(57)【要約】【課題】  ハイブリッド車を動作させるための方法及び制御デバイスを提供する。【解決手段】  ハイブリッド車を動作させるための方法であって、ハイブリッド車が電気機関（１０）と、電気機関（１０）と相互作用する電気牽引エネルギー蓄積部（１２）と、内燃機関（１１）と、内燃機関（１１）と相互作用する燃料タンク（１３）とを有し、内燃機関（１１）が停止されており、及び燃料タンク（１３）の遮断弁（１６）が閉じられている純粋な電気駆動モードから開始して、牽引エネルギー蓄積部（１２）の現在の充電状態及び燃料タンク（１３）内の現在の圧力に応じて、燃料タンク（１３）の遮断弁（１６）が開かれ、及び内燃機関（１１）が始動される、方法。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハイブリッド車を動作させるための方法であって、前記ハイブリッド車が電気機関（１０）と、前記電気機関（１０）と相互作用する電気牽引エネルギー蓄積部（１２）と、内燃機関（１１）と、前記内燃機関（１１）と相互作用する燃料タンク（１３）とを有し、前記内燃機関（１１）が停止されており、及び前記燃料タンク（１３）の遮断弁（１６）が閉じられている純粋な電気駆動モードから開始して、規定の動作条件に応じて前記内燃機関（１１）が始動される、方法において、前記純粋な電気駆動モードから開始して、少なくとも前記牽引エネルギー蓄積部（１２）の現在の充電状態及び前記燃料タンク（１３）内の現在の圧力に応じて、前記燃料タンク（１３）の前記遮断弁（１６）が開かれ、及び前記内燃機関（１１）が始動されることを特徴とする、方法。
【請求項２】
前記電気牽引エネルギー蓄積部（１２）の前記現在の充電状態が第１極限値を超え、及び前記燃料タンク（１３）内の前記現在の圧力が第２極限値を超える場合、前記遮断弁（１６）が開かれて前記燃料タンクを排気し、及び前記内燃機関（１１）が始動されて、この場合に前記燃料タンク（１３）から発生する燃料蒸気又は炭化水素ガスを燃焼させることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記純粋な電気駆動モードから開始して、現在及び／若しくは将来の測地高度又は高度の測地的変化にも応じて、前記燃料タンク（１３）の前記遮断弁（１６）が開かれ、及び前記内燃機関（１１）が始動されることを特徴とする、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記測地高度が測地高度増加方向に変化するとき、前記電気牽引エネルギー蓄積部（１２）の前記現在の充電状態が前記第１極限値を超え、及び前記燃料タンク（１３）内の前記現在の圧力が第３極限値を超える場合、前記燃料タンク（１３）の前記遮断弁（１６）が開かれ、及び前記内燃機関（１１）が始動され、前記第３極限値が好ましくは前記第２極限値未満であることを特徴とする、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記測地高度が測地高度減少方向に変化するとき、前記電気牽引エネルギー蓄積部（１２）の前記現在の充電状態が前記第１極限値を超え、及び前記燃料タンク（１３）内の前記現在の圧力が第４極限値を超える場合、前記燃料タンク（１３）の前記遮断弁（１６）が開かれ、及び前記内燃機関（１１）が始動され、前記第４極限値が好ましくは前記第２極限値を超えることを特徴とする、請求項３又は４に記載の方法。
【請求項６】
前記将来の測地高度又は高度の変化がナビゲーションシステムのデータによって決定されることを特徴とする、請求項３〜５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記純粋な電気駆動モードから開始して、現在の周囲温度又は周囲温度の変化にも応じて、前記燃料タンク（１３）の前記遮断弁（１６）が開かれ、及び前記内燃機関（１１）が始動されることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記周囲温度が周囲温度上昇方向に変化するとき、前記電気牽引エネルギー蓄積部（１２）の前記現在の充電状態が前記第１極限値を超え、及び前記燃料タンク（１３）内の前記現在の圧力が第５極限値を超える場合、前記燃料タンク（１３）の前記遮断弁（１６）が開かれ、及び前記内燃機関（１２）が始動され、前記第５極限値が好ましくは前記第２極限値未満であることを特徴とする、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記周囲温度が周囲温度減少方向に変化するとき、前記電気牽引エネルギー蓄積部（１２）の前記現在の充電状態が前記第１極限値を超え、及び前記燃料タンク（１３）内の前記現在の圧力が第６極限値を超える場合、前記燃料タンク（１３）の前記遮断弁（１６）が開かれ、及び前記内燃機関（１１）が始動され、前記第６極限値が好ましくは前記第２極限値を超えることを特徴とする、請求項７又は８に記載の方法。
【請求項１０】
前記純粋な電気駆動モードから開始して、前記内燃機関（１１）が前記燃料タンク（１３）の前記遮断弁（１６）の診断機能にも応じて始動されることを特徴とする、請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
ハイブリッド車を動作させるための制御デバイスにおいて、純粋な電気駆動モードから開始して、少なくとも牽引エネルギー蓄積部（１２）の現在の充電状態及び燃料タンク（１３）内の現在の圧力に応じて、前記燃料タンクの遮断弁（１６）をコントローラによって開き、及び前記内燃機関（１１）をコントローラによって始動することを特徴とする、制御デバイス。
【請求項１２】
請求項１〜１０のいずれか一項に記載の方法をコントローラによって実施することを特徴とする、請求項１１に記載の制御デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイブリッド車を動作させるための方法に関する。更に、本発明は、方法を実施するための制御デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
ハイブリッド車は、第１駆動源としての内燃機関と、第２駆動源としての電気機関とを含む。燃料タンクから内燃機関に燃料を供給することができる。電気機関は電気牽引エネルギー蓄積部と相互作用する。電気牽引エネルギー蓄積部は、電気機関のモータモードにおいてより強力に放電され、電気機関の発電機モードにおいてより強力に充電される。
【０００３】
実際には、ハイブリッド車の規定の動作条件に応じて、電気機関のみが駆動力を提供する純粋な電気駆動モードと、内燃機関のみが駆動力を提供する純粋な内燃機関駆動モードと、内燃機関と電気機関との両方が駆動力を提供するハイブリッド駆動モードとの間において変化することが既に知られている。これに関連して、純粋な電気駆動モードから開始して、規定の動作条件に応じて内燃機関を始動することが知られている。実際に知られているハイブリッド車の場合、これは、電気機関のみによって所望の駆動力を提供するほど牽引エネルギー蓄積部の充電状態が十分でないときに行われる。
【０００４】
更に実際には、ハイブリッド車の純粋な電気駆動モードにおいて、内燃機関が停止されているとき、燃料タンクに割り当てられた遮断弁は閉じられていることが知られている。これにより、炭化水素ガス又は燃料蒸気が燃料タンクから発生し得ること、及び活性炭フィルタ又は更には周囲へと漏れ得ることを防止する。
【０００５】
しかしながら、燃料タンクは単に規定圧力に準じて構成されているため、燃料タンク内の圧力が極限値を超えたときには燃料タンクの遮断弁を開かなければならず、炭化水素ガス若しくは燃料蒸気が活性炭フィルタ又は更には自動車の周囲へと漏れる。特に、更に充填される炭化水素を前記活性炭フィルタがもはや全く吸収することができないほどにまで活性炭フィルタに炭化水素が既に充填されている場合、炭化水素ガス又は燃料蒸気は自動車の周囲に漏れる。
【０００６】
（特許文献１）は、ハイブリッド車を動作させるための方法を開示している。この方法では、自動車内にある液体燃料の第１の量及び先の給油作業からの第１の経過時間に応じて内燃機関が始動され、燃料タンクから燃料蒸気が除去される。内燃機関の動作条件により、燃料タンクにある液体燃料の第２の量及び第１の給油作業からの第２の期間に応じて燃料蒸気は燃料容器から除去される。
【０００７】
（特許文献２）から、ハイブリッド車の燃料タンクを特に燃料タンク内の圧力に応じて洗い流すことが知られている。
【０００８】
（特許文献３）は、燃料系の一部分の圧力の変化に依存する気圧に応じて駆動部の動作条件を適応させる方法を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】米国特許第８，１０４，４５４Ｂ２号明細書
【特許文献２】独国特許第１０２０００１６Ｂ４号明細書
【特許文献３】米国特許第９，３２８，６７８Ｂ２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、炭化水素ガス又は燃料蒸気が周囲に漏れるリスクを防止することができる、ハイブリッド車を動作させるための方法及び対応する制御デバイスを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この目的は、請求項１に記載の方法によって達成される。
【００１２】
純粋な電気駆動モードから開始して、少なくとも牽引エネルギー蓄積部の現在の充電状態及び燃料タンク内の現在の圧力に応じて、燃料タンクの遮断弁が開かれ、及び内燃機関が始動される。
【００１３】
本発明による方法では、電気牽引エネルギー蓄積部の現在の充電状態及び燃料タンク内の現在の圧力に応じて初めて燃料タンクの遮断弁を開き、及びハイブリッド車の内燃機関を始動することが提案される。燃料タンクの遮断弁を開放することによって燃料タンクを規定の手法で排気することができる。燃料タンクから漏れる炭化水素ガス又は漏れる燃料蒸気は、動作する内燃機関によって規定の手法で燃焼される。このようなタンク圧力に応じた電気駆動モードの遮断により、ハイブリッド車の環境に優しい動作が可能になる。
【００１４】
特に、電気牽引エネルギー蓄積部の充電状態が第１極限値（ｌｉｍｉｔ  ｖａｌｕｅ）を超える場合、すなわち、実際に純粋な電気駆動モードにある電気機械のみによって所望の駆動力が提供されるほど十分な大きさである場合、及び更に燃料タンク内の現在の圧力が第２極限値を超える場合、燃料タンクの遮断弁を開くことができ、及び内燃機関を始動できると規定される。この後、純粋な電気駆動モードは、電気牽引エネルギー蓄積部の充電状態が十分であるにも関わらず遮断される。この遮断は、燃料タンクを排気し、内燃機関内の炭化水素又は燃料蒸気を燃焼させるため、及び燃料蒸気又は炭化水素が自動車の周囲に排出されるリスクを低下させるためのものである。このようなタンク圧力に応じた電気駆動モードの遮断により、ハイブリッド車の特に環境に優しい動作が可能になる。
【００１５】
本発明の有利な発展形態によれば、ハイブリッド車の純粋な電気駆動モードから開始して、ハイブリッド車の現在及び／若しくは将来の測地高度（ｇｅｏｄｅｔｉｃ  ｈｅｉｇｈｔ）又は高度の測地的変化（ｇｅｏｄｅｔｉｃ  ｃｈａｎｇｅ）にも応じて、燃料タンクの遮断弁が開かれ、及び内燃機関が始動される。内燃機関の始動及び燃料タンクの遮断弁の開放が自動車の現在及び／若しくは将来の測地高度又は高度の測地的変化に応じて更に行われる場合、炭化水素又は燃料蒸気が周囲に漏れるのを更に防ぐための、ハイブリッド車の更により有利な動作が可能である。
【００１６】
更に有利な発展形態によれば、ハイブリッド車の純粋な電気駆動モードから開始して、現在の周囲温度又は現在の周囲温度の変化にも応じて、燃料タンクの遮断弁が開かれ、及び内燃機関が始動される。この本発明の発展形態では、燃料蒸気又は炭化水素ガスが周囲に排出されないことが確実となる。
【００１７】
有利な発展形態によれば、純粋な電気駆動モードから開始して、内燃機関は、燃料タンクの遮断弁の診断機能にも応じて始動される。本発明のこの発展形態は、診断機能の場合に燃料タンクの遮断弁をいずれにしても開かなければならないとき、内燃機関を付加的に始動し、内燃機関内の漏れる炭化水素ガス又は燃料蒸気を燃焼させて、炭化水素ガス又は燃料蒸気が周囲に排出されるリスクを低下させるべきであるという知見に基づく。また、この発展形態により、燃料蒸気又は炭化水素ガスが周囲に漏れるのを防止する。
【００１８】
本発明の好適な発展形態が従属請求項及び以下の記載から明らかになる。本発明の例示的実施形態を、これに限定されることなく、図面を参照してより詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】ハイブリッド車の図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明は、ハイブリッド車を動作させるための方法に関する。更に、本発明は、方法を実施するための制御デバイスに関する。
【００２１】
図１は、ハイブリッド車の図を示す。このハイブリッド車は、駆動源として電気機関１０及び内燃機関１１を含む。
【００２２】
電気牽引エネルギー蓄積部１２は、電気機関１０のモータモードにおいてより強力に放電され、電気機関１０の発電機モードにおいてより強力に充電され、電気機関１０と相互作用する。液体燃料１４が保持される燃料タンク１３は、内燃機関１１と相互作用する。前記液体燃料１４は、燃焼のために燃料ライン（図示せず）により内燃機関１１に供給され得る。更に、燃料タンク１３内には燃料蒸気１５が蓄積する。
【００２３】
図１は、燃料タンク１３の遮断弁１６を更に示す。この遮断弁は、内燃機関１１が停止されると、燃料蒸気１５又は炭化水素ガスが前記燃料タンクから漏れるのを防ぐために閉じられる。内燃機関１１が動作しているとき、前記遮断弁１６は開かれ、その後、少なくとも１つの「排気弁」１７の位置に応じて、燃料蒸気１５は燃焼のために内燃機関１１に供給され得る。複数のシリンダバンクを有する内燃機関１１の場合、内燃機関１１のそれぞれのシリンダバンクは、こうした排気弁１７の１つに割り当てられることが好ましい。
【００２４】
図１は、遮断弁１６と排気弁１７又は各排気弁１７との間に接続された活性炭フィルタ１８を更に示す。活性炭フィルタ１８に燃料蒸気又は炭化水素を充填し、燃料タンク１３から漏れる相当量の燃料蒸気又は炭化水素を吸収することができる。
【００２５】
新鮮空気接続部１９を通じて活性炭フィルタ１８に新鮮な空気（ｆｒｅｓｈ  ａｉｒ）を供給することができる。活性炭フィルタ１８に充填される燃料蒸気量又は炭化水素量が多すぎると、新鮮空気接続部１９を通じて燃料蒸気又は炭化水素が周囲に排出されるリスクがある。
【００２６】
更に、図１は、測定技術によって燃料タンク１３内の圧力を検知することができる圧力センサ２０を示す。燃料タンク１３内の圧力が極限値を超えると、燃料タンク１３の破損を防止するために遮断弁１６を開かなければならない。
【００２７】
ハイブリッド車の上述の駆動側アセンブリ１０〜２０は、図１の一点鎖線枠によって境界を定められている。内燃機関１１及び電気機関１０の動作は、機関制御ユニット２１によって制御及び／又は調整される。この目的のため、機関制御ユニット２１は既定の駆動側アセンブリとデータを交換する。既定の駆動側アセンブリは、特に、電気機関１０、牽引エネルギー蓄積部１２、内燃機関１１、圧力センサ２０、並びに弁１６及び弁１７を含む。
【００２８】
図１は、ハイブリッド車の駆動源１０、１１と出力部２３との間に接続されたトランスミッション２２を更に示す。トランスミッション２２は、回転速度及びトルクを変換し、したがって、出力部２３においてハイブリッド駆動部、すなわち電気機関１０及び内燃機関１１の牽引力を供給する。トランスミッション２２の動作はトランスミッション制御デバイス２４によって制御又は調整される。トランスミッション制御ユニット２４はトランスミッション２２及び機関制御ユニット２１の両方とデータを交換する。
【００２９】
ハイブリッド車が純粋に電気駆動モードで動作するとき、内燃機関１１が停止され、及び燃料タンク１３の遮断弁１６が閉じられ、電気機関１０が作動し、特にモータモードで動作される。
【００３０】
内燃機関１１が停止され、及び燃料タンク１３の遮断弁１６が閉じられると、ハイブリッド車の優勢な（ｐｒｅｖａｉｌｉｎｇ）動作条件、例えば優勢な大気圧及び優勢な周囲温度に応じて燃料タンク１３内の燃料蒸気の量が増加する可能性があり、そのため、燃料タンク１３内の圧力が上昇する。
【００３１】
ハイブリッド車の燃料タンク１３内の圧力が極限値を超えると、燃料タンク１３が破損するリスクを排除するために、燃料タンク１３の遮断弁１６を開かなければならない。したがって、活性炭フィルタ１８における燃料蒸気又は炭化水素の充填状態に応じて、燃料蒸気又は炭化水素が周囲に排出される可能性がある。これは、以下に記載される本発明によって防止されることになる。
【００３２】
本発明に関連して、ハイブリッド車の純粋な電気駆動モード（このモードでは、内燃機関１１は停止され、及び燃料タンク１３の遮断弁１６が閉じられている）から開始して、少なくとも電気牽引エネルギー蓄積部１２の現在の充電状態及び燃料タンク１３内の現在の圧力に応じて、燃料タンク１３の遮断弁１６が開かれ、及び内燃機関１１が始動されることが提案される。
【００３３】
電気牽引エネルギー蓄積部１２の現在の充電状態が第１極限値を超える場合、すなわち、実際に電気機関１０がそれだけで所望の駆動力を出力部２３に供給できるような大きさである場合、及び更に燃料タンク１３内の現在の圧力（前記圧力は圧力センサ２０によって検知される）が第２極限値を超える場合、遮断弁１６が開かれて燃料タンク１３を排気し、及び内燃機関１１が規定の最小期間にわたり始動されて、この場合に燃料タンク１３から発生する燃料蒸気又は発生する炭化水素ガスを燃焼させる。
【００３４】
したがって、牽引エネルギー蓄積部１２の充電状態が十分であるにも関わらず、純粋な電気駆動モードを遮断し、内燃機関１１を始動して燃料タンク１３内の圧力を低下させ、更に好ましくはまた活性炭フィルタ１８における燃料蒸気又は炭化水素の充填を低減することが本発明に関連する。したがって、燃料タンク１３内の圧力は可能な限り低く維持され、また、活性炭フィルタ１８の充填も可能な限り低く維持される。内燃機関１１の動作状態に応じて、排気弁又は各排気弁１７は規定の手法で開閉され、炭化水素を燃焼のため内燃機関１１に供給する。
【００３５】
内燃機関１１が始動される規定の最小期間は、内燃機関１１内の炭化水素を確実に燃焼させるのに十分な長さである。前記最小期間は、活性炭フィルタ１８の充填状態及び内燃機関１１の動作状態に依存し得る。
【００３６】
本発明の有利な発展形態によれば、純粋な電気駆動モードから開始する、燃料タンク１３の遮断弁１６の開放及び内燃機関１１の始動は、現在及び／若しくは将来の測地高度又は高度の測地的変化にも応じて行われると規定される。自動車が現在及び／又は将来動作される測地高度が測地高度増加方向に変化するとき、すなわち、電気牽引エネルギー蓄積部１２の充電状態が第１極限値を超える場合、及び更に燃料タンク１３内の現在の圧力が第３極限値を超える場合（第３極限値は第２極限値未満であるか、又は第２極限値に一致する）、燃料タンク１３の遮断弁が開かれ、及び内燃機関１１が始動される。第３極限値は第２極限値未満であることが好ましく、したがって、現在又は将来、自動車の測地高度が増加するとき、燃料タンク１３内の圧力を早期の時点で低下させるために、遮断弁１６は既に開かれており、及び内燃機関１１は始動されている。対照的に、自動車の測地高度減少方向に測地高度が変化するとき、電気牽引エネルギー蓄積部１２の現在の充電状態が第１極限値を超え、及び燃料タンク内の現在の圧力が第４極限値を超える（第４極限値は第２極限値を超えることが好ましい）場合、燃料タンク１３の遮断弁１６が開かれ、及び内燃機関１１が始動される。この場合、自動車が動作される測地高度の減少によって燃料タンク１３内の圧力の低下が生じるため、内燃機関１１の始動を遅延させるか又は防ぐことができる。
【００３７】
ハイブリッド車が動作される、現在の、特に将来の測地高度は、ナビゲーションシステムのデータによって決定されることが好ましい。ナビゲーションシステムは、特定のルートの測地高度に関する情報も含むルートデータを提供する。これにより、本発明による方法では、現在及び／若しくは将来の測地高度又は高度の測地的変化を特に簡単な手法で考慮に入れることができる。
【００３８】
本発明の更に有利な発展形態によれば、純粋な電気駆動モードから開始して、内燃機関１１の始動及び燃料タンク１３の遮断弁１６の開放は、自動車の現在の周囲温度又は周囲温度の変化に応じて行われると規定される。周囲温度上昇方向に周囲温度が変化すると、電気牽引エネルギー蓄積部１２の現在の充電状態が第１極限値を超え、及び更に燃料タンク１３内の現在の圧力が第５極限値を超える場合（第５極限値は第２極限値未満であるか、又は第２極限値に一致する）、燃料タンク１３の遮断弁１６が開かれ、及び内燃機関１１が始動される。特に、第５極限値は第２極限値未満であるため、ハイブリッド車が動作する周囲温度が増加するとき、燃料タンク１３の圧力低下により燃料タンク１３は既に開かれており、したがって内燃機関１１は始動されている。対照的に、周囲温度減少方向にハイブリッド車の周囲温度が変化するとき、電気エネルギー蓄積部１２の現在の充電状態が第１極限値を超え、及び燃料タンク内の現在の圧力が第６極限値を超える場合（第６極限値は第２極限値を超えることが好ましい）、燃料タンク１３の遮断弁１６が開かれ、及び内燃機関１１が始動される。したがって、周囲温度が減少すると、燃料タンク１３内の圧力は単に周囲温度の低下が理由で低下し、したがって内燃機関１１の始動を遅延させるか又は防ぐことができる。
【００３９】
更に有利な発展形態によれば、純粋な電気駆動モードから開始して、内燃機関１１は、遮断弁１６の診断機能にも応じて始動されると規定される。したがって、前記遮断弁が開いているという事実により、燃料タンク１３の遮断弁１６の機能を確認することが慣例である。したがって、この動作状態では、燃料タンク１３から生じた燃料蒸気又は内燃機関１１内の炭化水素を制御された状態で燃焼させるために、及び好ましくは更に活性炭フィルタ１８の充填状態を低減するために、内燃機関１１を付加的に規定の最小期間にわたり始動させることが適切である。
【００４０】
したがって、本発明は、特に電気牽引エネルギー蓄積部１２の充電状態が理由で、出力部２３において必要とされる駆動力が、純粋な電気駆動モードにある電気機関１０のみによって実際に提供され得る場合における純粋な電気駆動モードの遮断に関する。この場合、燃料タンク１３内で優勢な圧力（この圧力は、測地高度若しくは高度の変化及び／又は周囲温度若しくは周囲温度の変化に依存し得る）が極限値を超える場合、燃料タンク１３の遮断弁１６が開かれ、及び内燃機関１１が始動される。
【００４１】
この手段により、燃料タンク１３は排気され、排出された燃料蒸気又は排出された炭化水素は内燃機関１１内で、具体的には排気弁又は各排気弁１７の目標の作動によって燃焼される。更に、これにより、活性炭フィルタ１８の炭化水素の充填状態は低減され得る。
【００４２】
本発明は、ハイブリッド車を動作させるための制御デバイスに更に関し、この制御デバイスは、本発明による方法をコントローラによって実施する。前記制御デバイスは、内燃機関１１の動作及び電気機関１０の動作の両方を制御及び／又は調整する図１の機関制御ユニット２１であることが好ましい。電気機関１０及び内燃機関１１のために別個の機関制御ユニットを用意しておくことも可能である。したがって、前記機関制御ユニットのうちの１つは、本発明による方法をコントローラによって実施することができる。
【符号の説明】
【００４３】
１０  電気機関
１１  内燃機関
１２  電気牽引エネルギー蓄積部
１３  燃料タンク
１６  遮断弁
【図１】
2018058581.tif 000003
【外国語明細書】
2018058581000001.pdf