DE10049510B4

DE10049510B4 - Steuereinrichtung für ein Hybridfahrzeug

Info

Publication number: DE10049510B4
Application number: DE10049510.9A
Authority: DE
Inventors: Teruo Wakashiro; Takashi Kiyomiya; Atsushi Matsubara; Hideyuki Oki; Yasuo Nakamoto; Atsushi Izumiura
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1999-10-08
Filing date: 2000-10-06
Publication date: 2015-05-13
Anticipated expiration: 2020-10-07
Also published as: US6424053B1; JP2001107765A; DE10049510A1

Abstract

Es wird eine Steuereinrichtung für ein Hybridfahrzeug (10) vorgeschlagen, wobei das Hybridfahrzeug (10) eine Verbrennungsmaschine (E) zur Ausgabe einer Antriebskraft, einen Elektromotor (M) zur Ausgabe einer die Kraftausgabe der Verbrennungsmaschine (E) unterstützenden Kraft und eine Energiespeichereinheit (22) zur Speicherung elektrischer Energie umfaßt, welche im Generatorbetrieb des Elektromotors (E) von diesem aus der Kraftausgabe der Verbrennungsmaschine (E) erzeugt wird und bei einer Verzögerung des Fahrzeugs (10) von dem Elektromotor (M) regeneriert wird. Die Steuereinrichtung umfaßt eine Maschinentemperaturmeßeinrichtung zum Messen einer Temperatur der Verbrennungsmaschine (E) und eine Energieerhöhungseinrichtung zur Erhöhung der von dem Elektromotor (M) im Generatorbetrieb erzeugten Energie, wenn das Fahrzeug (10) durch die Antriebskraft der Verbrennungsmaschine (E) ohne Unterstützung durch den Elektromotor (M) fährt und wenn die Maschinentemperaturmeßeinrichtung feststellt, daß die Temperatur der Verbrennungsmaschine (E) gleich oder kleiner als eine vorbestimmte Temperatur ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung für ein Hybridfahrzeug zum Antrieb einer Verbrennungsmaschine und eines Elektromotors. Insbesondere betrifft sie eine Steuereinrichtung für ein Hybridfahrzeug, die beim Fahren des Fahrzeugs eine Erhöhung der von der Temperatur der Verbrennungsmaschine abhängenden Temperatur von Wasser in der Verbrennungsmaschine bewirken kann.
Hybridfahrzeuge, die zusätzlich zu einer Verbrennungsmaschine einen Elektromotor als Leistungsquelle zum Antrieb des Fahrzeugs tragen, sind bekannt. Unter den herkömmlichen Hybridfahrzeugen gibt es Parallelhybridfahrzeuge, die zur Unterstützung der Leistungsabgabe der Verbrennungsmaschine einen Elektromotor als Hilfsantriebsquelle verwenden. Bei derartigen Parallelhybridfahrzeugen wird beim Beschleunigen des Fahrzeugs die Leistungsabgabe der Verbrennungsmaschine elektromotorisch unterstützt, beim Abbremsen des Fahrzeugs wird eine Batterie durch Verzögerungsregeneration geladen und im übrigen werden verschiedene Steuerungen in Antwort auf die Bedürfnisse des Fahrers durchgeführt und dabei die Restladung der Batterie aufrechterhalten (wie in der JP H07-123509 A offenbart).
Zur Verbesserung bzw. Senkung des Kraftstoffverbrauchs herkömmlicher Hybridfahrzeuge werden die getrieblichen Übersetzungsverhältnisse so eingestellt, dass sich das Fahrzeug bei niedriger Maschinendrehzahl bewegen kann, um die vom Elektromotor regenerierte Energie zu erhöhen. Zudem wird ein Leerlaufstoppmodus vorgesehen, so dass dann, wenn das Hybridfahrzeug anhält, die Verbrennungsmaschine gestoppt wird oder die Zeitdauer, für die die Kraftstoffzufuhr zur Verbrennungsmaschine unterbrochen wird, ausgedehnt wird. Die Temperatur von in der Verbrennungsmaschine enthaltenem Wasser steigt so nur schwer an. Eine Heizung, die die Wassertemperatur der Verbrennungsmaschine zur Luftklimatisierung im Fahrzeug ausnutzt, kann deswegen in ihrem Leistungsvermögen beeinträchtigt sein.
Aus der EP 0 698 522 A1 ist es bekannt, während eines Aufwärm-Betriebs eines seriellen Hybridfahrzeugs die Generatorleistung zu reduzieren, solange die Temperatur der Verbrennungsmaschine noch unter einem vorbestimmten Wert liegt. Aus der EP 0 922 599 A2 ist es bekannt, bei einem mit einem Katalysator versehenen Hybridfahrzeug zum schnelleren Aufwärmen des Katalysators den Zündzeitpunkt während eines Aufwärm-Betriebs der Verbrennungsmaschine zu verzögern.
In der JP H07-107614 A , auf der der Oberbegriff von Anspruch 1 beruht, erfolgt das Aufwärmen der Verbrennungsmaschine durch den Stromerzeugungsmodus des Elektromotors unabhängig davon, ob die Batterie geladen werden muss. Wenn die Batterie ausreichend geladen ist, arbeitet die Stromerzeugung durch den Elektromotor mit geringerem Wirkungsgrad, so dass die Aufwärmdauer längere Zeit benötigt.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Steuereinrichtung für ein Hybridfahrzeug bereitzustellen, die das Leistungsvermögen einer solchen Heizung verbessern kann, indem sie die Temperatur des Wassers in der Verbrennungsmaschine auch in einem Reisemodus rasch erhöht, in dem das Fahrzeug durch die von der Verbrennungsmaschine erzeugte Antriebskraft ohne Unterstützung durch den Elektromotor fährt.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß eine Steuereinrichtung für ein Hybridfahrzeug gemäß Anspruch 1 angegeben. Das Hybridfahrzeug enthält eine Verbrennungsmaschine zur Ausgabe einer Antriebskraft, einen Elektromotor zur Ausgabe einer die Kraftausgabe der Verbrennungsmaschine unterstützenden Kraft und eine Energiespeichereinheit zur Speicherung elektrischer Energie, welche im Generatorbetrieb des Elektromotors von diesem aus der Kraftausgabe der Verbrennungsmaschine erzeugt wird und bei einer Verzögerung des Fahrzeugs von dem Elektromotor regeneriert wird. Die Steuereinrichtung enthält:

– eine Maschinentemperaturmesseinrichtung zum Messen einer Temperatur der Verbrennungsmaschine und
– eine Energieerhöhungseinrichtung zur Erhöhung der von dem Elektromotor im Generatorbetrieb erzeugten Energie, wenn das Fahrzeug durch die Antriebskraft der Verbrennungsmaschine ohne Unterstützung durch den Elektromotor fährt und wenn die Maschinentemperaturmesseinrichtung feststellt, dass die Temperatur der Verbrennungsmaschine gleich oder kleiner als eine vorbestimmte Temperatur ist.

Bei der erfindungsgemäßen Lösung kann im Reisemodus, in dem das Fahrzeug mit der Antriebskraft der Verbrennungsmaschine ohne Unterstützung durch den Elektromotor fährt, die von dem Elektromotor erzeugte Energie erhöht werden. Der Ladestrom wird der Energiespeichereinheit zugeführt, was aufgrund des Innenwiderstands der Energiespeichereinheit das Entstehen Joule'scher Wärme bewirkt, die die Energiespeichereinheit erwärmt. Bedingt durch die Energieerzeugung erhöht sich die Belastung der Verbrennungsmaschine, was die Temperatur der Verbrennungsmaschine und damit deren Wassertemperatur rasch ansteigen lässt.
Die erfindungsgemäße Steuereinrichtung enthält ferner eine Steuereinheit zum Messen einer Restladung und einer Spannungsänderung der Energiespeichereinheit, sowie eine Schwellwertkorrektureinheit zur Erhöhung eines Schwellwerts zur Regulierung der Energieerzeugung durch den Elektromotor, wenn die Energieerhöhungseinrichtung die elektromotorisch erzeugte Energie erhöht, wobei der Schwellwert in Abhängigkeit von der durch die Steuereinheit gemessenen Restladung festlegbar ist.
Wenn festgestellt wird, dass die Energiespeichereinheit überladen ist und gleichzeitig die Maschinenwassertemperatur hinreichend hoch ist, wird die elektromotorische Energieerzeugung unterbunden und die Energiespeichereinheit nicht weiter geladen. Wenn die Energieerhöhungseinrichtung die erzeugte Energie erhöht, um die Maschinenwassertemperatur zu erhöhen, wird der die elektromotorische Energieerzeugung stoppende Schwellwert der Restladung heraufgesetzt, so dass das Laden der Energiespeichereinheit weitergeführt wird. Der Ladestrom lässt aufgrund des Innenwiderstands der Energiespeichereinheit Joule'sche Wärme entstehen, die die Energiespeichereinheit erwärmt. Ferner nimmt die Belastung der Verbrennungsmaschine bedingt durch die Energieerzeugung zu, wodurch die Maschinentemperatur und damit deren Wassertemperatur rasch erhöht wird.
Die Steuereinrichtung enthält ferner eine Zündzeitpunktverzögerungseinrichtung zur Verzögerung eines Zündzeitpunkts der Verbrennungsmaschine, wenn die Restladung den Schwellwert übersteigt und ein Volladezustand erreicht wird oder wenn die Steuereinheit eine vorbestimmte Spannungsänderung erfasst.
Wenn dabei die Energiespeichereinheit vollgeladen ist, d. h. wenn die Energiespeichereinheit keinen Ladestrom mehr aufnehmen kann, kann der Zündzeitpunkt der Verbrennungsmaschine verzögert werden. Dies verringert den Verbrennungswirkungsgrad und führt zur Erhöhung der Maschinenwassertemperatur. Hierdurch kann die Temperatur der Heizung erhöht werden, deren Ventilatoranordnung dann die Energiespeichereinheit erwärmen kann. Infolge der Erwärmung der Energiespeichereinheit können der Grad an Unterstützung und der Grad an Regeneration durch den Elektromotor rasch erhöht und hierdurch der Kraftstoffverbrauch verbessert werden.
Bevorzugt umfasst die Maschinentemperaturmesseinrichtung eine Einlasslufttemperaturmesseinrichtung zum Messen einer Temperatur in einem Lufteinlasskanal der Verbrennungsmaschine, eine Außenlufttemperaturberechnungseinheit zur Berechnung einer Temperatur außerhalb des Fahrzeugs und eine Maschinenwassertemperaturmesseinrichtung zum Messen einer Wassertemperatur in der Verbrennungsmaschine.
Dabei kann die Steuereinrichtung die von dem Elektromotor erzeugte Energie erhöhen, wenn die Einlasslufttemperaturmesseinrichtung feststellt, dass die Temperatur in dem Lufteinlasskanal gleich oder kleiner als eine vorbestimmte Temperatur (untere Grenztemperatur #TABWARM für die Batterie-/Heizungserwärmungsbestimmung) ist, wenn die Außenlufttemperaturberechnungseinheit feststellt, dass die Temperatur außerhalb des Fahrzeugs gleich oder kleiner als eine vorbestimmte Temperatur (untere Grenzschätztemperatur #TAHWARM für die Batterie-/Heizungserwärmungsbestimmung) ist, oder wenn die Maschinenwassertemperaturmesseinrichtung feststellt, dass die Wassertemperatur in der Verbrennungsmaschine gleich oder kleiner als eine vorbestimmte Temperatur (untere Grenzwassertemperatur #TWBWARM für die Batterie-/Heizungserwärmungsbestimmung) ist.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es stellen dar:
1 die Struktur eines mit der erfindungsgemäßen Steuereinrichtung ausgeführten Hybridfahrzeugs,
2 ein Flussdiagramm, das die Bestimmung einer Motorbetriebsart zeigt,
3 ein Flussdiagramm, das den Betrieb in einem Reisemodus zeigt,
4 und 5 ein Flussdiagramm, das einen Prozess zur Berechnung einer Soll-Reiselademenge im Reisemodus zeigt,
6 eine Graphik, die einen Reisegenerationsmengensubtraktionskoeffizienten KVCRSRG relativ zu einer Fahrzeuggeschwindigkeit VP zeigt,
7 eine Graphik, die einen Reisegenerationsmengenkorrekturkoeffizienten KPACRSRN relativ zum Atmosphärendruck PA zeigt,
8 ein Flussdiagramm, das einen Prozess zur Erwärmung einer Batterie und einer Heizung zeigt,
9A bis 9D Diagramme, die Änderungen der Batterierestladung, der Maschinenwassertemperatur, der Batterietemperatur und einer Reisegenerations- bzw. Reiseenergieerzeugungsmenge im Betrieb der Steuereinrichtung des in 1 gezeigten Hybridfahrzeugs zeigen,
10 eine Graphik, die den Grad an Unterstützung und eine obere Grenze für die elektromotorische Regeneration in Abhängigkeit von der Batterietemperatur zeigt,
11 ein Flussdiagramm, das eine Zündzeitpunktverzögerungssteuerung zur Erwärmung der Heizung zeigt,
12 ein Flussdiagramm, das einen Prozess zur Festlegung eines oberen Grenzwerts für einen Zündzeitpunktverzögerungsbefehlswert zeigt, und
13 eine Graphik, die Änderungen des oberen Grenzwerts des Zündzeitpunktverzögerungsbefehlswerts in Abhängigkeit von der Maschinenwassertemperatur zeigt.
Es wird nun eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung für ein Hybridfahrzeug erläutert. 1 zeigt die Struktur eines Hybridfahrzeugs 10, das mit einer erfindungsgemäßen Steuervorrichtung 1 ausgeführt ist. Das Hybridfahrzeug 10 ist ein Parallelhybridfahrzeug. Die Antriebskraft einer Verbrennungsmaschine E und eines Elektromotors M wird über ein automatisches oder manuelles Getriebe T auf Vorderräder Wf übertragen, die als angetriebene Räder dienen. Wenn das Hybridfahrzeug abbremst und eine Antriebskraftübertragung von den Vorderrädern Wf auf den Elektromotor M stattfindet, wirkt der Elektromotor M als Generator und erzeugt eine sogenannte Regenerationsbremskraft, so dass die kinetische Energie des Fahrzeugs in Form elektrischer Energie gespeichert werden kann.
Die Steuervorrichtung 1 des Hybridfahrzeugs 10 umfasst eine elektronische Motorsteuereinheit (Motor-ECU) 11, eine elektronische Kraftstoffeinspritzsteuereinheit (FIECU) 12, eine elektronische Batteriesteuereinheit (Batterie-ECU) 13 sowie eine elektronische Getriebesteuereinheit (CVTECU) 14.
Eine Leistungstreibereinheit 21 führt den Antriebs- und Regenerationsbetrieb des Elektromotors M in Antwort auf Steuerbefehle von der Motorsteuereinheit 11 durch. Mit der Leistungstreibereinheit 21 ist eine Hochspannungsbatterie 22 verbunden, um elektrische Energie an den Elektromotor M zu liefern und von diesem zu erhalten. Die Batterie 22 weist eine Mehrzahl von beispielsweise zehn in Reihe geschalteten Modulen auf, von denen jedes eine Mehrzahl von beispielsweise zwanzig in Reihe geschalteten Zellen enthält. Das Hybridfahrzeug 10 weist außerdem eine 12-Volt-Hilfsbatterie 23 zum Antrieb verschiedener Zubehörteile auf. Die Hilfsbatterie 23 ist über einen Abwärtswandler 24 mit der Batterie 22 verbunden. Der Abwärtswandler 24, der von der Kraftstoffeinspritzsteuereinheit 12 gesteuert wird, verringert die Spannung der Batterie 22 und lädt die Hilfsbatterie 23.
Die Kraftstoffeinspritzsteuereinheit 12 steuert zusätzlich zur Motorsteuereinheit 11 und dem Abwärtswandler 24 ein Kraftstoffzufuhrmengensteuerorgan 31 zur Steuerung der Menge an Kraftstoff, die der Verbrennungsmaschine E zugeführt wird, einen Anlassermotor 32, den Zündzeitpunkt usw. Die Kraftstoffeinspritzsteuereinheit 12 erhält dabei ein Signal von einem Geschwindigkeitssensor S₁, der die Fahrzeuggeschwindigkeit V anhand der Drehung einer Antriebswelle des Getriebes T erfasst, ein Signal von einem Maschinendrehzahlsensor S₂, der die Maschinendrehzahl NE erfasst, ein Signal von einem Schaltstellungssensor S₃, der die Schaltstellung des Getriebes T erfasst, ein Signal von einem Bremsschalter S₄, der die Betätigung eines Bremspedals 33 erfasst, ein Signal von einem Kupplungsschalter S₅, der die Betätigung eines Kupplungspedals 34 erfasst, ein Signal von einem Drosselventilöffnungssensor S₆, der den Drosselöffnungszustand TH erfasst, sowie ein Signal von einem Einlassluftdrucksensor S₇, der den Einlassluftdruck PB erfasst.
Die Batteriesteuereinheit 13 schützt die Batterie 22 und berechnet den Ladezustand (Restladung) SOC der Batterie 22. Die Getriebesteuereinheit 14 steuert das Getriebe, beispielsweise ein stufenlos veränderbares Getriebe (CVT).
Die Steuermodi des Hybridfahrzeugs 10 sind ein ”Leerlaufstoppmodus”, ein ”Leerlaufmodus”, ein ”Verzögerungsmodus”, ein ”Beschleunigungsmodus” und ein ”Reisemodus”.
Bezugnehmend auf das Flussdiagramm der 2 wird nun ein Prozess erläutert, um den Motorbetriebsmodus zu bestimmen. In Schritt S101 wird festgestellt, ob ein MT/CVT-Bestimmungsmerker F_AT auf 1 gesetzt ist. Wenn diese Feststellung NEIN ist, wenn also das Fahrzeug ein MT-Fahrzeug (Fahrzeug mit Handschaltgetriebe) ist, geht der Ablauf weiter zu Schritt S102, der weiter unten beschrieben wird. Wenn die Feststellung JA ist, wenn also das Fahrzeug ein CVT-Fahrzeug ist, geht der Ablauf weiter zu Schritt S120, wo festgestellt wird, ob ein CVT-Gangeinlegungsbestimmungsmerker F_ATNP auf 1 gesetzt ist. Wenn in Schritt S120 die Feststellung NEIN ist, wenn sich das Fahrzeug also in einem Gangeinlegungszustand befindet, geht der Ablauf weiter zu Schritt S120A, wo festgestellt wird, ob ein Rückschaltbestimmungsmerker F_VSWB auf 1 gesetzt ist. Wenn diese Feststellung NEIN ist, d. h. wenn ein Schalthebel nicht betätigt ist, wird der mit Schritt S104 folgende Prozess durchgeführt. Wenn in Schritt S120A die Feststellung JA ist, wenn also der Schalthebel betätigt ist, geht der Ablauf weiter zu Schritt S122 und tritt in den Leerlaufmodus ein; die Steuerung wird beendet. Im Leerlaufmodus wird die Kraftstoffzufuhr gestoppt und sodann neu gestartet, und der Leerlauf der Verbrennungsmaschine E wird fortgesetzt.
Wenn in Schritt S120 die Feststellung JA ist, d. h. wenn sich das Getriebe in einem N-(Neutral-) oder P-(Park-)Zustand befindet, geht der Ablauf weiter zu Schritt S121, wo festgestellt wird, ob ein Maschinenstoppsteuerungsausführungsmerker F_FCMG auf 1 gesetzt ist. Wenn diese Feststellung NEIN ist, geht der Ablauf in den Leerlaufmodus in Schritt S122 und die Steuerung endet. Wenn in Schritt S121 der Maschinenstoppsteuerungsausführungsmerker F_FCMG auf 1 gesetzt ist, geht der Ablauf weiter zu Schritt S123 und tritt in den Leerlaufstoppmodus ein; die Steuerung wird beendet. Im Leerlaufstoppmodus wird die Verbrennungsmaschine E unter bestimmten Bedingungen gestoppt, wenn das Hybridfahrzeug 10 gestoppt wird.
In Schritt S102 wird festgestellt, ob ein Neutralstellungsbestimmungsmerker F_NSW auf 1 gesetzt ist. Wenn diese Feststellung JA ist, d. h. wenn die Neutralstellung vorliegt, wird der mit Schritt S121 folgende Prozess durchgeführt. Wenn die Feststellung NEIN ist, d. h. wenn der Gangeinlegungszustand vorliegt, geht der Ablauf weiter zu Schritt S103, wo festgestellt wird, ob ein Kupplungseingriffsbestimmungsmerker F_CLSW auf 1 gesetzt ist. Wenn die Feststellung JA ist, d. h. wenn die Kupplung getrennt ist, geht der Ablauf weiter zu Schritt S121. Wenn in Schritt S103 die Feststellung NEIN ist, d. h. wenn die Kupplung eingerückt ist bzw. in Eingriff steht, geht der Ablauf weiter zu Schritt S104.
In Schritt S104 wird festgestellt, ob ein Leerlaufbestimmungsmerker F_THIDLMG auf 1 gesetzt ist. Wenn diese Feststellung NEIN ist, d. h. wenn die Drossel vollständig geschlossen ist, geht der Ablauf weiter zu Schritt S110, der später beschrieben wird. Wenn in Schritt S104 die Feststellung JA ist, d. h. wenn die Drossel nicht vollständig geschlossen ist, geht der Ablauf weiter zu Schritt S105, wo festgestellt wird, ob ein Motorunterstützungsbestimmungsmerker F_MAST auf 1 gesetzt ist. Wenn in Schritt S105 die Feststellung NEIN ist, geht der Ablauf weiter zum später beschriebenen Schritt S110. Wenn in Schritt S105 die Feststellung JA ist, geht der Ablauf weiter zu Schritt S106.
In Schritt S106 wird festgestellt, ob der MT/CVT-Bestimmungsmerker F_AT auf 1 gesetzt ist. Wenn die Feststellung NEIN ist, wenn also das Fahrzeug ein MT-Fahrzeug ist, geht der Ablauf weiter zu Schritt S108, wo festgestellt wird, ob ein Endladungsbefehlswert REGENF gleich oder kleiner als null ist. Wenn diese Feststellung NEIN ist, endet die Steuerung. Wenn in Schritt S108 die Feststellung JA ist, geht der Ablauf in Schritt S109 in den Beschleunigungsmodus und die Steuerung endet. Wenn in Schritt S106 die Feststellung JA ist, wenn also das Fahrzeug ein CVT-Fahrzeug ist, geht der Ablauf weiter zu Schritt S107, wo festgestellt wird, ob ein Bremsbetätigungsbestimmungsmerker F_BKSW auf 1 gesetzt ist. Wenn diese Feststellung JA ist, d. h. wenn der Fahrer auf die Bremse tritt, geht der Ablauf weiter zu Schritt S112, der später beschrieben wird. Wenn in Schritt S107 die Feststellung NEIN ist, d. h. wenn der Fahrer nicht auf die Bremse tritt, geht der Ablauf weiter zu Schritt S108.
In Schritt S110 wird festgestellt, ob der MT/CVT-Bestimmungsmerker F_AT auf 1 gesetzt ist. Wenn diese Feststellung NEIN ist, wenn also das Fahrzeug ein MT-Fahrzeug ist, geht der Ablauf weiter zu Schritt S112. Wenn in Schritt S110 die Feststellung JA ist, wenn also das Fahrzeug ein CVT-Fahrzeug ist, geht der Ablauf weiter zu Schritt S111, wo festgestellt wird, ob ein CVT-Rückwärtsstellungsbestimmungsmerker F_ATPR auf 1 gesetzt ist. Wenn diese Feststellung JA ist, d. h. wenn die Rückwärtsstellung vorliegt, geht der Ablauf weiter zu Schritt S122 und tritt in den Leerlaufmodus ein; die Steuerung wird beendet. Wenn in Schritt S111 die Feststellung NEIN ist, d. h. wenn die Rückwärtsstellung nicht vorliegt, geht der Ablauf weiter zu Schritt S112.
In Schritt S112 wird festgestellt, ob eine Fahrzeuggeschwindigkeit VP zur Steuerung der Verbrennungsmaschine null ist. Wenn diese Feststellung JA ist, d. h. wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit VP null ist, geht der Ablauf weiter zu Schritt S121. Wenn in Schritt S112 die Feststellung NEIN ist, wenn also die Fahrzeuggeschwindigkeit VP nicht null ist, geht der Ablauf weiter zu Schritt S113. In Schritt S113 wird festgestellt, ob der Maschinenstoppsteuerungsausführungsmerker F_FCMG auf 1 gesetzt ist. Wenn diese Feststellung JA ist, geht der Ablauf weiter zu Schritt S123 und tritt in den Leerlaufstoppmodus ein; die Steuerung endet. Wenn in Schritt S113 die Feststellung NEIN ist, geht der Ablauf weiter zu Schritt S114.
In Schritt S114 wird die Maschinendrehzahl NE mit einer unteren Maschinengrenzdrehzahl #NERGNLx für den Reise-/Verzögerungsmodus verglichen. Die Ziffer ”x” bei der unteren Maschinengrenzdrehzahl #NERGNLx für den Reise-/Verzögerungsmodus gibt einen für jeden Gang festgelegten Wert (mit Hysterese) an.
Als Folge des Vergleichs in Schritt S114 geht der Ablauf weiter zu Schritt S121, wenn die Maschinendrehzahl NE kleiner oder gleich der unteren Maschinengrenzdrehzahl #NERGNLx für den Reise-/Verzögerungsmodus ist, d. h. wenn die Maschinendrehzahl niedrig ist. Wenn NE > #NERGNLx, wenn also die Maschinendrehzahl hoch ist, geht der Ablauf weiter zu Schritt S115.
In Schritt S115 wird festgestellt, ob der Bremsbetätigungsbestimmungsmerker F_BKSW auf 1 gesetzt ist. Wenn diese Feststellung NEIN ist, wenn also der Fahrer nicht auf die Bremse tritt, geht der Ablauf weiter zu Schritt S117. Wenn die Feststellung JA ist, d. h. wenn der Fahrer auf die Bremse tritt, geht der Ablauf weiter zu Schritt S116. In Schritt S116 wird festgestellt, ob der Leerlaufbestimmungsmerker F_THIDLMG auf 1 gesetzt ist. Wenn diese Feststellung NEIN ist, wenn also die Drossel vollständig geschlossen ist, geht der Ablauf weiter zu Schritt S124 und tritt in den Verzögerungsmodus ein; die Steuerung endet. Wenn in Schritt S116 die Feststellung JA ist, d. h. wenn die Drossel nicht vollständig geschlossen ist, geht der Ablauf weiter zu Schritt S117.
In Schritt S117 wird festgestellt, ob ein Kraftstoffzufuhrabtrennungsausführungsmerker F_FC auf 1 gesetzt ist. Wenn diese Feststellung JA ist, d. h. wenn die Kraftstoffzufuhr gestoppt ist, geht der Ablauf weiter zu Schritt S124 und tritt in den Verzögerungsmodus ein; die Steuerung endet. Wenn die Feststellung NEIN ist, geht der Ablauf weiter zu Schritt S118. In Schritt S118 wird ein Endunterstützungsbefehlswert ASTPWRF subtrahiert, und der Ablauf geht weiter zu Schritt S119. In Schritt S119 wird festgestellt, ob der Endunterstützungsbefehlswert ASTPWRF gleich oder kleiner null ist. Wenn diese Feststellung JA ist, geht der Ablauf weiter zu Schritt S125 und tritt in den Reisemodus ein. Wenn in Schritt S119 die Feststellung NEIN ist, endet die Steuerung.
Als nächstes wird der Prozess im Reisemodus in Schritt S125 erläutert. Wie in 3 gezeigt, führt ein Schritt S201 eine später beschriebene Subroutine aus, um eine Soll-Reiselademenge CRSRGN zu berechnen. Sodann wird festgestellt, ob ein Graduelladditions-/-subtraktionsaktualisierungszeitgeber TCRSRGN null ist (Schritt S202). Wenn diese Feststellung NEIN ist, wird der Prozess mit dem später beschriebenen Schritt S210 durchgeführt. Wenn in Schritt S202 die Feststellung JA ist, wird der Graduelladditions-/-subtraktionsaktualisierungszeitgeber TCRSRGN auf einen vorbestimmten Graduelladditions-/-subtraktionsaktualisierungszeitgeberwert #TMCRSRGN gesetzt (Schritt S203).
In Schritt S204 wird festgestellt, ob die Soll-Reiselademenge CRSRGN gleich oder größer als ein Reiselademengenendberechnungswert CRSRGNF ist. Wenn diese Feststellung JA ist, d. h. wenn CRSRGN ≥ CRSRGNF, geht der Ablauf weiter zu Schritt S205. In Schritt S205 wird ein Graduelladditionsfaktor #DCRSRGNP zu CRSRGNF hinzugefügt, um ein neues CRSRGNF zu erhalten. Sodann wird festgestellt, ob CRSRGNF gleich oder kleiner als CRSRGN ist (Schritt S206). Wenn diese Feststellung JA ist, geht der Ablauf weiter zu Schritt S210. Wenn in Schritt S206 die Feststellung NEIN ist, wird der Reiselademengenendberechnungswert CRSRGNF auf die Soll-Reiselademenge CRSRGN gesetzt (Schritt S207) und der mit Schritt S210 folgende, später beschriebene Prozess durchgeführt.
Wenn in Schritt S204 die Feststellung NEIN ist, d. h. wenn die Soll-Reiselademenge CRSRGN kleiner als der Reiselademengenendberechnungswert CRSRGNF ist, wird ein Graduellsubtraktionsfaktor #DCRSRGNM von CRSRGNF subtrahiert, um ein neues CRSRGNF zu erhalten (Schritt S208), und es wird festgestellt, ob CRSRGNF gleich oder größer als CRSRGN ist (Schritt S209). Wenn diese Feststellung NEIN ist, geht der Ablauf weiter zu Schritt S207. Wenn in Schritt S209 die Feststellung JA ist, geht der Ablauf weiter zu Schritt S210.
In Schritt S210 wird der Endladebefehlswert REGENF auf den Reiselademengenendberechnungswert CRSRGNF gesetzt. Der Endunterstützungsbefehlswert ASTPWRF wird auf null gesetzt (Schritt S211), und die Steuerung endet.
Als nächstes wird unter Bezugnahme auf die 4 bis 9 der Prozess der Subroutine in Schritt S201 zur Berechnung der Soll-Reiselademenge CRSRGN erläutert. Wie in 4 gezeigt, wird in Schritt S301 ein Kennfeldwert CRSRGNM einer Reisegenerations- bzw. Reiseenergieerzeugungsmenge in einem Kennfeld nachgeschaut. Das Kennfeld legt die Reisegenerationsmenge abhängig von der Maschinendrehzahl NE und dem Einlassluftdruck PBGA fest. Das Kennfeld ändert sich abhängig davon, ob es sich um MT oder CVT handelt (nicht gezeigt).
In Schritt S302 wird festgestellt, ob ein Batterie-/Heizungserwärmungssteuerungsanforderungsmerker F_BATWARM, der in einem später erläuterten Prozess zur Bestimmung, ob die Batterie und eine Heizung erwärmt werden, auf 1 gesetzt ist. Wenn diese Feststellung JA ist, geht der Ablauf weiter zu Schritt S303, wo ein Korrekturkoeffizient KCRSRGN zur Korrektur der Reisegenerationsmenge auf 1 gesetzt wird (Hochgenerationsmodus).
Der Ablauf geht dann weiter zu Schritt S320. Wenn in Schritt S302 die Feststellung NEIN ist, wird festgestellt, ob ein Energiespeicherzone-D-Bestimmungsmerker F_ESZOND auf 1 gesetzt (Schritt S304). Die Batteriesteuereinheit 13 definiert bei dieser Ausführungsform vier Zonen, nämlich A, B, C und D, für die verbleibende Batterieladung SOC (Ladezustand), die anhand der Spannung, des elektrischen Entladestroms und der Temperatur berechnet wird. Als Standard ist Zone A (40% bis 80 oder 90% SOC) definiert, die die normale Gebrauchszone ist. Zone B (20% bis 40% SOC) ist eine temporäre Gebrauchszone, die unterhalb der Zone A liegt. Zone C (0% bis 20% SOC) ist eine Überentladungszone, die unterhalb der Zone B liegt. Zone D (80 oder 90% bis 100% SOC) ist eine Überladungszone. Sie liegt oberhalb der Zone A.
Wenn in Schritt S304 die Feststellung JA ist, d. h. wenn die Batterierestladung SOC in der Überladungszone D liegt, geht der Ablauf weiter zu Schritt S305, wo die Soll-Reiselademenge CRSRGN auf null gesetzt wird. Der Ablauf geht dann weiter zu Schritt S318. Wenn in Schritt S304 die Feststellung NEIN ist, wenn also die Batterierestladung SOC nicht in der Überladungszone D liegt, geht der Ablauf weiter zu Schritt S306. Es wird dann festgestellt, ob ein Energiespeicherzone-C-Bestimmungsmerker F_ESZONEC auf 1 gesetzt ist. Ist diese Feststellung JA, d. h. liegt die Batterierestladung in der Überentladungszone C, geht der Ablauf weiter zu Schritt S303. Wenn in Schritt S306 die Feststellung NEIN ist, geht der Ablauf weiter zu Schritt S307.
In Schritt S307 wird festgestellt, ob ein Energiespeicherzone-B-Bestimmungsmerker F_ESZONEB auf 1 gesetzt ist. Wenn diese Feststellung JA ist, d. h. wenn die temporäre Zone B zutrifft, erfolgt ein schwächeres Laden als in Zone C und der Ablauf geht weiter zu Schritt S308. In Schritt S308 wird der Korrekturkoeffizient KCRSRGN auf einen Reisegenerationsmengenkoeffizienten #KCRGNWK gesetzt (Niedergenerationsmodus). Der Ablauf geht dann weiter zu Schritt S313. Wenn in Schritt S307 die Feststellung NEIN ist, geht der Ablauf weiter zu Schritt S309, wo festgestellt wird, ob ein Klimaanlagenbetätigungsmerker F_ACC auf 1 gesetzt ist. Wenn die Feststellung JA ist, d. h. wenn eine Klimaanlage eingeschaltet ist, geht der Ablauf weiter zu Schritt S310, wo der Korrekturkoeffizient KCRSRGN auf einen vorbestimmten Reisegenerationsmengenkoeffizienten #KCRGNHAC gesetzt wird (HAC_ON-Generationsmodus). Der Ablauf geht dann weiter zu dem später beschriebenen Schritt S313.
Wenn die Feststellung in Schritt S309 NEIN ist, d. h. wenn die Klimaanlage ausgeschaltet ist, geht der Ablauf weiter zu Schritt S311, wo festgestellt wird, ob ein Reisefahrbestimmungsmerker F_MACRS auf 1 gesetzt ist. Wenn diese Feststellung NEIN ist, d. h. wenn die Steuerung nicht im Reisemodus ist, geht der Ablauf weiter zu Schritt S314, der später beschrieben wird. Wenn in Schritt S311 die Feststellung JA ist, d. h. wenn die Steuerung im Reisemodus ist, wird der Korrekturkoeffizient KCSRGN auf einen Reisegenerationskoeffizienten #KCRGN (für einen Normalgenerationsmodus) gesetzt (Schritt S312). Der Ablauf geht dann weiter zu Schritt S313.
In Schritt S313 wird festgestellt, ob eine Batterierestladung QBAT (die die gleiche wie die für die obere Grenze der Zone A definierte Batterierestladung SOC ist) gleich oder größer als eine obere Grenzrestladung #QBCRSRH für den Normalgenerationsmodus ist. #QBCRSRH ist ein Wert mit Hysterese. Wenn diese Feststellung NEIN ist, d. h. wenn QBAT < #QBCRSRH, geht der Ablauf weiter zu Schritt S320. Wenn in Schritt S313 die Feststellung JA ist, d. h. wenn die Batterierestladung QBAT gleich oder größer als die obere Grenzrestladung #QBCRSRH für den Normalgenerationsmodus ist, geht der Ablauf weiter zu Schritt S314. In Schritt S314 wird die Soll-Reiselademenge CRSRGN auf null gesetzt. Der Ablauf geht dann weiter zu Schritt S315.
In Schritt S315 wird festgestellt, ob die Maschinendrehzahl NE gleich oder kleiner als eine obere Grenzmaschinendrehzahl #NDVSTP für einen Reisebatteriezufuhrmodus ist. Wenn diese Feststellung NEIN ist, d. h. wenn NE > #NDVSTP, geht der Ablauf weiter zu Schritt S317. Wenn in Schritt S315 die Feststellung JA ist, d. h. wenn die Maschinendrehzahl NE gleich oder kleiner als die obere Grenzmaschinendrehzahl #NDVSTP für den Reisebatteriezufuhrmodus ist, geht der Ablauf weiter zu Schritt S316. #NDVSTP ist ein Wert mit Hysterese.
In Schritt S316 wird festgestellt, ob ein Merker F_DV für die Notwendigkeit elektrischer 12 V Energieerzeugung auf 1 gesetzt ist. Wenn diese Feststellung JA ist, d. h. wenn die Belastung des 12 V Systems hoch ist, geht der Ablauf weiter zu Schritt S317 und tritt in den Reisegenerationstoppmodus ein. Die Steuerung endet dann. Wenn in Schritt S316 die Feststellung NEIN ist, d. h. wenn die Belastung des 12 V Systems niedrig ist, geht der Ablauf weiter zu Schritt S318.
In Schritt S318 wird festgestellt, ob der Reiselademengenendberechnungswert CRSRGNF null ist. Wenn diese Feststellung NEIN ist, geht der Ablauf weiter zu Schritt S317. Wenn die Feststellung JA ist, geht der Ablauf weiter zu Schritt S319 und tritt in den Reisebatteriezufuhrmodus ein; die Steuerung endet.
In Schritt S320 wird ein Reisegenerationsmengensubtraktionskoeffizient KVCRSRG, der in 6 gezeigt ist, in einer von der Fahrzeuggeschwindigkeit VP abhängigen KVCRSRG-Tabelle nachgeschaut. In Schritt S321 wird der CRSRGNM-Kennfeldwert der Reisegenerationsmenge mit dem Korrekturkoeffizienten KCRSRGN zur Korrektur der Reisegenerationsmenge multipliziert und die Soll-Reiselademenge CRSRGN auf diesen berechneten Wert gesetzt.
Der Ablauf geht weiter zu Schritt S322, wo ein in 7 gezeigter Korrekturkoeffizient KPACRSRN zur Korrektur der Reisegenerationsmenge in einer von dem Atmosphärendruck PA abhängigen KPACRSRN-Tabelle nachgeschaut wird. In Schritt S323 wird die Soll-Reiselademenge CRSRGN mit dem Korrekturkoeffizienten KPACRSRN, mit einem Reisegenerationsmengenreduzierungskoeffizienten KTRGRGN und mit dem Reisegenerationsmengensubtraktionskoeffizienten KVCRSRG multipliziert. Die letztendliche Soll-Reiselademenge CRSRGN wird dann auf diesen berechneten Wert gesetzt. Sodann tritt der Ablauf in Schritt S324 in den Reiselademodus ein.
Mit Bezug auf 8 wird nun der Batterie-/Heizungserwärmungsbestimmungsprozess zum Setzen des im oben erläuterten Schritt S302 genannten Batterie-/Heizungserwärmungssteuerungsanforderungsmerkers F_BATWARM erläutert. Zunächst wird festgestellt, ob eine Einlasslufttemperatur TA gleich oder kleiner als eine vorbestimmte untere Grenztemperatur #TABWARM für die Batterie-/Heizungserwärmungsbestimmung ist (Schritt S401). #TABWARM ist nicht speziell begrenzt und beträgt beispielsweise –10 EC. Wenn diese Feststellung JA ist, wird der mit Schritt S407 folgende Prozeß durchgeführt. Wenn in Schritt S401 die Feststellung NEIN ist, wird festgestellt, ob eine Außenluftschätztemperatur TAFCMG gleich oder kleiner als eine untere Grenzschätztemperatur #TAHWARM für die Batterie-/Heizungserwärmungsbestimmung ist (Schritt S402). Wenn diese Feststellung JA ist, d. h. wenn TAFCMG ≤ #TAHWARM, wird der mit Schritt S407 folgende Prozess durchgeführt. Die Außenluftschätztemperatur TAFCMG wird in einem Kennfeld abhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit VP, der Einlasslufttemperatur TA und der Maschinenwassertemperatur TW des Hybridfahrzeugs 10 nachgeschaut (nicht gezeigt). Der Prozess zur Bestimmung der Außenluftschätztemperatur TAFCMG zieht die Situation in Betracht, dass auch dann, wenn die Verbrennungsmaschine E gestartet wurde und die Einlasslufttemperatur TA ansteigt, die Maschinenwassertemperatur TW niedrig sein kann, weil die Außenlufttemperatur niedrig ist. Wenn TAFCMG gleich oder kleiner als die vorbestimmte untere Grenzschätztemperatur #TAHWARM für die Batterie-/Heizungserwärmungsbestimmung ist, d. h. wenn in Schritt S402 die Feststellung JA ist, wird der mit Schritt S407 folgende Prozess durchgeführt, der der gleiche Prozess ist, wie wenn TA ≤ #TABWARM.
Wenn in Schritt S402 die Feststellung NEIN ist, d. h. wenn die Außenluftschätztemperatur TAFCMG größer als die untere Grenzschätztemperatur #TAHWARM ist, wird festgestellt, ob die Batterietemperatur TBAT der Batterie 22 unter einer vorbestimmten ersten Temperatur T1, beispielsweise –10 EC, liegt (Schritt S403). Wenn diese Feststellung JA ist, wird der mit Schritt S407 folgende Prozess durchgeführt. Diese Feststellung wird JA, wenn das Fahrzeug in der Nacht für viele Stunden in einem kalten Bereich geparkt wurde, die Außentemperatur am Morgen dann ansteigt, die Batterietemperatur TBAT aber niedrig ist, weil der Temperaturanstieg der Batterie 22 langsam ist. In dieser Situation ist die Batterie 22 zu erwärmen.
Wenn in Schritt S403 die Feststellung NEIN ist, wird festgestellt, ob der Batterie-/Heizungserwärmungssteuerungsanforderungsmerker F_BATWARM zur Erwärmung der Heizung (nicht gezeigt) oder der Batterie 22 auf 1 gesetzt ist, d. h. ob die Batterie-/Heizungserwärmungssteuerung ausgeführt wurde (Schritt S405).
Wenn in Schritt S405 die Feststellung JA ist, wird der mit Schritt S407 folgende Prozess durchgeführt. Wenn die Feststellung NEIN ist, wird bestimmt, dass es unnötig ist, die Heizung oder die Batterie 22 zu erwärmen, und es wird der Batterie-/Heizungerwärmungssteuerungsanforderungsmerker F_BATWARM auf 0 gesetzt (Schritt S406). Die Steuerung endet dann.
In Schritt S407 wird festgestellt, ob die Maschinenwassertempertur TW gleich oder kleiner als eine vorbestimmte untere Grenzwassertemperatur #TWBWARM für die Batterie-/Heizungserwärmungsbestimmung ist. #TWBWARM ist hysteresebehaftet, wobei der mittlere Wert der Hysterese nicht begrenzt ist und beispielsweise auf 60 Grad festgelegt ist. Wenn in Schritt S407 die Feststellung JA ist, wird der Batterie-/Heizungserwärmungssteuerungsanforderungsmerker F_BATWARM auf 1 gesetzt (Schritt S409) und die Steuerung endet. Wenn in Schritt S407 die Feststellung NEIN ist, d. h. wenn die Maschinenwassertemperatur TW größer als die untere Grenzwassertemperatur #TWBWARM ist, wird festgestellt, ob die Batterietemperatur TBAT der Batterie 22 unter einer vorbestimmten zweiten Temperatur T2, beispielsweise 0 Grad, liegt (Schritt S408).
Wenn in Schritt S408 die Feststellung NEIN ist, sind die Maschinenwassertemperatur TW und die Batterietemperatur TBAT hinreichend hoch. Der mit Schritt S406 folgende Prozess beendet deswegen den Prozess der erzwungenen Generation zur Erwärmung der Heizung oder der Batterie 22. Wenn dagegen in Schritt S408 die Feststellung JA ist, ist die Temperatur TBAT der Batterie 22 nicht hinreichend hoch. Es wird dann der mit Schritt S409 folgende Prozess durchgeführt.
Die Bedingung, damit die Erwärmung der Heizung oder der Batterie 22 zur Erhöhung der Maschinenwassertempertur TW gestartet wird, ist die, dass die Einlasslufttemperatur TA oder/und die Außenluftschätztempertur TAFCMG oder/und die Maschinenwassertemperatur TW nicht die für den jeweiligen Wert TA, TAFCMG bzw. TW im voraus festgelegte Temperatur erreichen. Die Bedingung, um den Erwärmungsprozess zu beenden, ist die, dass sowohl die Batterietemperatur TBAT als auch die Maschinenwassertemperatur TW die für den jeweiligen Wert TBAT bzw. TW im voraus festgelegte Temperatur erreichen.
Die Änderungen der Batterierestladung SOC, der Maschinenwassertemperatur TW, der Batterietemperatur TBAT und der Reiselademenge im Reisemodus werden nun mit Bezug auf die Figuren erläutert. Wenn in Schritt S302 in 4 der Ablauf in den Hochgenerationsmodus eintritt (Schritt S303), um die Batterie und die Heizung zu erwärmen, wird die Soll-Reiselademenge, die normalerweise auf nahe null gesetzt, auf einen vorbestimmten Wert CR1 von beispielsweise 2 kW erhöht, wie in einem Bereich α in 9D gezeigt. Das Laden der Batterie 22 wird fortgesetzt, bis der Batterie-/Heizungserwärmungssteuerungsanforderungsmerker F_BATWARM auf null gesetzt wird, d. h. bis die Batterietemperatur TBAT und die Maschinenwassertemperatur TW die zuvor festgelegten Temperaturen erreichen.
Wenn der der Batterie 22 zugeführte Ladestrom ansteigt, wird aufgrund des Innenwiderstands der Batterie 22 Joule'sche Wärme erzeugt. Deswegen steigt die Batterietemperatur TBAT an, wie in 9C gezeigt, und auch die Maschinenwassertemperatur TW steigt mit zunehmender Belastung der Verbrennungsmaschine E, wie in 9B gezeigt. In diesem Fall wird der mit Schritt S304 in 4 folgende Prozess, also der Prozess zur Bestimmung der Batterierestladung 22, nicht durchgeführt (d. h. übersprungen). Selbst wenn die Batterie 22 die Überladungszone erreicht, in der die Soll-Reiselademenge null ist, wird das Laden fortgesetzt und der Innenwiderstand der Batterie 22 steigt weiter an. Solange die Batterietemperatur TBAT niedrig ist, sind keine Schäden an der Batterie 22 zu befürchten, auch wenn das Laden der Batterie 22 in der Überladungszone fortgeführt wird.
Wie anhand eines Bereichs β in 9D gezeigt, wird dann, wenn die Batterierestladung SOC eine vorbestimmte erste Restladung SOC1 erreicht oder wenn eine vorbestimmte Spannungsänderung der Batterie 22 erfaßt wird, festgestellt, dass die Batterie 22 im Volladezutand ist. Die Generation bzw. Energieerzeugung wird auf einen Spannungs-Energiespeicherbereich (”voltage power saving range”) begrenzt, nämlich auf eine Generation W' innerhalb einer zulässigen Breite W zwischen einer Unterstützungsenergiespeicherlinie (”assistance power saving line”) ASSIST und einer Regenerationsenergiespeicherlinie (”regeneration power saving line”) REGEN, und die Regenerationsenergiespeichersteuerung reduziert nach und nach die Reiselademenge vom vorbestimmten Wert CR1 auf annähernd null.
Die Unterstützungsenergiespeicherlinie ASSIST und die Regenerationsenergiespeicherlinie REGEN werden im Hinblick auf eine Verbesserung der Lade-/Entladeeffizienz der Batterie 22 und im Hinblick auf einen Schutz der Batterie 22 bestimmt. ASSIST und REGEN sind obere Grenzwerte für die Grad an Unterstützung bzw. den Grad an Regeneration durch den Elektromotor M; sie werden abhängig von der Batterietemperatur TBAT der Batterie 22 festgelegt. ASSIST und REGEN machen die zulässige Breite W zwischen dem Grad an Unterstützung und dem Grad an Regeneration schmäler, wenn die Batterietemperatur TBAT abnimmt. Wenn beispielsweise die Batterietemperatur TBAT niedrig ist, nachdem das Fahrzeug viele Stunden lang in einem kalten Bereich geparkt hat, sind Unterstützung und Regeneration auf geringe Mengen begrenzt.
Die vorbeschriebene Regenerationsenergiespeichersteuerung umfasst zwei Prozesse: einen von der Motorsteuereinheit 11 durchgeführten Spannungs-Regenerationsenergiespeicherprozess zur Speicherung der regenerierten Energie auf Grundlage der Gesamtspannung der Batterie 22 sowie einen Regenerationsenergiespeicherprozess, der in Antwort auf eine von der Batteriesteuereinheit 13 an die Motorsteuereinheit 11 in Abhängigkeit von der Spannung der Module in der Batterie 22 geschickte Anforderung durchgeführt wird. Derjenige der beiden Prozesse, dessen Startbedingung zuerst erfüllt wird, wird ausgeführt. Das Laden wird unter allmählicher Absenkung der Soll-Reiselademenge weitergeführt, bis die Batterierestlastung SOC den Volladezustand erreicht.
Wie anhand eines Bereichs γ in 9D gezeigt, wird dann, wenn die Batterie 22 nahezu vollgeladen ist und nicht ohne weiteres weiteren Ladestrom aufnimmt, eine Zündzeitpunktverzögerungssteuerung zur Erhöhung der Temperatur der Heizung durchgeführt, wie in den 11 bis 13 gezeigt. Dabei wird die Maschinenwassertempertur TW durch Verzögerung des Zündzeitpunkts der Verbrennungsmaschine E und damit einhergehende Verringerung des Verbrennungswirkungsgrads erhöht.
Nachfolgend wird die Zündzeitpunktverzögerungssteuerung (IGHWUR_CAL) zur Erhöhung der Temperatur der Heizung unter Bezugnahme auf die Figuren erläutert. Wie in 11 gezeigt, wird festgestellt, ob die Zahl der Fehlzündungen NMFBC größer als ein vorbestimmter oberer Grenzwert #NMFBCHW für die Zahl der Fehlzündungen ist (Schritt S501). Wenn dabei JA festgestellt wird, wird ein Verzögerungszeitgeber TIGHWRD auf einen Verzögerungszeitgeberwert #TMIGHWRD gesetzt (Schritt S502) und ein Zündzeitpunktverzögerungsbefehlswert IGHWUR auf null gesetzt (Schritt S503); die Steuerung endet dann. Wenn in Schritt S501 die Feststellung NEIN ist, geht der Ablauf weiter zu Schritt S504, wo festgestellt wird, ob die Bedingung zur Ausführung der Zündzeitpunktverzögerungssteuerung zwecks Erwärmung der Heizung erfüllt ist. Dies bedeutet, daß festgestellt wird, ob die Maschinendrehzahl NEB zwischen einer vorbestimmten unteren Grenzmaschinendrehzahl #NIGHWL und einer vorbestimmten oberen Grenzmaschinendrehzahl #NIGHWH liegt, der Einlassluftdruck PBA zwischen einem vorbestimmten unteren Grenzeinlassluftdruck #PBIGHWL und einem vorbestimmten oberen Grenzeinlassluftdruck #BPIGHWH liegt, die zur Steuerung des Verbrennungsmotors verwendete Fahrzeuggeschwindigkeit VP zwischen einer vorbestimmten unteren Grenzfahrzeuggeschwindigkeit #VIGHWL und einer vorbestimmten oberen Grenzfahrzeuggeschwindigkeit #VIGHWH liegt, die Maschinenwassertemperatur TW zwischen einer vorbestimmten unteren Grenzwassertemperatur #TWIGHWL und einer vorbestimmten oberen Grenzwassertemperatur #TWIGHWH liegt und die Außenluftschätztemperatur TAFCMG kleiner als eine vorbestimmte obere Grenzeinlasslufttempertur #TAIGHWH ist.
Wenn in Schritt S504 die Feststellung NEIN ist, geht der Ablauf weiter zu Schritt S502. Dies bedeutet, dass die Maschinenwassertemperatur TW ansteigt, wenn die Belastung der Verbrennungsmaschine E beim Fahren des Fahrzeugs hoch ist. Die Steuerung zur Verzögerung des Zündzeitpunkts wird deswegen nicht durchgeführt.
Wenn in Schritt S504 die Feststellung JA ist, wird festgestellt, ob eine von der Motorsteuereinheit 11 an die Kraftstoffeinspritzsteuereinheit 12 geschickte Bit-Information MOTINFO_bit3 auf 1 gesetzt ist (Schritt S505). Die Bit-Information MOTINFO_bit3 wird in der Motorsteuereinheit 11 auf 1 gesetzt, wenn die Batterierestladung SOC eine vorbestimmte Restladung SOC2, z. B. 90%, oberhalb der ersten Restladung SOC1 übersteigt.
Wenn in Schritt S505 die Feststellung NEIN ist, geht der Ablauf weiter zu Schritt S502. Wenn in Schritt S505 die Feststellung JA ist, wird festgestellt, ob ein Leerlaufbestimmungsmerker F_IDLE auf 1 gesetzt ist (Schritt S506). Wenn diese Feststellung JA ist, geht der Ablauf weiter zu Schritt S502.
Wenn in Schritt S506 die Feststellung NEIN ist, wird festgestellt, ob der Verzögerungszeitgeber TIGHWRD null ist (Schritt S507). Wenn diese Feststellung NEIN ist, geht der Ablauf weiter zu Schritt S503.
Wenn in Schritt S507 die Feststellung JA ist, wird der Wert, der durch Addieren des Zündzeitpunktverzögerungsbefehlswerts IGHWUR mit einem vorbestimmten Additionsfaktor #DIGHWUR erhalten wurde, als neuer Zündzeitpunktverzögerungsbefehlswert IGHWUR gesetzt (Schritt S508).
In Schritt S509 wird festgestellt, ob der Zündzeitpunktverzögerungsbefehlswert IGHWUR einen in einer Tabelle, die später im einzelnen erläutert wird, nachgeschauten oberen Grenzbefehlswert IGHRLMT für die Zündzeitpunktverzögerung der übersteigt. Wenn in Schritt S509 die Feststellung JA ist, wird der Zündzeitpunktverzögerungsbefehlswert IGHWUR auf den oberen Grenzbefehlswert IGHRLMT für die Zündzeitpunktverzögerung gesetzt (Schritt S510) und die Steuerung beendet. Wenn in Schritt S509 die Feststellung NEIN ist, wird ein Zündzeitpunktverzögerungssteuerungsausführungsmerker F_IGHWUR zur Erwärmung der Heizung auf 1 gesetzt (Schritt S511); die Steuerung endet dann.
Die Zündzeitpunktverzögerungssteuerung (IGHWUR_CAL) zur Erwärmung der Heizung wird bei jedem oberen Totpunkt (OT oder Kurbelwinkelzyklus) ausgeführt, an welchem Punkt der Einlasshub jedes Zylinders der Verbrennungsmaschine E beginnt.
Mit Bezug auf die 12 und 13 wird nun der Prozess (IGHWRLMT_SRCH) zum Nachschauen des oberen Grenzbefehlswerts IGHRLMT für die Zündzeitpunktverzögerung erläutert, der als Hintergrundprozeß der Zündzeitpunktverzögerungssteuerung (IGHWUR_CAL) zur Erwärmung der Heizung ausgeführt wird. Der obere Grenzbefehlswert IGHRLMT für die Zündzeitpunktverzögerung wird in einer in 13 gezeigten #IGHRLMTN-Tabelle nachgeschaut und festgesetzt (Schritt S601). Die #IGHRLMTN-Tabelle legt die Änderung eines Zündzeitpunktlogiksteuerwerts IGLOG in Abhängigkeit von der Maschinenwassertemperatur TW fest. Wenn beispielsweise die Maschinenwassertemperatur TW in einem vorbestimmten Bereich liegt, ist der Zündzeitpunktlogiksteuerwert IGLOG maximal. Wenn die Maschinenwassertemperatur TW ansteigt, ist die Steuerung zur Verzögerung des Zündzeitpunkts zwecks Erwärmung der Heizung nicht notwendig. Wenn die Maschinenwassertemperatur TW niedrig ist, wurde die Verbrennung in der Verbrennungsmaschine E bereits verzögert und der Zündzeitpunkt wird nicht weiter verzögert, um Einbußen beim Fahrverhalten zu vermeiden.
Der Zündzeitpunktlogiksteuerwert IGLOG ist ein einem Zündwinkel entsprechender Logiksteuerwert, der dadurch berechnet wird, dass in einem von der Maschinendrehzahl NE und dem Einlassluftdruck PB abhängigen Kennfeld ein Kennfeldwert IGMAP (nicht gezeigt) nachgeschaut wird und dieser Kennfeldwert IGMAP abhängig von der Maschinenwassertemperatur TW und den Fahrbedingungen korrigiert wird. Der Zündzeitpunktlogiksteuerwert IGLOG wird ferner in Abhängigkeit von der Verzögerungszeit zwischen der Erzeugung eines elektrischen Zündanweisungssignals durch die Kraftstoffeinspritzsteuereinheit 12 und der tatsächlichen Zündung korrigiert und als tatsächlicher Steuerwert IGAB (nicht gezeigt) für die Zündzeiteinstellung festgelegt.
Bei der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung 1 wird der Korrekturkoeffizient KCRSRGN zur Korrektur der Reisegenerationsmenge im Reisemodus auf 1 gesetzt (Hochgenerationsmodus), so dass die Reisegenerationsmenge CRSRGN, die normalerweise auf null gesetzt ist, auf den vorbestimmten Wert CR1, z. B. 2 kW, erhöht wird. Sodann wird das Laden der Batterie 22 fortgesetzt, bis sowohl die Batterietemperatur TBAT als auch die Maschinenwassertemperatur TW die jeweilige vorbestimmte Temperatur erreichen. Der erhöhte Ladestrom, der der Batterie 22 zugeführt wird, führt aufgrund des Innenwiderstands der Batterie 22 zum Entstehen Joule'scher Wärme, die die Batterie 22 erwärmt. Ferner verursacht die durch die Generation bedingte Belastung der Verbrennungsmaschine E eine Temperaturerhöhung der Verbrennungsmaschine E, wodurch die Maschinenwassertemperatur TW rasch erhöht wird.
Wenn ferner die Restladung der Batterie 22 den Überladungszustand erreicht, wird das Laden der Batterie 22 fortgesetzt, bis sowohl die Batterietemperatur TBAT als auch die Maschinenwassertemperatur TW die jeweilige vorbestimmte Temperatur erreichen. Hierdurch wird der Innenwiderstand der Batterie 22 erhöht, was die Entstehung Joule'scher Wärme auslöst und die Maschinenwassertemperatur TW weiter erhöht.
Wenn die Batterie 22 fast vollgeladen ist und nahezu keinen weiteren Ladestrom aufnehmen kann, kann die Maschinenwassertemperatur TW erhöht werden, indem der Zündzeitpunkt der Verbrennungsmaschine E verzögert wird, um den Verbrennungswirkungsgrad herabzusetzen. Dies erhöht die Temperatur der Heizung, die den Anstieg der Maschinenwassertemperatur TW zur Luftklimatisierung im Fahrzeug nutzt. Die Batterie 22 kann durch eine Ventilatoranordnung der Heizung erwärmt werden. Wenn die Batterie 22 von einer niedrigen Temperatur aus erwärmt wird, kann die zulässige Breite zwischen dem Grad an Unterstützung und dem Grad an Regeneration durch den Elektromotor M rasch vergrößert werden.
Obgleich bei der vorstehenden Ausführungsform die Motorsteuereinheit 11 die Bit-Information MOTINFO_bit3 im Reisemodus auf 1 setzt, wenn die Batterierestladung SOC die zweite Restladung SOC2, z. B. 90%, übersteigt, die oberhalb der ersten Restladung SOC1 liegt, ist die Erfindung nicht hierauf beschränkt. Es kann festgestellt werden, ob eine Änderung einer bestimmten, die Batterie 22 betreffenden Spannung, beispielsweise eine Änderung der Gesamtspannung der Batterie 22, Änderungen der einzelnen Spannungen der Zellen und Module, die die Batterie 22 bilden, oder eine Änderung der Spannung eines Kondensator erfasst wird. Selbst wenn der integrierte Wert des elektrischen Stroms für die 12 V Hilfsbatterie 23 gelöscht wird, kann im Rahmen der Erfindung die Situation, in der die Batterie 22 fast vollgeladen ist und keinen weiteren Ladestrom aufnehmen kann, auf Grundlage der Änderung der Spannung der Batterie 22 festgestellt werden.

Claims

Steuereinrichtung für ein Hybridfahrzeug (10), wobei das Hybridfahrzeug (10) eine Verbrennungsmaschine (E) zur Ausgabe einer Antriebskraft, einen Elektromotor (M) zur Ausgabe einer die Kraftausgabe der Verbrennungsmaschine (E) unterstützenden Kraft und eine Energiespeichereinheit (22) zur Speicherung elektrischer Energie umfasst, welche im Generatorbetrieb des Elektromotors (M) von diesem aus der Kraftausgabe der Verbrennungsmaschine (E) erzeugt wird und bei einer Verzögerung des Hybridfahrzeugs (10) von dem Elektromotor (M) regeneriert wird, wobei die Steuereinrichtung umfasst: – eine Maschinentemperaturmesseinrichtung (S401, S402 und S407) zum Messen einer Temperatur der Verbrennungsmaschine (E); – eine Energieerhöhungseinrichtung (S409) zur Erhöhung der von dem Elektromotor (M) im Generatorbetrieb erzeugten Energie, wenn das Hybridfahrzeug (10) durch die Antriebskraft der Verbrennungsmaschine (E) ohne Unterstützung durch den Elektromotor (M) fährt und wenn die Maschinentemperaturmesseinrichtung (S401, S402 und S407) feststellt, dass die Temperatur der Verbrennungsmaschine (E) gleich oder kleiner als eine vorbestimmte Temperatur ist; und – eine Batteriesteuereinheit (13) zum Messen einer Restladung (SOC) und einer Spannungsänderung der Energiespeichereinheit (22); gekennzeichnet durch – eine Schwellwertkorrektureinheit (S302) zur Erhöhung eines Schwellwerts (SOC2) zur Regulierung der Energieerzeugung durch den Elektromotor (M), wenn die Energieerhöhungseinrichtung (S409) die elektromotorisch erzeugte Energie erhöht, wobei der Schwellwert (SOC2) in Abhängigkeit von der durch die Batteriesteuereinheit (13) gemessenen Restladung (SOC) festlegbar ist; und – eine Zündzeitpunktverzögerungseinrichtung zur Verzögerung eines Zündzeitpunkts der Verbrennungsmaschine (E), wenn die Restladung (SOC) den Schwellwert (SOC2) übersteigt und ein Volladezustand erreicht wird oder wenn die Batteriesteuereinheit (13) eine vorbestimmte Spannungsänderung erfasst.
Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Maschinentemperaturmesseinrichtung (S401, S402 und S407) umfasst: – eine Einlasslufttemperaturmesseinrichtung (S401) zum Messen einer Einlasslufttemperatur (TA) in einem Lufteinlasskanal der Verbrennungmaschine (E); – eine Maschinenwassertemperaturmesseinrichtung (S407) zum Messen einer Wassertemperatur (TW) in der Verbrennungsmaschine (E); und – eine Außenlufttemperaturberechnungseinheit (S402) zur Berechnung einer Temperatur (TAFCMG) außerhalb des Fahrzeugs (10) in Abhängigkeit von der gemessenen Einlasslufttemperatur (TA), der Fahrzeuggeschwindigkeit (VP) und der Maschinenwassertemperatur (TW).