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HINTERGRUND
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1. Technisches Gebiet
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Die Offenbarung bezieht sich auf ein Hybridfahrzeug.
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2. Beschreibung des Stands der Technik
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Die japanische Patentanmeldungsoffenlegungsschrift Nr.
2014-92146 (
JP 2014-92146 A ) beschreibt eine Steuerungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine, die einen variablen Ventilzeitabstimmungsmechanismus und eine Drosselklappe aufweist. Der variable Ventilzeitabstimmungsmechanismus ändert eine Ventilzeitabstimmung eines Brennkraftmaschinenventils. Die Drosselklappe stellt eine Einlassluftmenge ein. Die Steuerungsvorrichtung steuert eine Ventilzeitabstimmung des Brennkraftmaschinenventils und einen Öffnungsgrad der Drosselklappe gemäß einem Solldrehmoment, das an der Brennkraftmaschine angefordert wird. In der Steuerungsvorrichtung werden, wenn sich das Solldrehmoment ändert, der variable Ventilzeitabstimmungsmechanismus und die Drosselklappe so gesteuert, dass eine Zeitabstimmung, bei der eine Änderung eines Einlassunterdrucks durch die Änderung des Öffnungsgrads der Drosselklappe startet, mit einer Zeitabstimmung synchronisiert wird, bei der eine Änderung der Ventilzeitabstimmung des Brennkraftmaschinenventils startet. Wenn sich das Solldrehmoment erhöht, wird der Öffnungsgrad der Drosselklappe so korrigiert, dass der Öffnungsgrad der Drosselklappe größer ist als ihr stetiger Zustand relativ zu dem Solldrehmoment. Hiermit kann eine Ansprechverhaltensverzögerung des Einlassunterdrucks aufgrund eines Volumens des Einlasssystems von der Drosselklappe zu einem Zylinder korrigiert (verbessert) werden.
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ZUSAMMENFASSUNG
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In einem Hybridfahrzeug, das eine Brennkraftmaschine und einen Motor, die eine Leistung zu einer Antriebswelle, die mit einer Achse verbunden ist, ausgeben können, und eine Batterie aufweist, die einen elektrischen Strom mit dem Motor austauscht, wenn ein Beschleunigerpedal durch einen Fahrer stark niedergedrückt (betätigt) wird, wird ein Betriebsdrehmoment auf der Grundlage eines angeforderten Drehmoments gemäß einem Beschleunigeröffnungsgrad unter Berücksichtigung der Steuerbarkeit der Brennkraftmaschine und des Motors festgelegt. Die Brennkraftmaschine und der Motor werden so gesteuert, dass das Betriebsdrehmoment zu der Antriebswelle ausgegeben wird. Zu dieser Zeit kann, wenn sich eine Drehzahl der Brennkraftmaschine schnell erhöht, nachdem das Beschleunigerpedal niedergedrückt (betätigt) wird (worden ist), eine Erhöhung eines Drehmoments der Antriebswelle mit Bezug auf die Erhöhung der Drehzahl der Brennkraftmaschine verzögert (verspätet, zeitversetzt) sein, so dass der Fahrer kein gutes Beschleunigungsgefühl hat (erfährt).
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Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Hybridfahrzeug vorzusehen, das ein gutes Beschleunigungsgefühl für einen Fahrer geben (bereitstellen) kann.
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Die Aufgabe der Erfindung wird mit einem Hybridfahrzeug gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Gemäß der vorstehenden erfindungsgemäßen Gestaltung stellt das Hybridfahrzeug ein Betriebsdrehmoment auf der Grundlage eines angeforderten Drehmoments der Antriebswelle gemäß dem Beschleunigeröffnungsgrad fest und steuert die Brennkraftmaschine den Motor, so dass das Betriebsdrehmoment zu der Antriebswelle ausgegeben wird. Wenn die vorbestimmte Beschleunigungsanforderung gemacht wird, wird die Leistung der Brennkraftmaschine durch Verwendung des Betriebsdrehmoments oder des Antriebswellendrehmoments, das zu der Antriebswelle ausgegeben wird, begrenzt, bis das Betriebsdrehmoment den Drehmomentgrenzwert erreicht hat, der kleiner ist als das angeforderte Drehmoment, und die Leistung der Brennkraftmaschine wird nicht begrenzt, nachdem das Betriebsdrehmoment den Drehmomentgrenzwert erreicht hat. Demgemäß wird die Leistung der Brennkraftmaschine begrenzt, bis das Betriebsdrehmoment den Drehmomentgrenzwert erreicht, um Erhöhungen der Drehzahl der Brennkraftmaschine und des Drehmoments zu beschränken (verhindern). Nachdem das Betriebsdrehmoment den Drehmomentgrenzwert erreicht hat, wird die Begrenzung der Leistung der Brennkraftmaschine gelockert oder freigegeben, um die Drehzahl der Brennkraftmaschine und des Drehmoments zu erhöhen. Hiermit ist es möglich, eine Verzögerung (Verspätung, Zeitversetzung) der Erhöhung des Antriebswellendrehmoments mit Bezug auf die Erhöhung der Drehzahl der Brennkraftmaschine zu beschränken. Als Ergebnis ist es möglich, ein gutes Beschleunigungsgefühl an den Fahrer weiterzugeben (d. h. für den Fahrer bereitzustellen).
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In dem erfindungsgemäßen Hybridfahrzeug ist die elektronische Steuerungseinheit gestaltet, um die Leistung der Brennkraftmaschine durch eine obere Grenzleistung zu begrenzen, wenn die vorbestimmte Beschleunigungsanforderung gemacht wird. Die elektronische Steuerungseinheit ist gestaltet, um die obere Grenzleistung auf der Grundlage einer ersten Leistung festzulegen, bis das Betriebsdrehmoment den Drehmomentgrenzwert erreicht hat, wenn die vorbestimmte Beschleunigungsanforderung gemacht wird. Die elektronische Steuerungseinheit ist gestaltet, um die obere Grenzleistung auf der Grundlage einer zweiten Leistung festzulegen, nachdem das Betriebsdrehmoment den Drehmomentgrenzwert erreicht hat, wenn die vorbestimmte Beschleunigungsanforderung gemacht wird. Die erste Leistung ist entweder null oder eine Leistung, die zu einer Differenz zwischen einer Betriebsleistung der Brennkraftmaschine, die zu dem Betriebsdrehmoment korrespondiert, und einer zulässigen Ausgabeleistung der Batterie korrespondiert. Die zweite Leistung ist eine Leistung, die zu einer Differenz zwischen der Betriebsleistung der Brennkraftmaschine und einer angeforderten Lade-/Entladeleistung der Batterie korrespondiert. Gemäß der vorstehenden Gestaltung ist es, wenn die vorbestimmte Beschleunigungsanforderung gemacht wird, möglich zu verhindern, dass sich die Leistung der Brennkraftmaschine verringert, verglichen zu der Leistung, bevor die vorbestimmte Beschleunigungsanforderung gemacht wird.
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In dem Hybridfahrzeug kann die elektronische Steuerungseinheit gestaltet sein, um eine untere Grenzüberwachung für die erste Leistung oder die zweite Leistung durch die Betriebsleistung der Brennkraftmaschine auszuführen, bevor die vorbestimmte Beschleunigungsanforderung gemacht wird, um die obere Grenzleistung festzulegen, wenn die vorbestimmte Beschleunigungsanforderung gemacht wird. Gemäß der vorstehenden Gestaltung kann zu der Zeit, wenn die Leistung (das Drehmoment) der Brennkraftmaschine erhöht wird, die Leistung (das Drehmoment) geeignet durch Vorauseilen der Öffnungs-/Schließzeitabstimmung erhöht werden.
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In dem Hybridfahrzeug kann die Brennkraftmaschine einen variablen Ventilzeitabstimmungsmechanismus aufweisen. Der variable Ventilzeitabstimmungsmechanismus kann gestaltet sein, um eine Öffnungszeitabstimmung und eine Schließzeitabstimmung eines Einlassventils zu ändern. Die elektronische Steuerungseinheit kann gestaltet sein, um den variablen Ventilzeitabstimmungsmechanismus derart zu steuern, dass sich die Öffnungszeitabstimmung und die Schließzeitabstimmung an eine Vorauseilseite annähern, nachdem das Betriebsdrehmoment den Drehmomentgrenzwert erreicht hat, wenn die vorbestimmte Beschleunigungsanforderung gemacht wird.
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In dem Hybridfahrzeug kann die elektronische Steuerungseinheit gestaltet sein, um ein erstes temporäres Drehmoment der Brennkraftmaschine durch Verwendung einer Betriebslinie der Brennkraftmaschine und einer temporären angeforderten Leistung gemäß einer Betriebsleistung korrespondierend zu dem Betriebsdrehmoment und der angeforderten Lade-/Entladeleistung der Batterie festlegen, nachdem das Betriebsdrehmoment den Drehmomentgrenzwert erreicht hat, wenn die vorbestimmte Beschleunigungsanforderung gemacht wird.
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In dem Hybridfahrzeug kann, wenn die vorbestimmte Beschleunigungsanforderung gemacht wird, die elektronische Steuerungseinheit gestaltet sein, um das Betriebsdrehmoment auf den Drehmomentgrenzwert mit einer ersten Erhöhungsrate (-steigung, -geschwindigkeit) zu erhöhen und um dann das Betriebsdrehmoment auf das angeforderte Drehmoment mit einer zweiten Erhöhungsrate (-steigung, -geschwindigkeit) zu erhöhen, wobei die zweite Erhöhungsrate kleiner ist als die erste Erhöhungsrate.
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In dem Hybridfahrzeug kann die elektronische Steuerungseinheit gestaltet sein, um zu bestimmen, dass die vorbestimmte Beschleunigungsanforderung gemacht wird, wenn beliebige einer Vielzahl von Bedingungen eingerichtet ist. Die Vielzahl von Bedingungen kann folgende Bedingungen aufweisen (umfassen): eine erste Bedingung, dass das angeforderte Drehmoment größer ist als ein zweiter Drehmomentgrenzwert; eine zweite Bedingung, dass der Beschleunigeröffnungsgrad größer ist als ein Öffnungsgradgrenzwert; eine dritte Bedingung, dass eine angeforderte Beschleunigung gemäß dem Beschleunigeröffnungsgrad größer ist als ein Beschleunigungsgrenzwert; und eine vierte Bedingung, dass eine Leistung gemäß dem angeforderten Drehmoment und einer Drehzahl der Antriebswelle größer ist als ein Leistungsgrenzwert.
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Das Hybridfahrzeug weist des Weiteren einen Generator und ein Planetengetriebe auf. Der Generator ist gestaltet, um einen elektrischen Strom mit der Batterie auszutauschen. Das Planetengetriebe weist drei Drehelemente auf, die mit der Antriebswelle, einer Ausgabewelle der Brennkraftmaschine und einer Drehwelle des Generators verbunden sind.
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Figurenliste
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Merkmale, Vorteile und technische und gewerbliche Besonderheiten der beispielhaften Ausführungsbeispiele sind nachstehend mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente bezeichnen und in denen Folgendes gezeigt ist:
- 1 ist ein Gestaltungsschaubild, das einen Umriss einer Gestaltung eines Hybridfahrzeugs 20 gemäß einem Ausführungsbeispiel darstellt;
- 2 ist ein Gestaltungsschaubild, das einen Umriss einer Gestaltung einer Brennkraftmaschine 22 gemäß dem vorstehenden Ausführungsbeispiel darstellt;
- 3 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Beispiel einer Antriebssteuerungsroutine darstellt, die durch eine HVECU 70 gemäß dem vorstehenden Ausführungsbeispiel ausgeführt wird;
- 4 ist eine erläuternde Ansicht, die ein Beispiel eines kollinearen Diagramms darstellt, das ein dynamisches Verhältnis zwischen einer Drehzahl und einem Drehmoment eines Drehelements eines Planetengetriebes 30 zu der Zeit des Betriebs in einem HV-Betriebsmodus gemäß dem vorstehenden Ausführungsbeispiel darstellt;
- 5 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Beispiel einer ersten Festlegungsroutine, die durch die HVECU 70 ausgeführt wird, gemäß dem vorstehenden Ausführungsbeispiel darstellt;
- 6 ist eine erläuternde Ansicht, die ein Beispiel eines Verhältnisses aus einem Beschleunigeröffnungsgrad Acc, einer Fahrzeuggeschwindigkeit V und einem angeforderten Drehmoment Tptag und ein Verhältnis zwischen einer Fahrzeuggeschwindigkeit V und einem Fahrtbetriebsdrehmoment Tg0 gemäß dem vorstehenden Ausführungsbeispiel darstellt;
- 7 ist eine erläuternde Ansicht, die ein Beispiel eines Zustands von jeweiligen zeitlichen Änderungen eines Betriebsdrehmoments Tp* und einer Beschleunigung G eines Fahrzeugs zu der Zeit, wann das angeforderte Drehmoment Tptag größer ist als ein Drehmoment (Tg0 + Tg1), gemäß dem vorstehenden Ausführungsbeispiel darstellt;
- 8A und 8B zeigen ein Ablaufdiagramm an, das ein Beispiel einer zweiten Festlegungsroutine, das durch die HVECU 70 ausgeführt wird, gemäß dem vorstehenden Ausführungsbeispiel darstellt;
- 9 ist eine erläuternde Ansicht, die ein Beispiel einer Betriebslinie der Brennkraftmaschine 22 und einen Zustand zum Festlegen einer Kraftstoffwirtschaftlichkeitsdrehzahl Neef und eines Kraftstoffwirtschaftlichkeitsdrehmoments Teef gemäß dem vorstehenden Ausführungsbeispiel darstellt;
- 10 ist eine erläuternde Ansicht, die ein Beispiel eines Verhältnisses zwischen einem notwendigen Erhöhungsausmaß ΔTe eines Drehmoments der Brennkraftmaschine 22 und einem notwendigen Vorauseilausmaß ΔVT gemäß dem vorstehenden Ausführungsbeispiel darstellt;
- 11 ist eine erläuternde Ansicht, die ein Beispiel eines Zustands, in dem ein Fahrer eine relativ große (starke) Beschleunigung anfordert, gemäß dem vorstehenden Ausführungsbeispiel darstellt;
- 12 ist ein Gestaltungsschaubild, das einen Umriss einer Gestaltung eines Hybridfahrzeugs 120 gemäß einer Modifikation darstellt;
- 13 ist ein Gestaltungsschaubild, das einen Umriss einer Gestaltung eines Hybridfahrzeugs 220 gemäß einer weiteren Modifikation darstellt; und
- 14 ist ein Gestaltungsschaubild, das einen Umriss einer Gestaltung eines Hybridfahrzeugs 320 gemäß noch einer weiteren Modifikation darstellt.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
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Nachstehend ist ein Ausführungsbeispiel mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
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1 ist ein Gestaltungsschaubild, das einen Umriss einer Gestaltung eines Hybridfahrzeugs 20 gemäß einem Ausführungsbeispiel darstellt. Wie nachstehend dargestellt ist, weist das Hybridfahrzeug 20 des Ausführungsbeispiels eine Brennkraftmaschine 22, ein Planetengetriebe 30, Motoren MG1, MG2, Inverter 41, 42, eine Batterie 50 und eine elektronische Hybridsteuerungseinrichtung (nachstehend vereinfacht als die „HVECU“ bezeichnet) 70 auf.
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In dem Ausführungsbeispiel ist die Brennkraftmaschine 22 eine Brennkraftmaschine (ein Verbrennungsmotor), die (der) eine Leistung durch Verwendung von Benzin oder Gasöl als Kraftstoff ausgibt. 2 ist ein Gestaltungsschaubild, das einen Umriss einer Gestaltung der Brennkraftmaschine 22 darstellt. In der Brennkraftmaschine 22 wird Luft, die durch einen Luftfilter 122 gereinigt wird, über eine Drosselklappe 124 angesaugt und wird Kraftstoff von (aus) einem Kraftstoffeinspritzventil 126 eingespritzt, so dass die Luft mit dem Kraftstoff gemischt wird. Das Luft-Kraftstoff-Gemisch wird in eine Verbrennungskammer (Brennkammer) über ein Einlassventil 128 angesaugt. In der Brennkraftmaschine 22 wird das Luft-Kraftstoff-Gemisch, das in die Verbrennungskammer angesaugt wird, durch einen Funken einer Zündkerze 130 zur Explosion und Verbrennung gebracht. Ein Kolben 132 wird durch die Energie der Explosion nach unten gedrückt, so dass eine Hin- und Herbewegung des Kolbens 132 in eine Drehbewegung einer Kurbelwelle (ein Beispiel einer Ausgabewelle) 26 umgewandelt wird. Abgas von der Verbrennungskammer wird über ein Abgassteuerungsgerät 134, das einen Katalysator (einen Dreiwegekatalysator) 134a hat, der schädliche Komponenten wie zum Beispiel Kohlenstoffmonoxid (CO), Kohlenwasserstoff (HC) und Stickstoffoxid (NOx) reinigt, nach außen abgegeben. Das Abgas von der Verbrennungskammer wird nicht nur nach außen abgegeben, sondern wird auch zu einer Einlassseite über ein Abgasrückführungssystem (nachstehend vereinfacht als ein EGR-System bezeichnet) 160 zugeführt, in dem das Abgas zu der Einlassluft zurückströmt. Das EGR-System 160 weist ein EGR-Rohr 162 und ein EGR-Ventil 164 auf. Das EGR-Rohr 162 ist mit einer anschließenden Stufe des Abgassteuerungsgeräts 134 verbunden und wird verwendet, um das Abgas zu einem einlassseitigen Zwischentank (Ausgleichstank) zuzuführen. Das EGR-Ventil 164 ist in dem EGR-Rohr 162 angeordnet und wird durch einen Schrittmotor 163 angetrieben. Das EGR-System 160 stellt einen Öffnungsgrad des EGR-Ventils 164 ein, um ein Rückströmvolumen des Abgases als unverbranntes Gas einzustellen, wodurch das Abgas zu der Einlassseite zurückströmt. Die Brennkraftmaschine 22 ist gestaltet, um das Luft-Kraftstoff-Gemisch der Luft, des Abgases und des Benzins in die Verbrennungskammer anzusaugen.
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Die Brennkraftmaschine 22 weist einen variablen Ventilzeitabstimmungsmechanismus (nachstehend vereinfacht als der elektrische VVT bezeichnet) 150 auf. Der elektrische VVT 150 ist gestaltet, um eine Öffnungs-/Schließzeitabstimmung VT des Einlassventils 128 durch Verwendung von elektrischem Strom aus einer Hilfsbatterie (nicht gezeigt) kontinuierlich zu ändern.
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Ein Betrieb der Brennkraftmaschine 22 wird durch eine elektronische Brennkraftmaschinensteuerungseinheit (nachstehend vereinfacht als die Brennkraftmaschinen-ECU bezeichnet) 24 gesteuert. Obwohl es nicht dargestellt ist, ist die Brennkraftmaschinen-ECU 24 als ein Mikroprozessor gestaltet, der vor allem durch eine CPU gebildet ist. Die Brennkraftmaschinen-ECU 24 weist ein ROM zum Speichern eines Prozessprogramms (Verarbeitungsprogramms), ein RAM zum temporären Speichern von Daten, Eingangs-/Ausgangsanschlüsse (Schnittstellen), einen Verbindungsanschluss (Verbindungsschnittstelle) zusätzlich zu der CPU auf. Signale von verschiedenen Sensoren, die zum Steuern des Betriebs der Brennkraftmaschine 22 notwendig sind, werden in die Brennkraftmaschinen-ECU 24 über die Eingabeschnittstelle eingegeben. Die Signale von verschiedenen Sensoren umfassen die nachstehenden Signale: einen Kurbelwinkel θcr von einem Kurbelpositionssensor 140 zum Erfassen einer Drehposition der Kurbelwelle 26; eine Kühlwassertemperatur Tw von einem Wassertemperatursensor 142 zum Erfassen einer Temperatur des Kühlwassers der Brennkraftmaschine 22; Nockenwinkel θci, θco von einem Nockenpositionssensor 144, der eine Drehposition einer Einlassnockenwelle, die das Einlassventil 128 öffnet/schließt, und eine Drehposition einer Auslassnockenwelle erfasst, die ein Auslassventil (Abgasventil) öffnet/schließt; einen Drosselöffnungsgrad TH von einem Drosselklappenpositionssensor 146, der eine Position der Drosselklappe 124 erfasst; eine Einlassluftmenge Qa von einem Luftströmungsmesser 148, der an einem Einlassrohr angebracht ist; eine Einlasstemperatur Ta von einem Temperatursensor 149, der an dem Einlassrohr angebracht ist; einen Einlassdruck Pin von einem Einlassdrucksensor 148, der einen Druck innerhalb des Einlassrohrs erfasst; eine Katalysatortemperatur Tc von einem Temperatursensor 134b, der eine Temperatur des Katalysators 134a des Abgassteuerungsgeräts 134 erfasst; ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis AF von einem Luft-Kraftstoff-Verhältnissensor 135a; ein Sauerstoffsignal O2 von einem Sauerstoffsensor 135b; ein Klopfsignal Ks von einem Klopfsensor 159, der an dem Zylinderblock angebracht ist, um eine Schwingung zu erfassen, die bei einem Auftreten eines Klopfens verursacht wird; und einen EGR-Ventilöffnungsgrad EV von einem EGR-Ventilöffnungsgradsensor 165, der einen Öffnungsgrad des EGR-Ventils 164 erfasst. Verschiedene Steuerungssignale zum Steuern des Betriebs der Brennkraftmaschine 22 werden von der Brennkraftmaschinen-ECU 24 über die Ausgabeschnittstelle ausgegeben. Die verschiedenen Steuerungssignale umfassen die nachstehenden Signale: ein Antriebssignal zu einem Drosselmotor 136 zum Einstellen einer Position der Drosselklappe 124; ein Antriebssignal zu dem Kraftstoffeinspritzventil 126; ein Steuerungssignal zu einer Zündspule 138, die mit einer Zündeinrichtung integriert ist; ein Steuerungssignal zu dem elektrischen VVT 150; und ein Antriebssignal zu dem Schrittmotor 163, der einen Öffnungsgrad des EGR-Ventils 164 einstellt. Die Brennkraftmaschinen-ECU 24 ist mit der HV-ECU 70 über die Verbindungsschnittstelle verbunden. Die Brennkraftmaschinen-ECU 24 steuert den Betrieb der Brennkraftmaschine 22 durch ein Steuerungssignal von der HVECU 70. Des Weiteren gibt die Brennkraftmaschinen-ECU 24 Daten über einen Betriebszustand der Brennkraftmaschine 22 zu der HVECU 70 bei Bedarf aus. Die Brennkraftmaschinen-ECU 24 berechnet eine Drehzahl der Kurbelwelle 26, das heißt, eine Drehzahl Ne der Brennkraftmaschine 22 auf der Grundlage eines Kurbelwinkels θcr von dem Kurbelpositionssensor 140. Des Weiteren berechnet die Brennkraftmaschinen-ECU 24 eine Öffnungs-/Schließzeitabstimmung VT des Einlassventils 128 auf der Grundlage eines Winkels (θci - θcr) eines Nockenwinkels θci der Einlassnockenwelle von dem Nockenpositionssensor 144 mit Bezug auf den Kurbelwinkel θcr von dem Kurbelpositionssensor 140.
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Das Planetengetriebe 30 ist als ein Planetengetriebemechanismus der Einzelritzelbauart gestaltet. Eine Welle des Motors MG1 ist mit einem Sonnenzahnrad des Planetengetriebes 30 verbunden. Eine Antriebswelle 36, die mit Antriebsrädern 38a, 38b über ein Differentialgetriebe 37 verbunden ist, und eine Welle des Motors MG2 sind mit einem Hohlzahnrad des Planetengetriebes 30 verbunden. Die Kurbelwelle 26 der Brennkraftmaschine 22 ist mit einem Träger des Planetengetriebes 30 verbunden.
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Der Motor MG1 ist zum Beispiel als ein Synchrongenerator-Motor (ein Beispiel eines Generators) gestaltet. Die Welle des Motors MG1 ist mit dem Sonnenzahnrad des Planetengetriebes 30 verbunden, wie vorstehend beschrieben ist. Der Motor MG2 ist zum Beispiel als ein Synchrongenerator-Motor (ein Beispiel eines Motors) gestaltet. Die Welle des Motors MG2 ist mit der Antriebswelle 36 verbunden, wie vorstehend beschrieben ist. Die Inverter 41, 42 sind mit einer Stromleitung 54 gemeinsam mit der Batterie 50 verbunden. Die Motoren MG1, MG2 werden derart drehend angetrieben, dass ein Umschalten von Umschaltelementen (nicht gezeigt) der Inverter 41, 42 durch eine elektronische Motorsteuerungseinheit (nachstehend vereinfacht als die Motor-ECU bezeichnet) 40 gesteuert wird.
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Obwohl es nicht dargestellt ist, ist die Motor-ECU 40 als ein Mikrorechner (Mikroprozessor) gestaltet, der vor allem durch eine CPU gebildet ist, und weist ein ROM zum Speichern eines Prozessprogramms (Verarbeitungsprogramms), ein RAM zum temporären Speichern von Daten, Eingabe-/Ausgabeschnittstellen und eine Verbindungsschnittstelle zusätzlich zu der CPU auf. Signale von verschiedenen Sensoren, die zum Steuern des Antriebs der Motoren MG1, MG2 notwendig sind, werden in die Motor-ECU 40 über die Eingabeschnittstelle eingegeben. Die Signale von verschiedenen Sensoren umfassen die nachstehenden Signale: Drehpositionen θm1, θm2 von Drehpositionserfassungssensoren 43, 44, die Drehpositionen der Wellen der Motoren MG1, MG2 erfassen; und Phasenströme von einem Stromsensor, der Ströme erfasst, die durch jeweilige Phasen der Motoren MG1, MG2 fließen. Von der Motor-ECU 40 werden Umschaltsteuerungssignale zu Umschaltelementen (nicht gezeigt) der Inverter 41, 42 über die Ausgabeschnittstelle ausgegeben. Die Motor-ECU 40 ist mit der HVECU 70 über die Verbindungsschnittstelle verbunden. Die Motor-ECU 40 steuert den Antrieb der Motoren MG1, MG2 durch ein Steuerungssignal von der HVECU 70. Des Weiteren gibt die Motor-ECU 40 Daten über den Antriebszustand der Motoren MG1, MG2 zu der HV-ECU 70 bei Bedarf aus. Die Motor-ECU 40 berechnet Drehzahlen Nm1, Nm2 der Motoren MG1, MG2 auf der Grundlage der Drehpositionen θm1, θm2 der Wellen der Motoren MG1, MG2 von den Drehpositionserfassungssensoren 43, 44.
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Die Batterie 50 ist als ein Lithiumionenakkumulator oder als ein Nickelmetallhydridakkumulator zum Beispiel gestaltet und ist mit den Invertern 41, 42 über eine Stromleitung 54 verbunden. Die Batterie 50 wird durch eine elektronische Batteriesteuerungseinheit (nachstehend vereinfacht als eine Batterie-ECU bezeichnet) 52 gesteuert.
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Obwohl es nicht dargestellt ist, ist die Batterie-ECU 52 als ein Mikroprozessor gestaltet, der vor allem durch eine CPU gebildet ist, und weist ein ROM zum Steuern eines Prozessprogramms, ein RAM zum temporären Speichern von Daten, Eingabe-/Ausgabeschnittstellen und eine Verbindungsschnittstelle zusätzlich zu der CPU auf. Signale von verschiedenen Sensoren, die zum Steuern der Batterie 50 notwendig sind, werden in die Batterie-ECU 52 über die Eingabeschnittstelle eingegeben. Die Signale von verschiedenen Sensoren umfassen die nachstehenden Signale: eine Batteriespannung Vb von einem Spannungssensor 51a, der zwischen Anschlüssen der Batterie 50 festgelegt ist; einen Batteriestrom Ib von einem Stromsensor 51b, der an einem Ausgabeanschluss der Batterie 50 angebracht ist; und eine Batterietemperatur Tb von einem Temperatursensor 51c, der an der Batterie 50 angebracht ist. Die Batterie-ECU 52 ist mit der HVECU 70 über die Verbindungsschnittstelle verbunden. Die Batterie-ECU 52 gibt Daten über einen Zustand der Batterie 50 zu der HVECU 70 bei Bedarf aus. Die Batterie-ECU 52 berechnet einen Ladezustand SOC auf der Grundlage eines integrierten Werts des Batteriestroms Ib von dem Stromsensor 51b. Der Ladezustand SOC zeigt ein Verhältnis einer Kapazität eines elektrischen Stroms, der von der Batterie 50 abgegeben werden kann, relativ zu der vollen Kapazität der Batterie 50 an. Des Weiteren berechnet die Batterie-ECU 50 Eingabe- und Ausgabegrenzen Win, Wout auf der Grundlage des Ladezustands SOC, der derart berechnet wird, und der Batterietemperatur Tb von dem Temperatursensor 51c. Die Eingabe- und Ausgabegrenzen Win, Wout sind maximal zulässige Ströme, mit denen die Batterie 50 geladen und entladen werden kann.
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Obwohl es nicht dargestellt ist, ist die HVECU 70 als ein Mikroprozessor gestaltet, der vor allem durch eine CPU gebildet ist, und weist ein ROM zum Speichern eines Prozessprogramms, ein RAM zum temporären Speichern von Daten, Eingabe-/Ausgabeschnittstellen, und eine Verbindungsschnittstelle zusätzlich zu der CPU auf. Signale von verschiedenen Sensoren werden in die HVECU 70 über die Eingabeschnittstelle eingegeben. Die Signale von verschiedenen Sensoren umfassen die nachstehenden Signale: ein Zündsignal von einem Zündschalter 80; eine Schaltposition SP von einem Schaltpositionssensor 82, der eine Betriebsposition eines Schalthebels 81 erfasst; einen Beschleunigeröffnungsgrad Acc von einem Beschleunigerpedalpositionssensor 84, der ein Niederdrückausmaß (Betätigungsausmaß) eines Beschleunigerpedals 83 erfasst; eine Bremspedalposition BP von einem Bremspedalpositionssensor 86, der ein Niederdrückausmaß (Betätigungsausmaß) eines Bremspedals 85 erfasst; eine Fahrzeuggeschwindigkeit V von einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 88; und eine Beschleunigung G des Fahrzeugs von einem Beschleunigungssensor 89. Wie vorstehend beschrieben ist, ist die HVECU 70 mit der Brennkraftmaschinen-ECU 24, der Motor-ECU 40 und der Batterie-ECU 52 über die Verbindungsschnittstelle verbunden. Die HVECU 70 tauscht verschiedene Steuerungssignale und Daten mit der Brennkraftmaschinen-ECU 24, der Motor-ECU 40 und der Batterie-ECU 52 aus.
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Das Hybridfahrzeug 20, das wie in dem Ausführungsbeispiel gestaltet ist, läuft (wird) in Betriebsmodi wie zum Beispiel einem Hybridbetriebsmodus (HV-Betriebsmodus) und einem Elektrobetriebsmodus (EV-Betriebsmodus) (betrieben). Der HV-Betriebsmodus ist ein Betriebsmodus, in dem das Hybridfahrzeug 20 zusammen mit dem Betrieb der Brennkraftmaschine 22 betrieben wird (fährt). Der EV-Betriebsmodus ist ein Betriebsmodus, in dem das Hybridfahrzeug 20 betrieben wird (fährt) und der Betrieb der Brennkraftmaschine 22 gestoppt ist.
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Nachstehend ist ein Betrieb des Hybridfahrzeugs 20, das wie in dem Ausführungsbeispiel gestaltet ist, insbesondere ein Betrieb zu der Zeit beschrieben, wenn das Hybridfahrzeug 20 in dem HV-Betriebsmodus betrieben wird. 3 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Beispiel einer Antriebssteuerungsroutine darstellt, die durch die HVECU 70 gemäß dem Ausführungsbeispiel ausgeführt wird. Diese Routine wird wiederholt in einer vorbestimmten Zeit (zum Beispiel alle paar Millisekunden) zu der Zeit ausgeführt, wenn das Hybridfahrzeug 20 in dem HV-Betriebsmodus betrieben wird.
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Wenn die Antriebssteuerungsroutine ausgeführt wird, gibt die HVECU 70 anfänglich Daten wie zum Beispiel einen Beschleunigeröffnungsgrad Acc, eine Fahrzeuggeschwindigkeit V, eine Drehzahl Ne der Brennkraftmaschine 22, Drehzahlen Nm1, Nm2 der Motoren MG1, MG2, eine Drehzahl Np der Antriebswelle 36, einen Ladezustand SOC der Batterie 50, und Eingabe-/Ausgabegrenzen Win, Wout ein (Schritt S100). Als der Beschleunigeröffnungsgrad Acc wird ein Wert eingegeben, der durch den Beschleunigerpedalpositionssensor 84 erfasst wird. Als die Fahrzeuggeschwindigkeit V wird ein Wert eingegeben, der durch den Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 88 erfasst wird. Als die Drehzahl Ne der Brennkraftmaschine 22 wird ein Wert eingegeben, der durch die Brennkraftmaschinen-ECU 24 berechnet wird. Als die Drehzahlen Nm1, Nm2 der Motoren MG1, MG2 werden Werte eingegeben, die durch die Motor-ECU 40 berechnet werden. Als die Drehzahl Np der Antriebswelle 36 wird die Drehzahl Nm2 des Motors MG2 oder eine Drehzahl, die durch Multiplizieren der Fahrzeuggeschwindigkeit V mit einem Umwandlungsfaktor erhalten wird, eingegeben. Als der Ladezustand SOC der Batterie 50 und die Eingabe-/Ausgabegrenzen Win, Wout werden Werte eingegeben, die durch die Batterie-ECU 52 berechnet werden.
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Anschließend wird durch die nachstehend erwähnte erste Festlegungsroutine ein Betriebsdrehmoment Tp* der Antriebswelle 36 festgelegt (Schritt S110). Dann wird eine Betriebsleistung Pdrv*, die an der Antriebswelle 36 angefordert wird, durch Multiplizieren des Betriebsdrehmoments Tp* mit der Drehzahl Np der Antriebswelle 36 berechnet (Schritt S120). Anschließend werden durch die nachstehend erwähnte zweite Festlegungsroutine eine Solldrehzahl Ne* und ein Solldrehmoment Te* der Brennkraftmaschine 22 festgelegt und werden dann zu der Brennkraftmaschinen-ECU 24 übertragen (Schritt S130). Obwohl die Details nachstehend beschrieben sind, legt die HVECU 70 ferner ein notwendiges Vorauseilausmaß ΔVT der Öffnungs-/Schließzeitabstimmung des Einlassventils 128 bei Bedarf fest und überträgt dieses zu der Brennkraftmaschinen-ECU 24. Eine Steuerung der Brennkraftmaschine 22 durch die Brennkraftmaschinen-ECU 24 ist nachstehend beschrieben.
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Dann wird durch Verwendung eines Drehmomentbefehls (vorheriges Tm1*) des Motors MG1, der zu der Zeit festgelegt ist, wenn diese Routine vorher ausgeführt wird, und eines Übersetzungsverhältnisses (die Zähnezahl des Sonnenzahnrads/die Zähnezahl des Hohlzahnrads) p des Planetengetriebes 30 ein Ausgabedrehmoment Teest, das abgeschätzt wird, um von der Brennkraftmaschine 22 ausgegeben zu werden, gemäß Formel (1) berechnet (Schritt S140).
4 ist eine erläuternde Ansicht, die ein Beispiel eines kollinearen Diagramms darstellt, das ein dynamisches Verhältnis zwischen einer Drehzahl und einem Drehmoment eines Drehelements des Planetengetriebes 30 zu der Zeit des Betriebs in dem HV-Betriebsmodus darstellt. In der Figur zeigt eine S-Achse auf der linken Seite eine Drehzahl des Sonnenzahnrads an, die die Drehzahl Nm1 des Motors MG1 ist, zeigt eine C-Achse eine Drehzahl des Trägers an, die die Drehzahl Ne der Brennkraftmaschine 22 ist, und zeigt eine R-Achse die Drehzahl Np des Hohlzahnrads (der Antriebswelle 36) an, die die Drehzahl Nm2 des Motors MG2 ist. Des Weiteren zeigen in der Figur zwei fette Pfeile auf der R-Achse ein Drehmoment, das von dem Motor MG1 ausgegeben wird, um auf die Antriebswelle 36 über das Planetengetriebe 30 zu wirken, und ein Drehmoment an, das von dem Motor MG2 ausgegeben wird, um auf die Antriebswelle 36 zu wirken. Durch die Verwendung des kollinearen Diagramms kann die Formel (1) einfach erhalten werden.
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Anschließend wird durch Verwendung der Solldrehzahl Ne* der Brennkraftmaschine 22, der Drehzahl Np der Antriebswelle 36 und des Übersetzungsverhältnisses p des Planetengetriebes 30 eine Solldrehzahl Nm1* des Motors MG1 gemäß Formel (2) berechnet (Schritt S150). Dann wird durch Verwendung der Solldrehzahl Nm1* des Motors MG1, einer derzeitigen Drehzahl Nm1 des Motors MG1, des Ausgabedrehmoments Teest der Brennkraftmaschine 22 und des Übersetzungsverhältnisses p des Planetengetriebes 30 ein Drehmomentbefehl Tm1* des Motors MG1 gemäß Formel (3) berechnet (Schritt S160). Durch die Verwendung des kollinearen Diagramms von
4 kann die Formel (2) einfach erhalten werden. Die Formel (3) ist ein Verhältnisausdruck in einer Regelung zum Drehen des Motors MG1 mit der Solldrehzahl Nm1* (um die Brennkraftmaschine 22 mit der Solldrehzahl Ne* zu drehen). In der Formel (3) ist der erste Ausdruck auf der rechten Seite ein Feedforward-Ausdruck und sind der zweite Ausdruck und der dritte Ausdruck auf der rechten Seite ein Proportionalausdruck und ein Integrationsausdruck der Regelung. Der erste Ausdruck auf der rechten Seite ist ein Drehmoment, um zu bewirken, dass der Motor MG1 ein Drehmoment erhält, das von der Brennkraftmaschine 22 ausgegeben wird, um auf eine Drehwelle des Motors MG1 über das Planetengetriebe 30 zu wirken. „k1“ des zweiten Ausdrucks auf der rechten Seite ist eine Verstärkung des Proportionalausdrucks und „k2“ des dritten Ausdrucks auf der rechten Seite ist eine Verstärkung des Integrationsausdrucks.
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Wie in Formel (4) dargestellt ist, wird ein Drehmoment (-Tm1*/ρ) von einem angeforderten Drehmoment Tr* subtrahiert, um ein temporäres Drehmoment Tm2tmp als einen Basiswert eines Drehmomentbefehls Tm2* des Motors MG2 zu berechnen (Schritt S170). Das Drehmoment (-Tm1*/ρ) ist ein Drehmoment, das von dem Motor MG1 ausgegeben wird, um auf die Antriebswelle 36 über das Planetengetriebe 30 zu der Zeit zu wirken, wann der Motor MG1 durch den Drehmomentbefehl Tm1* angetrieben wird. Anschließend wird, wie in Formel (5) und Formel (6) gezeigt ist, ein Leistungsverbrauch (ein erzeugter elektrischer Strom) des Motors MG1, der als ein Produkt des Drehmomentbefehls Tm1* und der Drehzahl Nm1 des Motors MG1 vorgesehen ist, jeweils von der Eingabe-und Ausgabegrenze Win, Wout der Batterie 50 subtrahiert und wird dann des Weiteren durch die Drehzahl Nm2 des Motors MG2 dividiert, um Begrenzungsdrehmomente Tm2min, Tm2max des Motors MG2 zu berechnen (Schritt S180). Dann wird, wie in Formel (7) gezeigt ist, das temporäre Drehmoment Tm2tmp des Motors MG2 durch die Begrenzungsdrehmomente Tm2min, Tm2max begrenzt, um einen Drehmomentbefehl Tm2* des Motors MG2 festzulegen (Schritt S190).
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Dann werden die Drehmomentbefehle Tm1*, Tm2* der Motoren MG1, MG2 zu der Motor-ECU 40 übertragen (Schritt S200) und wird die Routine beendet. Wenn die Motor-ECU 40 die Drehmomentbefehle Tm1*, Tm2* der Motoren MG1, MG2 erhält, führt die Motor-ECU 40 eine Umschaltsteuerung an den Umschaltelementen der Inverter 41, 42 aus, so dass die Motoren MG1, MG2 durch die Drehmomentbefehle Tm1*, Tm2* angetrieben werden. Durch Ausführen einer derartigen Steuerung ist es möglich, einen Betrieb durch Ausgeben des Betriebsdrehmoments Tp* (einer Betriebsleistung Pdrv*) an die Antriebswelle 36 innerhalb eines Bereichs der Eingabe- und Ausgabegrenzen Win, Wout der Batterie 50 auszuführen, während die Brennkraftmaschine 22 betrieben wird.
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Nachstehend ist ein Prozess des Schritts S110 der Antriebssteuerungsroutine in 3 beschrieben, das heißt, ein Prozess zum Festlegen des Betriebsdrehmoments Tp* der Antriebswelle 36 gemäß der ersten Festlegungsroutine in 5.
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In der ersten Festlegungsroutine in 5 legt die HVECU 70 anfänglich ein angefordertes Drehmoment Tptag, das an der Antriebswelle 36 angefordert wird, auf der Grundlage eines Beschleunigeröffnungsgrads Acc und einer Fahrzeuggeschwindigkeit V fest (Schritt S300). Des Weiteren wird auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit V ein Fahrtbetriebsdrehmoment Tg0 als ein Drehmoment zum Fahrtbetrieb (ein Drehmoment korrespondierend zu einer Straßenlast) festgelegt (Schritt S310).
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In dem Ausführungsbeispiel ist das angeforderte Drehmoment Tptag derart festgelegt, dass ein Verhältnis zwischen dem Beschleunigeröffnungsgrad Acc, der Fahrzeuggeschwindigkeit V und dem angeforderten Drehmoment Tptag im Voraus bestimmt ist und in einem ROM (nicht gezeigt) gespeichert ist, und wird, wenn ein Beschleunigeröffnungsgrad Acc und eine Fahrzeuggeschwindigkeit V gegeben (vorgegeben) sind, ein korrespondierendes angefordertes Drehmoment Tptag aus diesem Verhältnis abgeleitet (hergeleitet). Des Weiteren ist in dem Ausführungsbeispiel das Fahrtbetriebsdrehmoment Tg0 derart festgelegt, dass das Verhältnis zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit V und dem Fahrtbetriebsdrehmoment Tg0 im Voraus bestimmt ist und in einem ROM (nicht gezeigt) gespeichert ist, und wird, wenn eine Fahrzeuggeschwindigkeit V gegeben (vorgegeben) ist, ein korrespondierendes Fahrtbetriebsdrehmoment Tg0 aus diesem Verhältnis hergeleitet. Beispiele des Verhältnisses zwischen dem Beschleunigeröffnungsgrad Acc, der Fahrzeuggeschwindigkeit V und dem angeforderten Drehmoment Tptag und dem Verhältnis zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit V und dem Fahrtbetriebsdrehmoment Tg0 sind in 6 dargestellt. Wie dargestellt ist, ist das angeforderte Drehmoment Tptag derart festgelegt, um eine Tendenz aufzuweisen, dass sich das angeforderte Drehmoment Tptag erhöht, wenn sich der Beschleunigeröffnungsgrad Acc erhöht, und dass sich das angeforderte Drehmoment Tptag verringert, wenn sich die Fahrzeuggeschwindigkeit V erhöht. Des Weiteren ist, wie dargestellt ist, das Fahrtbetriebsdrehmoment Tg0 derart festgelegt, um eine Tendenz aufzuweisen, dass sich das Fahrtbetriebsdrehmoment Tg0 erhöht, wenn sich die Fahrzeuggeschwindigkeit V erhöht.
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Dann wird das angeforderte Drehmoment Tptag mit dem Fahrtbetriebsdrehmoment Tg0 verglichen (Schritt S320). Dieser Prozess ist ein Prozess zum Bestimmen, ob die Beschleunigung des Fahrzeugs angefordert (d. h. erforderlich) ist oder nicht. Wenn das angeforderte Drehmoment Tptag das Fahrtbetriebsdrehmoment Tg0 ist oder kleiner, wird es bestimmt, dass die Beschleunigung des Fahrzeugs nicht erforderlich ist. Dann wird das angeforderte Drehmoment Tptag mit dem Betriebsdrehmoment Tp* festgelegt (Schritt S330) und wird die Routine beendet.
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Wenn das angeforderte Drehmoment Tptag größer ist als das Fahrtbetriebsdrehmoment Tg0 in dem Schritt S320, wird es bestimmt, dass die Beschleunigung des Fahrzeugs erforderlich (angefordert) ist. Das Fahrtbetriebsdrehmoment Tg0 wird von dem angeforderten Drehmoment Tptag subtrahiert, um ein endgültiges Beschleunigungsdrehmoment Tg2 zu berechnen (Schritt S340).
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Anschließend wird ein vorheriges Sollbeschleunigungsdrehmoment (vorheriges Tg*) mit einem positiven Grenzwert Tg1 verglichen (Schritt S350). Ein Detail des Grenzwerts Tg1 ist nachstehend beschrieben. Wenn das vorherige Sollbeschleunigungsdrehmoment (vorheriges Tg*) der Grenzwert Tg1 ist oder kleiner, wird eine obere Grenzüberwachung durch das endgültige Beschleunigungsdrehmoment Tg2 bei einem Wert ausgeführt, der durch Addieren eines ersten Ratenwerts (Steigungswert) J1 zu dem vorherigen Sollbeschleunigungsdrehmoment (vorheriges Tg*) erhalten wird, wie in Formel (8) gezeigt ist, um ein Sollbeschleunigungsdrehmoment Tg* festzulegen (Schritt S360). Dann wird ein Betriebsdrehmoment Tp* durch Addieren des Sollbeschleunigungsdrehmoments Tg* zu dem Fahrtbetriebsdrehmoment Tg0 festgelegt (Schritt S380) und wird die Routine beendet.
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Demgemäß wird, wenn das angeforderte Drehmoment Tptag größer ist als das Fahrtbetriebsdrehmoment Tg0 und das vorherige Sollbeschleunigungsdrehmoment (vorheriges Tg*) der Grenzwert Tg1 ist oder kleiner, das Sollbeschleunigungsdrehmoment Tg* auf das endgültige Beschleunigungsdrehmoment Tg2 mit dem ersten Ratenwert J1 bei jeder Ausführung der Routine erhöht (es an das endgültige Beschleunigungsdrehmoment angenähert); das heißt das Betriebsdrehmoment Tp* wird auf das angeforderte Drehmoment Tptag mit dem ersten Ratenwert J1 bei jeder Ausführung der Routine erhöht (an dieses angenähert). Als der erste Ratenwert J1 kann ein fixer Wert (ein gleichbleibender Wert) verwendet werden oder kann ein Wert korrespondierend zu der Fahrzeuggeschwindigkeit V, dem endgültigen Beschleunigungsdrehmoment Tg2 oder dergleichen verwendet werden.
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In dem Schritt S350 wird, wenn das vorherige Sollbeschleunigungsdrehmoment (vorheriges Tg*) größer ist als der Grenzwert Tg1, eine obere Grenzüberwachung durch das endgültige Beschleunigungsdrehmoment Tg2 bei einem Wert ausgeführt, der durch Addieren eines zweiten Ratenwerts (Steigungswert) J2 zu dem vorherigen Sollbeschleunigungsdrehmoment (vorheriges Tg*) erhalten wird, wie in Formel (9) gezeigt ist, um ein Sollbeschleunigungsdrehmoment Tg* festzulegen (Schritt S370). Der zweite Ratenwert J2 ist kleiner als der erste Ratenwert J1. Dann wird ein Betriebsdrehmoment Tp* durch Addieren des Sollbeschleunigungsdrehmoments Tg* zu dem Fahrtbetriebsdrehmoment Tg0 festgelegt (Schritt S380) und wird die Routine beendet.
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Demgemäß wird, wenn das angeforderte Drehmoment Tptag größer ist als das Fahrtbetriebsdrehmoment Tg0 und das vorherige Sollbeschleunigungsdrehmoment (vorheriges Tg*) größer ist als der Grenzwert Tg1, das Sollbeschleunigungsdrehmoment Tg* auf das endgültige Beschleunigungsdrehmoment Tg2 mit dem zweiten Ratenwert J2 bei jeder Ausführung der Routine erhöht (es wird an das endgültige Beschleunigungsdrehmoment angenähert); das heißt, das Betriebsdrehmoment Tg* wird auf das angeforderte Drehmoment Tptag mit dem zweiten Ratenwert J2 bei jeder Ausführung der Routine erhöht (an diesen angenähert). Als der zweite Ratenwert J2 kann ein fixer Wert (ein gleichbleibender Wert) verwendet werden oder kann ein Wert korrespondierend zu der Fahrzeuggeschwindigkeit V, dem endgültigen Beschleunigungsdrehmoment Tg2 oder dergleichen verwendet werden.
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Der Grenzwert Tg1 (Drehmoment (Tg0 + Tg1)) ist ein Grenzwert, der verwendet wird, um eine Erhöhungsrate des Sollbeschleunigungsdrehmoments Tg* (des Betriebsdrehmoments Tp*) von dem ersten Ratenwert J1 zu dem zweiten Ratenwert J2 zu ändern. Als der Grenzwert Tg1 kann ein fixer Wert (ein gleichbleibender Wert) verwendet werden oder kann ein Wert korrespondierend zu der Fahrzeuggeschwindigkeit V, dem endgültigen Beschleunigungsdrehmoment Tg2 oder dergleichen verwendet werden.
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7 ist eine erläuternde Ansicht, die ein Beispiel eines Zustands von jeweiligen zeitlichen Änderungen des Betriebsdrehmoments Tp* und einer Beschleunigung G des Fahrzeugs zu der Zeit darstellen, wenn das angeforderte Drehmoment Tptag größer ist als ein Drehmoment (Tg0 + Tg1) d. h. als eine Summe des Fahrtbetriebsdrehmoments Tg0 und des Grenzwerts Tg1. Wie in der Figur dargestellt ist, wird, wenn das angeforderte Drehmoment Tptag größer ist als das Drehmoment (Tg0 + Tg1) zu einer Zeit t11, das Betriebsdrehmoment Tp* auf das Drehmoment (Tg0 + Tg1) durch Verwendung des relativ großen ersten Ratenwerts J1 (von der Zeit t11 zu einer Zeit t12) erhöht und wird dann das Betriebsdrehmoment Tp* auf das angeforderte Drehmoment Tptag (=Tg0 + Tg2) durch Verwendung des zweiten Ratenwerts J2 erhöht, der kleiner ist als der erste Ratenwert J1 (von der Zeit t12 zu einer Zeit t13). Dadurch kann ein ausreichendes Beschleunigungsgefühl erreicht werden, bis das Betriebsdrehmoment Tp* das Drehmoment (Tg0 + Tg1) erreicht, und kann ein ausreichendes Aufschubgefühl erreicht werden, bis das Betriebsdrehmoment Tp* das angeforderte Drehmoment Tptag erreicht, nachdem das Betriebsdrehmoment Tp* das Drehmoment (Tg0 + Tg1) erreicht hat. Als Ergebnis kann ein gut gesteuertes Beschleunigungsgefühl (ein ausreichendes Beschleunigungsgefühl in der ersten Hälfte und ein Aufschubgefühl in der zweiten Hälfte) als ein gesamtes Beschleunigungsgefühl erhalten werden, bis das Betriebsdrehmoment Tp* das angeforderte Drehmoment Tptag erreicht (bis das Sollbeschleunigungsdrehmoment Tg* das endgültige Beschleunigungsdrehmoment Tg2 erreicht). Das heißt, ein gutes Beschleunigungsgefühl kann an den Fahrer weitergegeben werden.
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Nachstehend ist ein Prozess von Schritt S130 der Antriebssteuerungsroutine in 3 beschrieben, das heißt, ein Prozess zum Festlegen der Solldrehzahl Ne*, des Solldrehmoments Te* und dergleichen der Brennkraftmaschine 22 durch die zweite Festlegungsroutine in 8A und 8B.
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Wenn die zweite Festlegungsroutine in 8A und 8B ausgeführt wird, legt die HVECU 70 anfänglich eine angeforderte Lade-/Entladeleistung Pb* (einen positiven Wert zu der Zeit, wenn sich die Batterie 50 entlädt) der Batterie 50 auf der Grundlage des Ladezustands SOC der Batterie 50 fest (Schritt S400). Die angeforderte Lade-/Entladeleistung Pb* der Batterie 50 ist wie folgt festgelegt. Wenn der Ladezustand SOC der Batterie 50 ein Sollverhältnis SOC* (zum Beispiel 55%, 60%, 65%) ist, wird ein Wert mit 0 für die angeforderte Lade-/Entladeleistung Pb* festgelegt. Wenn der Ladezustand SOC größer ist als das Sollverhältnis SOC*, wird ein positiver Wert (ein Wert auf einer Entladeseite) innerhalb eines Bereichs der Ausgabegrenze Wout der Batterie 50 mit der angeforderten Lade-/Entladeleistung Pb* festgelegt. Wenn der Ladezustand SOC kleiner ist als das Sollverhältnis SOC*, wird ein negativer Wert (ein Wert auf einer Ladeseite) innerhalb eines Bereichs der Eingabegrenze Win der Batterie 50 mit der angeforderten Lade-/Entladeleistung Pb* festgelegt.
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Wenn die angeforderte Lade-/Entladeleistung Pb* der Batterie 50 derart festgelegt wird, wird eine angeforderte Leistung Pe*, die an der Brennkraftmaschine 22 angefordert wird, durch Subtrahieren der angeforderten Lade-/Entladeleistung Pb* der Batterie 50 von einer Betriebsleistung Pdrv* berechnet (Schritt S405).
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Anschließend werden eine Kraftstoffwirtschaftlichkeitsdrehzahl (Kraftstoffeffizienzdrehzahl, Kraftstoffwirkungsgraddrehzahl) Neef und ein Kraftstoffwirtschaftlichkeitsdrehmoment (Kraftstoffeffizienzdrehmoment, Kraftstoffwirkungsgraddrehmoment) Teef der Brennkraftmaschine 22 auf der Grundlage der angeforderten Leistung Pe* der Brennkraftmaschine 22 und einer Betriebslinie festgelegt, um die Brennkraftmaschine 22 effizient zu betreiben (Schritt S410). 9 ist eine erläuternde Ansicht, die ein Beispiel der Betriebslinie der Brennkraftmaschine 22 und einen Zustand zum Festlegen der Kraftstoffwirtschaftlichkeitsdrehzahl Neef und des Kraftstoffwirtschaftlichkeitsdrehmoments Teef darstellt. Die Kraftstoffwirtschaftlichkeitsdrehzahl Neef und das Kraftstoffwirtschaftlichkeitsdrehmoment Teef der Brennkraftmaschine 22 können als ein Schnittpunkt zwischen der Betriebslinie der Brennkraftmaschine 22 und einer gekrümmten Linie (Kurve) erhalten werden, auf der die angeforderte Leistung Pe* konstant ist.
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Dann wird das angeforderte Drehmoment Tptag mit dem Drehmoment (Tg0 + Tg1) und dem Betriebsdrehmoment Tp* verglichen (Schritt S420). Der Vergleich zwischen dem angeforderten Drehmoment Tptag und dem Drehmoment (Tg0 + Tg1) wird ausgeführt, um zu bestimmen, ob der Fahrer eine relativ große (starke) Beschleunigung anfordert oder nicht. Das heißt, das Drehmoment (Tg0 + Tg1) ist ein Grenzwert, der verwendet wird, um zu bestimmen, ob der Fahrer eine relativ große Beschleunigung anfordert oder nicht, und ist ferner ein Grenzwert, der verwendet wird, um eine Erhöhungsrate des Betriebsdrehmoments Tp* von dem ersten Ratenwert J1 auf den zweiten Ratenwert J2 zu ändern, wie vorstehend beschrieben ist. Des Weiteren wird der Vergleich zwischen dem angeforderten Drehmoment Tptag und dem Betriebsdrehmoment Tp* ausgeführt, um zu bestimmen, ob das Betriebsdrehmoment Tp* auf das angeforderte Drehmoment Tptag erhöht worden ist oder nicht.
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In dem Schritt S420 wird es, wenn das angeforderte Drehmoment Tptag das Drehmoment (Tg0 + Tg1) ist oder kleiner oder wenn das angeforderte Drehmoment Tptag gleich ist wie das Betriebsdrehmoment Tp*, bestimmt, dass der Fahrer eine relativ große Beschleunigung nicht anfordert, oder wird es bestimmt, dass das Betriebsdrehmoment Tp* nicht auf das angeforderte Drehmoment Tptag erhöht worden ist (dass es sich nicht auf das angeforderte Drehmoment erhöht hat). Dann werden die Kraftstoffwirtschaftlichkeitsdrehzahl Neef und das Kraftstoffwirtschaftlichkeitsdrehmoment Teef der Brennkraftmaschine 22 auf die Solldrehzahl Ne* und das Solldrehmoment Te* der Brennkraftmaschine 22 festgelegt (Schritt S430). Danach werden die Solldrehzahl Ne* und das Solldrehmoment Te* der Brennkraftmaschine 22, die beide wie vorstehend beschrieben festgelegt sind, zu der Brennkraftmaschinen-ECU 24 übertragen (S440) und wird die Routine beendet.
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Wenn die Brennkraftmaschinen-ECU 24 die Solldrehzahl Ne* und das Solldrehmoment Te* der Brennkraftmaschine 22 (in diesem Fall die Kraftstoffwirtschaftlichkeitsdrehzahl Neef und das Kraftstoffwirtschaftlichkeitsdrehmoment Teef, die in dem Schritt S410 festgelegt sind) erhält, führt die Brennkraftmaschinen-ECU 24 eine Einlassluftmengensteuerung, eine Kraftstoffeinspritzsteuerung, eine Zündsteuerung, eine Öffnungs-/Schließzeitabstimmungssteuerung und dergleichen bei der Brennkraftmaschine 22 auf der Grundlage der Solldrehzahl Ne* und des Solldrehmoments Te* aus, die derart erhalten worden sind. Anfänglich wird, um sicherzustellen, dass die Brennkraftmaschine 22 effizient in einem Betriebspunkt betrieben werden kann, der durch die Solldrehzahl Ne* und das Solldrehmoment Te* gebildet ist, eine Sollöffnungs-/Schließzeitabstimmung VT* des Einlassventils 128 festgelegt. Anschließend werden, um sicherzustellen, dass die Brennkraftmaschine 22 effizient in dem Betriebspunkt betrieben werden kann, der durch die Solldrehzahl Ne* und das Solldrehmoment Te* gebildet ist, ein Solldrosselöffnungsgrad TH*, eine Sollkraftstoffeinspritzmenge Qf* und eine Sollzündzeitabstimmung IT* durch Verwendung der Sollöffnungs-/Schließzeitabstimmung VT* festgelegt. Die Tendenzen der Sollöffnungs-/Schließzeitabstimmung VT*, des Solldrosselöffnungsgrads TH*, der Sollkraftstoffeinspritzmenge Qf* und der Sollzündzeitabstimmung IT* in diesem Fall sind wohlbekannt, so dass deren ausführliche Beschreibungen nachstehend weggelassen sind. Dann wird die Einlassluftmengensteuerung durch Antriebssteuern des Drosselmotors 136 so ausgeführt, dass ein Drosselöffnungsgrad TH den Solldrosselöffnungsgrad TH* erreicht. Die Kraftstoffeinspritzsteuerung wird durch Antriebssteuern des Kraftstoffeinspritzventils 126 so ausgeführt, dass die Kraftstoffeinspritzung mit der Sollkraftstoffeinspritzmenge Qf* ausgeführt wird. Die Zündsteuerung wird durch Antriebssteuern der Zündspule 138 so ausgeführt, dass die Zündung mit der Sollzündzeitabstimmung IT* ausgeführt wird. Die Öffnungs-/Schließzeitabstimmungssteuerung wird durch Antriebssteuern des elektrischen VVT 150 so ausgeführt, dass eine Öffnungs-/Schließzeitabstimmung VT des Einlassventils 128 die Sollöffnungs-/Schließzeitabstimmung VT* ist.
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In dem Schritt S420 wird es, wenn das angeforderte Drehmoment Tptag größer ist als das Drehmoment (Tg0 + Tg1) und das angeforderte Drehmoment Tptag größer ist als das Betriebsdrehmoment Tp*, bestimmt, dass der Fahrer eine relativ große (starke) Beschleunigung anfordert, und wird es bestimmt, dass das Betriebsdrehmoment Tp* auf das angeforderte Drehmoment Tptag erhöht worden ist. Dann wird durch Verwendung der Drehmomentbefehle (vorheriges Tm1*), (vorheriges Tm2*) der Motoren MG1, MG2, die zu der Zeit festgelegt werden, wenn die Antriebssteuerungsroutine in
3 vorher ausgeführt worden ist, und des Übersetzungsverhältnisses p des Planetengetriebes 30 ein Ausgabedrehmoment Tpest, das abgeschätzt wird, um von der Antriebswelle 36 ausgegeben zu werden, gemäß Formel (10) berechnet (Schritt S450). Durch die Verwendung des kollinearen Diagramms von
4 kann die Formel (10) einfach erhalten werden.
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Anschließend wird, wie in Formel (11) gezeigt ist, ein kleinerer Wert von der Betriebsleistung Pdrv* und der Ausgabegrenze Wout der Batterie 50 auf ein angefordertes Maximalentladeausmaß Pbmax der Batterie 50 festgelegt (Schritt S460).
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Dann wird das Ausgabedrehmoment Tpest der Antriebswelle 36 mit dem Drehmoment (Tg0 + Tg1) verglichen (Schritt S470). Wenn das Ausgabedrehmoment Tpest der Antriebswelle 36 das Drehmoment (Tg0 + Tg1) ist oder kleiner, wird eine obere Grenzleistung Pemax der Brennkraftmaschine 22 durch Ausführen einer unteren Grenzüberwachung durch eine Leistung Pe0 bei einem Wert berechnet, der durch Subtrahieren des angeforderten Maximalentladeausmaßes Pbmax der Batterie 50 von der Betriebsleistung Pdrv* erhalten wird, wie in Formel (12) gezeigt ist (Schritt S480). Ein Wert (Pdrv* - Pbmax) der Formel (12) ist eine Leistung, die ein größerer Wert eines Werte 0 und eines Werts (Pdrv* - Wout) ist, der durch Subtrahieren der Ausgabegrenze Wout der Batterie 50 von der Betriebsleistung Pdrv* erhalten wird, unter Berücksichtigung des Schritts S460. Der Wert (Pdrv* - Pbmax) ist ein Beispiel einer ersten Leistung. Des Weiteren ist die Leistung Pe*, die nachstehend verwendet wird, eine angeforderte Leistung Pe* der Brennkraftmaschine 22, bevor das angeforderte Drehmoment Tptag größer wird als das Drehmoment (Tg0 + Tg1), das heißt, bevor der Fahrer eine relativ große (starke) Beschleunigung anfordert.
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Wenn die obere Grenzleistung Pemax der Brennkraftmaschine 22 derart festgelegt ist, wird die angeforderte Leistung Pe*, die in dem Schritt S405 festgelegt ist, durch die obere Grenzleistung Pemax begrenzt, wie in Formel (13) gezeigt ist, um die angeforderte Leistung Pe* der Brennkraftmaschine 22 zurückzusetzen (Schritt S490). Eine Erhöhung der angeforderten Leistung Pe* kann durch die obere Grenzleistung Pemax begrenzt werden. Des Weiteren ist durch den Prozess des Schritts S480, der vorstehend beschrieben ist, die obere Grenzleistung Pemax ein Wert der Leistung Pe0 oder größer. Demgemäß kann die angeforderte Leistung Pe* nach dem Zurücksetzen derart festgelegt sein/werden, dass sie nicht kleiner ist als die angeforderte Leistung Pe* der Brennkraftmaschine 22, bevor der Fahrer eine relativ große Beschleunigung anfordert.
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Durch Verwendung der angeforderten Leistung Pe* der Brennkraftmaschine 22 nach dem Zurücksetzen werden eine Kraftstoffwirtschaftlichkeitsdrehzahl Neef und ein Kraftstoffwirtschaftlichkeitsdrehmoment Teef der Brennkraftmaschine 22 ähnlich wie in dem Prozess des Schritts S410 festgelegt, der vorstehend beschrieben ist (Schritt S500). Anschließend werden die Prozesse der Schritte S430, S440, die vorstehend beschrieben sind, ausgeführt, um die Routine zu beenden.
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Wenn die Brennkraftmaschinen-ECU 24 die Solldrehzahl Ne* und das Solldrehmoment Te* der Brennkraftmaschine 22 (in diesem Fall die Kraftstoffwirtschaftlichkeitsdrehzahl Neef und das Kraftstoffwirtschaftlichkeitsdrehmoment Teef, die in dem Schritt S500 zurückgesetzt sind) erhält, führt die Brennkraftmaschinen-ECU 24 eine Einlassluftmengensteuerung, eine Kraftstoffeinspritzsteuerung, eine Zündsteuerung, eine Öffnungs-/Schließzeitabstimmungssteuerung und dergleichen bei der Brennkraftmaschine 22 auf der Grundlage der Solldrehzahl Ne* und des Solldrehmoments Te* aus, die derart erhalten werden.
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Wenn das Ausgabedrehmoment Tpest der Antriebswelle 36 größer ist als das Drehmoment (Tg0 + Tg1) in dem Schritt S470, wird ein Wert 1 zu einem vorherigen Korrekturwert (vorheriger k) addiert, um einen Korrekturkoeffizienten k festzulegen (Schritt S510). Wenn das Ausgabedrehmoment Tpest der Antriebswelle 36 das Drehmoment (Tg0 + Tg1) ist oder kleiner, wird ein Wert 0 mit dem Korrekturkoeffizienten k festgelegt. Demgemäß wird der Korrekturkoeffizient k auf einen Wert 1, einen Wert 2, ... erhöht jedes Mal, wenn es in dem Schritt S470 bestimmt wird, dass das Ausgabedrehmoment Tpest der Antriebswelle 36 größer ist als das Drehmoment (Tg0 + Tg1).
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Anschließend wird, wie in Formel (14) gezeigt ist, eine untere Grenzüberwachung durch die angeforderte Lade-/Entladeleistung Pb* der Batterie 50 bei einem Wert ausgeführt, der durch Subtrahieren eines Produkts eines vorbestimmten Werts ΔPb und des Korrekturkoeffizienten k von dem angeforderten Maximalentladeausmaß Pbmax der Batterie 50 erhalten wird, das in dem Schritt S460 festgelegt ist, um ein angefordertes Maximalentladeausmaß Pbmax der Batterie 50 zurückzusetzen (Schritt S520). Dieser Prozess ist ein Prozess zum allmählichen Annähern des angeforderten Maximalentladeausmaßes Pbmax an die angeforderte Lade-/Entladeleistung Pb* jedes Mal, wenn es in dem Schritt S470 bestimmt wird, dass das Ausgabedrehmoment Tpest der Antriebswelle 36 größer ist als das Drehmoment (Tg0 + Tg1).
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Dann wird, ähnlich wie in dem Prozess des Schritts S480, der vorstehend beschrieben ist, eine obere Grenzleistung Pemax der Brennkraftmaschine 22 gemäß der Formel (12) festgelegt, die vorstehend beschrieben ist (Schritt S530). In diesem Fall ist der Wert (Pdrv* - Pbmax) in der Formel (12) eine Leistung, die sich allmählich einen Wert (Pdrv* - Pb*) annähert, unter Berücksichtigung der Schritte S460, S520. Der Wert (Pdrv* - Pbmax) in diesem Fall ist ein Beispiel einer zweiten Leistung. Des Weiteren ist der Wert (Pdrv* - Pb*) ein Beispiel einer dritten Leistung.
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Anschließend wird ähnlich wie in dem Prozess des Schritts S490 eine angeforderte Leistung Pe* der Brennkraftmaschine 22 zurückgesetzt (Schritt S540). Wie vorstehend beschrieben ist, nähert sich das angeforderte Maximalentladeausmaß Pbmax allmählich der angeforderten Entlade-/Ladeleistung Pb* jedes Mal an, wenn es in dem Schritt S470 bestimmt wird, dass das Ausgabedrehmoment Tpest der Antriebswelle 36 größer ist als das Drehmoment (Tg0 + Tg1). Demgemäß nähert sich die angeforderte Leistung Pe*, die in dem Schritt S540 zurückgesetzt wird, allmählich einem Wert an, der in dem Schritt S405 festgelegt ist.
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Anschließend werden durch die Verwendung der angeforderten Leistung Pe* der Brennkraftmaschine 22 nach dem Zurücksetzen eine Kraftstoffwirtschaftlichkeitsdrehzahl Neef und ein Kraftstoffwirtschaftlichkeitsdrehmoment Teef2 der Brennkraftmaschine 22 ähnlich wie in dem Prozess des Schritts S410 festgelegt (Schritt S550). Der Prozess des Schritts S550 unterscheidet sich von dem Prozess des Schritts S410 darin, dass eine Drehzahl und ein Drehmoment in einem Schnittpunkt zwischen der Betriebslinie der Brennkraftmaschine 22 und der Kurve, auf der die angeforderte Leistung Pe* konstant ist, nicht die Kraftstoffwirtschaftlichkeitsdrehzahl Neef und das Kraftstoffwirtschaftlichkeitsdrehmoment Teef sind sondern die Kraftstoffwirtschaftlichkeitsdrehzahl Neef und das Kraftstoffwirtschaftlichkeitsdrehmoment Teef2. In diesem Fall ist die angeforderte Leistung Pe*, die in dem Schritt S405 festgelegt ist, ein Beispiel einer temporären angeforderten Leistung. Das Kraftstoffwirtschaftlichkeitsdrehmoment Teef, das in dem Schritt S410 festgelegt ist, ist ein Beispiel eines ersten temporären Drehmoments. Des Weiteren ist die angeforderte Leistung Pe*, die in dem Schritt S540 zurückgesetzt ist, ein Beispiel einer angeforderten Nachbegrenzungsleistung. Das Kraftstoffwirtschaftlichkeitsdrehmoment Teef2, das in dem Schritt S550 festgelegt ist, ist ein Beispiel eines zweiten temporären Drehmoments. Dann werden die Kraftstoffwirtschaftlichkeitsdrehzahl Neef und das Kraftstoffwirtschaftlichkeitsdrehmoment Teef2 der Brennkraftmaschine 22 mit der Solldrehzahl Ne* und dem Solldrehmoment Te* der Brennkraftmaschine 22 festgelegt (Schritt S560).
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Anschließend wird, wie in Formel (15) gezeigt ist, ein notwendiges Erhöhungsausmaß ΔTe des Drehmoments der Brennkraftmaschine 22 durch Subtrahieren des Kraftstoffwirtschaftlichkeitsdrehmoments Teef2, das in dem Schritt S550 festgelegt ist, von dem Kraftstoffwirtschaftlichkeitsdrehmoment Teef, das in dem Schritt S410 festgelegt ist, berechnet (Schritt S570).
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Wenn das notwendige Erhöhungsausmaß ΔTe des Drehmoments der Brennkraftmaschine 22 derart berechnet wird, wird ein notwendiges Vorauseilausmaß ΔVT der Öffnungs-/Schließzeitabstimmung des Einlassventils 128 auf der Grundlage des notwendigen Erhöhungsausmaßes ΔTe, das derart berechnet wird, festgelegt (Schritt S580). Das notwendige Vorauseilausmaß ΔVT eilt der Öffnungs-/Schließzeitabstimmung des Einlassventils 128 relativ zu einer Zeitabstimmung zum effizienten Betreiben der Brennkraftmaschine 22 auf der Grundlage der Solldrehzahl Ne* und des Solldrehmoments Te* (der Kraftstoffwirtschaftlichkeitsdrehzahl Neef und des Kraftstoffwirtschaftlichkeitsdrehmoments Teef2) voraus. Das notwendige Vorauseilausmaß ΔVT ist derart festgelegt, dass ein Verhältnis zwischen dem notwendigen Erhöhungsausmaß ΔTe des Drehmoments der Brennkraftmaschine 22 und dem notwendigen Vorauseilausmaß ΔVT im Voraus festgelegt ist und in einem ROM (nicht gezeigt) gespeichert ist, und wenn ein notwendiges Erhöhungsausmaß ΔTe gegeben (vorgegeben) ist, wird ein notwendiges Vorauseilausmaß ΔVT aus diesem Verhältnis hergeleitet. Ein Beispiel des Verhältnisses zwischen dem notwendigen Erhöhungsausmaß ΔTe des Drehmoments der Brennkraftmaschine 22 und dem notwendigen Vorauseilausmaß ΔVT ist in 10 dargestellt. Das notwendige Vorauseilausmaß ΔVT ist derart festgelegt, dass es eine Tendenz hat, dass sich das notwendige Vorauseilausmaß ΔVT erhöht, wenn sich das notwendige Erhöhungsausmaß ΔTe erhöht, wie es in der Figur dargestellt ist.
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Dann werden, wenn die Solldrehzahl Ne* und das Solldrehmoment Te* der Brennkraftmaschine 22 und das notwendige Vorauseilausmaß ΔVT festgelegt sind, die Solldrehzahl Ne* und das Solldrehmoment Te* der Brennkraftmaschine 22 und das notwendige Vorauseilausmaß ΔVT der Öffnungs-/Schließzeitabstimmung des Einlassventils 128 zu der Brennkraftmaschinen-ECU 24 übertragen (Schritt S590) und wird die Routine beendet.
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Wenn die Brennkraftmaschinen-ECU 24 die Solldrehzahl Ne* und das Solldrehmoment Te* der Brennkraftmaschine 22 (in diesem Fall die Kraftstoffwirtschaftlichkeitsdrehzahl Neef und das Kraftstoffwirtschaftlichkeitsdrehmoment Teef2, die in dem Schritt S550 festgelegt sind) und das notwendige Vorauseilausmaß ΔVT der Öffnungs-/Schließzeitabstimmung des Einlassventils 128 erhält, führt die Brennkraftmaschinen-ECU 24 eine Einlassluftsteuerung, eine Kraftstoffeinspritzsteuerung, eine Zündsteuerung, eine Öffnungs-/Schließzeitabstimmungszeitsteuerung und dergleichen bei der Maschine 22 auf der Grundlage der erhaltenen Solldrehzahl Ne*, des erhaltenen Solldrehmoments Te* und des erhaltenen notwendigen Vorauseilausmaßes ΔVT der Öffnungs-/Schließzeitabstimmung des Einlassventils 128 aus. Anfänglich wird, um sicherzustellen, dass die Brennkraftmaschine 22 effizient in einem Betriebspunkt betrieben werden kann, der durch die Solldrehzahl Ne* und das Solldrehmoment Te* gebildet ist, eine temporäre Öffnungs-/Schließzeitabstimmung VTtmp des Einlassventils 128 festgelegt. Anschließend wird eine Öffnungs-/Schließzeitabstimmung auf einer Vorauseilseite (früher) relativ zu der temporären Öffnungs-/Schließzeitabstimmung VTtmp nur durch das notwendige Vorauseilausmaß ΔVT mit einer Sollöffnungs-/Schließzeitabstimmung VT* festgelegt. Die Sollöffnungs-/Schließzeitabstimmung VT*, die derart festgelegt ist, nähert sich der Vorauseilseite an, wenn das Solldrehmoment Te* (das Kraftstoffwirtschaftlichkeitsdrehmoment Teef2) der Brennkraftmaschine 22 größer wird, und nähert sich ferner der Vorauseilseite an, wenn das notwendige Erhöhungsausmaß ΔTe (= Teef-Teef2) größer wird. Um sicherzustellen, dass die Brennkraftmaschine 22 effizient in dem Betriebspunkt betrieben werden kann, der durch die Solldrehzahl Ne* und das Solldrehmoment Te* gebildet ist, werden ein Solldrosselöffnungsgrad TH*, eine Sollkraftstoffeinspritzmenge Qf* und eine Sollzündzeitabstimmung IT* durch Verwendung der Sollöffnungs-/Schließzeitabstimmung VT* festgelegt. Die Tendenzen des Solldrosselöffnungsgrads TH*, der Sollkraftstoffeinspritzmenge Qf* und der Sollzündzeitabstimmung IT* sind wohlbekannt, so dass deren ausführliche Beschreibungen nachstehend weggelassen sind. Dann wird die Einlassluftmengensteuerung durch Verwendung des Solldrosselöffnungsgrads TH* ausgeführt, wird die Kraftstoffeinspritzsteuerung durch Verwendung der Sollkraftstoffeinspritzmenge Qf* ausgeführt, wird die Zündsteuerung durch Verwendung der Sollzündzeitabstimmung IT* ausgeführt und wird die Öffnungs-/Schließzeitabstimmungssteuerung durch Verwendung der Sollöffnungs-/Schließzeitabstimmung VT* ausgeführt.
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Die Öffnungs-/Schließzeitabstimmung auf der Vorauseilseite relativ zu der temporären Öffnungs-/Schließzeitabstimmung VTtmp ist mit der Sollöffnungs-/Schließzeitabstimmung VT* derart festgelegt, um den elektrischen VVT 150 zu steuern. Dies ermöglicht, dass das Ausgabedrehmoment Teest der Brennkraftmaschine 22 schneller dem Solldrehmoment Te* folgt, wenn sich das Solldrehmoment Te* (das Kraftstoffwirtschaftlichkeitsdrehmoment Teef2) erhöht, im Vergleich zu einem Fall, in dem die temporäre Öffnungs-/Schließzeitabstimmung VTtmp mit der Sollöffnungs-/Schließzeitabstimmung VT* festgelegt ist, um den elektrischen VVT 150 zu steuern. Das heißt, ein Ausgabeansprechverhalten der Brennkraftmaschine 22 kann verbessert werden. Des Weiteren ist in dem Ausführungsbeispiel das notwendige Vorauseilausmaß ΔVT derart festgelegt, dass es eine Tendenz hat, dass sich das notwendige Vorausausmaß ΔVT erhöht, wenn sich das notwendige Erhöhungsausmaß ΔTe erhöht, wie vorstehend beschrieben ist. Wenn das notwendige Erhöhungsausmaß ΔTe groß ist, wird es berücksichtigt, dass sich die Erhöhung des Solldrehmoments Te* der Brennkraftmaschine 22 ein gewisses Ausmaß danach fortsetzt. Im Hinblick darauf wird es zugelassen, indem das notwendige Vorauseilausmaß ΔVT groß gemacht wird, dass das Ausgabedrehmoment Teest der Brennkraftmaschine 22 geeignet dem Solldrehmoment Te* folgen kann.
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11 ist eine erläuternde Ansicht, die ein Beispiel eines Zustands darstellt, in dem ein Fahrer eine relativ große Beschleunigung anfordert. In 11 erhöht sich der Beschleunigeröffnungsgrad Acc zu einer Zeit t21 und in Erwiderung darauf erhöht sich das angeforderte Drehmoment Tptag. Als Ergebnis erhöht sich das Betriebsdrehmoment Tp* der Antriebswelle 36 mit einem relativ großen Ratenwert J1, bis das Betriebsdrehmoment Tp* das Drehmoment (Tg0 + Tg1) erreicht (von der Zeit t21 zu einer Zeit t22), und dann erhöht sich das Drehmoment Tp* mit einem Ratenwert J2, der kleiner ist als der erste Ratenwert J1, nachdem das Betriebsdrehmoment Tp* das Drehmoment (Tg0 + Tg1) erreicht hat, jedoch bevor das Betriebsdrehmoment Tp* das angeforderte Drehmoment Tptag erreicht (von der Zeit t22 zu einer Zeit t24). Zu dieser Zeit werden, bis das Ausgabedrehmoment Tpest der Antriebswelle 36 das Drehmoment (Tg0 + Tg1) erreicht (von der Zeit t21 zu einer Zeit t23), Erhöhungen der Solldrehzahl Ne* und des Solldrehmoments Te* der Brennkraftmaschine 22 durch eine Begrenzung der angeforderten Leistung Pe* begrenzt. Dann erhöhen sich, nachdem das Ausgabedrehmoment Tpest der Antriebswelle 36 das Drehmoment (Tg0 + Tg1) erreicht, jedoch bevor das Betriebsdrehmoment Tp* das angeforderte Drehmoment Ttpag erreicht (von der Zeit t23 zu der Zeit t24), die Solldrehzahl Ne* und das Solldrehmoment Te* der Brennkraftmaschine 22 gemeinsam mit der Erhöhung der angeforderten Leistung Pe*. Hinsichtlich der angeforderten Leistung Pe*, der Solldrehzahl Ne* und des Solldrehmoments Te* ist der Grund, warum innerhalb der Zeit t23 bis t24 eine Erhöhungsgeschwindigkeit in der ersten Hälfte größer ist als eine Erhöhungsgeschwindigkeit in einer zweiten Hälfte, wie folgt. In der ersten Hälfte verringert sich aufgrund des Prozesses des Schritts S520 das angeforderte Maximalentladeausmaß Pbmax allmählich in Richtung der angeforderten Lade-/Entladeleistung Tb*. Dadurch erhöht sich die angeforderte Leistung Pe* einfach verglichen zu der zweiten Hälfte, in der das angeforderte Maximalentladeausmaß Pbmax die angeforderte Lade-/Entladeleistung Pb* erreicht. Durch eine derartige Reihe von Steuerungen ist es möglich, eine Verzögerung (Verspätung) der Erhöhung des Ausgabedrehmoments Tpest der Antriebswelle 36 mit Bezug auf die Erhöhung der Drehzahl Ne der Brennkraftmaschine 22 zu vermeiden. Als Ergebnis ist es möglich, ein gutes Beschleunigungsgefühl für den Fahrer bereitzustellen. Des Weiteren nähert sich, wenn das Ausgabedrehmoment Tpest der Antriebswelle 36 das Drehmoment (Tg0 + Tg1) erreicht (zu der Zeit t23), die Sollöffnungs-/Schließzeitabstimmung VT* des Einlassventils 128 der Vorauseilseite an, wenn das Solldrehmoment Te* (das Kraftstoffwirtschaftlichkeitsdrehmoment Teef2) der Brennkraftmaschine 22 größer wird, und nähert sich ferner der Vorauseilseite an, wenn das notwendige Erhöhungsausmaß ΔTe (Teef-Teef2) größer wird. Hiermit wird es zugelassen, dass das Ausgabedrehmoment Teest der Brennkraftmaschine 22 geeignet dem Solldrehmoment Te* folgt.
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In dem Hybridfahrzeug 20 des Ausführungsbeispiels, das vorstehend beschrieben ist, wird das Betriebsdrehmoment Tp* auf der Grundlage des angeforderten Drehmoments Tptag festgelegt und werden die Brennkraftmaschine 22 und die Motoren MG1, MG2 derart gesteuert, dass das Betriebsdrehmoment Tp* zu der Antriebswelle 36 ausgegeben wird. Wenn das angeforderte Drehmoment Tptag der Antriebswelle 36 größer wird/ist als das Drehmoment (Tg0 + Tg1), wird die angeforderte Leistung Pe* der Brennkraftmaschine 22 begrenzt, bis das Ausgabedrehmoment Tpest der Antriebswelle 36 das Drehmoment (Tg0 + Tg1) erreicht, verglichen zu der angeforderten Leistung Pe*, nachdem das Ausgabedrehmoment Tpest der Antriebswelle 36 das Drehmoment (Tg0 + Tg1) erreicht hat. Dadurch wird es ermöglicht, eine Verzögerung (Verspätung) der Erhöhung des Ausgabedrehmoments Tpest der Antriebswelle 36 mit Bezug auf die Erhöhung der Drehzahl der Brennkraftmaschine 22 zu vermeiden. Als Ergebnis ist es möglich, ein gutes Beschleunigungsgefühl an den Fahrer weiterzugeben.
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Des Weiteren wird in dem Hybridfahrzeug 20 des Ausführungsbeispiels in einem Fall, in dem das angeforderte Drehmoment Tptag der Antriebswelle 36 größer wird/ist als das Drehmoment (Tg0 + Tg1), nachdem das Ausgabedrehmoment Tpest der Antriebswelle 36 das Drehmoment (Tg0 + Tg1) erreicht hat, der elektrische VVT 150 durch Festlegen der Sollöffnungs-/Schließzeitabstimmung VT* des Einlassventils 128 gesteuert, um sich der Vorauseilseite anzunähern, wenn das Solldrehmoment Te* (das Kraftstoffwirtschaftlichkeitsdrehmoment Teef2) der Brennkraftmaschine 22 größer wird, und um sich ferner der Vorauseilseite anzunähern, wenn das notwendige Erhöhungsausmaß ΔTe (Teef-Teef2) größer wird. Hiermit wird es zugelassen, dass das Ausgabedrehmoment Teest der Brennkraftmaschine 22 geeignet dem Solldrehmoment Te* folgt. Das heißt, ein Ausgabeansprechverhalten der Brennkraftmaschine 22 kann verbessert werden.
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In dem Hybridfahrzeug 20 des Ausführungsbeispiels wird in einem Fall, in dem das angeforderte Drehmoment Tptag größer wird/ist als das Drehmoment (Tg0 + Tg1), das Betriebsdrehmoment Tp1 durch Verwendung des ersten Ratenwerts J1 erhöht, bis das Betriebsdrehmoment Tp* das Drehmoment (Tg0 + Tg1) erreicht, und wird dann das Betriebsdrehmoment Tp* durch Verwendung des zweiten Ratenwerts J2 (< J1) erhöht, nachdem das Betriebsdrehmoment Tp* das Drehmoment (Tg0 + Tg1) erreicht hat, jedoch bevor das Betriebsdrehmoment Tp* das angeforderte Drehmoment Tptag erreicht. Jedoch kann unabhängig davon, ob das Betriebsdrehmoment Tp* das Drehmoment (Tg0 + Tg1) erreicht hat oder nicht, das Betriebsdrehmoment Tp* durch Verwendung eines konstanten Ratenwerts auf das angeforderte Drehmoment Tptag erhöht werden.
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In dem Hybridfahrzeug 20 des Ausführungsbeispiels wird, wenn das angeforderte Drehmoment Tptag größer ist/wird als das Fahrtbetriebsdrehmoment Tg0, das Betriebsdrehmoment Tp* auf das angeforderte Drehmoment Tptag durch einen Ratenprozess mittels des ersten Ratenwerts J1 oder des zweiten Ratenwerts J2 erhöht. Jedoch kann das Betriebsdrehmoment Tp* auf das angeforderte Drehmoment Tptag durch Ausführen eines langsamen Änderungsprozesses (zum Beispiel eines Anlassprozesses) erhöht werden bis auf den Ratenprozess bei dem angeforderten Drehmoment Tptag. In einem Fall, in dem ein Anlassprozess bei dem angeforderten Drehmoment Tptag ausgeführt wird, um das Betriebsdrehmoment Tp* festzulegen, können unterschiedliche Zeitkonstanten (zeitabhängige Konstanten) verwendet werden, bevor das Betriebsdrehmoment Tp* das Drehmoment (Tg0 + Tg1) erreicht und nachdem das Betriebsdrehmoment Tp* das Drehmoment (Tg0 + Tg1) erreicht hat, oder können dieselben Zeitkonstanten (zeitabhängigen Konstanten) verwendet werden.
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In dem Hybridfahrzeug 20 des Ausführungsbeispiels wird es, wenn das angeforderte Drehmoment Tptag größer ist als das Drehmoment (Tg0 + Tg1), bestimmt, ob der Fahrer eine relativ große (starke) Beschleunigung in dem Schritt S420 der zweiten Festlegungsroutine in 8A und 8B anfordert oder nicht. Jedoch kann es stattdessen, wenn der Beschleunigeröffnungsgrad Acc ein Grenzwert Aref oder größer ist, wenn eine angeforderte Beschleunigung αtag des Fahrzeugs gemäß dem Beschleunigeröffnungsgrad Acc ein Grenzwert aref oder größer ist, oder wenn die Betriebsleitung Pdrv* ein Grenzwert Pref oder größer ist, bestimmt werden, dass der Fahrer eine relativ große Beschleunigung anfordert.
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In dem Hybridfahrzeug 20 des Ausführungsbeispiels wird das Drehmoment (Tg0 + Tg1) als ein Grenzwert verwendet, um zu bestimmen, ob der Fahrer eine relativ große Beschleunigung anfordert oder nicht, und wird es ferner als ein Grenzwert verwendet, der verwendet wird, um die Erhöhungsrate des Betriebsdrehmoments Tp* von dem ersten Ratenwert J1 auf den zweiten Ratenwert J2 zu ändern. Jedoch kann der Grenzwert zum Bestimmen, ob der Fahrer eine relativ große Beschleunigung anfordert oder nicht, ein Wert sein, der von dem Drehmoment (Tg0 + Tg1) verschieden ist. Zum Beispiel kann ein Wert, der geringfügig höher ist als das Drehmoment (Tg0 + Tg1), ein Wert, der geringfügig kleiner ist als das Drehmoment (Tg0 + Tg1) oder dergleichen verwendet werden.
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In dem Hybridfahrzeug 20 des Ausführungsbeispiels wird die obere Grenzleistung Pemax und dergleichen der Brennkraftmaschine 22 demgemäß geändert, ob das Ausgabedrehmoment Tpest der Antriebswelle 36 das Drehmoment (Tg0 + Tg1) oder kleiner ist oder ob es größer ist als das Drehmoment (Tg0 + Tg1) in dem Schritt S470 der zweiten Festlegungsroutine in 8A und 8B. Alternativ kann die obere Grenzleistung Pemax und dergleichen der Brennkraftmaschine 22 demgemäß geändert werden, ob das Betriebsdrehmoment Tp* das Drehmoment (Tg0 + Tg1) oder kleiner ist oder ob es größer ist als das Drehmoment (Tg0 + Tg1).
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In dem Hybridfahrzeug 20 des Ausführungsbeispiels wird die obere Grenzleistung Pemax der Brennkraftmaschine 22 durch Ausführen der unteren Grenzüberwachung durch die Leistung Pe* bei dem Wert (Pdrv* - Pbmax), der durch Subtrahieren des angeforderten Maximalentladeausmaßes Pbmax der Batterie 50 von der Betriebsleistung Pdrv* erhalten wird, in den Schritten S480, S430 der zweiten Festlegungsroutine in 8A und 8B festgelegt. Jedoch kann die obere Grenzleistung Pemax der Brennkraftmaschine 22 durch Ausführen einer unteren Grenzüberwachung auf einen Wert 0 bei dem Wert (Pdrv* - Pbmax) festgelegt werden.
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In dem Hybridfahrzeug 20 des Ausführungsbeispiels ist, wenn das notwendige Vorauseilausmaß ΔVT der Öffnungs-/Schließzeitabstimmung des Einlassventils 128 festgelegt wird, das notwendige Vorauseilausmaß ΔVT so festgelegt, dass es eine Tendenz hat, dass sich das notwendig Vorauseilausmaß ΔVT erhöht, wenn sich das erforderliche Erhöhungsausmaß ΔTe (Teef-Teef2) erhöht. Jedoch kann ein konstanter positiver Wert mit dem notwendigen Vorauseilausmaß ΔVT festgelegt werden. Selbst in diesem Fall kann ein Ausgabeansprechverhalten der Brennkraftmaschine 22 verglichen zu einem Fall verbessert sein, in dem das notwendige Vorauseilausmaß ΔVT nicht berücksichtigt wird. Des Weiteren kann ein Wert 0 mit dem notwendigen Vorauseilausmaß ΔVT festgelegt werden, d. h. das notwendige Vorauseilausmaß ΔVT kann (muss) nicht berücksichtigt werden.
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In dem Hybridfahrzeug 20 des Ausführungsbeispiels sind die HVECU 70, die Brennkraftmaschine ECU 24 und die Motor-ECU 40 als verschiedene elektronische Steuerungseinheiten gestaltet. Jedoch können sie als eine einzelne elektronische Steuerungseinheit gestaltet sein.
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In dem Hybridfahrzeug 20 des Ausführungsbeispiels wird eine Leistung von dem Motor MG2 zu der Antriebswelle 36 ausgegeben, die mit den Antriebsrädern 38a, 38b verbunden ist. Jedoch kann, wie in einem Hybridfahrzeug 120 einer Modifikation in 12 dargestellt ist, eine Leistung von einem Motor MG2 zu einer Achse (einer Achse, die mit Räderbaugruppen 39a, 39b in 12 verbunden ist) ausgegeben werden, die von einer Achse (einer Achse, die mit Antriebsrädern 38a, 38b verbunden ist), mit der eine Antriebswelle 36 verbunden ist, verschieden ist.
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In dem Hybridfahrzeug 20 des Ausführungsbeispiels wird eine Leistung von der Brennkraftmaschine 22 zu der Antriebswelle 36, die mit den Antriebsrädern 38a, 38b verbunden ist, über das Planetengetriebe 30 ausgegeben. Jedoch kann, wie in einem Hybridfahrzeug 220 einer Modifikation in 13 dargestellt ist, das Hybridfahrzeug 220 einen Elektromotor 230 mit paarweise angeordneten Rotoren aufweisen, wobei der Motor einen Innenrotor 232, der mit einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine 22 verbunden ist, und einen Außenrotor 234 aufweist, der mit einer Antriebswelle 36 verbunden ist, die mit Antriebsrädern 38a, 38b verbunden ist. Der Elektromotor 230 mit paarweise angeordneten Rotoren überträgt einen Anteil einer Leistung von der Brennkraftmaschine 22 zu der Antriebswelle 36 und wandelt ferner eine Restleistung in einen elektrischen Strom um.
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In dem Hybridfahrzeug 20 des Ausführungsbeispiels wird die Leistung von der Brennkraftmaschine 22 zu der Antriebswelle 36, die mit den Antriebsrädern 38a, 38b verbunden ist, über das Planetengetriebe 30 ausgegeben und wird die Leistung von dem Motor MG2 zu der Antriebswelle 36 ausgegeben. Jedoch kann, wie in einem Hybridfahrzeug 320 einer Modifikation in 14 dargestellt ist, ein Motor MG über ein Getriebe 330 mit einer Antriebswelle 36 verbunden sein, die mit Antriebsrädern 38a, 38b verbunden ist, und kann eine Brennkraftmaschine 22 mit einer Drehwelle des Motors MG verbunden sein. In dieser Gestaltung wird eine Leistung von der Brennkraftmaschine 22 zu der Antriebswelle 36 über die Drehwelle des Motors MG und das Getriebe 330 ausgegeben und wird eine Leistung von dem Motor MG zu der Antriebswelle über das Getriebe 330 ausgegeben.
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In dem Ausführungsbeispiel ist der Motor MG2 ein Beispiel eines Motors und sind die HVECU 70, die Brennkraftmaschine ECU 24 und die Motor-ECU 40 ein Beispiel einer elektronischen Steuerungseinheit.