überbrückungs-(Lock-up-)kupplung
    119
    Getriebekasten
    121
    Fahrzeuggeschwindigkeitssensor
    123
    Management-ECU (FI/MG ECU)
    125
    Motor-ECU (MOT/GEN ECU)
    127
    Batterie-ECU (BATT ECU)
    131
    Antriebswelle
    133
    Antriebsrad
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 2009-285415 [0059]

Claims (7)

  1. Hybridfahrzeug, enthaltend einen Verbrennungsmotor, einen Generator, der durch den Verbrennungsmotor angetrieben wird, um elektrische Leistung zu erzeugen, eine Batterie zur Lieferung von elektrischer Leistung an einen Elektromotor, den Elektromotor, der mit einem Antriebsrad verbunden ist und der durch elektrische Leistung angetrieben wird, welche von zumindest der Batterie oder dem Generator geliefert wird, und eine Leistungsübertragungs-Einrück-/-Ausrückeinheit, welche zwischen dem Generator und dem Antriebsrad angeordnet ist zum Einrücken und Ausrücken eines Leistungsübertragungsstrangs von dem Verbrennungsmotor zu dem Antriebsrad über den Generator, wobei das Hybridfahrzeug imstande ist, auf Leistung hin zu fahren, die von zumindest dem Elektromotor oder dem Verbrennungsmotor geliefert wird; das Hybridfahrzeug enthält ferner eine Verbrennungsmotor-Steuerungseinheit zum Steuern des Verbrennungsmotors, eine Einrück-/Ausrück-Steuereinheit zum Steuern der Leistungsübertragungs-Einrück-/-Ausrückeinheit, um eingerückt zu werden, wenn das Hybridfahrzeug von einem Serien-Antriebsmodus, in welchem der Elektromotor als eine Antriebsquelle arbeitet, in einen anderen Antriebsmodus geschaltet wird, in welchem zumindest der Verbrennungsmotor als eine Antriebsquelle arbeitet, eine eine erforderliche Ausgangsleistung berechnende Recheneinheit zum Berechnen einer erforderlichen Ausgangsleistung, die von dem Hybridfahrzeug gefordert wird, auf der Grundlage einer Beschleunigungspedalöffnung, welche einer Betätigung eines Beschleunigungspedals entspricht, und einer Fahrgeschwindigkeit des Hybridfahrzeugs, und eine Einrückdrehzahl-Recheneinheit zum Berechnen einer Drehzahl auf einer Antriebsradseite der Leistungsübertragungs-Einrück-/-Ausrückeinheit, die der Fahrzeuggeschwindigkeit als eine Drehzahl des Verbrennungsmotors entspricht, bei der die Leistungsübertragungs-Einrück-/-Ausrückeinheit eingerückt wird, wobei die Einrück-/Ausrück-Steuereinheit die Leistungsübertragungs-Einrück-/-Ausrückeinheit steuert, um eingerückt zu werden, wenn die Drehzahl des Verbrennungsmotors mit der Einrückdrehzahl übereinstimmt, welche durch die Einrückdrehzahl-Recheneinheit als Ergebnis der Steuerung des Verbrennungsmotors berechnet ist, um der erforderlichen Ausgangsleistung zu folgen, welche durch die die erforderliche Ausgangsleistung berechnende Recheneinheit berechnet ist, während das Hybridfahrzeug im Serien-Antriebsmodus bei einer bestimmten Fahrzeuggeschwindigkeit oder schneller fährt.
  2. Hybridfahrzeug nach Anspruch 1, wobei dann, wenn die Drehzahl des Verbrennungsmotors höher ist als die Einrückdrehzahl, während das Hybridfahrzeug im Serien-Antriebsmodus bei einer bestimmten Fahrzeuggeschwindigkeit oder schneller fährt, die Verbrennungsmotor-Steuereinheit den Verbrennungsmotor steuert, um auf einer Linie optimalen Kraftstoffverbrauchs zu arbeiten, welche Arbeitspunkte verbindet, wo ein optimaler spezifischer Kraftstoffverbrauch in Übereinstimmung mit der erforderlichen Ausgangsleistung erreicht ist.
  3. Hybridfahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, wobei dann, wenn die Drehzahl des Verbrennungsmotors niedriger ist als die Einrückdrehzahl, während das Hybridfahrzeug im Serien-Antriebsmodus bei einer bestimmten Fahrzeuggeschwindigkeit oder schneller fährt, die Verbrennungsmotor-Steuereinheit den Verbrennungsmotor steuert, um auf einer Linie gleicher Ausgangsleistung zu arbeiten, welche Arbeitspunkte verbindet, wo eine Ausgangsleistung in Übereinstimmung mit der erforderlichen Ausgangsleistung aufrechterhalten werden kann.
  4. Hybridfahrzeug nach Anspruch 3, wobei ein, Energieübertragungs-Wirkungsgrad von dem Verbrennungsmotor auf das Antriebsrad bei einem Arbeitspunkt, an dem der Arbeitspunkt des Verbrennungsmotors nach Verschieben auf der Linie gleicher Ausgangsleistung ankommt und wo die Drehzahl des Verbrennungsmotors mit der Einrückdrehzahl übereinstimmt, besser ist mit dem mechanischen Wirkungsgrad als mit dem elektrischen Wirkungsgrad.
  5. Hybridfahrzeug nach Anspruch 3 oder 4, wobei die Verbrennungsmotor-Steuereinheit den Verbrennungsmotor steuert, um das Drehmoment zu erhöhen, während die Drehzahl bei der Einrückdrehzahl so lange gehalten wird, bis der Arbeitspunkt des Verbrennungsmotors die Linie optimalen Kraftstoffverbrauchs erreicht, wenn die erforderliche Ausgangsleistung zunimmt, nachdem die Leistungsübertragungs-Einrück-/-Ausrückeinheit eingerückt ist, und wobei dann, wenn die erforderliche Ausgangsleistung die Ausgangsleistung des Verbrennungsmotors an dem Arbeitspunkt auf der Linie optimalen Kraftstoffverbrauchs überschreitet, der Elektromotor durch elektrische Leistung angetrieben wird, welche von der Batterie geliefert wird, die elektrische Leistung entsprechend der ungenügenden Ausgangsleistung des Verbrennungsmotors abgibt.
  6. Hybridfahrzeug nach Anspruch 5, wobei der Elektromotor elektrische Leistung entsprechend der ungenügenden Ausgangsleistung innerhalb einer verfügbaren Abgabekapazität entsprechend dem Zustand der Batterie abgibt.
  7. Steuerungsverfahren für ein Hybridfahrzeug; wobei das Hybridfahrzeug enthält einen Verbrennungsmotor, einen Generator, der durch den Verbrennungsmotor angetrieben wird, um elektrische Leistung zu erzeugen, eine Batterie zur Lieferung von elektrischer Leistung an einen Elektromotor, den Elektromotor, der mit einem Antriebsrad verbunden ist und der durch elektrische Leistung angetrieben wird, welche von zumindest der Batterie oder dem Generator geliefert wird, und eine Leistungsübertragungs-Einrück-/-Ausrückeinheit, welche zwischen dem Generator und dem Antriebsrad angeordnet ist zum Einrücken und Ausrücken eines Leistungsstrangs von dem Verbrennungsmotor zu dem Antriebsrad über den Generator, wobei das Hybridfahrzeug imstande ist, auf Leistung hin zu fahren, die von zumindest dem Elektromotor oder dem Verbrennungsmotor geliefert wird; das Steuerungsverfahren enthält Berechnen einer Drehzahl auf einer Antriebsradseite der Leistungsübertragungs-Einrück-/-Ausrückeinheit, die der Fahrzeuggeschwindigkeit des Hybridfahrzeugs als einer Drehzahl des Verbrennungsmotors entspricht, bei der die Leistungsübertragungs-Einrück-/-Ausrückeinheit eingerückt ist, wenn das Hybridfahrzeug in einem Serien-Antriebsmodus fährt, in welchem der Elektromotor als eine Antriebsquelle arbeitet, Berechnen einer erforderlichen Ausgangsleistung, die von dem Hybridfahrzeug gefordert wird, auf der Grundlage einer Beschleunigungs-Pedalöffnung, welche einer Betätigung eines Beschleunigungspedals entspricht, und einer Fahrgeschwindigkeit des Hybridfahrzeugs, und Einrücken der Leistungsübertragungs-Einrück-/-Ausrückeinheit, wenn die Drehzahl des Verbrennungsmotors mit der Einrückdrehzahl übereinstimmt, welche als Ergebnis einer Steuerung des Verbrennungsmotors berechnet ist, um der erforderlichen Ausgangsleistung zu folgen, die berechnet ist, während das Hybridfahrzeug in dem Serien-Antriebsmodus bei einer bestimmten Fahrzeuggeschwindigkeit oder schneller fährt.
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