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Dokumentenidentifikation DE112005001896T5 31.05.2007
Titel Elektrofahrzeug und Steuerverfahren dafür
Anmelder Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha, Toyota, Aichi, JP
Erfinder Hoshiba, Takeshi, Toyota, Aichi, JP;
Amano, Masaya, Toyota, Aichi, JP
Vertreter Kuhnen & Wacker Patent- und Rechtsanwaltsbüro, 85354 Freising
DE-Aktenzeichen 112005001896
Vertragsstaaten AE, AG, AL, AM, AT, AU, AZ, BA, BB, BG, BR, BW, BY, BZ, CA, CH, CN, CO, CR, CU, CZ, DE, DK, DM, DZ, EC, EE, EG, ES, FI, GB, GD, GE, GH, GM, HR, HU, ID, IL, IN, IS, KE, KG, KM, KP, KR, KZ, LC, LK, LR, LS, LT, LU, LV, MA, MD, MG, MK, MN, MW, MX, MZ, NA, NG, NI, NO, NZ, OM, PG, PH, PL, PT, RO, RU, SC, SD, SE, SG, SK, SL, SM, SY, TJ, TM, TN, TR, TT, TZ, UA, UG, US, UZ, VC, VN, YU, ZA, ZM, ZW, EP, AT, BE, BG, CH, CY, CZ, DE, DK, EE, ES, FI, FR, GB, GR, HU, IE, IS, IT, LT, LU, LV, MC, NL, PL, PT, RO, SE, SI, SK, TR, OA, BF, BJ, CF, CG, CI, CM, GA, GN, GQ, GW, ML, MR, NE, SN, TD, TG, AP, BW, GH, GM, KE, LS, MW, MZ, NA, SD, SL, SZ, TZ, UG, ZM, ZW, EA, AM, AZ, BY, KG, KZ, MD, RU, TJ, TM
WO-Anmeldetag 27.07.2005
PCT-Aktenzeichen PCT/JP2005/014148
WO-Veröffentlichungsnummer 2006022125
WO-Veröffentlichungsdatum 02.03.2006
Date of publication of WO application in German translation 31.05.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 31.05.2007
IPC-Hauptklasse B60L 11/18(2006.01)A, F, I, 20070308, B, H, DE
IPC-Nebenklasse B60K 6/04(2006.01)A, L, I, 20070308, B, H, DE   

Beschreibung[de]
Gebiet der Technik

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Elektrofahrzeug und ein Steuerverfahren für das Elektrofahrzeug. Genauer erstreckt sich die Erfindung auf ein Elektrofahrzeug, das mit Ausgangsleistung von einem Elektromotor angetrieben wird, ebenso wie auf ein Steuerverfahren für solch ein Elektrofahrzeug.

Technischer Hintergrund

Ein vorgeschlagenes Elektrofahrzeug fährt mit Ausgangsleistung von einem Antriebsmotor, der mit elektrischer Leistung angetrieben wird, welche von einer Batterie geliefert wird, und weist eine Hilfskraftlenkung auf, die mit Ausgangsleistung von einem Hilfskraftlenkungsmotor angesteuert wird (siehe z.B. die japanische Gebrauchsmuster-Offenlegungsschrift Gazette No. 64–1171). Dieses vorgeschlagene Elektrofahrzeug unterbricht die Zufuhr von elektrischer Leistung zum Antriebsmotor in dem Fall eines anormalen Spannungsabfalls der Batterie, während es die Zufuhr von elektrischer Leistung zum Hilfskraftlenkungsmotor unterbricht, nachdem eine voreingestellte Zeitspanne vergangen ist, die einer Ausrollzeit entspricht. Dies verhindert eine Überladung der Batterie und die wirkungslose Hilfskraftlenkung während des Ausrollens.

Offenbarung der Erfindung

Das Fahrzeug des Standes der Technik unterbricht die Zufuhr von elektrischer Leistung zum Hilfskraftlenkungsmotor, nachdem der voreingestellte Zeitraum vergangen ist, seit die Leistungszufuhr zum Antriebsmotor unterbrochen wurde. Wenn das Elektrofahrzeug weiter fährt, nachdem der vorgegebene Zeitraum vergangen ist, kann diese Unterbrechungssteuerung jedoch ungünstigerweise eine wirkungslose Hilfskraftlenkung zur Folge haben, und dies kann zu einem abrupten Anstieg der erforderlichen Lenkkraft führen. Im Fall eines Spannungsabfalls der Batterie kommt beispielsweise aufgrund der Beschleunigung des Fahrzeugs die Unterbrechung der Leistungszufuhr zum Antriebsmotor mit der Ausgabe der erforderlichen Antriebskraft in Konflikt und bewirkt somit ein schlechtes Fahrgefühl.

Das Elektrofahrzeug der Erfindung und das Steuerverfahren des Elektrofahrzeugs zielen daher darauf ab, eine stabile Lenkleistung auch dann sicherzustellen, wenn es zu einem Absinken der Batteriespannung kommt. Das Elektrofahrzeug der Erfindung und das Steuerverfahren des Elektrofahrzeugs zielen auch darauf ab, ein gutes Fahrgefühl auch im Fall eines Absinkens der Batteriespannung beizubehalten. Das Elektrofahrzeug der Erfindung und das Steuerverfahren für das Elektrofahrzeug zielen ferner darauf ab, eine Überladung der Batterie zu verhindern.

Mindestens ein Teil der genannten sowie weitere damit zusammenhängende Ziele werden durch das Elektrofahrzeug und das Steuerverfahren für das Elektrofahrzeug mit den nachstehend erörterten Konfigurationen und Anordnungen erreicht. Die vorliegende Erfindung ist auf ein Elektrofahrzeug gerichtet, das mit Ausgangsleistung von einem Elektromotor angetrieben wird, und schließt folgendes ein: eine Akkumulatoreinheit, die elektrische Leistung zum und vom Elektromotor überträgt, eine Zubehöreinrichtung, die mit elektrischer Leistung betätigt wird, die von der Akkumulatoreinheit geliefert wird; eine Lenkunterstützungsstruktur, die mit elektrischer Leistung angetrieben wird, die von der Akkumulatoreinheit geliefert wird, und die ein Lenkmoment an einen Lenkmechanismus ausgibt; ein Spannungsmessmodul, das die Spannung der Akkumulatoreinheit misst, und ein Steuermodul, das, wenn die von dem Spannungsmessmodul gemessene Spannung auf oder unter einen voreingestellten ersten Pegel sinkt, die Zufuhr von elektrischer Leistung von der Akkumulatoreinheit zur Zubehöreinrichtung und zum Elektromotor unterbricht.

Das Elektrofahrzeug der Erfindung unterbricht die Zufuhr von elektrischer Leistung zur Zubehöreinrichtung und zum Elektromotor, wenn die gemessene Spannung der Akkumulatoreinheit auf oder unter den voreingestellten ersten Pegel fällt. Diese Anordnung stellt die Zufuhr der benötigten elektrischen Leistung zur Lenkunterstützungsstruktur sicher und gewährleistet ein stabiles Lenkverhalten auch im Fall eines Absinkens der Spannung in der Akkumulatoreinheit. Ein typisches Beispiel für die „Zubehöreinrichtung" ist eine Klimaanlage.

In dem Elektrofahrzeug der Erfindung ist der voreingestellte erste Pegel vorzugsweise höher als eine minimale Antriebsspannung, die für die ordnungsgemäße Funktion der Lenkunterstützungsstruktur erforderlich ist. Die Zufuhr von elektrischer Leistung an die Zubehöreinrichtung und an den Elektromotor wird unterbrochen, wenn die gemessene Spannung der Akkumulatoreinheit auf oder unter den voreingestellten ersten Pegel fällt, der höher ist als die minimale Antriebsspannung, die für die ordnungsgemäße Funktion der Lenkunterstützungsstruktur erforderlich ist. Diese Anordnung gewährleistet wirksam die minimale Antriebsspannung, die für eine ordnungsgemäße Funktion der Lenkunterstützungsstruktur erforderlich ist.

In einer bevorzugten Ausführungsform des Elektrofahrzeugs der Erfindung unterbricht das Steuermodul als Antwort auf ein Sinken der gemessenen Spannung auf oder unter den voreingestellten ersten Pegel die Zufuhr von elektrischer Leistung zur Zubehöreinrichtung, bevor es die Zufuhr von elektrischer Leistung zum Elektromotor unterbricht. Die Unterbrechung der Leistungszufuhr zur Zubehöreinrichtung vor der Unterbrechung der Leistungszufuhr zum Elektromotor gewährleistet die Zufuhr der erforderlichen Leistung zum Elektromotor und hält dadurch das gute Fahrgefühl aufrecht. In dieser Ausführungsform kann das Steuermodul die Zufuhr von elektrischer Leistung zur Zubehöreinrichtung als Antwort auf das Sinken der gemessenen Spannung auf oder unter den voreingestellten ersten Pegel unterbrechen, während es die Zufuhr von elektrischer Leistung zum Elektromotor als Antwort auf ein weiteres Sinken der gemessenen Spannung auf oder unter einen voreingestellten zweiten Pegel, der niedriger ist als der voreingestellte erste Pegel, unterbricht.

In einer anderen Ausführungsform des Elektrofahrzeugs der Erfindung unterbricht das Steuermodul die Zufuhr von elektrischer Leistung von der Akkumulatoreinheit zur Lenkunterstützungsstruktur, wenn die gemessene Spannung auf einen voreingestellten dritten Pegel sinkt, der unter dem voreingestellten ersten Pegel liegt. Die Zufuhr von elektrischer Leistung zur Lenkunterstützungsstruktur wird als Antwort auf ein Sinken der gemessenen Spannung der Akkumulatoreinheit auf den voreingestellten dritten Pegel unterbrochen. Diese Anordnung verhindert wirkungsvoll eine Überladung der Akkumulatoreinheit. In dieser Ausführungsform kann das Steuermodul als Antwort auf ein Sinken der gemessenen Spannung auf den voreingestellten dritten Pegel das Lenkmoment, das von der Lenkunterstützungsstruktur an den Lenkmechanismus ausgegeben wird, allmählich senken, bevor es die Zufuhr von elektrischer Leistung an die Lenkunterstützungsstruktur unterbricht. Diese Anordnung verhindert auf wünschenswerte Weise eine plötzlich erschwerte Lenkung bei einer Unterbrechung der Leistungszufuhr zur Lenkunterstützungsstruktur. Es ist auch bevorzugt, dass das Steuermodul die allmähliche Abnahme des Lenkmoments in einem vorgegebenen Zeitraum verwirklicht, bevor es die Zufuhr von elektrischer Leistung zur Lenkunterstützungsstruktur unterbricht.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform schließt das Elektrofahrzeug der vorliegenden Erfindung einen Verbrennungsmotor ein sowie eine Eingabe-/Ausgabestruktur für elektrische Leistung/mechanische Leistung, die mit einer Abtriebswelle des Verbrennungsmotors und mit einer Antriebswelle verbunden ist, welche mit einer Achse des Elektrofahrzeugs verkoppelt ist, und die durch Eingabe und Ausgabe von elektrischer Leistung und mechanischer Leistung zumindest einen Teil der Ausgangsleistung des Verbrennungsmotors auf die Antriebswelle überträgt, und der Elektromotor ist mit der Antriebswelle verbunden, um Leistung an die Antriebswelle abzugeben oder von der Antriebswelle anzunehmen. In dieser Ausführungsform kann die Eingabe-/Ausgabestruktur für elektrische Leistung/mechanische Leistung folgendes einschließen: einen Dreiwellen-Leistungseingabe-/-ausgabemechanismus, der mit drei Wellen verkoppelt ist, d.h. mit der Abtriebswelle des Verbrennungsmotors, der Antriebswelle und einer dritten Drehwelle, und der automatisch die Leistung, die an eine verbliebene Welle abgegeben wird oder von einer verbliebenen Welle angenommen wird, aufgrund der Leistungen bestimmt, die an beliebige zwei Wellen von den drei Wellen abgegeben wird oder von beliebigen zwei Wellen von den drei Wellen angenommen wird; und einen Generator, der Leistung an die dritte Drehwelle abgibt und von der dritten Drehwelle annimmt, und das Steuermodul kann die Zufuhr von elektrischer Leistung an den Generator einhergehend mit der Unterbrechung von elektrischer Leistung zum Elektromotor unterbrechen.

Die vorliegende Erfindung ist auf ein Steuerverfahren für ein Elektrofahrzeug gerichtet, das mit Ausgangsleistung von einem Elektromotor angetrieben wird und das folgendes aufweist: den Elektromotor, eine Akkumulatoreinheit, die elektrische Leistung zum und vom Elektromotor überträgt, eine Zubehöreinrichtung, die mit elektrischer Leistung, die von der Akkumulatoreinheit geliefert wird, angetrieben wird; und eine Lenkunterstützungsstruktur, die mit elektrischer Leistung, die von der Akkumulatoreinheit geliefert wird, angetrieben wird und die ein Lenkmoment an einen Lenkmechanismus ausgibt, wobei das Steuerverfahren die folgenden Schritte einschließt: (a) Messen der Spannung der Akkumulatoreinheit, und (b) Unterbrechen der Zufuhr an elektrischer Leistung von der Akkumulatoreinheit zur Zubehöreinrichtung und zum Elektromotor, wenn die Spannung der Akkumulatoreinheit, die in Schritt (a) gemessen wird, auf oder unter einen voreingestellten ersten Pegel sinkt.

Das Steuerverfahren des Elektrofahrzeugs der Erfindung unterbricht die Zufuhr von elektrischer Leistung zur Zubehöreinrichtung und zum Elektromotor, wenn die gemessene Spannung der Akkumulatoreinheit auf oder unter den voreingestellten ersten Pegel fällt. Diese Anordnung stellt die Zufuhr von erforderlicher elektrischer Leistung an die Lenkunterstützungsstruktur sicher und gewährleistet eine stabile Lenkleistung auch im Fall eines Absinkens der Spannung der Akkumulatoreinheit. Ein typisches Beispiel für die „Zubehöreinrichtung" ist eine Klimaanlage.

In einer bevorzugten Ausführungsform des Steuerverfahrens für das Elektrofahrzeug der Erfindung wird in Schritt (b) als Antwort auf ein Sinken der gemessenen Spannung auf oder unter den voreingestellten ersten Pegel die Zufuhr von elektrischer Leistung zur Zubehöreinrichtung vor der Unterbrechung der Zufuhr von elektrischer Leistung zum Elektromotor unterbrochen. Die Unterbrechung der Leistungszufuhr zur Zubehöreinrichtung vor der Unterbrechung der Leistungszufuhr zum Elektromotor gewährleistet die Zufuhr der erforderlichen elektrischen Leistung zum Elektromotor und hält dadurch das gute Fahrgefühl aufrecht. In dieser Ausführungsform kann in Schritt (b) die Zufuhr von elektrischer Leistung zur Zubehöreinrichtung als Antwort auf das Sinken der gemessenen Spannung auf oder unter den voreingestellten ersten Pegel unterbrochen werden, während die Zufuhr von elektrischer Leistung zum Elektromotor als Antwort auf ein weiteres Sinken der gemessenen Spannung auf oder unter einen voreingestellten zweiten Pegel, der niedriger ist als der voreingestellte erste Pegel, unterbrochen wird.

In einer anderen bevorzugten Ausführungsform schließt das Steuerverfahren für das Elektrofahrzeug den folgenden Schritt ein: als Antwort auf das Sinken der gemessenen Spannung auf den voreingestellten dritten Pegel, der niedriger ist als der erste Pegel, wird das Lenkmoment, das von der Lenkunterstützungsstruktur ausgegeben wird, allmählich gesenkt, bevor die Zufuhr der elektrischen Leistung an die Lenkunterstützungsstruktur unterbrochen wird. Diese Anordnung verhindert günstigerweise ein plötzlich erschwertes Lenken bei einer Unterbrechung der Leistungszufuhr zur Lenkunterstützungsstruktur.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

1 zeigt schematisch den Aufbau eines Hybridfahrzeugs, das als Elektrofahrzeug funktioniert, in einer Ausführungsform der Erfindung;

2 ist ein Ablaufschema, das eine Leistungszufuhr-Steuerroutine zeigt, die von einer elektronischen Hybridsteuereinheit ausgeführt wird, die im Hybridfahrzeug dieser Ausführungsform enthalten ist;

3 zeigt Zeitreihen-Gatteroperationen von Wechselrichtern für eine Klimaanlage und für Elektromotoren MG1 und MG2 als Antwort auf ein Absinken der Zwischenklemmenspannung Vb der Batterie;

4 ist ein Ablaufschema, das eine modifizierte Leistungszufuhr-Steuerroutine zeigt;

5 ist ein Ablaufschema, das eine Steuerroutine für eine elektrische Servolenkung (EPS), die von einer elektronischen EPS-Steuereinheit durchgeführt wird, zeigt;

6 zeigt schematisch den Aufbau eines anderen Hybridfahrzeugs in einem modifizierten Beispiel; und

7 zeigt schematisch den Aufbau eines weiteren Hybridfahrzeugs in einem weiteren modifizierten Beispiel.

Beste Weisen, um die Erfindung auszuführen

Eine Weise, um die Erfindung auszuführen, ist nachstehend als bevorzugte Ausführungsform erörtert. 1 zeigt schematisch den Aufbau eines Hybridfahrzeugs 20, das als Elektrofahrzeug funktioniert, in einer Ausführungsform der Erfindung. Wie dargestellt, schließt das Hybridfahrzeug 20 dieser Ausführungsform folgendes ein: einen Verbrennungsmotor 22, einen Dreiwellen-Leistungsverteilungs-/-integrationsmechanismus 30, der über einen Dämpfer 28 mit einer Kurbelwelle 26, die als Antriebswelle des Verbrennungsmotors 22 dient, verkoppelt ist, einen Motor MG1, der mit dem Leistungsverteilungs-/-integrationsmechanismus 30 verkoppelt ist und in der Lage ist, elektrische Leistung zu erzeugen, ein Untersetzungsgetriebe 35, das mit einer Zahnkranzwelle 32a verkoppelt ist, die als Antriebswelle fungiert, welche mit dem Leistungsverteilungs-/-integrations-Mechanismus 30 verbunden ist, einen weiteren Motor MG2, der mit dem Untersetzungsgetriebe 35 verkoppelt ist, und eine elektronische Hybridsteuereinheit 70, die den gesamten Leistungsausgabeapparat steuert.

Der Verbrennungsmotor 22 ist ein Motor mit Eigenzündung, der Kohlenwasserstoff-Kraftstoff, wie Benzin oder Leichtöl nutzt, um Ausgangsleistung zu erzeugen. Eine elektronische Verbrennungsmotor-Steuereinheit 24 (im folgenden als Verbrennungsmotor-ECU bezeichnet) empfängt Signale von einem Temperatursensor 23, der eine Kühlwassertemperatur Te des Verbrennungsmotors 22 erfasst, und verschiedenen anderen Sensoren, die Betriebsbedingungen des Verbrennungsmotors 22 erfassen, und bestimmt die Betriebssteuerung des Verbrennungsmotors 22, beispielsweise die Kraftstoff-Einspritzsteuerung, die Zündsteuerung und die Ansaugluftregulierung. Die Verbrennungsmotor-ECU 24 kommuniziert mit der elektronischen Hybridsteuereinheit 70, um den Betrieb des Verbrennungsmotors 22 als Antwort auf Steuersignale, die von der elektronischen Hybridsteuereinheit 70 übertragen werden, zu steuern, während sie Daten in Bezug auf die Betriebsbedingungen des Verbrennungsmotors 22 je nach Bedarf an die elektronische Hybridsteuereinheit 70 ausgibt.

Der Leistungsverteilungs- und -integrationsmechanismus 30 weist ein Sonnenrad 31 auf, bei dem es sich um ein Außenrad handelt, einen Zahnkranz 32, bei dem es sich um ein Innenrad handelt, das konzentrisch mit dem Sonnenrad 31 angeordnet ist, mehrere Ritzel 33, die in das Sonnenrad 31 und in den Zahnkranz 32 eingreifen, und einen Träger 34, der die mehreren Ritzel 33 auf solche Weise hält, dass sie sich frei um sich selbst und um die jeweiligen Achsen drehen können. Das heißt, der Leistungsverteilungs- und -integrationsmechanismus 30 ist als Planetenradmechanismus aufgebaut, der differentielle Bewegungen des Sonnenrads 31, des Zahnkranzes 32 und des Trägers 34 als Drehelemente ermöglicht. Der Träger 34, das Sonnenrad 31 und der Zahnkranz 32 im Leistungsverteilungs- und -integrationsmechanismus 30 sind mit der Kurbelwelle 26 des Verbrennungsmotors 22, dem Motor MG1 und dem Untersetzungsgetriebe 35 jeweils über eine Zahnkranzwelle 32a verkoppelt. Während der Motor MG1 als Generator fungiert, wird die Leistung, die vom Verbrennungsmotor 22 ausgegeben und durch den Träger abgegeben wird, entsprechend dem Übersetzungsverhältnis auf das Sonnenrad 31 und den Zahnkranz 32 verteilt. Während der Motor MG1 als Motor fungiert, wird dagegen die Leistung, die vom Verbrennungsmotor 22 ausgegeben und durch den Träger 34 abgegeben wird, mit der Leistung, die vom Motor MG1 ausgegeben und durch das Sonnenrad 31 abgegeben wird, kombiniert und die kombinierte Leistung wird an den Zahnkranz 32 ausgegeben. Die an den Zahnkranz ausgegebene Leistung wird somit über den Zahnradmechanismus 60 schließlich an die Antriebsräder 63a und 63b und von der Zahnkranzwelle 32a an das Differential 62 ausgegeben.

Beide Motoren MG1 und MG2 sind bekannte Synchron-Motor/Generatoren, die als Generator und als Motor angetrieben werden. Die Motoren MG1 und MG2 übertragen über Gleichrichter 41 und 42 elektrische Leistung auf eine und von einer Batterie 50. Stromleitungen 54, die die Gleichrichter 41 und 42 mit der Batterie 50 verbinden, sind als positive Elektrodenbusleitung und als negative Elektrodenbusleitung, die von den Gleichrichtern 41 und 42 gemeinsam verwendet werden, aufgebaut. Diese Anordnung macht es möglich, dass die elektrische Leistung, die von einem der Motoren MG1 und MG2 erzeugt wird, vom anderen Motor verbraucht wird. Die Batterie 50 wird mit der überschüssigen elektrischen Leistung, die vom Motor MG1 oder MG2 erzeugt wird, geladen und wird entladen, um einen Mangel an elektrischer Leistung auszugleichen. Wenn eine Leistungsausgeglichenheit zwischen den Motoren MG1 und MG2 erreicht ist, wird die Batterie 50 weder geladen noch entladen. Die Funktionen der beiden Motoren MG1 und MG2 werden von einer elektronischen Motorsteuereinheit 40 (im Folgenden als Motor-ECU bezeichnet) gesteuert. Die Motor-ECU 40 empfängt verschiedene Signale, die zum Steuern der Funktionen der Motoren MG1 und MG2 erforderlich sind, beispielsweise Signale von Drehpositions-Erfassungssensoren 43 und 44, die die Drehstellungen von Rotoren in den Motoren MG1 und MG2 erfassen, und Phasenströme, die an die Motoren MG1 und MG2 angelegt werden und von (nicht dargestellten) Stromsensoren gemessen werden. Die Motor-ECU 40 gibt Schaltsteuersignale an die Gleichrichter 41 und 42 aus. Die Motor-ECU 40 kommuniziert mit der elektronischen Hybrid-Steuereinheit 70, um die Funktionen der Motoren MG1 und MG2 als Antwort auf Steuersignale, die von der elektronischen Steuereinheit 70 übertragen werden, zu steuern, während sie Daten in Bezug auf die Bearbeitungsbedingungen der Motoren MG1 und MG2 an die elektronische Hybridsteuereinheit 70 ausgibt.

Die Stromleitung 54 ist über einen Gleichrichter 45 mit einer Klimaanlage 46 und über einen Gleichrichter 47 mit einer elektrischen Servolenkung 48 (im Folgenden als EPS bezeichnet) verbunden. Die EPS gibt durch die zusammenwirkenden Funktionen des Verbrennungsmotors 48a und der (nicht dargestellten) Untersetzungsgetriebe ein Unterstützungsmoment an einen (nicht dargestellten) Lenkmechanismus aus. Die Zufuhr von elektrischer Leistung von der Batterie 50 wird verwendet, um einen (nicht dargestellten) Kompressor der Klimaanlage 46 und den Elektromotor 48a der EPS 48 zu betätigen. Eine elektronische EPS-Steuereinheit 48b (im Folgenden als EPS-ECU bezeichnet), die in die EPS eingebaut ist, steuert den Elektromotor 48a, um ein Unterstützungsmoment auszugeben, das dem Lenkwinkel entspricht.

Die Batterie 50 unterliegt der Steuerung durch eine elektronische Steuereinheit 52 (im Folgenden als Batterie-ECU) bezeichnet. Die Batterie-ECU 52 empfängt verschiedene Signale, die für die Steuerung der Batterie 50 erforderlich sind, beispielsweise eine Zwischenklemmenspannung Vb, die von einem Spannungssensor 51a gemessen wird, der zwischen den Klemmen der Batterie 50 angeordnet ist, einen Ladungs-/Entladungsstrom Ib, der von einem Stromsensor 51b gemessen wird, der an der Stromleitung 54 befestigt ist, die mit der Ausgangsklemme der Batterie 50 verbunden ist, und eine Batterietemperatur Tb, die von einem Temperatursensor 51c gemessen wird, der an der Batterie 50 befestigt ist. Die Batterie-ECU 52 gibt entsprechend den Anforderungen Daten in Bezug auf den Zustand der Batterie 50 per Datenübertragung an die elektronische Hybridsteuereinheit 70 aus. Die Batterie-ECU 52 berechnet den Ladungszustand (SOC) der Batterie 50 aufgrund des akkumulierten Ladungs-/Entladungsstroms, der vom Stromsensor gemessen wird, um die Batterie 50 zu steuern.

Die elektronische Hybridsteuereinheit 70 ist als Mikroprozessor aufgebaut, der eine CPU 72, einen ROM 74, in dem Verarbeitungsprogramme hinterlegt sind, einen RAM 76, der Daten zwischenspeichert, und einen nicht dargestellten Eingabe/Ausgabe-Port und einen nicht dargestellten Kommunikationsport einschließt. Die elektronische Hybridsteuereinrichtung 70 empfängt verschiedene Eingaben über den Eingabeport: ein Zündsignal von einem Zündschalter 80, eine Schaltstellung SP von einem Schaltstellungs-Sensor 82, der die aktuelle Position eines Schalthebels 81 erfasst, eine Beschleunigungselementöffnung Acc von einem Gaspedalpositions-Sensor 84, der misst, wie weit ein Gaspedal 83 niedergetreten wird, eine Bremspedalposition BP von einem Bremspedalpositions-Sensor 86, der misst, wie weit ein Bremspedal 85 niedergetreten wird, und eine Fahrzeuggeschwindigkeit V von einem Fahrzeuggeschwindigkeits-Sensor 88. Die elektronische Hybridsteuereinheit 70 kommuniziert mit der Verbrennungsmotor-ECU 24, der Motor-ECU 40 und der Batterie-ECU 52 über den Kommunikationsport, um verschiedene Steuersignale und Daten an die und von der Verbrennungsmotor-ECU 24, an die und von der Motor-ECU 40 und an die und von der Batterie-ECU 52 zu übertragen, wie bereits angegeben.

Das Hybridfahrzeug 20 der so aufgebauten Ausführungsform berechnet das erforderliche Moment, das an die Zahnkranzwelle 32a, die als Antriebswelle dient, ausgegeben werden muss, aufgrund von Beobachtungswerten für die Fahrzeuggeschwindigkeit V und die Beschleunigungselementöffnung Acc, die dem Weg entspricht, über den ein Fahrer das Gaspedal 83 niedertritt. Der Verbrennungsmotor 22 und die Motoren MG1 und MG2 unterliegen einer Betriebssteuerung, um ein erforderliches Leistungsniveau, das dem berechneten Momentbedarf entspricht, an die Zahnkranzwelle 32a auszugeben. Die Betriebssteuerung des Verbrennungsmotors 22 und der Motoren MG1 und MG2 bewirkt selektiv einen Momentumwandlungs-Antriebsmodus, einen Ladungs-/Entladungs-Antriebsmodus oder einen Motorantriebsmodus. Der Momentumwandlungs-Antriebsmodus steuert die Funktionen des Verbrennungsmotors 22, um eine Leistungsmenge auszugeben, die dem erforderlichen Leistungsniveau entspricht, während die Motoren MG1 und MG2 angetrieben und gesteuert werden, um zu bewirken, dass die gesamte Leistung, die vom Verbrennungsmotor 22 ausgegeben wird, einer Momentumwandlung mittels des Leistungsverteilungs-/-integrationsmechanismus 30 und der Motoren MG1 und MG2 unterzogen und an die Zahnkranzwelle 32a ausgegeben wird. Der Ladungs-/Entladungs-Antriebsmodus steuert die Funktionen des Verbrennungsmotors 22, um eine Leistungsmenge, die der Summe des erforderlichen Leistungsniveaus und der Menge der elektrischen Leistung, die durch Laden der Batterie 50 verbraucht wird oder durch Entladen der Batterie 50 zugeführt wird, entspricht, auszugeben, während die Motoren MG1 und MG2 angetrieben und gesteuert werden, um zu bewirken, dass die Leistung, die vom Verbrennungsmotor 22 ausgegeben wird und die dem erforderlichen Leistungsniveau entspricht, einer Momentumwandlung mittels des Leistungsverteilungs-/-integrationsmechanismus 30 und der Motoren MG1 und MG2 unterzogen und an die Zahnkranzwelle 32a ausgegeben wird, während gleichzeitig die Batterie 50 geladen oder entladen wird. Der Motorantriebsmodus unterbricht den Betrieb des Verbrennungsmotors 22 und treibt und steuert den Motor MG2, um eine Leistungsmenge, die dem erforderlichen Leistungsniveau entspricht, an die Zahnkranzwelle 32a auszugeben.

Die Beschreibung betrachtet nun den Betrieb des Hybridfahrzeugs 20 der Ausführungsform mit dem oben erörterten Aufbau, insbesondere eine Steuerungsabfolge als Antwort auf ein Sinken der Zwischenklemmenspannung Vb der Batterie 50. 2 ist ein Ablaufschema, das die Leistungszufuhr-Steuerroutine zeigt, die von der elektronischen Hybridsteuereinheit 70, die im Hybridfahrzeug 70 dieser Ausführungsform enthalten ist, ausgeführt wird. Diese Routine wird wiederholt in vorgegebenen Abständen (beispielsweise alle 8 ms) wiederholt.

Bei der Leistungszufuhr-Steuerroutine gibt die CPU 72 der elektronischen Hybridsteuereinheit 70 zuerst die Zwischenklemmenspannung Vb der Batterie 50 ein (Schritt S100). Die Zwischenklemmenspannung Vb der Batterie 50 wird vom Spannungssensor 51a gemessen und wird per Datenübertragung von der Batterie-ECU 52 empfangen. In der nachstehenden Beschreibung kann die Zwischenklemmenspannung Vb der Batterie 50 als Batteriespannung Vb bezeichnet sein.

Die Batterieeingangsspannung Vb wird mit voreingestellten Schwellenwerten Vs1 und Vs2 verglichen (Schritt 110). Wenn die Batteriespannung Vb nicht höher ist als der voreingestellte Schwellenwert Vs1, schließt die CPU 72 die Gatter des Wechselrichters 45 für die Klimaanlage 46 (Schritt S120). Wenn die Batteriespannung Vb nicht niedriger ist als der voreingestellte Schwellenwert Vs2, öffnet die CPU 72 die Gatter des Wechselrichters 45 für die Klimaanlage 46 wieder (Schritt S130). Die Schwellenwerte Vs1 und Vs2 sind so eingestellt, dass sie eine bestimmte Hysterese aufweisen, um häufige Wechsel zwischen Schließen und Wiederöffnen der Gatter des Wechselrichters 45 zu verhindern. Die Schwellenwerte Vs1 und Vs2 sind höher als die minimale Spannung, die für den ordnungsgemäßen Betrieb der EPS 48 erforderlich ist.

Die Batterieeingangsspannung Vb wird anschließend mit voreingestellten Schwellenwerten Vm1 und Vm2 verglichen (Schritt S140). Wenn die Batteriespannung Vb nicht höher ist als der voreingestellte Schwellenwert Vm1, schließt die CPU 72 die Gatter der Wechselrichter 41 und 42 für die Motoren MG1 und MG2 (Schritt S160). Nachdem entweder Schritt 150 oder Schritt S160 ausgeführt wurde, verlässt die CPU 72 diese Leistungszufuhr-Steuerroutine. Die Schwellenwerte Vm1 und Vm2 sind so eingestellt, dass sie eine bestimmte Hysterese aufweisen, um häufige Wechsel zwischen dem Schließen und Wiederöffnen der Gatter der Wechselrichter 41 und 42 zu verhindern, wie die voreingestellten Schwellenwerte Vs1 und Vs2. Die Schwellenwerte Vm1 und Vm2 sind niedriger als die Schwellenwerte Vs1 und Vs2, aber höher als die minimale Spannung, die für den ordnungsgemäßen Betrieb der EPS 48 erforderlich ist.

3 zeigt Zeitreihen-Gatteroperationen des Wechselrichters 45 für die Klimaanlage 46 und der Wechselrichter 41 und 42 für die Motoren MG1 und MG2 als Antwort auf eine Abnahme der Zwischenklemmenspannung Vb der Batterie 50. Wenn die beobachtete Zwischenklemmenspannung Vb der Batterie 50 auf oder unter den voreingestellten Schwellenwert Vs1 sinkt, werden die Gatter der Wechselrichter 45 für die Klimaanlage 46 geschlossen, um die Zufuhr von elektrischer Leistung zur Klimaanlage 46 zu unterbrechen (zum Zeitpunkt t1). Als Antwort auf eine weitere Abnahme der Batteriespannung Vb auf oder unter den voreingestellten Schwellenwert Vm1, werden die Gatter der Wechselrichter 41 und 42 für die Motoren MG1 und MG2 geschlossen, um die Zufuhr von elektrischer Leistung zu den Motoren MG1 und MG2 zu unterbrechen (zum Zeitpunkt t2). Das Schließen der Gatter verringert den Leistungsverbrauch der Klimaanlage 46 und der Motoren MG1 und MG2 und führt schließlich zu einem Ansteigen der Zwischenklemmenspannung der Batterie 50. Wenn die gestiegene Zwischenklemmenspannung Vb den voreingestellten Schwellenwert Vm2 erreicht oder übertrifft, werden die Gatter der Wechselrichter 41 und 42 für die Motoren MG1 und MG2 wieder geöffnet, um die Zufuhr von elektrischer Leistung zu den Motoren MG1 und MG2 wieder aufzunehmen (zum Zeitpunkt t3). Als Antwort auf eine weitere Zunahme der Batteriespannung Vb auf oder über den voreingestellten Schwellenwert Vs3, werden die Gatter des Wechselrichters 45 für die Klimaanlage 46 wieder geöffnet, um die Zufuhr von elektrischer Leistung zur Klimaanlage 46 wieder aufzunehmen (zum Zeitpunkt t4). Auf diese Weise wird die Zufuhr von elektrischer Leistung zur Klimaanlage 46 und zu den Motoren MG1 und MG2 als Antwort auf eine Abnahme der Zwischenklemmenspannung Vb der Batterie 50 unterbrochen, um die Zufuhr der erforderlichen Leistung an die EPS 48 zu gewährleisten. Die Schwellenwerte Vs1 und Vm1 werden als Kriterien für die Unterbrechung der Zufuhr von elektrischer Leistung zur Klimaanlage 46 und zu den Motoren MG1 und MG2 verwendet. Diese Schwellenwerte Vs1 und Vm1 werden experimentell oder auf andere Weise festgelegt, um die Zwischenklemmenspannung Vb der Batterie 50 bei oder über der minimalen Spannung zu halten, die für den ordnungsgemäßen Betrieb der EPS 48 erforderlich ist.

Wie oben beschrieben, schließt das Hybridfahrzeug 20 dieser Ausführungsform als Antwort auf ein Sinken der beobachteten Zwischenklemmenspannung Vb der Batterie 50 auf oder unter den voreingestellten Schwellenwert Vs1 die Gatter der Wechselrichter 45, um die Zufuhr von elektrischer Leistung zur Klimaanlage 46 zu unterbrechen. Als Antwort auf eine weitere Abnahme der Zwischenklemmenspannung Vb der Batterie 50 auf oder unter den voreingestellten Schwellenwert Vm1 schließt das Hybridfahrzeug 20 dieser Ausführungsform die Gatter der Wechselrichter 41 und 42, um die Zufuhr von elektrischer Leistung an die Motoren MG1 und MG2 zu unterbrechen. Die Schwellenwerte Vs1 und Vm1 werden experimentell oder auf andere Weise eingestellt, um die Zwischenklemmenspannung Vb der Batterie 50 bei oder über der minimalen Spannung zu halten, die für einen ordnungsgemäßen Betrieb der EPS 48 erforderlich ist. Diese Anordnung gewährleistet die minimale Spannung, die für den ordnungsgemäßen Betrieb der EPS 48 erforderlich ist und stellt somit ein stabiles Lenkverhalten sicher, auch wenn die Spannung der Batterie 50 sinkt. Die Zufuhr von elektrischer Leistung zu den Motoren MG1 und MG2 wird nach der Unterbrechung der Zufuhr von elektrischer Leistung zur Klimaanlage 46 unterbrochen. Diese Anordnung gibt den Motoren MG1 und MG2 Priorität gegenüber der Klimaanlage 46 und erhält somit das gute Fahrgefühl.

Der Motor MG1, der Motor MG2, die Batterie 50, die Klimaanlage 46, die EPS 48 und der Spannungssensor 51a, die im Hybridfahrzeug 20 dieser Ausführungsform enthalten sind, entsprechen dem Generator, dem Motor, der Akkumulatoreinheit, der Zubehöreinrichtung, der Lenkunterstützungseinheit bzw. dem Spannungsmessmodul der Erfindung. Die elektronische Hybridsteuereinheit 70, welche die Leistungszufuhr-Steuerroutine dieser Ausführungsform ausführt, entspricht dem Steuermodul der Erfindung. Die voreingestellten Schwellenwerte Vs1 und Vs2 dieser Ausführungsform entsprechen jeweils dem voreingestellten ersten Niveau und dem voreingestellten zweiten Niveau der Erfindung.

Im Hybridfahrzeug 20 dieser Ausführungsform werden die Schwellenwerte Vs1 und Vs2 als Kriterien für die Unterbrechung der Zufuhr von elektrischer Leistung zur Klimaanlage 46 und zu den Motoren MG1 und MG2 experimentell oder auf andere Weise eingestellt, um die Zwischenklemmenspannung Vb der Batterie 50 bei oder über der minimalen Spannung zu halten, die für den ordnungsgemäßen Betrieb der EPS 48 erforderlich ist. Die Zwischenklemmenspannung Vb der Batterie 50 muss nicht strikt über der minimalen Spannung gehalten werden, die für den ordnungsgemäßen Betrieb EPS 48 erforderlich ist, sondern kann etwas niedriger sein als die minimale erforderliche Spannung.

Im Hybridfahrzeug 20 dieser Ausführungsform werden als Antwort auf eine Abnahme der Zwischenklemmenspannung Vb der Batterie 50 auf oder unter den voreingestellten Schwellenwert Vm1 die Gatter der Wechselrichter 41 und 42 geschlossen, um die Zufuhr von elektrischer Leistung zu den Motoren MG1 und MG2 zu unterbrechen. Der Vergleich zwischen der Batteriespannung Vb und dem Schwellenwert Vm1 ist jedoch nicht wesentlich. Das allgemeine Erfordernis ist die Unterbrechung der Zufuhr von elektrischer Leistung an die Klimaanlage 46 vor der Unterbrechung der Zufuhr von elektrischer Leistung an die Motoren MG1 und MG2. Eine mögliche Modifizierung kann die Gatter der Wechselrichter 41 und 42 schließen, um die Zufuhr von elektrischer Leistung zu den Motoren MG1 und MG2 zu unterbrechen, nachdem eine vorgegebene Zeitspanne ab dem Zeitpunkt, zu dem die Gatter des Wechselrichters 45 geschlossen werden, um die Zufuhr von elektrischer Leistung zu den Motoren MG1 und MG2 zu unterbrechen, vergangen ist. Wenn eine gewisse Einschränkung des Fahrgefühls hinnehmbar ist, muss die Leistungszufuhr zur Klimaanlage 46 nicht vor der Unterbrechung der Leistungszufuhr zu den Motoren MG1 und MG2 unterbrochen werden. Die Unterbrechung der Leistungszufuhr zu den Motoren MG1 und MG2 kann gleichzeitig mit oder sogar vor der Unterbrechung der Leistungszufuhr zur Klimaanlage 46 ausgeführt werden.

Die obige Ausführungsform betrifft die Unterbrechung der Leistungszufuhr zur Klimaanlage im Hybridfahrzeug 20, Das Verfahren der Erfindung ist auch anwendbar, um die Leistungszufuhr zu einer Zubehöreinrichtung (beispielsweise einen elektrischen Stabilisator), bei der es sich nicht um die Klimaanlage 46 handelt, in dem Hybridfahrzeug 20 zu unterbrechen, ebenso wie um die Leistungszufuhr zu einer Vielzahl von Zubehöreinrichtungen im Hybridfahrzeug 20 zu unterbrechen.

Das Hybridfahrzeug 20 dieser Ausführungsform unterbricht die Zufuhr von elektrischer Leistung zur Klimaanlage 46 als Antwort auf ein Sinken der Zwischenklemmenspannung Vb der Batterie 50 auf oder unter den voreingestellten Schwellenwert Vs1 und unterbricht anschließend die Zufuhr von elektrischer Leistung zu den Motoren MG1 und MG2 als Antwort auf ein weiteres Sinken der Batteriespannung Vb auf oder unter den voreingestellten Schwellenwert Vm1. Ein modifiziertes Steuerverfahren kann zusätzlich die Gatter des Wechselrichters 47 schließen und die Zufuhr von elektrischer Leistung zur EPS 48 unterbrechen, wenn die Batteriespannung Vb unter einen voreingestellten Schwellenwert Ve fällt, der niedriger ist als der voreingestellte Schwellenwert Vm1 und bei oder etwas über der minimalen Spannung liegen kann, die für eine ordnungsgemäße Funktion der EPS erforderlich ist. In diesem Fall senkt das bevorzugte Verfahren das Unterstützungsmoment, das von der EPS 48 an den Lenkmechanismus ausgegeben wird, allmählich, bevor die Gatter des Wechselrichters 47 geschlossen werden, um die Zufuhr von elektrischer Leistung an die EPS 48 zu unterbrechen. Eine modifizierte Routine solch einer Leistungszufuhrsteuerung ist im Ablaufschema von 4 dargestellt, und eine Routine der entsprechenden EPS-Steuerung, die von der EPS-ECU 48b ausgeführt wird, ist im Ablaufschema von 5 dargestellt.

Die modifizierte Leistungszufuhr-Steuerroutine von 4 weist Schritte S100 bis S160 auf, die identisch mit den entsprechenden Schritten in der Leistungszufuhr-Steuerroutine der in 2 dargestellten Ausführungsform sind. In der modifizierten Leistungszufuhr-Steuerroutine von 4 wird die gemessene Zwischenklemmenspannung Vb der Batterie 50 nach den Prozessen der Schritte S140 bis 160 ferner mit dem voreingestellten Schwellenwert Ve verglichen, der niedriger ist als die Schwellenwerte Vs1 und Vm1 (Schritt S200). Wenn die Zwischenklemmenspannung Vb der Batterie 50 unter den voreingestellten Schwellenwert Ve sinkt, gibt die CPU 72 eine Unterbrechungsanfrage an die EPS-ECU 48b aus (Schritt S210). Als Antwort auf den Empfang einer Unterbrechungserlaubnis, die von der EPS-ECU 48b zurückgeschickt wird (Schritt S220) schließt die CPU 72 die Gatter des Wechselrichters 47 für die EPS 48 (Schritt S230).

In der EPS-Steuerroutine von 5 stellt die EPS-ECU 48b zuerst ein Unterstützungsmoment Tas ein, das dem Lenkwinkel entspricht (Schritt S300), und bestimmt, ob eine Unterbrechungsanfrage von der elektronischen Hybridsteuereinheit 70 empfangen wird (Schritt S310). In dem Fall, dass keine Unterbrechungsanfrage empfangen wird, treibt die EPS-ECU 48b den Elektromotor 48a an, um das Unterstützungsmoment Tas auszugeben (Schritt S360) und beendet die EPS-Steuerroutine. Als Antwort auf den Empfang einer Unterbrechungsanfrage von der elektronischen Hybridsteuereinheit 70 inkrementiert andererseits die EPS-ECU 48b einen Zähler C um eins (Schritt S320). Der Zähler C weist einen Anfangswert „0" auf und wird auf einen voreingestellten Bezugswert Cref inkrementiert. Die EPS-ECU 48b stellt einen graduellen Senkungsfaktor k ein, der allmählich vom Wert „1" auf den Wert „0" sinkt, was der Zählung des Zählers C auf den voreingestellten Bezugswert Cref entspricht (Schritt S330). Das Unterstützungsmoment Tas wird durch Multiplizieren des graduellen Senkungsfaktors k (Schritt S350) allmählich korrigiert, bis der graduelle Senkungsfaktor k den Wert „0" erreicht (Schritt S340). Die EPS-ECU 48b treibt dann den Elektromotor 48a an, um das korrigierte Unterstützungsmoment Tas auszugeben (Schritt S360) und beendet die EPS-Steuerroutine. Wenn der graduelle Senkungsfaktor k den Wert „0" erreicht, gibt die EPS-ECU 48b eine Unterbrechungserlaubnis an die elektronische Hybridsteuereinheit 70 aus (Schritt S370). Die Zeit, die für die Abnahme des graduellen Senkungsfaktors k auf den Wert „0" erforderlich ist, hängt von dem gegenwärtig voreingestellten Bezugswert Cref und dem Ausführungsintervall der EPS-Steuerung ab. Der Bezugswert Cref wird so eingestellt, dass der graduelle Senkungsfaktor k den Wert „0" in einem Zeitraum von z.B. etwa 2 Sekunden erreicht.

Wenn die Zwischenklemmenspannung Vb der Batterie 50 unter den voreingestellten Schwellenwert Ve sinkt, werden die Leistungszufuhr-Steuerroutine von 4 und die EPS-Steuerroutine von 5 ausgeführt, um das Unterstützungsmoment Tas der EPS 48 im Zeitraum von etwa 2 Sekunden allmählich zu senken. Wenn das gesenkte Unterstützungsmoment Tas den Wert „0" erreicht, werden die Gatter des Wechselrichters 47 geschlossen, um die Zufuhr von elektrischer Leistung zum Elektromotor 48a der EPS 48 zu unterbrechen. Die modifizierte Steuerung senkt graduell das Unterstützungsmoment Tas der EPS 48 vor der Unterbrechung der Leistungszufuhr zum Elektromotor 48a der EPS 48 als Antwort auf eine Abnahme der Zwischenklemmenspannung Vb der Batterie 50 während des Fahrens des Hybridfahrzeugs 20. Diese Anordnung verhindert vorteilhaft ein plötzlich erschwertes Lenken. Das modifizierte Steuerverfahren stellt den graduellen Senkungsfaktor k so ein, dass das Unterstützungsmoment Tas der EPS 48 allmählich gesenkt wird. Eine weitere Modifizierung muss den graduellen Senkungsfaktor k nicht einstellen, sondern kann direkt eine graduelle Senkung des Unterstützungsmoments Tas ausführen.

Im Hybridfahrzeug 20 der oben beschriebenen Ausführungsform sind der Verbrennungsmotor 22 und die Motoren MG1 und MG2 mit dem Planetengetriebemechanismus verkoppelt. Das Verfahren der Erfindung kann auf Elektrofahrzeuge jeglichen Aufbaus angewendet werden, die mit Ausgangsleistung vom Motor angetrieben werden. Das Verfahren der Erfindung kann beispielsweise auf ein Hybridfahrzeug 120 mit einem modifizierten Aufbau, der in 6 dargestellt ist, angewendet werden. In dem Hybridfahrzeug 120 mit diesem modifizierten Aufbau ist die Leistung des Motors MG2 mit einer anderen Achse (einer Achse, die mit den Antriebsrädern 64a und 64b verkoppelt ist) als der Achse, die mit der Zahnkranzwelle 32a verbunden ist (d.h. der Achse, die mit den Antriebsrädern 63a und 63b verkoppelt ist) verbunden. In einem anderen Beispiel kann das Verfahren der Erfindung auch auf ein Hybridfahrzeug 220 mit einem anderen modifizierten Aufbau, der in 7 dargestellt ist, angewendet werden. Das Hybridfahrzeug 220 dieser modifizierten Ausführungsform schließt einen Paarrotor-Motor 230 ein, der einen inneren Rotor 232, der mit der Kurbelwelle 26 des Verbrennungsmotors 22 verbunden ist, und einen äußeren Rotor 234, der mit der Antriebswelle verbunden ist, um Leistung an die Antriebsräder 63a und 63b auszugeben. Der Paarrotor-Motor 230 überträgt einen Teil der Ausgangsleistung vom Verbrennungsmotor 22 auf die Antriebswelle, während er den Rest der Ausgangsleistung in elektrische Energie umwandelt. Das Verfahren der Erfindung ist nicht auf solche parallelen Hybridfahrzeuge beschränkt, sondern ist auch auf Reihen-Hybridfahrzeuge sowie auf Elektrofahrzeuge anwendbar, die keinen Verbrennungsmotor aufweisen und nur mit der Ausgangsleistung von einem Motor angetrieben werden.

Die oben erörterte Ausführungsform soll in allen Aspekten als erläuternd und nicht als beschränkend angesehen werden. Es können Modifizierungen, Änderungen und Abänderungen durchgeführt werden, ohne vom Umfang oder Gedanken der Hauptmerkmale der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Umfang und Gedanke der vorliegenden Erfindung sind von den beigefügten Ansprüchen angegeben und nicht von der vorstehenden Beschreibung.

Industrielle Anwendbarkeit

Das Verfahren der Erfindung ist vorzugsweise auf die Elektrofahrzeug-Herstellungsindustrie anwendbar.

ZUSAMMENFASSUNG ELEKTROFAHRZEUG UND STEUERVERFAHREN DAFÜR

Als Antwort auf ein Sinken der beobachteten Batteriespannung Vb auf oder unter einen voreingestellten Schwellenwert Vs1 schließt das Steuerverfahren der Erfindung die Gatter eines Wechselrichters für eine Klimaanlage, um die Zufuhr von elektrischer Leistung zur Klimaanlage zu unterbrechen (zum Zeitpunkt t1). Als Antwort auf ein weiteres Sinken der beobachteten Batteriespannung Vb auf oder unter einen voreingestellten Schwellenwert Vm1 schließt das Steuerverfahren die Gatter der Wechselrichter für die Motoren MG1 und MG2, um die Zufuhr von elektrischer Leistung zu den Motoren MG1 und MG2 zu unterbrechen (zum Zeitpunkt t2). Die Schwellenwerte Vs1 und Vm1 werden so eingestellt, dass die Batteriespannung Vb bei oder über einer minimalen Spannung gehalten wird, die für die ordnungsgemäße Funktion der EPS erforderlich ist und somit ein stabiles Lenkverhalten auch im Fall eines Absinkens der Batteriespannung sicherstellt.


Anspruch[de]
Elektrofahrzeug, das mit Ausgangsleistung von einem Elektromotor angetrieben wird, wobei das Elektrofahrzeug folgendes aufweist:

eine Akkumulatoreinheit, die elektrische Leistung auf den und von dem Elektromotor überträgt;

eine Zubehöreinrichtung, die mit Zufuhr von elektrischer Leistung von der Akkumulatoreinheit betätigt wird;

eine Lenkunterstützungsstruktur, die mit Zufuhr von elektrischer Leistung von der Akkumulatoreinheit angetrieben wird und ein Lenkmoment an einen Lenkmechanismus ausgibt;

ein Spannungsmessmodul, das eine Spannung der Akkumulatoreinheit misst; und

ein Steuermodul, das, wenn die Spannung, die von dem Spannungsmessmodul gemessen wird, auf oder unter einen ersten voreingestellten Pegel sinkt, die Zufuhr von elektrischer Leistung von der Akkumulatoreinheit zur Zubehöreinrichtung und zum Elektromotor unterbricht.
Elektrofahrzeug nach Anspruch 1, wobei der voreingestellte erste Pegel höher ist als eine minimale Antriebsspannung, die für die ordnungsgemäße Funktion der Lenkunterstützungsstruktur notwendig ist. Elektrofahrzeug nach Anspruch 1, wobei das Steuermodul als Antwort auf ein Sinken der gemessenen Spannung auf oder unter den voreingestellten ersten Pegel die Zufuhr von elektrischer Leistung zur Zubehöreinrichtung vor der Unterbrechung der Leistungszufuhr zum Elektromotor unterbricht. Elektrofahrzeug nach Anspruch 3, wobei das Steuermodul die Unterbrechung der Zufuhr von elektrischer Leistung zur Zubehöreinrichtung als Antwort auf das Sinken der gemessenen Spannung auf oder unter einen voreingestellten ersten Pegel unterbricht und die Zufuhr von elektrischer Leistung zum Elektromotor als Antwort auf ein weiteres Sinken der gemessenen Spannung auf oder unter einen voreingestellten zweiten Pegel, der niedriger ist als der erste Pegel, unterbricht. Elektrofahrzeug nach Anspruch 1, wobei das Steuermodul die Zufuhr von elektrischer Leistung von der Akkumulatoreinheit zur Lenkunterstützungsstruktur unterbricht, wenn die gemessene Spannung auf einen voreingestellten dritten Pegel sinkt, der niedriger ist als der voreingestellte erste Pegel. Elektrofahrzeug nach Anspruch 5, wobei das Steuermodul als Antwort auf das Sinken der gemessenen Spannung auf den dritten Pegel das Lenkmoment, das von der Lenkunterstützungsstruktur an den Lenkmechanismus ausgegeben wird, allmählich senkt, bevor die Zufuhr von elektrischer Leistung zur Lenkunterstützungsstruktur unterbrochen wird. Elektrofahrzeug nach Anspruch 6, wobei das Steuermodul die allmähliche Senkung des Lenkmoments in einem vorgegebenen Zeitraum ausführt, bevor die Zufuhr von elektrischer Leistung zur Lenkunterstützungsstruktur unterbrochen wird. Elektrofahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Zubehöreinrichtung eine Klimaanlage ist. Elektrofahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Elektrofahrzeug ferner folgendes aufweist:

einen Verbrennungsmotor; und

eine Eingabe-/Ausgabestruktur für elektrische Leistung/mechanische Leistung, die mit der Antriebswelle des Verbrennungsmotors und mit einer Antriebswelle verbunden ist, die mit einer Achse des Elektrofahrzeugs verkoppelt ist, und die über die Eingabe und Ausgabe von elektrischer Leistung und mechanischer Leistung mindestens einen Teil der Ausgangsleistung vom Verbrennungsmotor auf die Antriebswelle überträgt,

wobei der Elektromotor mit der Antriebswelle verbunden ist, um Leistung an die Antriebswelle abzugeben und von dieser anzunehmen.
Elektrofahrzeug nach Anspruch 9, wobei

die Eingabe-/Ausgabestruktur für elektrische Leistung/mechanische Leistung folgendes aufweist: einen Dreiwellen-Leistungseingabe-/-ausgabemechanismus, der mit drei Wellen verkoppelt ist, d.h. der Antriebswelle des Verbrennungsmotors, der Antriebswelle und einer dritten Drehwelle, und der die Leistung, die von einer übrigen Welle angenommen wird oder an diese ausgegeben wird, automatisch aufgrund der Leistung bestimmt, die von beliebigen zwei von diesen drei Wellen angenommen wird oder an diese zwei ausgegeben wird; und einen Generator, der Leistung von der dritten Drehwelle annimmt und an diese ausgibt, und

wobei das Steuermodul die Zufuhr von elektrischer Leistung an den Generator einhergehend mit der Unterbrechung der Zufuhr von elektrischer Leistung zum Elektromotor unterbricht.
Steuerverfahren für ein Elektrofahrzeug, das mit Ausgangsleistung von einem Elektromotor angetrieben wird, wobei das Elektrofahrzeug folgendes aufweist: den Elektromotor; eine Akkumulatoreinheit, die elektrische Leistung auf den und von dem Elektromotor überträgt; eine Zubehöreinrichtung, die mit Zufuhr von elektrischer Leistung von der Akkumulatoreinheit betätigt wird; und eine Lenkunterstützungsstruktur, die mit Zufuhr von elektrischer Leistung von der Akkumulatoreinheit angetrieben wird und ein Lenkmoment an den Lenkmechanismus ausgibt,

wobei das Steuerverfahren die folgenden Schritte umfasst:

(a) Messen einer Spannung der Akkumulatoreinheit; und

(b) Unterbrechen der Zufuhr von elektrischer Leistung von der Akkumulatoreinheit zur Zubehöreinrichtung und zum Elektromotor, wenn die Spannung der Akkumulatoreinheit, die in Schritt (a) gemessen wird, auf oder unter einen voreingestellten ersten Pegel sinkt.
Steuerverfahren für einen Elektromotor nach Anspruch 11, wobei in Schritt (b) als Antwort auf ein Sinken der gemessenen Spannung auf oder unter den voreingestellten ersten Pegel die Zufuhr von elektrischer Leistung zur Zubehöreinrichtung unterbrochen wird, bevor die Zufuhr von elektrischer Leistung zum Elektromotor unterbrochen wird. Steuerverfahren für ein Elektrofahrzeug nach Anspruch 12, wobei in Schritt (b) die Zufuhr von elektrischer Leistung zur Zubehöreinrichtung als Antwort auf das Sinken der gemessenen Spannung auf oder unter den voreingestellten ersten Pegel unterbrochen wird und die Zufuhr von elektrischer Leistung zum Elektromotor als Antwort auf ein weiteres Sinken der gemessenen Spannung auf oder unter einen voreingestellten zweiten Pegel, der unter dem voreingestellten ersten Pegel liegt, unterbrochen wird. Steuerverfahren für ein Elektrofahrzeug nach Anspruch 11, wobei das Steuerverfahren ferner folgenden Schritt umfasst:

allmähliches Senken des Lenkmoments, das von der Lenkunterstützungsstruktur an den Lenkmechanismus ausgegeben wird, als Antwort auf das Sinken der gemessenen Spannung auf den voreingestellten dritten Pegel, der niedriger ist als der voreingestellte erste Pegel, vor der Unterbrechung der Zufuhr von elektrischer Leistung zur Lenkunterstützungsstruktur.






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