DE102014216333A1

DE102014216333A1 - Fahrzeugsteuerungsgerät

Info

Publication number: DE102014216333A1
Application number: DE102014216333.1A
Authority: DE
Inventors: c/o Denso Corp. Gotoh Mutsuaki; c/o Denso Corp. Hatta Motoyoshi; c/o Denso Corp. Satoh Takashi; c/o Denso Corp. Sugiura Masanori; c/o Denso Corp. Higashitani Mitsuharu; c/o Denso Corp. Mabuchi Mamoru; c/o Denso Corp. Ono Hiroaki
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2013-08-19
Filing date: 2014-08-18
Publication date: 2015-02-19
Also published as: US9505398B2; JP6156166B2; CN104417529B; JP2015061774A; CN104417529A; US20150051776A1

Abstract

Ein Fahrzeugsteuerungsgerät berechnet eine Kraftstoffverbrauchsverringerung (ΔFCd) oder eine Kraftstoffverbraucherhöhung (ΔFCi) von jeder einer Vielzahl von Fahrbetriebsarten. Das Fahrzeugsteuerungsgerät weist einen Steuerungsabschnitt (20) auf, der einen Maschinenwirkungsgrad (ηeng) einer Maschine (11) und einen MG-INV-Wirkungsgrad (ηele) berechnet, der ein kombinierter Wirkungsgrad eines Motorgenerators (12) und eines Umrichters (14) ist. Der Maschinenwirkungsgrad (ηeng) wird auf der Grundlage einer Maschinenleistung (Peng) und einer idealen Kraftstoffverbrauchslinie berechnet. Der MG-INV-Wirkungsgrad (ηele) wird auf der Grundlage einer MG-Leistung (Pmg) berechnet. Als solches berechnet der Steuerungsabschnitt (20) auf der Grundlage des Maschinenwirkungsgrads (ηeng) und des MG-INV-Wirkungsgrads (ηele) die Kraftstoffverbrauchsverringerung pro elektrischer Einheitsleistung (ΔFCd) oder die Kraftstoffverbrauchserhöhung pro elektrischer Einheitsleistung (ΔFCi).

Description

Die vorliegende Offenbarung betrifft allgemein ein Fahrzeugsteuerungsgerät, das ein Hybridfahrzeug steuert.
In den letzten Jahren sind Hybridfahrzeuge, die durch eine Brennkraftmaschine und einen Motor betrieben werden, aufgrund von Anforderungen in Bezug auf die Umwelt wie einen niedrigen Kraftstoffverbrauch und niedrige Abgasemissionen populär geworden. Hybridfahrzeuge können verschiedene Antriebsbetriebsarten aufweisen, zwischen denen zu schalten ist, einschließlich (i) einer Maschinenfahrtbetriebsart, bei der das Fahrzeug mit einer Antriebsleistung von einer Maschine (Brennkraftmaschine) fährt, (ii) einer EV-Fahrtbetriebsart, bei der das Fahrzeug mit einer Antriebsleistung aus einem Motorgenerator fährt, (iii) einer MG-Unterstützungsbetriebsart, bei der das Fahrzeug mit einer Antriebsleistung von sowohl der Brennkraftmaschine als auch dem Motorgenerator fährt, und (iv) einer Maschinenerzeugungsbetriebsart, bei der die Maschine zur Bereitstellung von sowohl Antriebsleistung für das Fahrzeug und zur Erzeugung von Elektrizität durch Verwendung des Motorgenerators verwendet wird.
Beispielsweise werden gemäß einem Patentdokument 1 (d. h. der japanischen Patentoffenlegung Nr.: JP-2007-176270 A ) ein Betrieb des Motorgenerators zur Erzeugung von Elektrizität und ein Betrieb des Motorgenerators zum Antrieb des Fahrzeugs miteinander verglichen, um zu bestimmen, ob einer dieser zwei Betriebe größere wirtschaftliche Vorteile als der andere erzeugt. Dann wird auf der Grundlage eines Vergleichsergebnisses ein Anweisungsbefehl zum Betrieb des Motorgenerators in einer wirtschaftlicheren Betriebsart zu dem Motorgenerator gesendet.
Jedoch sagt das Patentdokument 1 nichts über die wirtschaftlichen Vorteile der EV-Fahrtbetriebsart aus, bei der das Fahrzeug lediglich mit einer Antriebsleistung aus dem Motorgenerator, jedoch nicht durch Antriebsleistung aus der Brennkraftmaschine fährt.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, ein Steuerungsgerät anzugeben, das in der Lage ist, eine Kraftstoffverbrauchsverringerung oder -erhöhung pro elektrischer Einheitsleistung für eine Vielzahl von Fahrtbetriebsarten zu berechnen.
Gemäß einer Ausgestaltung der vorliegenden Offenbarung weist ein Fahrzeugsteuerungsgerät, das ein Hybridfahrzeug steuert, eine Maschine, einen Motorgenerator, einen Elektrizitätsspeicherteil, einen Umrichter und ein Getriebe auf. Wenn der Motorgenerator mit der Maschine verbunden ist, ist eine Drehzahl des Motorgenerators derart eingestellt, dass sie ein vorbestimmtes Verhältnis zu der Drehzahl der Maschine aufweist. Der Elektrizitätsspeicherteil empfängt und sendet elektrische Leistung zu und von dem Motorgenerator. Der Umrichter ist zwischen dem Elektrizitätsspeicherteil und dem Motorgenerator angeordnet. Das Getriebe wandelt eine Antriebsleistung aus der Maschine und/oder dem Motorgenerator um und überträgt die umgewandelte Leistung auf Antriebsräder (d. h. Reifen) in verschiedenen Geschwindigkeiten.
Das Fahrzeugsteuerungsgerät weist weiterhin eine Maschinenwirkungsgradberechnungseinrichtung, eine MG-INV-Wirkungsgradberechnungseinrichtung und eine Elektroleistungswirkungsgradberechnungseinrichtung auf.
Die Maschinenwirkungsgradberechnungseinrichtung berechnet die einen Maschinenwirkungsgrad auf der Grundlage von idealen Kraftstoffverbrauchsinformationen und einer Maschinenleistung, die eine von der Maschine abgegebene Antriebsleistung ist.
Die MG-INV-Wirkungsgradberechnungseinrichtung berechnet einen MG-INV-Wirkungsgrad, der ein kombinierter Wirkungsgrad des Motorgenerators und des Umrichters ist, auf der Grundlage einer MG-Leistung, die eine von dem Motorgenerator abgegebene Antriebsleistung ist.
Die Elektroleistungswirkungsgradberechnungseinrichtung berechnet eine Kraftstoffsverbrauchsverringerung pro elektrischer Einheitsleistung oder eine Kraftstoffsverbrauchserhöhung pro elektrischer Einheitsleistung für Fahrtbetriebsarten auf der Grundlage des Maschinenwirkungsgrads und des MG-INV-Wirkungsgrads.
Weiterhin berechnet die Elektroleistungswirkungsgradberechnungseinrichtung die Kraftstoffsverbrauchsverringerung oder die Kraftstoffsverbrauchserhöhung auf der Grundlage des Maschinenwirkungsgrads und/oder des MG-INV-Wirkungsgrads und/oder eines Wirkungsgrads des Getriebes, eines Wirkungsgrads einer Last auf einer Zubehörvorrichtung, die durch den Elektrizitätsspeicherteil oder einer Zubehörvorrichtungsquelle betrieben wird, und/oder eines Wirkungsgrads eines Wandlers, der die von dem Elektrizitätsspeicherteil zugeführte Leistung für die Last auf der Zubehörvorrichtung umwandelt.
Zusätzlich berechnet die Elektroleistungswirkungsgradberechnungseinrichtung einen EV-Effekt, der die Kraftstoffsverbrauchsverringerung ist, wenn die Fahrtbetriebsart eine EV-Fahrtbetriebsart ist, bei der die MG-Leistung als eine angeforderte Antriebsleistung abgegeben wird, die auf der Grundlage von Fahrerbedienungsinformationen und Fahrzeuggeschwindigkeitsinformationen berechnet wird, und/oder einen MG-Unterstützungseffekt, der die Kraftstoffverbrauchsverringerung ist, wenn die Fahrtbetriebsart eine MG-Unterstützungsbetriebsart ist, bei der die MG-Leistung und die Maschinenleistung als die angeforderte Antriebsleistung abgegeben werden, und/oder Maschinenerzeugungskosten, bei denen es sich um die Kraftstoffsverbrauchserhöhung handelt, wenn die Fahrtbetriebsart eine Maschinenerzeugungsbetriebsart ist, bei der die angeforderte Antriebsleistung als die Maschinenleistung abgegeben wird und die Maschinenleistung zum Antrieb des Motorgenerators zur Erzeugung von Elektrizität verwendet wird.
Weiterhin wählt eine Fahrtbetriebsartauswahleinrichtung eine der Fahrtbetriebsarten als die Fahrtbetriebsart auf der Grundlage von (i) einer Berechnung des EV-Effekts und des MG-Unterstützungseffekts durch die Elektroleistungswirkungsgradberechnungseinrichtung und (ii) eines Vergleichs zwischen dem EV-Effekt und dem MG-Unterstützungseffekt aus.
Darüber hinaus ist eine MG-Drehzahl eine Drehzahl des Motorgenerators, und berechnet die MG-INV-Wirkungsgradberechnungseinrichtung (i) die MG-Drehzahl auf der Grundlage der Maschinendrehzahl, die aus der Maschinenleistung und den idealen Kraftstoffsverbrauchsinformationen hergeleitet wird, und (ii) den MG-INV-Wirkungsgrad auf der Grundlage der MG-Drehzahl und der MG-Leistung.
Außerdem ist das Getriebe ein kontinuierlich variables Getriebe.
Gemäß der vorliegenden Offenbarung wird die Verringerung des Kraftstoffverbrauchs pro elektrische Einheitsleistung oder die Erhöhung von Kraftstoffverbrauch pro elektrische Einheitsleistung für jede Fahrtbetriebsart auf der Grundlage des Maschinenwirkungsgrads und des MG-INV-Wirkungsgrads berechnet. Weiterhin wird der Maschinenwirkungsgrad auf der Grundlage der Maschinenleistung berechnet, und wird der MG-INV-Wirkungsgrad auf der Grundlage der MG-Leistung berechnet. Falls eine Betriebsgleichung zur Berechnung des Maschinenwirkungsgrads anhand der Maschinenleistung und einer Betriebsgleichung zur Berechnung des MG-INV-Wirkungsgrads anhand der MG-Leistung vorab beispielsweise als ein Kennfeld auf der Grundlage der Maschinenleistung bekannt sind, sind nämlich die Verringerung des Kraftstoffverbrauchs pro elektrischer Einheitsleistung oder die Erhöhung des Kraftstoffverbrauchs pro elektrischer Einheitsleistung in geeigneter Weise berechenbar. Auf diese Weise ist im Vergleich zu einem Fall, in dem ein tatsächliches Fahrzeug für eine tatsächliche Messung verwendet wird, die Kraftstoffsverbrauchserhöhung/-verringerung für jede Fahrtbetriebsart mit einer einfacheren Konfiguration berechenbar.
Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden anhand der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen deutlicher, in denen:
1 ein Blockschaltbild eines Fahrzeugssteuerungssystems gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung zeigt,
2 ein Blockschaltbild eines Fahrzeugssteuerungsgeräts gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung zeigt,
3 ein Flussdiagramm eines Fahrtbetriebsartauswahlprozesses gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung zeigt,
4 ein veranschaulichendes Diagramm einer idealen Kraftstoffverbrauchslinie einer Maschine gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung zeigt,
5 ein veranschaulichendes Diagramm einer Beziehung zwischen einer Maschinenleistung und einer Maschinendrehzahl auf der idealen Kraftstoffverbrauchslinie der Maschine gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung zeigt,
6 ein veranschaulichendes Diagramm eines Maschinenwirkungsgrads auf der idealen Kraftstoffverbrauchslinie der Maschine gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung zeigt,
7 ein veranschaulichendes Diagramm eines MG-INV-Wirkungsgrads gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung zeigt,
8 ein veranschaulichendes Diagramm eines EV-Effekts gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung zeigt,
9 ein veranschaulichendes Diagramm eines MG-Unterstützungseffekts gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung zeigt,
10 ein veranschaulichendes Diagramm von Elektrizitätserzeugungskosten gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung zeigt,
11 ein veranschaulichendes Diagramm einer Beziehung zwischen dem EV-Effekt und dem MG-Unterstützungseffekt gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung zeigt,
12 ein Blockschaltbild des Fahrzeugssteuerungssystems gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt,
13 ein veranschaulichendes Diagramm eines Batteriewirkungsgrads gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung zeigt,
14 ein veranschaulichendes Diagramm eines Getriebewirkungsgrads gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung zeigt,
15 ein veranschaulichendes Diagramm des Getriebewirkungsgrads gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung zeigt,
16 ein veranschaulichendes Diagramm eines Klimaanlagenwirkungsgrads gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung zeigt,
17 ein veranschaulichendes Diagramm eines DDC-Wirkungsgrads gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung zeigt,
18 ein veranschaulichendes Diagramm des EV-Effekts gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung zeigt,
19 ein veranschaulichendes Diagramm des MG-Unterstützungseffekts gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung zeigt,
20 ein veranschaulichendes Diagramm der Elektrizitätserzeugungskosten gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung zeigt, und
21 ein veranschaulichendes Diagramm einer Beziehung zwischen dem EV-Effekt und dem MG-Unterstützungseffekt gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung zeigt.
Nachstehend ist das Fahrzeugsteuerungsgerät gemäß der vorliegenden Offenbarung auf der Grundlage der Zeichnungen beschrieben.
(Drittes Ausführungsbeispiel)
Das Fahrzeugsteuerungsgerät gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung ist auf der Grundlage von 1 bis 11 beschrieben.
Wie es in 1 gezeigt ist, ist ein Fahrzeugsteuerungssystem 1 mit einer Maschine (ENG) 11, einem Motorgenerator (MG) 12, einem Getriebe 13, einem Umrichter (INV) 14, einer Hauptbatterie 15 als ein Elektrizitätsspeicherteil, einer ersten Kupplung 16, einer zweiten Kupplung 17 und einem Steuerungsabschnitt 20 als ein Fahrzeugsteuerungsgerät zusammen mit anderen Teilen versehen.
Die Maschine 11 und der Motorgenerator 12 bilden eine Antriebsleistungsquelle eines Fahrzeugs 90, das ein Hybridfahrzeug ist. Die Maschine 11 ist eine Brennkraftmaschine mit zwei oder mehr Zylindern und eine Antriebsleistung der Maschine 11 wird auf den Motorgenerator 12 über die erste Kupplung 16 übertragen.
Der Motorgenerator 12 dient als ein Elektromotor zur Erzeugung eines Drehmoments durch Aufnahme einer elektrischen Leistung aus der Hauptbatterie 15 und durch Drehen, und dient ebenfalls als Generator zu Erzeugung von elektrischer Leistung durch Aufnahme eines Maschinendrehmoments aus der Maschine 11 oder durch Aufnahme einer regenerativen Energie aus dem Bremsen des Fahrzeugs 90.
Eine Maschinendrehzahl Neng, die eine Drehzahl der Maschine 11 ist, und eine MG-Drehzahl Nmg, die eine Drehzahl des Motorgenerators 12 ist, sind derart eingestellt, dass sie ein vorab eingestelltes Verhältnis aufweisen. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Verhältnis der MG-Drehzahl Nmg gegenüber der Maschinendrehzahl Neng 1. Das heißt, dass gegenüber dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Maschinendrehzahl Neng und die MG-Drehzahl Nmg gleich sind.
Die Antriebsleistung der Maschine 11 und des Motorgenerators 12 wird auf eine Antriebswelle 91 über die zweite Kupplung 17 und das Getriebe 13 übertragen. Die auf die Antriebswelle 91 übertragene Antriebsleistung dreht ein Antriebsrad 95 über eine Getriebeeinheit 92 und eine Achse 93. Das Getriebe 13 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist ein kontinuierlich variables Getriebe (CVT), das kontinuierlich die Geschwindigkeit ändern kann, das heißt, ohne Durchlaufen einer stufenweisen Gangänderung.
Der Umrichter 14 ist an einer Position zwischen dem Motorgenerator 12 und der Hauptbatterie 15 angeordnet und wandelt die elektrische Leistung der Hauptbatterie 15 in eine elektrische Wechselstromleistung um und führt diese dem Motorgenerator 12 zu. Weiterhin wandelt der Umrichter 14 die durch den Motorgenerator 12 erzeugte elektrische Leistung in eine elektrische Gleichstromleistung um und führt diese der Hauptbatterie 15 zu. Die Hauptbatterie 15 ist eine wiederaufladbare Sekundärbatterie wie beispielsweise eine Nickelhydridbatterie oder eine Lithiumionenbatterie, und ist eingerichtet, ladbar und entladbar zu sein. Die Hauptbatterie 15 wird geladen und entladen, wobei deren Ladezustand (SOC) innerhalb eines vorbestimmten Bereichs beibehalten wird.
Die erste Kupplung 16 ist an einer Position zwischen der Maschine 11 und dem Motorgenerator 12 angeordnet und ist eingerichtet, eine Verbindung zwischen der Maschine 11 und dem Motorgenerator 12 zu verbinden oder zu trennen. Die erste Kupplung 16 wird durch den Steuerungsabschnitt 20 zum Trennen der Maschine 11 und dem Motorgenerator 12 gesteuert, wenn eine Fahrtbetriebsart eine EV-Fahrtbetriebsart ist, die nachstehend beschrieben ist.
Die zweite Kupplung 17 ist an einer Position zwischen dem Motorgenerator 12 und dem Getriebe 13 angeordnet, und ist eingerichtet, den Motorgenerator 12 und das Getriebe 13 zu verbinden und zu trennen.
Der Steuerungsabschnitt 20 ist ein Mikrocomputer oder dergleichen und ist mit einer CPU, ROM, RAM, I/O und einer Busleitung zur Verbindung dieser Teile versehen, die nicht veranschaulicht sind. Der Steuerungsabschnitt 20 steuert durch einen Softwareprozess durch Ausführung eines Programms, das in der CPU vorab gespeichert ist, und/oder einen Hardwareprozess durch eine spezielle elektronische Schaltung ein gesamtes Fahrzeug 90, der auf einer Steuerung der Maschine 11, des Motorgenerators 12, des Getriebes 13, des Umrichters 14, der ersten Kupplung 16 und der zweiten Kupplung 17 und dergleichen basiert.
Wie es in 2 gezeigt ist, weist der Steuerungsabschnitt 20 einen Anforderungs-Antriebsleistungsberechnungsteil 21, einen Ladeanforderungsberechnungsteil 22, einen Fahrtbetriebsart-Auswahlteil 23, einen Antriebsleistungs-Verteilungsteil 24, einen Maschinenbetriebspunkt-Berechnungsteil 25 und einen MG-Anweisungsdrehmomentberechnungsteil 26 und dergleichen auf.
Der Anforderungs-Antriebsleistungsberechnungsteil 21 erhält Fahrerbedienungsinformationen einschließlich einer Fahrpedalöffnung usw. und Fahrzeuggeschwindigkeitsinformationen bezüglich einer Fahrtgeschwindigkeit des Fahrzeugs 90 und berechnet eine angeforderte Antriebsleistung Pdrv. Die angeforderte Antriebsleistung Pdrv ist eine Leistung, die an die Antriebswelle 91 abgegeben wird.
Der Ladeanforderungsberechnungsteil 22 berechnet auf der Grundlage eines SOC der Hauptbatterie 15, ob eine Ladeanforderung existiert.
Der Fahrtbetriebsart-Auswahlteil 23 wählt eine Fahrtbetriebsart aus. Die Fahrtbetriebsart kann aufweisen: (i) eine ”Maschinenfahrtbetriebsart”, bei der das Fahrzeug durch eine Maschinenleistung Peng fährt, die eine durch den Antrieb der Maschine 11 ausgegebene Antriebsleistung ist, (ii) eine ”EV-Fahrtbetriebsart”, bei der das Fahrzeug durch eine MG-Leistung Pmg fährt, die die durch den Antrieb des Motorgenerators 12 ausgegebene Antriebsleistung ist, (iii) eine ”MG-Unterstützungsbetriebsart”, bei der das Fahrzeug durch die Maschinenleistung Peng und der MG-Leistung Pmg fährt, und (iv) eine ”Maschinenerzeugungsbetriebsart”, bei der das Fahrzeug durch die Maschinenleistung Peng fährt und eine elektrische Leistungserzeugung durch den Motorgenerator 12 durchführt. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Fahrtbetriebsart des Fahrzeugs beliebig durch Steuerung des Antriebs der Maschine 11, des Antriebs des Motorgenerators 12 und der Verbindung/Trennung der ersten Kupplung 16 umschaltbar.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die Fahrtbetriebsart auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeitsinformationen, der angeforderten Antriebsleistung Pdrv, ob die Ladeanforderung eingelegt wurde, und einer Kraftstoffverbrauchsverringerung pro elektrischer Einheitsleistung ausgewählt.
Die Einzelheiten der Auswahl der Fahrtbetriebsart und ein Berechnungsverfahren für die Kraftstoffverbrauchsverringerung pro elektrischer Einheitsleistung sind später beschrieben.
In dem Antriebsleistungs-Verteilungsteil 24 werden eine Maschinenanweisungsleistung und eine MG-Anweisungsleistung auf der Grundlage der angeforderten Antriebsleistung Pdrv und des Vorhandenseins einer Ladeanforderung entsprechend der Fahrtbetriebsart berechnet. In der EV-Fahrtbetriebsart wird die angeforderte Antriebsleistung Pdrv vollständig auf die MG-Anweisungsleistung verteilt als die MG-Anweisungsleistung verwendet. In der Maschinenfahrtbetriebsart wird die angeforderte Antriebsleistung vollständig auf die Maschinenanweisungsleistung verteilt und als die Maschinenanweisungsleistung verwendet.
In dem Maschinenbetriebspunkt-Berechnungsteil 25 wird ein Betriebspunkt (d. h. eine Drehzahl, ein Drehmoment) der Maschine 11 auf der Grundlage der Maschinenanweisungsleistung berechnet. Da das Getriebe 13 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ein kontinuierlich variables Getriebe ist und ein Übersetzungsverhältnis eines derartigen Mechanismus frei und kontinuierlich in einen vorab eingestellten Bereich eingestellt werden kann, weist die Einstellung des Betriebspunkts der Maschine 11 einen hohen Freiheitsgrad auf. Daher wird gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Betriebspunkt der Maschine 11 durch Justierung der Maschinenleistung derart gesteuert, dass er auf eine ideale Kraftstoffverbrauchslinie fällt. Das heißt, dass auf der Grundlage der Maschinenanweisungsleistung ein Maschinenanweisungsdrehmoment und eine Maschinenanweisungsdrehzahl derart berechnet werden, dass sie den Betriebspunkt der Maschine 11 auf der idealen Kraftstoffverbrauchslinie haben. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel entspricht eine ideale Kraftstoffverbrauchslinie ”idealen Kraftstoffverbrauchsinformationen”.
In dem MG-Anweisungsdrehmomentberechnungsteil 26 wird ein MG-Anweisungsdrehmoment auf der Grundlage der MG-Anweisungsleistung berechnet. Da die Maschinendrehzahl Neng gleich der MG-Drehzahl Nmg in der MG-Unterstützungsbetriebsart ist, wird eine MG-Anweisungsdrehzahl auf der Grundlage der Maschinenanweisungsdrehzahl berechnet, und wird ein MG-Anweisungsdrehmoment auf der Grundlage der MG-Anweisungsdrehzahl und der MG-Anweisungsleistung berechnet.
Da die erste Kupplung 16 die Maschine 11 und den Motorgenerator 12 in der EV-Fahrtbetriebsart trennt, ist die Beziehung zwischen der Maschinendrehzahl Neng und der MG-Drehzahl Nmg verloren. Daher wird beispielsweise bei der Ausgabe der MG-Leistung Pmg das MG-Anweisungsdrehmoment auf der Grundlage eines Betriebspunkts berechnet, der einen MG-INV-Wirkungsgrad ηele maximiert, der später beschrieben ist. Weiterhin kann das MG-Anweisungsdrehmoment derart berechnet werden, dass die Maschine 11 und der Motorgenerator 12 in geeigneter Weise auf einen Kupplungsverbindungszustand übergehen können, bei dem die erste Kupplung 16 die Maschine 11 und den Motorgenerator 12 verbindet.
Nachstehend ist ein Fahrtbetriebsartauswahlprozess durch den Fahrtbetriebsart-Auswahlteil 23 auf der Grundlage des in 3 gezeigten Flussdiagramms beschrieben.
In dem ersten Schritt S101 (wobei nachstehend ”Schritt” entfällt und ein Zeichen ”S” verwendet wird) wird bestimmt, ob eine Fahrzeuggeschwindigkeit kleiner als ein EV-Fahrtgeschwindigkeitsschwellwert Vth ist. Wenn bestimmt wird, dass die Fahrzeuggeschwindigkeit kleiner als der EV-Fahrtgeschwindigkeitsschwellwert Vth ist (S101: JA), geht der Prozess zu S109 über. Wenn bestimmt wird, dass die Fahrzeuggeschwindigkeit gleich oder größer als der EV-Fahrtgeschwindigkeitsschwellwert Vth ist (S101: NEIN), geht der Prozess zu S102 über.
In S102 wird bestimmt, ob eine Ladeanforderung existiert. Wenn bestimmt wird, dass es keine Ladeanforderung gibt (S102: NEIN), geht der Prozess zu S104 über. Wenn bestimmt wird, dass eine Ladeanforderung existiert (S102: JA), geht der Prozess zu S103 über.
In S103 wird die Fahrtbetriebsart auf die Maschinenerzeugungsbetriebsart eingestellt.
In S104, der einer Bestimmung, dass keine Ladeanforderung vorliegt, nachfolgt (S102: JA), wird bestimmt, ob die angeforderte Antriebsleistung Pdrv kleiner als ein Maschinenfahrtantriebsleistungsschwellwert Pth ist. Wenn bestimmt wird, dass die angeforderte Antriebsleistung Pdrv kleiner als der Maschinenfahrtantriebsleistungsschwellwert Pth ist (S104: JA), geht der Prozess zu S106 über. Wenn bestimmt wird, dass die angeforderte Leistung Pdrv gleich oder größer als der Maschinenfahrtantriebsleistungsschwellwert Pth ist (S104: NEIN), geht der Prozess zu S105 über.
In S105 wird die Fahrtbetriebsart auf die Maschinenfahrtbetriebsart eingestellt.
In S106, der einer Bestimmung nachfolgt, dass die angeforderte Antriebsleistung Pdrv kleiner als der Maschinenfahrtantriebsleistungsschwellwert Pth ist (S104: JA), werden ein MG-Unterstützungseffekt und ein EV-Effekt berechnet. Die Berechnung des MG-Unterstützungseffekts und des EV-Effekts sind später beschrieben.
In S107 wird bestimmt, ob der MG-Unterstützungseffekt größer als der EV-Effekt ist. Wenn bestimmt wird, dass der MG-Unterstützungseffekt gleich oder kleiner als der EV-Effekt ist (S107: NEIN), geht der Prozess zu S109 über. Wenn bestimmt wird, dass der MG-Unterstützungseffekt größer als der EV-Effekt ist (S107: JA), geht der Prozess zu S108 über.
In S108 wird die Fahrtbetriebsart auf die MG-Unterstützungsbetriebsart eingestellt.
In S109, der einer Bestimmung nachfolgt, dass die Fahrzeuggeschwindigkeit kleiner als der EV-Fahrtgeschwindigkeitsschwellwert Vth ist (S101: JA) oder einer Bestimmung nachfolgt, der MG-Unterstützungseffekt gleich oder kleiner als der EV-Effekt ist (S107: NEIN), wird die Fahrtbetriebsart auf die EV-Fahrtbetriebsart eingestellt.
Nachstehend ist ein Berechnungsverfahren der Kraftstoffverbrauchsverringerung pro elektrischer Einheitsleistung und eine Kraftstoffverbrauchserhöhung pro elektrischer Einheitsleistung beschrieben. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist eine Kraftstoffverbrauchsverringerung pro elektrischer Einheitsleistung in der EV-Fahrtbetriebsart ein ”EV-Effekt”, ist eine Kraftstoffverbrauchsverringerung pro elektrischer Einheitsleistung in der MG-Unterstützungsbetriebsart ein ”MG-Unterstützungseffekt” und handelt es sich bei einer Kraftstoffverbrauchserhöhung pro elektrischer Einheitsleistung in der Maschinenerzeugungsbetriebsart um ”Maschinenerzeugungskosten”.
Zunächst sind der Maschinenwirkungsgrad ηeng und der MG-INV-Wirkungsgrad ηele beschrieben, die jeweils für die Berechnung des EV-Effekts, des MG-Unterstützungseffekts und der Maschinenerzeugungskosten verwendet werden. Der Maschinenwirkungsgrad ηeng ist ein Wirkungsgrad der Maschine 11 als eine separate Vorrichtung (nur für sich selbst oder Nur-Maschine), und ist der MG-INV-Wirkungsgrad ηele ein Wirkungsgrad einer Kombination des Motorgenerators 12 und des Umrichters 14.
4 zeigt eine Konturlinie einer Kraftstoffverbrauchsrate Ceng [g/h] in einem Diagramm, in dem eine horizontale Achse eine Maschinendrehzahl Neng [U/min] angibt und eine vertikale Achse ein Maschinendrehmoment Teng [Nm] angibt. Durchgezogene Linien Le1, Le2 und Le3 sind Linien gleicher Leistung, die Linien verbinden, die Punkte gleicher Leistung verbinden, das heißt, Punkte derselben Maschinenleistung Peng. Weiterhin ist eine durchgezogene Linie Li eine ideale Kraftstoffverbrauchslinie, die Punkte mit minimalem Kraftstoffverbrauch verbindet, das heißt, die Punkte auf den Linien gleicher Leistung, bei denen die Kraftstoffverbrauchsrate Ceng auf das Minimum fällt.
5 zeigt eine Darstellung einer Beziehung zwischen der Maschinenleistung Peng und der Maschinendrehzahl Neng auf der Grundlage der idealen Kraftstoffverbrauchslinie Li auf der Grundlage von 4. 6 zeigt eine Darstellung einer Beziehung zwischen der Maschinenleistung Peng und dem Maschinenwirkungsgrad ηeng auf der Grundlage der idealen Kraftstoffverbrauchskurve Li auf der Grundlage von 4.
Da gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Maschine 11 derart gesteuert wird, dass die Betriebspunkte der Maschine 11 auf die ideale Kraftstoffverbrauchslinie Li fallen, wird, wenn einmal die Maschinenleistung Peng bestimmt ist, der Betriebspunkt als ein einzelner Punkt bestimmt, was somit zu einer Bestimmung der Maschinendrehzahl Neng führt. Weiterhin ist, wie es in 6 gezeigt ist, wenn die Maschinenleistung Peng bestimmt ist, der Maschinenwirkungsgrad ηeng berechenbar.
7 zeigt eine Konturlinie (d. h. eine gestrichelte Linie) des MG-INV-Wirkungsgrads ηele [–] in einem Diagramm, in dem eine horizontale Achse ein MG-Drehmoment Tmg [Nm] angibt und eine vertikale Achse eine MG-Drehzahl Nmg [U/min] angibt. Durchgezogene Linien Lm1, Lm2 und Lm3 sind Linien gleicher Leistung, die Linien verbinden, die Punkte gleicher Leistung verbinden, d. h. Punkte mit derselben MG-Leistung Pmg.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Maschinendrehzahl Neng gleich der MG-Drehzahl Nmg, wenn die Maschinendrehzahl Neng bestimmt ist, ist die MG-Drehzahl Nmg ebenfalls bestimmt. Da weiterhin die Maschinendrehzahl Neng auf der Grundlage der Maschinenleistung Peng bestimmt wird, kann ebenfalls gesagt werden, dass die MG-Drehzahl Nmg auf der Grundlage der Maschinenleistung Peng bestimmt wird.
Da weiterhin der Betriebspunkt als ein einzelner Punkt bestimmt wird, wenn die MG-Drehzahl Nmg und die MG-Leistung Pmg bestimmt sind, ist unter Bezugnahme auf ein Kennfeld gemäß 7 der MG-INV-Wirkungsgrad ηele berechenbar.
Genauer wird, wenn die Maschinenleistung Peng beispielsweise, wie in 5 gezeigt, als PE bestimmt wird, die Maschinendrehzahl Neng als NE bestimmt. Wenn weiterhin, wie es in 6 gezeigt ist, die Maschinenleistung Peng als PE bestimmt wird, wird der Maschinenwirkungsgrad ηeng als ηE bestimmt.
Wenn weiterhin die Maschinendrehzahl Neng als NE bestimmt wird, wird die MG-Drehzahl Nmg als ein einzelner Wert, d. h. als NM bestimmt. Dann, wenn die MG-Leistung Pmg und die MG-Drehzahl Nmg bestimmt sind, wie es in 7 gezeigt ist, wird der MG-INV-Wirkungsgrad ηele als ηM bestimmt.
Das heißt anders ausgedrückt, wenn die Maschinenleistung Peng und die MG-Leistung Pmg bestimmt sind, sind der Maschinenwirkungsgrad ηeng und der MG-INV-Wirkungsgrad ηele berechenbar.
Da die Maschine 11 und der Motorgenerator 12 durch die erste Kupplung 16 während der EV-Fahrt getrennt sind, gibt es keine Beziehung zwischen der Maschinendrehzahl Neng und der MG-Drehzahl Nmg.
Daher kann in der EV-Fahrtbetriebsart die Berechnung des MG-INV-Wirkungsgrads ηele auf der Grundlage einer Annahme durchgeführt werden, dass der Motorgenerator 12 bei den Punkten mit optimalem Wirkungsgrad angetrieben wird, an denen der MG-INV-Wirkungsgrad ηele auf den optimalen Punkt auf der Linie mit gleicher Leistung ansteigt. Weiterhin kann, damit die Maschine 11 und der Motorgenerator 12 in geeigneter Weise auf einen Kupplungsverbindungszustand durch die Verbindung der ersten Kupplung 16 übergehen können, angenommen werden, dass der Motorgenerator 12 an einem Betriebspunkt, d. h. unter Berücksichtigung der Maschinendrehzahl Neng, angetrieben wird und kann der MG-INV-Wirkungsgrad ηele auf der Grundlage eines derartigen Betriebspunkts berechnet werden.
Nachstehend sind die Berechnungsverfahren für den EV-Effekt, den MG-Unterstützungseffekt und die Maschinenerzeugungskosten auf der Grundlage von 8 bis 10 beschrieben. In 8 bis 10 ist der Steuerungsabschnitt 20 nicht dargestellt. Nachstehend ist die Kraftstoffverbrauchsverringerung pro Einheitszeit als ΔFCd festgelegt, und ist die Kraftstoffverbrauchserhöhung pro Einheitszeit als ΔFCi festgelegt.
8 zeigt eine Darstellung, die den EV-Effekt veranschaulicht.
In der EV-Fahrtbetriebsart wird die angeforderte Antriebsleistung Pdrv als die MG-Leistung Pmg bereitgestellt, die aus dem Motorgenerator 12 kommt, der durch die elektrische Leistung der Hauptbatterie 15 angetrieben wird. Daher wird die angeforderte Antriebsleistung Pdrv durch eine Gleichung (1) auf der Grundlage einer verbrauchten elektrischen Leistung Pbatt_d [kW] wiedergegeben.
Gleichung (1)

P_drv = P_{batt_d} × η_ele(P_drv)

Der Ausdruck ”ηele(Pdrv)” in der Gleichung (1) ist der MG-INV-Wirkungsgrad während der Ausgabe der angeforderten Antriebsleistung Pdrv als die MG-Leistung Pmg aus dem Motorgenerator 12 und wird anhand des in 7 gezeigten Kennfeldes berechnet. Nachstehend wird der Ausdruck ”ηele(Px)” als der MG-INV-Wirkungsgrad während der Ausgabe einer Leistung Px als die MG-Leistung Pmg aus dem Motorgenerator 12 betrachtet, und wird als ein Wert betrachtet, der anhand des Kennfeldes gemäß 7 berechnet wird.
Weiterhin ist in der EV-Fahrtbetriebsart ein Kraftstoffverbrauch FC10 in dem Fall der Bereitstellung der angeforderten Antriebsleistung Pdrv als die Maschinenleistung Peng, die durch den Antrieb der Maschine 11 erzeugt wird, die Kraftstoffverbrauchsverringerung ΔFCd. Wenn die angeforderte Antriebsleistung Pdrv als die Maschinenleistung Peng bereitgestellt wird, die durch den Antrieb der Maschine 11 erzeugt wird, ist die angeforderte Antriebsleistung Pdrv durch die nachfolgende Gleichung (2) wiedergegeben.
Gleichung (2)

P_drv = ΔFC_d × ρ × η_eng(P_drv)

Der Ausdruck ηeng (Pdrv) in der Gleichung (2) ist der Maschinenwirkungsgrad während der Ausgabe der angeforderten Antriebsleistung Pdrv als die Maschinenleistung Peng aus der Maschine 11 und wird anhand des in 6 gezeigten Kennfeldes berechnet. Nachstehend wird ”ηeng(Py)” als der Maschinenwirkungsgrad während der Ausgabe der Leistung Py als die Maschinenleistung Peng aus der Maschine 11 betrachtet, und wird als ein Wert betrachtet, der anhand des in 6 gezeigten Kennfeldes berechnet wird.
Weiterhin ist der Ausdruck ρ [kJ/g] in der Gleichung (2) eine Kraftstoffenergiedichte und ist eine Konstante entsprechend der Art des Kraftstoffs.
Wenn der EV-Effekt durch eine nachfolgende Gleichung (3) definiert ist, wird der EV-Effekt durch eine Gleichung (4) auf der Grundlage der Gleichungen (1) und (2) wiedergegeben. Anhand der Gleichung (4) wird der EV-Effekt auf der Grundlage des Maschinenwirkungsgrads ηeng und des MG-INV-Wirkungsgrads ηele berechnet.
Gleichung (3)

EV-Effekt [g/s/kW] = Kraftstoffverbrauchsverringerung pro Zeiteinheit [g/s] / Verbrauchte elektrische Leistung [kW] = ΔFC_d/P_{batt_d}

Gleichung (4)

ΔFC_d/P_{batt_d} = ηele(P_drv)/η_eng(P_drv) × 1/ρ

9 zeigt eine Darstellung, die den MG-Unterstützungseffekt veranschaulicht.
In der MG-Unterstützungsbetriebsart wird die angeforderte Antriebsleistung Pdrv als (i) die Maschinenleistung Peng durch den Antrieb der Maschine 11 und (ii) die MG-Leistung Pmg durch den Antrieb des Motorgenerators 12 bereitgestellt. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird vor einer Verteilung der angeforderten Antriebsleistung Pdrv entsprechend der Fahrtbetriebsart in dem Antriebsleistungs-Verteilungsteil 24 eine zeitweilige Verteilung der angeforderten Antriebsleistung Pdrv durch den Fahrtbetriebsart-Auswahlteil 23 entsprechend einer Kennfeldoperation oder dergleichen durchgeführt, die Pdrv auf die Maschinenleistung Peng und die MG-Leistung Pmg verteilt, um die Kraftstoffsverbrauchsverringerung ΔFCd zu berechnen.
Die MG-Leistung Pmg ist durch eine Gleichung (5) auf der Grundlage der verbrauchten elektrischen Leistung P_{batt_d} wiedergegeben.
Gleichung (5)

P_mg = P_{batt_d} × η_ele(P_mg)

In der MG-Unterstützungsbetriebsart ist eine Differenz zwischen dem Kraftstoffverbrauch FC10 und dem Kraftstoffverbrauch FC11, d. h. (i) dem Kraftstoffverbrauch FC10 in dem Fall der vollständigen Ausgabe der angeforderten Antriebsleistung Pdrv aus der Maschine 11 und (ii) dem Kraftstoffverbrauch FC11 in dem Fall der Ausgabe der Maschinenleistung Peng aus der Maschine 11 als Ergebnis einer Subtraktion der von dem Motorgenerator 12 ausgegeben MG-Leistung Pmg von der angeforderten Antriebsleistung Pdrv, die Kraftstoffverbrauchsverringerung ΔFCd.
Die Kraftstoffsverbrauchsverringerung ΔFCd wird durch die nachfolgende Gleichung (6) wiedergegeben.
Gleichung (6)
Wenn der MG-Unterstützungseffekt durch eine Gleichung (7) genau wie der EV-Effekt definiert ist, wird der MG-Unterstützungseffekt durch eine Gleichung (8) auf der Grundlage der Gleichungen (5) und (6) wiedergegeben. Anhand der Gleichung (8) wird der MG-Unterstützungseffekt auf der Grundlage des Maschinenwirkungsgrads ηeng des MG-INV-Wirkungsgrads ηele, der angeforderten Antriebsleistung Pdrv und der MG-Leistung Pmg berechnet.
Gleichung (7)

Gleichung (8)
10 zeigt eine Darstellung, die die Maschinenerzeugungskosten veranschaulicht.
In der Maschinenerzeugungsbetriebsart wird ein Teil der Maschinenleistung Peng für den Antrieb des Motorgenerators 12 verwendet, und wird die durch den Antrieb des Motorgenerators 12 erzeugte elektrische Leistung über den Unrichter 14 der Hauptbatterie 15 zugeführt und wird die Hauptbatterie 15 geladen. Eine elektrische Ladeleistung Pbatt_c, die zu der Hauptbatterie 15 geladen wird, ist durch die nachfolgende Gleichung (9) wiedergegeben.
Gleichung (9)
P_{batt_c} = P_mg × η_ele(P_mg)
In der Maschinenerzeugungsbetriebsart ist eine Differenz zwischen (i) dem Kraftstoffverbrauch FC10 in dem Fall der Ausgabe der angeforderten Antriebsleistung Pdrv aus der Maschine 11 und (ii) einem Kraftstoffverbrauch FC12 in dem Fall der Ausgabe der MG-Leistung Pmg zusätzlich zu der angeforderten Antriebsleistung Pdrv aus der Maschine 11 eine Kraftstoffsverbrauchserhöhung ΔFCi.
Die Kraftstoffverbrauchserhöhung ΔFCi wird durch eine nachfolgende Gleichung (10) wiedergegeben.
Gleichung (10)
Wenn die Maschinenerzeugungskosten durch die nachfolgende Gleichung (11) definiert sind, werden die Maschinenerzeugungskosten durch eine nachfolgende Gleichung (12) auf der Grundlage der Gleichungen (9) und (10) wiedergegeben. Die Maschinenerzeugungskosten werden in derselben Weise wie bei dem MG-Unterstützungseffekt durch die nachfolgende Gleichung (12) auf der Grundlage des Maschinenwirkungsgrads ηeng, des MG-INV-Wirkungsgrads ηele, der angeforderten Antriebsleistung Pdrv und der MG-Leistung Pmg berechnet.
Gleichung (11)

Maschinenerzeugungskosten [g/s/kW] = Krafstoffverbrauchserhöhung pro Zeiteinheit [g/s] / Elektrische Ladeleistung [kW] = ΔFC_i/P_{batt_c} Gleichung (12)
Die Gleichungen (4), (8) und (12) werden durch den Maschinenwirkungsgrad ηeng und den MG-INV-Wirkungsgrad ηele wiedergegeben, die auf der Grundlage der Maschinenleistung berechnet werden.

Das heißt anders ausgedrückt, der EV-Effekt, der MG-Unterstützungseffekt und die Maschinenerzeugungskosten sind auf der Grundlage des Maschinenwirkungsgrads ηeng und des MG-INV-Wirkungsgrads ηele berechenbar.
Weiterhin gilt in der EV-Fahrtbetriebsart eine nachfolgende Gleichung (13).
Gleichung (13)

P_drv = P_mg

Das heißt anders ausgedrückt, der EV-Effekt kann auf der Grundlage der angeforderten Antriebsleistung Pdrv oder der MG-Leistung Pmg auf der Grundlage der Gleichung (4) berechnet werden.
Weiterhin gilt eine nachfolgende Gleichung (14) in der MG-Unterstützungsbetriebsart.
Gleichung (14)

P_drv = P_eng + P_mg

Weiterhin gilt eine nachfolgende Gleichung (15) in der Maschinenerzeugungsbetriebsart.
Gleichung (15)

P_drv = P_eng – P_mg

Eine der angeforderten Antriebsleistung Pdrv, der Maschinenantriebsleistung Peng und der MG-Leistung Pmg ist aus den anderen zwei auf der Grundlage der Gleichungen (14) und (15) umwandelbar.
Weiterhin werden unter Bezugnahme auf die Gleichungen (8) und (12) der MG-Unterstützungseffekt und die Maschinenerzeugungskosten auf der Grundlage von zumindest zwei der angeforderten Antriebsleistung Pdrv, der Maschinenleistung Peng und der MG-Leistung Pmg berechnet.
Der EV-Effekt und der MG-Unterstützungseffekt sind Kraftstoffverbrauchsverringerungsindikatoren, die jeweils eine größere Kraftstoffverbrauchsverringerung angeben, wenn ihre Werte größer sind. Daher wird gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel nach Berechnung des EV-Effekts und des MG-Unterstützungseffekts die Fahrtbetriebsart auf die MG-Unterstützungsbetriebsart umgeschaltet, (i) wenn der MG-Unterstützungseffekt größer als der EV-Effekt ist (S105: JA in 3), und (ii) wenn der EV-Effekt gleich oder größer als der MG-Unterstützungseffekt ist (S105: NEIN), wird die Fahrtbetriebsart auf die EV-Fahrtbetriebsart umgeschaltet.
Auf diese Weise wird die elektrische Energie der Hauptbatterie 15 sehr effizient verwendet und wird der Kraftstoffverbrauch verringert.
Ein konkretes Beispiel für den EV-Effekt und den MG-Unterstützungseffekt ist in 11 gezeigt.
In 11 gibt unter der Annahme, dass die MG-Leistung Pmg aus dem Motorgenerator 12 konstant ist, eine durchgezogene Linie E10 den EV-Efffekt wieder, und gibt eine durchgezogene Linie A10 den MG-Unterstützungseffekt wieder.
Wie es in 11 gezeigt ist, ist, wenn die angeforderte Antriebsleistung Pdrv unterhalb Px ist, der EV-Effekt größer als der MG-Unterstützungseffekt. Wenn ein ”EV-Bereich” als ein Bereich definiert ist, in dem der EV-Effekt größer als der MG-Unterstützungseffekt ist, wird ein größerer Kraftstoffverbrauchsverringerungseffekt von der EV-Fahrtbetriebsartfahrt als von der MG-Unterstützungsbetriebsartfahrt auf der Grundlage einer Annahme erwartet, dass dieselbe Größe elektrischer Leistung verbraucht wird, was zu einem niedrigeren Kraftstoffverbrauch für dieselbe Fahrtdistanz führt. Daher wird in dem EV-Bereich die EV-Fahrtbetriebsart ausgewählt.
Wenn die angeforderte Antriebsleistung Pdrv größer als Px ist, ist der MG-Unterstützungseffekt größer als der EV-Effekt. Wenn ein ”MG-Unterstützungsbereich” als ein Bereich definiert ist, in dem der MG-Unterstützungseffekt größer als der EV-Effekt ist, wird ein größerer Kraftstoffsverringerungseffekt von der MG-Unterstützungsbetriebsartfahrt als von der EV-Fahrtbetriebsartfahrt auf der Grundlage der Annahme erwartet, dass dieselbe Größe elektrischer Leistung verbraucht wird, was zu einem niedrigeren Kraftstoffverbrauch für dieselbe Fahrtdistanz führt. Daher wird in dem MG-Unterstützungsbereich die MG-Unterstützungsbetriebsart ausgewählt.
Wie es vollständig vorstehend beschrieben worden ist, steuert der Steuerungsabschnitt 20 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel das Fahrzeug 90, das ein Hybridfahrzeug mit der Maschine 11, dem Motorgenerator 12, der Hauptbatterie 15, dem Unrichter 14 und dem Getriebe 13 ist. Der Motorgenerator 12 dreht bei einem vorab eingestellten Verhältnis in Bezug auf die Maschinendrehzahl Neng, wenn mit der Maschine 11. Die Hauptbatterie 15 liefert und empfängt elektrische Leistung an und von dem Motorgenerator 12. Der Unrichter 14 ist an einer Position zwischen der Hauptbatterie 15 und dem Motorgenerator 12 angeordnet. Das Getriebe 13 ändert die Drehzahl und überträgt die Antriebsleistung der Maschine 11 und des Motorgenerators 12 auf das Antriebsrad 95.
Die nachfolgenden Prozesse werden in dem Fahrtbetriebsart-Auswahlteil 23 durchgeführt.
Auf der Grundlage der Maschinenleistung Peng, die die von der Maschine 11 ausgegebene Antriebsleistung ist, und der idealen Kraftstoffsverbrauchslinie, die ideale Kraftstoffsverbrauchsinformationen angibt, wird der Maschinenwirkungsgrad ηeng für die Maschine 11 selbst berechnet. Weiterhin wird auf der Grundlage der MG-Leistung Pmg, die die aus dem Motorgenerator 12 ausgegebene Antriebsleistung ist, der MG-INV-Wirkungsgrad ηele berechnet, der ein Gesamtwirkungsgrad des Motorgenerators 12 und des Umrichter 14 ist. Dann wird auf der Grundlage des Maschinenwirkungsgrads ηeng und des MG-INV-Wirkungsgrads ηele die Kraftstoffverbrauchsverringerung pro elektrischer Einheitsleistung ΔFCd oder die Kraftstoffverbrauchserhöhung pro elektrischer Einheitsleistung ΔFCi für jede Fahrtbetriebsart berechnet.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird auf der Grundlage des Maschinenwirkungsgrads ηeng und des MG-INV-Wirkungsgrads ηele die Kraftstoffverbrauchsverringerung pro elektrischer Einheitsleistung ΔFCd oder die Kraftstoffsverbrauchserhöhung pro elektrischer Einheitsleistung ΔFCi für jede Fahrtbetriebsart berechnet. Weiterhin wird der Maschinenwirkungsgrad ηeng auf der Grundlage der Maschinenleistung Pmg berechnet, und wird der MG-INV-Wirkungsgrad ηele auf der Grundlage der MG-Leistung Pmg berechnet. Wenn nämlich Abbildungs-(Mapping-)gleichungen zur Berechnung des Maschinenwirkungsgrads ηeng aus der Maschinenleistung Peng und zur Berechnung des MG-INV-Wirkungsgrads ηele aus der MG-Leistung Pmg bekannt sind, ist auf der Grundlage der Maschinenleistung die Kraftstoffverbrauchsverringerung pro elektrischer Einheitsleistung ΔFCd oder die Kraftstoffverbrauchserhöhung pro elektrischer Einheitsleistung ΔFCi in geeigneter Weise berechenbar.
Weiterhin kann für die verbesserte Genauigkeit die Kraftstoffverbrauchsverringerung ΔFCd oder die Kraftstoffverbrauchserhöhung ΔFCi für jede Fahrtbetriebsart auf der Grundlage einer Messung einer tatsächlichen Fahrt des Fahrzeugs berechnet werden, eine derartige Messung erfordert Zeit und spezielle Ausrüstung, zusätzlich zu der Steuerung von vielen Emissionsparametern und dergleichen, die die Last der Hilfsvorrichtungen beeinträchtigen.
Demgegenüber wird gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Kraftstoffsverbrauchsverringerung ΔFCd oder die Kraftstoffsverbrauchserhöhung ΔFCi für jede Fahrtbetriebsart auf der Grundlage der Maschinenleistung berechnet, kann die Kraftstoffsverbrauchsverringerung ΔFCd für jede Fahrtbetriebsart oder die Kraftstoffsverbrauchserhöhung ΔFCi mit einer einfacheren Konfiguration im Vergleich zu dem Fall der tatsächlichen Messung und ohne Verwendung eines tatsächlichen Fahrzeugs berechnet werden.
In dem Fahrtbetriebsart-Auswahlteil 23 werden der EV-Effekt und/oder der MG-Unterstützungseffekt und/oder die Maschinenerzeugungskosten berechnet.
Der EV-Effekt ist die Kraftstoffsverbrauchsverringerung ΔFCd in dem Fall, dass die Fahrtbetriebsart die EV-Fahrtbetriebsart ist, bei der die angeforderte Betriebsleistung auf der Grundlage von Fahrerbedienungsinformationen und Fahrzeuggeschwindigkeitsinformationen berechnet wird, und die als die MG-Leistung Pmg ausgegeben wird.
Der MG-Unterstützungseffekt ist die Kraftstoffsverbrauchsverringerung ΔFCd in dem Fall, dass die Fahrtbetriebsart die MG-Unterstützungsbetriebsart ist, bei der die angeforderte Antriebsleistung Pdrv als eine Kombination der Maschinenleistung Peng und der MG-Leistung Peng ausgegeben wird.
Die Maschinenerzeugungskosten sind die Kraftstoffsverbrauchserhöhung ΔFCi in dem Fall, dass die Fahrtbetriebsart die Maschinenerzeugungsbetriebsart ist, bei der die angeforderte Antriebsleistung Pdrv als die Maschinenleistung Peng ausgegeben wird und die Maschinenleistung Peng zum Antrieb des Motorgenerators 12 zum Erzeugen der elektrischen Leistung verwendet wird.
Weiterhin wird durch Berechnen des EV-Effekts und des MG-Unterstützungseffekts die Fahrtbetriebsart auf der Grundlage des Vergleichsergebnisses zwischen dem EV-Effekt und dem MG-Unterstützungseffekt bestimmt. Das heißt, dass die Fahrtbetriebsart zum Maximieren des Kraftstoffsverbrauchsverringerungseffekts und zum Anheben des Wirkungsgrads der Verwendung der elektrischen Energie ausgewählt wird. Eine derartige Auswahl der Fahrtbetriebsart verbessert die Kraftstoffsverbrauchseffizienz.
In dem Fahrtbetriebsart-Auswahlteil 23 wird die MG-Drehzahl Nmg, die die Drehzahl des Motorgenerators 12 ist, anhand der Maschinendrehzahl Neng berechnet, die auf der Grundlage der Maschinenleistung Peng und der idealen Kraftstoffsverbrauchsinformationen berechnet wird, und wird der MG-INV-Wirkungsgrad ηele auf der Grundlage der berechneten MG-Drehzahl Nmg und der MG-Leistung Pmg berechnet.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird, wenn das Fahrzeug in einer anderen Betriebsart als die EV-Fahrzeugbetriebsart fährt, die MG-Drehzahl Nmg eindeutig auf der Grundlage der Maschinendrehzahl Neng bestimmt, was angibt, dass die MG-Drehzahl Nmg durch die Maschinenleistung Peng bestimmt ist. Daher ist, wenn die Maschinenleistung Peng und die MG-Leistung Pmg beide bestimmt sind der MG-INV-Wirkungsgrad in geeigneter Weise berechenbar.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Getriebe 13 ein kontinuierlich variables Getriebe. Dadurch ist der Betriebspunkt der Maschine 11 derart steuerbar, dass er auf die ideale Kraftstoffsverbrauchslinie fällt, was die Verbesserung der Kraftstoffsverbrauchseffizienz ermöglicht.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel entspricht der Fahrtbetriebsart-Auswahlteil 23 einer ”Maschinenwirkungsgradberechnungseinrichtung”, einer ”MG-INV-Wirkungsgradberechnungseinrichtung”, einer ”Leistungswirkungsgradberechnungseinrichtung” und einer ”Fahrtbetriebsartauswahleinrichtung”.
Weiterhin entspricht S108 in 3 einem Prozess, der eine Funktion einer ”Maschinenwirkungsgradberechnungseinrichtung”, einer ”MG-INV-Wirkungsgradberechnungseinrichtung” und einer ”Leistungswirkungsgradberechnungseinrichtung” bereitstellt, und entsprechen S110 und S111 in 3 einem Prozess, der eine Funktion einer ”Fahrtbetriebsartauswahleinrichtung” bereitstellt.
(Zweites Ausführungsbeispiel
Das Fahrzeugsteuerungsgerät gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung ist auf der Grundlage von 12 bis 21 beschrieben.
Wie es in 12 gezeigt ist, weist ein Fahrzeugsteuerungssystem 2 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sowohl die Maschine 11, den Motorgenerator 12, das Getriebe 13, den Umrichter 14, die erste Kupplung 16, die zweite Kupplung 17 und eine Steuerungseinheit 20, die als ein Fahrzeugsteuerungsgerät dient, und als auch eine Hauptbatterie 31, die als Elektrizitätsspeicherteil dient, eine Nebenbatterie 32, die als Zubehörvorrichtungs-Leistungszufuhr dient, einen Gleichstromwandler 33 als einen Wandler und eine Zubehörlast 40 usw. auf.
Die Hauptbatterie 31 ist im Wesentlichen dieselbe wie die Hauptbatterie 15 gemäß dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel und ist, zusätzlich zu der Verbindung mit dem Umrichter 14, mit dem Motorgenerator 12, dem Gleichstromwandler 33 und einem Umrichter 41 für einen Klimaanlagen-Elektroverdichter verbunden.
Die Nebenbatterie 32 ist eine Niedrigspannungsbatterie (beispielsweise 12 [V]) im Vergleich zu der Spannung der Hauptbatterie 31 (beispielsweise 200 [V]) und führt elektrische Leistung einer Niedrigspannungslast 45 über eine Niedrigspannungsleistungsleitung 34 zu.
Der Gleichspannungswandler 33 ist an einer Position zwischen der Hauptbatterie 31 und der Niedrigspannungsleistungsleitung 34 angeordnet und wandelt die Spannung der Hauptbatterie 31 derart um, dass die elektrische Leistung der Niedrigspannungsleistungsleitung 34 zugeführt wird.
Die Zubehörlast 40 weist einen Umrichter 41 für einen elektrischen Klimaanlagenverdichter (der nachstehend als ”Klimaanlagenumrichter” bezeichnet ist), einen elektrischen Klimaanlagenverdichter 42 und die Niedrigspannungslast 45 und dergleichen auf.
Nachstehend ist eine der Zubehörlast 40 zugeführte elektrische Leistung als eine ”Zubehörvorrichtungsanforderungsleistung” bezeichnet.
Der Klimaanlagenumrichter 41 ist an einer Position zwischen dem elektrischen Klimaanlagenverdichter 42 und der Hauptbatterie 31 angeordnet und wandelt die elektrische Leistung der Hauptbatterie 31 in eine Wechselstromleistung um, und führt die umgewandelte Leistung dem elektrischen Klimaanlagenverdichter 42 zu.
Der elektrische Klimaanlagenverdichter 42 wird bei einem nicht dargestellten Wärmepumpensystem angewendet, um ein Kühlmittel zu verdichten und zu erwärmen und um das erwärmte Kühlmittel zu einem nicht dargestellten Innen-Wärmetauscher zu senden.
Bei der Niedrigspannungslast 45 kann es sich um verschiedene Vorrichtungen handeln, die durch die Niedrigspannung angetrieben werden, wie beispielsweise ein Klimaanlagengebläse, ein Frontscheinwerfer und eine Sitzheizung.
Der EV-Effekt als auch der MG-Unterstützungseffekt sowie die Maschinenerzeugungskosten sind jeweils Indikatoren für den Kraftstoffverbrauchswirkungsgrad des betreffenden Fahrzeugs. Diese Indikatoren stehen unter dem Einfluss des Maschinenwirkungsgrads ηeng und des MG-INV-Wirkungsgrads ηele und werden weiterhin durch eine Kapazität der Hauptbatterie 31, ein Leistungsvermögen des Getriebes 13 und der Zubehörvorrichtung 40 außer dem Motorgenerator 12 für die Klimaanlage beeinflusst.
Daher werden gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der EV-Effekt, der MG-Unterstützungseffekt und die Maschinenerzeugungskosten unter Berücksichtigung eines Batteriewirkungsgrads ηbatt, der ein Wirkungsgrad der Hauptbatterie 31 ist, eines Getriebewirkungsgrads ηtrm, der ein Wirkungsgrad des Getriebes 13 ist, eines Klimaanlagenwirkungsgrads ηac und eines DDC-Wirkungsgrads ηddc berechnet, der ein Wirkungsgrad des Gleichspannungswandlers 33 ist, zusätzlich zu der Berücksichtigung des Maschinengrads ηeng und des MG-INV-Wirkungsgrads ηele. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel entspricht der Klimaanlagenwirkungsgrad ηac einem ”Wirkungsgrad der Zubehörlast” und entspricht der DDC-Wirkungsgrad ηddc einem ”Wirkungsgrad des Wandlers”.
Nachstehend sind Berechnungsverfahren für den Batteriewirkungsgrad ηbatt, den Getriebewirkungsgrad ηtrm, dem Klimaanlagenwirkungsgrad ηac und dem DDC-Wirkungsgrad ηddc beschrieben.
Der Batteriewirkungsgrad ηbatt ist auf der Grundlage von 13 beschrieben. 13 zeigt ein Kennfeld, durch das eine Beziehung zwischen (i) der Temperatur und dem SOC der Hauptbatterie 31 und (ii) dem Batteriewirkungsgrad ηbatt dargestellt ist.
Durchgezogene Linien L11, L12 und L13 in 13 sind Linien mit gleichem Wirkungsgrad, unter denen die Linie L11 dem höchsten Wirkungsgrad entspricht und die Linien L12, L13 den darauffolgenden niedrigeren Wirkungsgraden entsprechen. Das heißt, in der Hauptbatterie 31 verringert sich der Batteriewirkungsgrad ηbatt, wenn die Batterietemperatur von einer optimalen Temperatur Ti abweicht. Weiterhin verringert sich in der Hauptbatterie 31 der Batteriewirkungsgrad ηbatt, wenn der SOC sich von einem optimalen SOC-Wert Si entfernt.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird unter Bezugnahme auf das in 13 gezeigte Kennfeld der Batteriewirkungsgrad ηbatt auf der Grundlage der Temperatur und des SOC der Hauptbatterie 31 berechnet.
Der Getriebewirkungsgrad ηtrm ist auf der Grundlage von 14 und 15 beschrieben.
14 zeigt ein Kennfeld, durch das eine Beziehung zwischen (i) einem Übersetzungsverhältnis und einem Eingangsdrehmoment des Getriebes 13 und (ii) dem Getriebewirkungsgrad ηtrm dargestellt ist. Wie es in 14 gezeigt ist, ändert sich der Getriebewirkungsgrad ηtrm entsprechend einer Änderung des Übersetzungsverhältnisses. Weiterhin sind durchgezogenen Linien L21, L22 und L23 Eingangsdrehmomente in absteigender Reihenfolge von höheren zu niedrigeren Eingangsdrehmomenten. Das heißt, dass der Getriebewirkungsgrad ηtrm sich verringert, wenn das Eingangsdrehmoment klein wird.
15 zeigt ein Kennfeld, durch das eine Beziehung zwischen (i) dem Übersetzungsverhältnis des Getriebes 13 und der Temperatur eines Kühlöls, das das Getriebe 13 kühlt, und (ii) den Getriebewirkungsgrad ηtrm des Getriebes 13 dargestellt ist.
Wie es ist in 15 gezeigt ist, sind durchgezogene Linien L31, L32 und L33 Kühlöltemperaturen von höheren zu niedrigeren Kühlöltemperaturen. Das heißt, dass der Getriebewirkungsgrad ηtrm sich verringert, wenn die Temperatur des Kühlöls absinkt.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird unter Bezugnahme auf die in 14 und 15 gezeigten Kennfelder der Getriebewirkungsgrad ηtrm auf der Grundlage des Übersetzungsverhältnisses, des Eingangsdrehmoments und der Temperatur des Kühlöls berechnet.
Der Klimaanlagenwirkungsgrad ηac ist auf der Grundlage von 16 beschrieben.
Der Klimaanlagenwirkungsgrad ηac gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist ein Verhältnis zwischen (i) einer eingegebenen elektrischen Leistung des elektrischen Klimaanlagenverdichters 42 und einer ausgegebenen elektrischen Leistung.
16 zeigt ein Kennfeld, durch das eine Beziehung zwischen (i) der Drehzahl des elektrischen Klimaanlagenverdichters 42 und (ii) dem Klimaanlagenwirkungsgrad ηac dargestellt ist.
Wie es in 16 gezeigt ist, ändert sich der Klimaanlagenwirkungsgrad ηac entsprechend der Drehzahl des elektrischen Klimaanlagenverdichters 42. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird unter Bezugnahme auf das in 16 gezeigte Kennfeld der Klimaanlagenwirkungsgrad ηac auf der Grundlage der Drehzahl des elektrischen Klimaanlagenverdichters 42 berechnet.
Der DDC-Wirkungsgrad ηddc ist auf der Grundlage von 17 beschrieben.
17 zeigt ein Kennfeld, durch das Beziehung zwischen (i) einem ausgegebenen elektrischen Strom des Gleichspannungswandlers 33 und (ii) dem DDC-Wirkungsgrad ηddc dargestellt ist.
Wie es in 17 gezeigt ist, ändert sich der DDC-Wirkungsgrad ηddc entsprechend dem ausgegebenen elektrischen Strom des Gleichspannungswandlers 33. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird unter Bezugnahme auf das in 17 gezeigte Kennfeld der DDC-Wirkungsgrad ηddc auf der Grundlage des ausgegebenen elektrischen Stroms des Gleichspannungswandlers 33 berechnet.
Nachstehend sind Berechnungsverfahren für den EV-Effekt, den MG-Unterstützungseffekt und den Maschinenerzeugungskosten auf der Grundlage von 18 bis 20 beschrieben.
Der Steuerungsabschnitt 20 und andere Teile sind in den 18 bis 20 weggelassen.
18 zeigt eine Darstellung, die den EV-Effekt veranschaulicht.
Die MG-Leistung Pmg ist durch eine nachfolgende Gleichung (16) unter Verwendung einer eingegebenen elektrischen Umrichterleistung Pele_i dargestellt, die dem Umrichter zugeführt wird.
Gleichung (16)

P_tmr = P_{ele_i} × η_ele(P_mg)

In der EV-Fahrtbetriebsart wird ein Kraftstoffverbrauch FC20 in dem Fall der Bereitstellung einer Getriebeeingangssteuerungsleistung Ptrm, die dem Getriebe 13 als eine Maschinenleistung Peng zugeführt wird, die durch den Antrieb der Maschine 11 erzeugt wird, die Kraftstoffverbrauchsverringerung ΔFCd. Wenn eine Getriebeeingangssteuerungsleistung Ptrm, die dem Getriebe 13 als die durch den Antrieb der Maschine 11 erzeugte Maschinenleistung Peng zugeführt wird, bereitgestellt wird, wird die Getriebeeingangssteuerungsleistung Ptrm durch die nachfolgende Gleichung (17) dargestellt.
Gleichung (17)

P_trm = ΔFC_d × ρ × η_eng(P_trm)

Weiterhin wird die Getriebeeingangssteuerungsleistung Ptrm durch die nachfolgende Gleichung (18) anhand der angeforderten Antriebsleistung Pdrv berechnet.
Gleichung (18)

P_trm = P_drv/η_trm

Da die Getriebeeingangssteuerungsleistung Ptrm und die MG-Leistung Pmg in der EV-Fahrtbetriebsart gleich sind, wird, wenn der Term Ptrm in der Gleichung (18) auf Pmg eingestellt wird, die Kraftstoffverbrauchsverringerung ΔFCd pro elektrischer Umrichtereingangsleistung Pele_i durch eine nachfolgende Gleichung (19) auf der Grundlage der Gleichungen (16) und (18) wiedergegeben.
Gleichung (19)
Weiterhin wird ein Verbrauch der elektrischen Leistung Pbatt_d der Hauptbatterie 31 durch eine nachfolgende Gleichung (20) wiedergegeben.
Gleichung (20)

P_{batt_d} = (P_mg + P_ddc/η_ddc + P_ac/η_ac/η_batt

Durch Verwendung der Gleichungen (19) und (20) ist der EV-Effekt berechenbar, der die Kraftstoffverbrauchsverringerung ΔFCd pro Verbrauch elektrischer Leistung Pbatt_d ist.
Daher ist der EV-Effekt auf der Grundlage des Batteriewirkungsgrads ηbatt, des Getriebewirkungsgrads ηtrm, des Klimaanlagenwirkungsgrads ηac und des DDC-Wirkungsgrads ηddc zusätzlich zu dem Maschinenwirkungsgrad ηeng und dem MG-INV-Wirkungsgard ηele berechenbar.
19 zeigt eine Darstellung, die den MG-Unterstützungseffekt veranschaulicht.
In der MG-Unterstützungsbetriebsart ist eine Differenz zwischen (i) dem Kraftstoffverbrauch FC20 in dem Fall der Ausgabe der Getriebeeingangssteuerungsleistung Ptrm aus der Maschine 11 und (ii) einem Kraftstoffverbrauch FC21 in dem Fall der Ausgabe eines Ergebnisses einer Subtraktion der MG-Leistung Pmg von der Getriebeeingangssteuerungsleistung Ptrm als die Leistung aus der Maschine 11 die Kraftstoffverbrauchsverringerung ΔFCd.
Die Kraftstoffverbrauchsverringerung ΔFCd ist durch eine nachfolgende Gleichung (21) wiedergegebenen.
Gleichung (21)
Die Kraftstoffverbrauchsverringerung ΔFCd pro elektrischer Umrichtereingangsleistung Pele_i ist durch eine nachfolgende Gleichung (22) wiedergegeben.
Gleichung (22)
Durch Verwendung der Gleichung (22) und der Gleichung (20) ist der MG-Unterstützungseffekt berechenbar, der die Kraftstoffverbrauchsverringerung ΔFCd pro verbrauchte elektrische Leistung Pbatt_d ist.
Daher ist der MG-Unterstützungseffekt auf der Grundlage des Batteriewirkungsgrads ηbatt, des Getriebewirkungsgrads ηtrm, des Klimaanlagenwirkungsgrads ηac und des DDC-Wirkungsgrads ηddc zusätzlich zu dem Maschinenwirkungsgrads ηeng und dem MG-INV-Wirkungsgrads ηele berechenbar.
20 zeigt eine Darstellung, die die Maschinenerzeugungskosten veranschaulicht.
In der Maschinenerzeugungsbetriebsart wird ein Teil der Maschinenleistung Peng für den Antrieb des Motorgenerators 12 verwendet, und die durch den Antrieb des Motorgenerators 12 erzeugte elektrische Leistung wird aus dem Umrichter 14 zu der Hauptbatterie 31 ausgegeben.
Eine elektrische Umrichterausgangsleistung Pele_o, die aus dem Umrichter 14 zu der Hauptbatterie 31 ausgegeben wird, wird durch eine nachfolgende Gleichung (23) wiedergegeben.
Gleichung (23)

P_{ele_o} = P_mg × η_ele(P_mg)

In der Maschinenerzeugungsbetriebsart ist eine Differenz zwischen (i) dem Kraftstoffverbrauch FC20 in dem Fall der Ausgabe der Getriebeeingangssteuerungsleistung Ptrm aus der Maschine 11 und (ii) einem Kraftstoffverbrauch FC22 in dem Fall der Ausgabe einer addierten Leistung aus der Maschine, die die Summe der zu der Getriebeeingangssteuerungsleistung Ptrm addierten MG-Leistung Pmg ist, die Kraftstoffverbrauchserhöhung ΔFCi. Die Kraftstoffverbrauchserhöhung ΔFCi ist durch eine nachfolgende Gleichung (24) wiedergegeben.
Gleichung (24)
Die Kraftstoffverbrauchserhöhung ΔFCi(s) pro elektrischer Umrichterausgangsleistung Pele_o ist durch eine nachfolgende Gleichung (25) auf der Grundlage der Gleichungen (23) und (24) wiedergegeben.
Gleichung (25)
Weiterhin ist eine elektrische Ladeleistung Pbatt_c der Hauptbatterie 31 durch eine nachfolgende Gleichung (26) wiedergegeben.
Gleichung (26)

P_{batt_c} = (P_{ele_c} – P_ddc/η_ddc – P_ac/η_ac)/η_batt

Durch Verwendung der Gleichung (25) und der Gleichung (26) sind Maschinenerzeugungskosten, bei denen es sich um die Kraftstoffverbrauchserhöhung ΔFCi pro elektrische Ladeleistung Pbatt_c handelt, berechenbar.
Daher sind die Maschinenerzeugungskosten auf der Grundlage des Batteriewirkungsgrads ηbatt, des Getriebewirkungsgrads ηtrm, des Klimaanlagenwirkungsgrads ηac und des DDC-Wirkungsgrads ηddc zusätzlich zu dem Maschinenwirkungsgrads ηeng und dem MG-INV-Wirkungsgrads ηele berechenbar.
Ein konkretes Beispiel für den EV-Effekt und dem MG-Unterstützungseffekt ist in 21 gezeigt.
In der EV-Fahrtbetriebsart erhöht sich, wenn die Zubehörvorrichtungsanforderungsleistung nicht null ist, die verbrauchte elektrische Leistung Pbatt_d der Hauptbatterie 31 im Vergleich zu dem Fall, in dem die Zubehörvorrichtungsanforderungsleistung null ist. Jedoch selbst wenn die Zubehörvorrichtungsanforderungsleistung sich ändert, ändert sich die MG-Leistung Pmg nicht. Daher ändert sich, wie es durch eine durchgezogene Linie E20 gezeigt ist, ungeachtet davon, ob es eine Zubehörvorrichtungsanforderungsleistung gibt oder nicht, der EV-Effekt nicht.
Demgegenüber verringert sich in der MG-Unterstützungsbetriebsart, wenn die verbrauchte elektrische Leistung Pbatt_d eine Beschränkung aufgrund des SOC-Zustands der Hauptbatterie 31 und anderen Bedingungen aufweist, die MG-Leistung Pmg entsprechend der Größe der Zubehörvorrichtungsanforderungsleistung. Daher wird, wie es durch einen Pfeil Y gezeigt ist, der MG-Unterstützungseffekt in dem Fall, das eine Zubehörvorrichtungsanforderungsleistung von nicht null vorliegt, was durch eine durchgezogenen Linie A21 wiedergegeben ist, kleiner als im Vergleich mit dem MG-Unterstützungseffekt in dem Fall, in dem eine Zubehörvorrichtungsanforderungsleistung von null vorliegt, wie es durch eine gestrichelte Linie A20 wiedergegeben ist.
Weiterhin ist in dem Fall, dass die Zubehörvorrichtungsanforderungsleistung null ist, der EV-Bereich als ein Bereich definiert, in dem die Antriebsleistung gleich oder kleiner als P0 ist, da der MG-Unterstützungseffekt den EV-Effekt übertrifft, wenn die Antriebsleistung P0 ist, und wird die Fahrtbetriebsart in dem EV-Bereich auf die EV-Fahrtbetriebsart eingestellt. Weiterhin ist ein Bereich, in dem die Antriebsleistung gleich oder größer als P0 ist, als der MG-Unterstützungsbereich definiert, und wird die Fahrtbetriebsart in dem MG-Unterstützungsbereich auf die MG-Unterstützungsbetriebsart eingestellt.
Demgegenüber ist, da der EV-Effekt den MG-Unterstützungseffekt übertrifft, wenn die Antriebsleistung P1 in dem Fall, dass die Zubehörvorrichtungsanforderungsleistung nicht Null ist, der EV-Bereich, als ein Bereich definiert, in dem die Antriebsleistung gleich oder kleiner als P ist, und wird in dem EV-Bereich die Fahrtbetriebsart auf die EV-Fahrtbetriebsart eingestellt. Weiterhin ist ein Bereich, in dem die Antriebsleistung gleich oder größer als P1 ist, als der MG-Unterstützungsbereich definiert, und wird die Fahrtbetriebsart in dem MG-Unterstützungsbereich auf die MG-Unterstützungsbetriebsart eingestellt.
Das heißt, anders ausgedrückt, in einem Bereich R, in dem die Antriebsleistung gleich oder größer als P0 ist und gleich oder kleiner als P1 ist, ändert sich die ”effiziente” Fahrtbetriebsart, was eine größere Kraftstoffverbrauchseffizienz bereitstellt. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel variiert, da der EV-Effekt und der MG-Unterstützungseffekt unter Berücksichtigung der elektrischen Lastanforderungsleistung usw. berechnet werden, ein Schwellwert der Antriebsleistung in Bezug auf das Schalten zwischen der EV-Fahrtbetriebsart und der MG-Unterstützungsbetriebsart in Abhängigkeit von der elektrischen Zubehöranforderungsleistung und dergleichen. Daher wird die Auswahl der Fahrtbetriebsarten als eine Gesamtheit des Fahrzeugssteuerungssystems 2 unter Berücksichtigung von und einschließlich der Zubehörvorrichtungsanforderungsleistung usw. bestimmt, wird erwartet, dass der Kraftstoffverbrauchsverringerungseffekt größer als bei einem Schema ist, bei dem die Zubehörvorrichtungsanfordrung nicht berücksichtigt wird.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird zusätzlich zu der Berücksichtigung des Maschinenwirkungsgrads ηeng und des MG-INV-Wirkungsgrads ηele die Kraftstoffverbrauchsverringerung oder die Kraftstoffverbrauchserhöhung für jede Fahrtbetriebsart auf der Grundlage von zumindest einem des Batteriewirkungsgrads ηbatt, der ein Wirkungsgrad der Hauptbatterie 31 ist, des Getriebewirkungsgrads ηtrm, der ein Wirkungsgrad des Getriebes 13 ist, des Klimaanlagenwirkungsgrads ηac, der ein Wirkungsgrad der entweder durch die elektrische Leistung aus der Hauptbatterie 31 oder aus der Nebenbatterie 32 betriebenen Klimaanlage, des DDC-Wirkungsgrads ηddc(s), der ein Wirkungsgrad 33 ist, der die der Zubehörlast 40 aus der Hauptbatterie 31 zugeführte elektrische Leistung umwandelt, berechnet.
Auf diese Weise kann die Kraftstoffverbrauchsverringerung oder die Kraftstoffsverbrauchserhöhung korrekter berechnet werden. Da erwartet wird, dass der Kraftstoffverbrauchswirkungsgrad weiter verbessert wird, indem eine Fahrtbetriebsart auf der Grundlage der berechneten Kraftstoffverbrauchsverringerung oder der berechneten Kraftstoffverbrauchserhöhung ausgewählt wird. Weiterhin werden dieselben Effekte wie gemäß dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel ebenfalls erwartet.
(Andere Ausführungsbeispiele)

(a) Gemäß dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel ist die erste Kupplung zwischen der Maschine und dem Motorgenerator vorgesehen. Gemäß anderen Ausführungsbeispielen kann zusätzlich zu der ersten Kupplung eine Antriebsleistungsübertragungsvorrichtung wie ein Riemen, ein Zahnrad, eine Kette oder dergleichen zwischen der Maschine und dem Motorgenerator angeordnet werden, und die Maschine und der Motorgenerator können über eine derartige Antriebsleistungsübertragungsvorrichtung verbunden sein. Weiterhin kann die Antriebsleistungsübertragungsvorrichtung eine Verlangsamungseinheit und/oder eine Beschleunigungseinheit aufweisen, solange wie die Maschinendrehzahl und die MG-Drehzahl derart konfiguriert sind, dass sie ein gewisses Verhältnis aufweisen. Weiterhin kann die erste Kupplung entfallen.
(b) Obwohl das Getriebe gemäß dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel ein kontinuierlich variables Getriebe ist, kann gemäß anderen Ausführungsbeispielen das Getriebe als ein Mehrganggetriebe bereitgestellt sein. Wenn das Getriebe ein Mehrganggetriebe ist, werden die idealen Kraftstoffsverbrauchsinformationen entsprechend der Anzahl der Gänge eingestellt.
(c) Gemäß dem vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel werden der EV-Effekt und die Maschinenleistungserzeugungskosten durch Verwendung der Gleichungen (4), (8) und (12) berechnet. Gemäß anderen Ausführungsbeispielen können die Berechungsergebnisse aus den Gleichungen (4), (8) und (12) vorab als ein Kennfeld gespeichert werden, und ein Kennfeldoperation kann zur Berechung des EV-Effekts, des MG-Unterstützungseffekts und der der Maschinenleistungserzeugungskosten verwendet werden. IN einem derartigen Fall kann das Kennfeld unter Verwendung anderer Vorrichtungen erzeugt werden. Dasselbe gilt für das zweite Ausführungsbeispiel. Weiterhin kann in dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel eine Berechnung der Maschinenerzeugungskosten entfallen, da die Maschinenerzeugungskosten nicht für die Auswahl der Fahrtbetriebsarten verwendet werden.
(d) Gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel werden der Batteriewirkungsgrad ηbatt, der Getriebewirkungsgrad ηtrm, der Klimaanlagenwirkungsgrad ηac und der DDC-Wirkungsgrad ηddc für die Berechnung der Kraftstoffverbrauchsverringerung oder der Kraftstoffverbrauchserhöhung verwendet. Gemäß anderen Ausführungsbeispielen kann einer oder mehrere des Batteriewirkungsgrads ηbatt, des Getriebewirkungsgrads ηtrm, des Klimaanlagenwirkungsgrads ηac und des DDC-Wirkungsgrads ηddc von einer derartigen Berechnung der Kraftstoffverbrauchsverringerung/-erhöhung ausgelassen werden. Für ein derartiges Auslassen von einem oder mehreren verschiedenen Wirkungsgraden wird ein Wirkungsgradwert in den Gleichungen gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel auf 1 eingestellt. Weiterhin können als der Wirkungsgrad der Zubehörlast andere Wirkungsgrade außer dem Klimaanlagenwirkungsgrad ηac ebenfalls berücksichtigt werden. Weiterhin kann ein Wirkungsgrad der Nebenbatterie ebenfalls berücksichtigt werden.
(e) Gemäß dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel ist das Fahrzeugsteuerungsgerät derart vorgesehen, dass es einen einzigen Steuerungsabschnitt aufweist. Gemäß anderen Ausführungsbeispielen kann das Fahrzeugsteuerungsgerät derart vorgesehen sein, dass es viele Steuerungsabschnitte wie einen Maschinensteuerungsabschnitt, der eine Maschine steuert, und einen MG-Steuerungsabschnitt aufweist, der beispielsweise einen Motorgenerator steuert.
(f) Gemäß dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel ist ein Elektrizitätsspeicherteil durch die Sekundärbatterie gebildet. Gemäß anderen Ausführungsbeispielen kann der Elektrizitätsspeicherteil mit einer anderen Vorrichtung ersetzt werden, solange wie diese ladbar und entladbar ist, wie ein elektrischer Doppelschichtkondensator oder dergleichen.

Obwohl die vorliegende Offenbarung vollständig in Zusammenhang mit bevorzugtem Ausführungsbeispiel davon unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben worden ist, sei bemerkt, dass verschiedene Änderungen und Modifikationen für die Fachleute erkennbar sind, und dass derartige Änderungen, Modifikationen und ein zusammengefasstes Schema als innerhalb des Umfangs der vorliegenden Offenbarung zu verstehen sind, wie er in den beigefügten Patentansprüchen definiert ist.
Ein Fahrzeugsteuerungsgerät berechnet eine Kraftstoffverbrauchsverringerung (ΔFCd) oder eine Kraftstoffverbraucherhöhung (ΔFCi) von jeder einer Vielzahl von Fahrbetriebsarten. Das Fahrzeugsteuerungsgerät weist einen Steuerungsabschnitt (20) auf, der einen Maschinenwirkungsgrad (ηeng) einer Maschine (11) und einen MG-INV-Wirkungsgrad (ηele) berechnet, der ein kombinierter Wirkungsgrad eines Motorgenerators (12) und eines Umrichters (14) ist. Der Maschinenwirkungsgrad (ηeng) wird auf der Grundlage einer Maschinenleistung (Peng) und einer idealen Kraftstoffverbrauchslinie berechnet. Der MG-INV-Wirkungsgrad (ηele) wird auf der Grundlage einer MG-Leistung (Pmg) berechnet. Als solches berechnet der Steuerungsabschnitt (20) auf der Grundlage des Maschinenwirkungsgrads (ηeng) und des MG-INV-Wirkungsgrads (ηele) die Kraftstoffverbrauchsverringerung pro elektrischer Einheitsleistung (ΔFCd) oder die Kraftstoffverbrauchserhöhung pro elektrischer Einheitsleistung (ΔFCi).
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2007-176270 A [0003]

Claims

Fahrzeugsteuerungsgerät zur Steuerung eines Hybridfahrzeugs, das eine Maschine (11), einen Motorgenerator (12), der sich mit einem vorbestimmten Drehzahlverhältnis zu einer Drehung der Maschine dreht, wenn mit der Maschine verbunden, einen Elektrizitätsspeicherteil (15, 31), der elektrische Leistung zu und von dem Motorgenerator empfängt und sendet, einen Umrichter (14), der zwischen dem Elektrizitätsspeicherteil und dem Motorgenerator positioniert ist, und ein Getriebe (13) aufweist, das eine Antriebsleistung aus der Maschine und dem Motorgenerator auf ein Antriebsrad (95), überträgt, wobei das Fahrzeugsteuerungsgerät aufweist: eine Maschinenwirkungsgradberechnungseinrichtung (23), die einen Maschinenwirkungsgrad (ηeng) auf der Grundlage von idealen Kraftstoffverbrauchsinformationen und einer Maschinenleistung (Peng) berechnet, die eine von der Maschine abgegebene Antriebsleistung ist, eine MG-INV-Wirkungsgradberechnungseinrichtung (23), der einen MG-INV-Wirkungsgrad (ηele), der ein kombinierter Wirkungsgrad des Motorgenerators und des Umrichters ist, auf der Grundlage einer MG-Leistung (Pmg) berechnet, die eine von dem Motorgenerator abgegebene Antriebsleistung ist, und eine Elektroleistungswirkungsgradberechnungseinrichtung (23), die eine Kraftstoffsverbrauchsverringerung (ΔFcd) oder eine Kraftstoffsverbrauchserhöhung (ΔFci) für Fahrtbetriebsarten auf der Grundlage des Maschinenwirkungsgrads (ηeng) und des MG-INV-Wirkungsgrads (ηele) berechnet.
Fahrzeugsteuerungsgerät nach Anspruch 1, wobei die Elektroleistungswirkungsgradberechnungseinrichtung die Kraftstoffsverbrauchsverringerung (ΔFcd) oder die Kraftstoffsverbrauchserhöhung (ΔFci) auf der Grundlage des Maschinenwirkungsgrads (ηeng) und/oder des MG-INV-Wirkungsgrads (ηele) und/oder eines Wirkungsgrads des Getriebes (ηtrm), eines Wirkungsgrads einer Last auf einer Zubehörvorrichtung (ηac), die durch den Elektrizitätsspeicherteil oder einer Zubehörvorrichtungsquelle (32) betrieben wird, und/oder eines Wirkungsgrads eines Wandlers (ηddc) berechnet, der die von dem Elektrizitätsspeicherteil zugeführte Leistung für die Last auf der Zubehörvorrichtung umwandelt.
Fahrzeugsteuerungsgerät nach Anspruch 1, wobei die Elektroleistungswirkungsgradberechnungseinrichtung (23) einen EV-Effekt, der die Kraftstoffsverbrauchsverringerung (ΔFCd) ist, wenn die Fahrtbetriebsart eine EV-Fahrtbetriebsart ist, bei der die MG-Leistung (Pmg) als eine angeforderte Antriebsleistung (Pdrv) abgegeben wird, die auf der Grundlage von Fahrerbedienungsinformationen und Fahrzeuggeschwindigkeitsinformationen berechnet wird, und/oder einen MG-Unterstützungseffekt, der die Kraftstoffverbrauchsverringerung (ΔFCd) ist, wenn die Fahrtbetriebsart eine MG-Unterstützungsbetriebsart ist, bei der die MG-Leistung (Pmg) und die Maschinenleistung (Peng) als die angeforderte Antriebsleistung abgegeben werden, und/oder Maschinenerzeugungskosten berechnet, bei denen es sich um die Kraftstoffsverbrauchserhöhung (ΔFCi) handelt, wenn die Fahrtbetriebsart eine Maschinenerzeugungsbetriebsart ist, bei der die angeforderte Antriebsleistung als die Maschinenleistung abgegeben wird und die Maschinenleistung (Peng) zum Antrieb des Motorgenerators zur Erzeugung von Elektrizität verwendet wird.
Fahrzeugsteuerungsgerät nach Anspruch 3, weiterhin mit: einer Fahrtbetriebsartauswahleinrichtung (23), die eine der Fahrtbetriebsarten als die Fahrtbetriebsart auswählt auf der Grundlage von (i) einer Berechnung des EV-Effekts und des MG-Unterstützungseffekts durch die Elektroleistungswirkungsgradberechnungseinrichtung und (ii) eines Vergleichs zwischen dem EV-Effekt und dem MG-Unterstützungseffekt.
Fahrzeugsteuerungsgerät nach Anspruch 1, wobei eine MG-Drehzahl (Nmg) eine Drehzahl des Motorgenerators ist, und die MG-INV-Wirkungsgradberechnungseinrichtung (i) die MG-Drehzahl (Nmg) auf der Grundlage der Maschinendrehzahl (Neng) berechnet, die aus der Maschinenleistung (Peng) und den idealen Kraftstoffsverbrauchsinformationen hergeleitet wird, und (ii) den MG-INV-Wirkungsgrad (ηele) auf der Grundlage der MG-Drehzahl (Nmg) und der MG-Leistung (Pmg) berechnet.
Fahrzeugsteuerungsgerät nach Anspruch 1, wobei das Getriebe ein kontinuierlich variables Getriebe ist.