DE102020122335B4

DE102020122335B4 - Hybridfahrzeug

Info

Publication number: DE102020122335B4
Application number: DE102020122335.8A
Authority: DE
Inventors: Yasuhiro Hiasa; Takahiro Kimura; Yasutaka TSUCHIDA; Shinichi Sasade
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2019-08-29
Filing date: 2020-08-26
Publication date: 2024-02-15
Anticipated expiration: 2040-08-27
Also published as: JP7238699B2; US11577715B2; US20210061252A1; CN112440975B; JP2021031034A; CN112440975A; DE102020122335A1

Abstract

Hybridfahrzeug (20) mit:einem Verbrennungsmotor (22);einem ersten Motor (MG1);einem Planetengetriebe (30) mit drei Rotationselementen, die entsprechend mit dem Verbrennungsmotor (22), dem ersten Motor (MG1) und einer mit einer Achse verbundenen Antriebswelle (36) verbunden sind;einem zweiten Motor (MG2), der so konfiguriert ist, dass er Leistung von und zu der Antriebswelle (36) ein- und ausgibt;einer Energiespeichervorrichtung (50), die so konfiguriert ist, dass sie elektrische Leistung zu und von dem ersten Motor (MG1) und dem zweiten Motor (MG2) überträgt; undeiner Steuervorrichtung (24, 40, 70), wobeidie Steuervorrichtung (24, 40, 70) programmiert ist, um:eine erforderliche Antriebskraft, die für die Antriebswelle (36) erforderlich ist, basierend auf einem Betätigungsbetrag eines Gaspedals (83) und einer Fahrzeuggeschwindigkeit einzustellen;ein Übersetzungsverhältnis auf der Grundlage des Betätigungsbetrags des Gaspedals (83) und der Fahrzeuggeschwindigkeit einzustellen;eine Solldrehzahl des Verbrennungsmotors (22) basierend auf der Fahrzeuggeschwindigkeit und dem Übersetzungsverhältnis einzustellen;eine Leistungsobergrenze des Verbrennungsmotors (22) einzustellen, wenn der Verbrennungsmotor (22) mit der Solldrehzahl angetrieben wird;eine erste Antriebskraftobergrenze der Antriebswelle (36) einzustellen, wenn die Leistungsobergrenze von dem Verbrennungsmotor (22) abgegeben wird;eine Soll-Antriebskraft der Antriebswelle (36) auf der Grundlage einer Größenbeziehung zwischen der erforderlichen Antriebskraft und der ersten Antriebskraftobergrenze einzustellen; undden Verbrennungsmotor (22), den ersten Motor (MG1) und den zweiten Motor (MG2) so steuern, dass der Verbrennungsmotor (22) mit der Solldrehzahl angetrieben wird und dass das Hybridfahrzeug (20) mit der Soll-Antriebskraft angetrieben wird, und wobeiwenn die erforderliche Antriebskraft kleiner oder gleich die erste Antriebskraftobergrenze ist,die Steuervorrichtung (24, 40, 70) so programmiert ist, dass sie die Soll-Antriebskraft auf die erforderliche Antriebskraft einstellt, undwenn die erforderliche Antriebskraft größer als die erste Antriebskraftobergrenze ist,die Steuervorrichtung (24, 40, 70) so programmiert ist, dass sie eine Soll-Kompensationsleistung der Energiespeichervorrichtung (50) auf der Grundlage einer Differenz zwischen der erforderlichen Antriebskraft und der ersten Antriebskraftobergrenze einstellt,die Steuervorrichtung (24, 40, 70) so programmiert ist, dass sie eine zweite Antriebskraftobergrenze der Antriebswelle (36) einstellt, wenn die Leistungsobergrenze von dem Verbrennungsmotor (22) ausgegeben wird, und eine Leistungskompensation der Energiespeichervorrichtung (50) durchgeführt wird, um die Energiespeichervorrichtung (50) auf der Grundlage einer Leistung, die der Soll-Kompensationsleistung entspricht, zu laden oder zu entladen, unddie Steuervorrichtung (24, 40, 70) so programmiert ist, dass sie die Soll-Antriebskraft auf den kleineren Wert aus der erforderlichen Antriebskraft und der zweiten Antriebskraftobergrenze einstellt, und wobeiwenn eine Schaltlinie des ersten Typs als Schaltlinie verwendet wird, um das Übersetzungsverhältnis zu ändern, und eine vorbestimmte Bedingung einschließlich einer Bedingung, dass ein Ladezustand der Energiespeichervorrichtung (50) niedriger oder gleich ein erstes Verhältnis ist, erfüllt ist,die Steuervorrichtung (24, 40, 70) so programmiert ist, dass sie die Schaltlinie in eine Schaltlinie vom zweiten Typ wechselt, bei der zumindest ein Teil der Gangschaltlinie des ersten Typs in Bezug auf die Gangschaltlinie des ersten Typs zu einer Seite mit hoher Geschwindigkeit oder einer Seite mit niedriger Gaspedalposition bewegt wird; und wobeidie Steuervorrichtung (24, 40, 70) so programmiert ist, dass sie eine erforderliche Kompensationsleistung der Energiespeichervorrichtung (50) so einstellt, dass sie mit einer Zunahme der Differenz zwischen der erforderlichen Antriebskraft und der ersten Antriebskraftobergrenze zunimmt,die Steuervorrichtung (24, 40, 70) so programmiert ist, dass sie eine verfügbare Kompensationsleistung so einstellt, dass sie mit einer Abnahme des Ladezustands abnimmt, wenn der Ladezustand kleiner oder gleich ein drittes Verhältnis ist, das kleiner oder gleich das erste Verhältnis ist, oder so, dass sie mit Ablauf der Zeit seit einem Zeitpunkt abnimmt, zu dem der Ladezustand kleiner oder gleich das dritte Verhältnis wird, unddie Steuervorrichtung (24,40,70) so programmiert ist, dass sie die Soll-Kompensationsleistung durch Begrenzung der erforderlichen Kompensationsleistung mit der verfügbaren Kompensationsleistung einstellt.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf ein Hybridfahrzeug.
Hintergrund der Erfindung
In einer vorgeschlagenen Konfiguration eines Hybridfahrzeugs hat ein Planetengetriebe ein Sonnenrad, das mit einem ersten (Elektro-)Motor verbunden ist, einen mit einem Verbrennungsmotor verbundenen Träger und ein Hohlrad, das mit einem zweiten (Elektro-)Motor und mit einer mit einer Achse verbundenen Antriebswelle verbunden ist, und eine Batterie, die mit dem ersten Motor und mit dem zweiten Motor über Stromleitungen verbunden ist (wie z.B. in JP 2017- 159 732 A beschrieben). Dieses Hybridfahrzeug stellt basierend auf einer Gaspedalstellung und einer Fahrzeuggeschwindigkeit eine erforderliche Antriebskraft, die für die Antriebswelle erforderlich ist, und stellt auch basierend auf der Gaspedalstellung und der Fahrzeuggeschwindigkeit ein Übersetzungsverhältnis ein. Bei diesem Hybridfahrzeug wird die Fahrbarkeitsdrehzahl des Verbrennungsmotors auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit und des Übersetzungsverhältnisses eingestellt. Dieses Hybridfahrzeug legt eine Leistungsobergrenze des Verbrennungsmotors fest, wenn der Verbrennungsmotor mit der Drehzahl der Fahrbarkeit betrieben wird. Dieses Hybridfahrzeug legt eine Antriebskraftobergrenze der Antriebswelle fest, wenn die Leistungsobergrenze vom Verbrennungsmotor abgegeben wird. Dieses Hybridfahrzeug steuert den Verbrennungsmotor, den ersten Motor und den zweiten Motor so, dass der Verbrennungsmotor bei der Drehzahl der Fahrbarkeit betrieben wird und die kleinere zwischen der erforderlichen Antriebskraft und der Antriebskraftobergrenze an die Antriebswelle abgegeben wird. Bei diesem Hybridfahrzeug bewirkt eine solche Steuerung, dass die Motordrehzahl eine der Fahrzeuggeschwindigkeit entsprechende Drehzahl ist, auch wenn der Fahrer auf ein Gaspedal tritt. Dieses Hybridfahrzeug vermittelt dem Fahrer ein besseres Fahrgefühl, verglichen mit einer Konfiguration, bei der die Motordrehzahl vor einer Erhöhung der Fahrzeuggeschwindigkeit abrupt erhöht wird. Bei diesem Hybridfahrzeug variiert die Motordrehzahl mit einer Änderung des Übersetzungsverhältnisses. Bei diesem Hybridfahrzeug hat der Fahrer dementsprechend das Gefühl, dass sich die Geschwindigkeit ändert. Weiterer Stand der Technik mit Bezug zum vorstehenden technischen Gebiet ist aus DE 10 2016 101 943 A1 bekannt.
Kurzbeschreibung der Erfindung
In dem oben beschriebenen Hybridfahrzeug ist es möglich, ein vom zweiten Motor an die Antriebswelle abgegebenes Drehmoment zu erhöhen, indem elektrische Energie der Batterie genutzt wird, um eine größere Antriebskraft als die Antriebskraftobergrenze an die Antriebswelle abzugeben, wenn die erforderliche Antriebskraft größer als die Antriebskraftobergrenze wird. Eine solche Steuerung kann den Ladezustand der Batterie weiter verringern und eine Überentladung verursachen, wenn der Ladezustand der Batterie niedrig ist.
Aufgabe eines Hybridfahrzeugs der vorliegenden Offenbarung ist die Unterdrückung einer Überentladung der Batterie.
Um die oben genannte Aufgabe zu lösen, verwendet das Hybridfahrzeug der vorliegenden Offenbarung die folgende Konfiguration.
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf ein Hybridfahrzeug gemäß der unabhängigen Ansprüche 1 und 2.
Wenn im Hybridfahrzeug nach einem dieser Aspekte der vorliegenden Offenbarung die erforderliche Antriebskraft kleiner oder gleich als die erste Antriebskraftobergrenze ist, stellt die Steuereinrichtung die Soll-Antriebskraft auf die erforderliche Antriebskraft ein. Wenn die erforderliche Antriebskraft größer als die erste Antriebskraftobergrenze ist, stellt die Steuervorrichtung die Soll-Kompensationsleistung der Energiespeichervorrichtung auf der Grundlage der Differenz zwischen der erforderlichen Antriebskraft und der ersten Antriebskraftobergrenze ein. Die Steuervorrichtung stellt die zweite Antriebskraftobergrenze der Antriebswelle ein, wenn die Leistungsobergrenze vom Verbrennungsmotor abgegeben wird und eine Leistungskompensation der Energiespeichervorrichtung durchgeführt wird, um die Energiespeichervorrichtung auf der Grundlage der Leistung, die der Soll-Kompensationsleistung entspricht, zu laden oder zu entladen. Die Steuervorrichtung stellt die Soll-Antriebskraft auf den kleineren Wert zwischen der erforderlichen Antriebskraft und der zweiten Antriebskraftobergrenze ein. Wenn ferner die Schaltlinie des ersten Typs als Schaltlinie zum Ändern des Übersetzungsverhältnisses verwendet wird und die vorbestimmte Bedingung einschließlich der Bedingung, dass der Ladezustand der Energiespeichervorrichtung niedriger oder gleich das erste Verhältnis ist, erfüllt ist, wechselt die Steuervorrichtung die Schaltlinie zu der Schaltlinie des zweiten Typs, die das niedrigere Übersetzungsverhältnis als die Schaltlinie des ersten Typs empfiehlt. Wenn die Schaltgerade des zweiten Typs als Schaltgerade verwendet wird, sind die Solldrehzahl des Verbrennungsmotors, die Leistungsobergrenze des Verbrennungsmotors und die erste Antriebskraftobergrenze wahrscheinlich größer als bei Verwendung der Schaltgerade des ersten Typs. Dementsprechend unterdrückt das Hybridfahrzeug der vorliegenden Offenbarung, dass die erforderliche Antriebskraft größer als die erste Antriebskraftobergrenze ist, und unterdrückt auch, dass der Leistungsausgleich des Energiespeichers durchgeführt wird. Demzufolge unterdrückt das Hybridfahrzeug der vorliegenden Offenbarung die Verringerung des Ladezustands und unterdrückt auch die Überentladung der Batterie. Hier bedeutet „die Schaltlinie des zweiten Typs, die das niedrigere Übersetzungsverhältnis als die Schaltlinie des ersten Typs empfiehlt“, dass die Schaltlinie des zweiten Typs, bei der mindestens ein Teil der Schaltlinie des ersten Typs in Bezug auf die Schaltlinie des ersten Typs zu einer Seite einer höheren Geschwindigkeit oder einer Seite mit niedriger Gaspedalposition bewegt wird.
In dem Hybridfahrzeug der vorliegenden Offenbarung kann die vorbestimmte Bedingung eine Bedingung einschließen, dass der Ladezustand niedriger oder gleich das erste Verhältnis ist und dass das Übersetzungsverhältnis herabgeschaltet wird, wenn die Schaltlinie von der Schaltlinie vom ersten Typ auf die Schaltlinie vom zweiten Typ umgeschaltet wird. Ferner kann die vorbestimmte Bedingung eine Bedingung einschließen, dass der Ladezustand niedriger oder gleich das erste Verhältnis ist, dass der Betätigungsbetrag des Gaspedals niedriger oder gleich ein vorbestimmter Betätigungsbetrag ist und dass das Übersetzungsverhältnis hochgeschaltet wird, wenn die Schaltlinie von der Schaltlinie des ersten Typs zur Schaltlinie des zweiten Typs gewechselt wird. Darüber hinaus kann die vorbestimmte Bedingung eine Bedingung einschließen, dass der Ladezustand kleiner oder gleich das erste Verhältnis ist, dass das Übersetzungsverhältnis unabhängig davon, ob die Schaltlinie vom ersten Typ oder die Schaltlinie vom zweiten Typ als Schaltlinie verwendet wird, unverändert bleibt und dass die Soll-Kompensationsleistung kleiner oder gleich eine vorbestimmte Leistung ist. Darüber hinaus kann die vorbestimmte Bedingung eine Bedingung einschließen, dass der Ladezustand kleiner oder gleich ein zweites Verhältnis ist, das kleiner als das erste Verhältnis ist. Dieses Hybridfahrzeug kann die Schaltlinie von der Schaltlinie des ersten Typs zur Schaltlinie des zweiten Typs zu einem geeigneteren Zeitpunkt umschalten.
Bei dem Hybridfahrzeug der vorliegenden Offenbarung kann das erste Übersetzungsverhältnis so eingestellt werden, dass es bei einer ansteigenden Straße (Steigung) einen größeren Wert ergibt als bei einer anderen Straße als der ansteigenden Straße. Der Betätigungsbetrag des Gaspedals ist wahrscheinlich auf der ansteigenden Straße größer als auf einer anderen Straße als der ansteigenden Straße. Es ist daher möglich, das größere erste Verhältnis so einzustellen, dass die vorgegebene Bedingung leicht erfüllt wird.
Bei dem Hybridfahrzeug der vorliegenden Offenbarung kann die Steuereinrichtung so programmiert werden, dass sie die Soll-Antriebskraft auf den kleineren Wert zwischen der erforderlichen Antriebskraft und der ersten Antriebskraftobergrenze einstellt, wenn die Schaltlinie des zweiten Typs als Schaltlinie verwendet wird. Dementsprechend wird die Leistungskompensation des Energiespeichers nicht durchgeführt, wenn die erforderliche Antriebskraft größer als die erste Antriebskraftobergrenze wird. In diesem Hybridfahrzeug wird die Abnahme des Ladezustands SOC des Leistungsspeichers weiter unterdrückt.
In diesem Fall, wenn die erforderliche Antriebskraft kleiner oder gleich die erste Antriebskraftobergrenze ist, kann das Steuergerät so programmiert werden, dass eine Sollleistung des Verbrennungsmotors auf eine Leistung eingestellt wird, die durch Subtraktion der ersten erforderlichen Ladungs-/Entladungsleistung von einer Leistung berechnet wird, die erforderlich ist, um die Soll-Antriebskraft an die Antriebswelle abzugeben. Wenn die erforderliche Antriebskraft größer als die erste Antriebskraftobergrenze ist, kann die Steuereinrichtung so programmiert werden, dass sie die Sollleistung des Verbrennungsmotors auf eine Leistung einstellt, die durch Subtrahieren einer Summe der ersten erforderlichen Ladungs-/Entladungsleistung und der zweiten erforderlichen Ladungs-/Entladungsleistung von der Leistung berechnet wird, die erforderlich ist, um die Soll-Antriebskraft an die Antriebswelle abzugeben. Die Steuereinrichtung kann so programmiert werden, dass sie den Verbrennungsmotor so steuert, dass die Sollleistung vom Verbrennungsmotor abgegeben wird.
Im Hybridfahrzeug der vorliegenden Offenbarung kann das Übersetzungsverhältnis ein virtuelles Übersetzungsverhältnis sein. Das Hybridfahrzeug kann ferner ein Stufengetriebe enthalten, das zwischen dem Planetengetriebe und der Antriebswelle angeordnet ist, und das Übersetzungsverhältnis kann ein Übersetzungsverhältnis des Stufengetriebes oder ein aus dem Übersetzungsverhältnis des Stufengetriebes unter Berücksichtigung eines virtuellen Übersetzungsverhältnisses bestimmtes Übersetzungsverhältnis sein. Das „aus dem Übersetzungsverhältnis des Stufengetriebes unter Berücksichtigung des virtuellen Übersetzungsverhältnisses bestimmte Übersetzungsverhältnis“ ist ein Übersetzungsverhältnis, das durch Kombination des Übersetzungsverhältnisses des Stufengetriebes mit dem virtuellen Übersetzungsverhältnis bestimmt wird. Wenn zum Beispiel ein virtuelles Übersetzungsverhältnis in Bezug auf jedes Übersetzungsverhältnis eines Zweigang-Stufengetriebes festgelegt wird, ergeben sich insgesamt vier Übersetzungsverhältnisse. In einem anderen Beispiel ergibt die Einstellung von zwei virtuellen Übersetzungsverhältnissen in Bezug auf jedes der jeweiligen Übersetzungsverhältnisse eines ersten Ganges bis zu einem dritten Gang eines Viergang-Stufengetriebes insgesamt zehn Übersetzungsverhältnisse. Das Hybridfahrzeug dieser Konfiguration stellt eine gewünschte Anzahl von Gängen zur Verfügung.
Kurzbeschreibung der Figuren

1 ist ein Konfigurationsdiagramm, das die schematische Konfiguration eines Hybridfahrzeugs gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt;
2 ist ein Konfigurationsdiagramm, das die schematische Konfiguration eines Verbrennungsmotors, eines Planetengetriebes, der Motoren MG1 und MG2 und eines Stufengetriebes zeigt;
3 ist eine Betriebstabelle, die eine Beziehung zwischen den jeweiligen Gängen des Stufengetriebes und den Zuständen der Kupplungen C1 und C2 und der Bremsen B1, B2 und B3 zeigt;
4 ist ein Kutzbachplan, die eine Beziehung zwischen den Drehzahlen der jeweiligen Rotationselemente des Planetengetriebes und eine Beziehung zwischen den Drehzahlen der jeweiligen Rotationselemente des Stufengetriebes zeigt;
5 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel für eine Steuerroutine der Fahrbarkeitspriorität zeigt (erste Hälfte);
6 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel für eine Steuerroutine für die Fahrbarkeitspriorität zeigt (zweite Hälfte);
7 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für ein Einstellkennfeld für eine erforderliche Antriebskraft zeigt;
8 ist ein Diagramm, das ein Beispiel eines Schalt-Liniendiagramms zeigt; Schalt
9 ist ein Diagramm, das ein Beispiel eines Fahrbarkeits-Drehzahl-Einstellkennfeld darstellt;
10 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für ein Einstellkennfeld der oberen Grenzkraft darstellt;
11 ist ein Diagramm, das ein Beispiel eines Einstellkennfelds der erforderlichen Lade-/Entladeleistung zeigt;
12 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für ein Einstellkennfeld einer Kompensationsleistung zeigt;
13 ist ein Diagramm, das ein Beispiel eines Bemessungswerteinstellkennfelds zeigt;
14 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für Variationen einer Gaspedalstellung Acc, einer Fahrzeuggeschwindigkeit V, eines simulierten Übersetzungsverhältnisses Gsv, einer Soll-Drehzahl Ne* und einer Ist-Drehzahl Ne des Verbrennungsmotors, einer Soll-Leistung Pe* und einer Ist-Ausgangsleistung Pe des Verbrennungsmotors, einer erforderlichen Antriebskraft Tdusr und einer Antriebskraftobergrenze Tdlim1, einer erforderlichen Lade-/Entladeleistung Pb1 *, einer erforderlichen Lade-/Entladeleistung Pb2* und einer Soll-Antriebskraft Td* und einer Ausgangs-Antriebskraft Td, wenn die Kompensation der Batterieleistung nicht verboten ist, darstellt;
15 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel für eine Einstellroutine der Schaltlinie zeigt, die von einer elektronischen Hybrid-Steuereinheit ausgeführt wird;
16 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für Variationen der Gaspedalstellung Acc, ein simuliertes Getriebeübersetzungsverhältnis Gsv, die erforderliche Antriebskraft Tdusr, die Antriebskraftobergrenze Tdlim1, die erforderliche Lade-/Entladeleistung Pb2* der Batterie und einen Drehmomentbefehl Tm2* des Motors MG2 zeigt, wenn ein Ladezustand SOC der Batterie niedriger oder gleich ein Referenzwert Sref1 ist und eine Einschalt-Herunterschaltung durchgeführt wird, die eine Herunterschaltung des simulierten Getriebeübersetzungsverhältnisses Gsv mit einem (steilen) Anstieg der Gaspedalstellung Acc ist;
17 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel für eine Einstellroutine der Schaltlinie gemäß einer Modifikation zeigt; und
18 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für ein Referenzwerteinstellkennfeld zeigt.

Ausführliche Beschreibung der Ausführungsformen
Im Folgenden werden einige Aspekte der Offenbarung unter Bezugnahme auf Ausführungsformen beschrieben.
1 ist ein Konfigurationsdiagramm, das die schematische Konfiguration eines Hybridfahrzeugs 20 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht. 2 ist ein Konfigurationsdiagramm, das die schematische Konfiguration eines (Verbrennungs-)Motors 22, eines Planetengetriebes 30, von (Elektro-)Motoren MG1 und MG2 und eines Stufengetriebes 60 zeigt. Wie in 1 und 2 dargestellt, umfasst das Hybridfahrzeug 20 der Ausführungsform einen Verbrennungsmotor 22, ein Planetengetriebe 30, die Motoren MG1 und MG2, die Wechselrichter 41 und 42, eine Batterie 50 als Energiespeicher, ein Stufengetriebe 60 und ein elektronisches Hybrid-Steuergerät (im Folgenden als „HV-ECU“ bezeichnet) 70.
Der Verbrennungsmotor 22 ist als Verbrennungsmotor konfiguriert, um Leistung abzugeben, indem z.B. Benzin oder Leichtöl als Kraftstoff verwendet wird. Dieser Verbrennungsmotor 22 wird von einem elektronischen Motorsteuergerät (im Folgenden als „Verbrennungsmotor-ECU“ bezeichnet) 24 betrieben und gesteuert.
Die Verbrennungsmotor-ECU 24 umfasst einen Mikrocomputer mit einer CPU, einem ROM, einem RAM, Ein-/Ausgangsports und einem Kommunikationsport. Signale von verschiedenen Sensoren, die für den Betrieb und die Steuerung des Verbrennungsmotors 22 erforderlich sind, werden über den Eingangsport in die Verbrennungsmotor-ECU 24 eingegeben. Zu den Signalen, die in die Verbrennungsmotor-ECU 24 eingegeben werden, gehört z.B. ein Kurbelwinkel θcr einer Kurbelwelle 23 von einem Kurbelpositionssensor 23a, der so konfiguriert ist, dass er die Drehposition der Kurbelwelle 23 des Verbrennungsmotors 22 erfasst. Die Verbrennungsmotor-ECU 24 gibt über den Ausgangsport verschiedene Steuersignale zum Betrieb und zur Steuerung des Verbrennungsmotors 22 aus. Die Verbrennungsmotor-ECU 24 ist über die entsprechenden Kommunikationsanschlüsse mit der HV-ECU 70 verbunden. Die Verbrennungsmotor-ECU 24 berechnet eine Drehzahl Ne des Verbrennungsmotors 22, basierend auf dem Kurbelwinkel θcr, der vom Kurbelwellensensor 23a eingegeben wird.
Das Planetengetriebe 30 ist als ein Planetengetriebe mit einem einzigen Antriebsradkonfiguriert. Dieses Planetengetriebe 30 umfasst ein Sonnenrad 30s als Außenzahnrad, ein Hohlrad 30r als Innenzahnrad, eine Vielzahl von Planetenrädern 30p, die jeweils mit dem Sonnenrad 30s und dem Hohlrad 30r in Eingriff stehen, und einen Träger 30c, der vorgesehen ist, um die Vielzahl von Planentenrädern 30p um ihre Achsen rotierbar und drehbar zu lagern. Das Sonnenrad 30s ist mit einem Rotor des Motors MG1 verbunden. Das Hohlrad 30r ist über ein Übertragungselement 32 mit einem Rotor des Motors MG2 und mit einer Eingangswelle 61 des Stufengetriebes 60 verbunden. Der Träger 30c ist über einen Dämpfer 28 mit der Kurbelwelle 23 des Verbrennungsmotors 22 verbunden.
Die beiden Motoren MG1 und MG2 sind z.B. als Synchrongeneratormotoren ausgeführt. Der Rotor des Motors MG1 ist wie oben beschrieben mit dem Sonnenrad 30s des Planetengetriebes 30 verbunden. Der Rotor des Motors MG2 ist mit dem Hohlrad 30r des Planetengetriebes 30 und mit der Eingangswelle 61 des Stufengetriebes 60 über das Übertragungselement 32 wie oben beschrieben verbunden. Die Inverter 41 und 42 dienen zum Antrieb der Motoren MG1 und MG2 und sind über die Stromleitungen 54 mit der Batterie 50 verbunden. Eine Motorelektronik-Steuereinheit (im Folgenden als „Motor-ECU“ bezeichnet) 40 führt die Schaltsteuerung einer Vielzahl von Schaltelementen (nicht abgebildet) durch, die in den Invertern 41 und 42 enthalten sind, um die Motoren MG1 und MG2 zu drehen und anzutreiben.
Die Motor-ECU 40 enthält einen Mikrocomputer mit einer CPU, einem ROM, einem RAM, Eingangs-/Ausgangsports und einem Kommunikationsport. Signale von verschiedenen Sensoren, die für den Antrieb und die Steuerung der Motoren MG1 und MG2 erforderlich sind, werden über den Eingangsport in die Motor-ECU 40 eingegeben. Zu den Signalen, die in die Motor-ECU 40 eingegeben werden, gehören z.B. die Drehpositionen θm1 und θm2 der jeweiligen Rotoren der Motoren MG1 und MG2 von Drehpositionssensoren 43 und 44, die so konfiguriert sind, dass sie die Drehpositionen der jeweiligen Rotoren der Motoren MG1 und MG2 und die Phasenströme Iu1, Iv1, Iu2 und Iv2 der jeweiligen Phasen der Motoren MG1 und MG2 von Stromsensoren erfassen, die so konfiguriert sind, dass sie die Phasenströme erfassen, die in den jeweiligen Phasen der Motoren MG1 und MG2 fließen. Die Motor-ECU 40 gibt z.B. über den Ausgangsport Steuersignale an die Vielzahl von Schaltelementen (nicht abgebildet) aus, die in den Invertern 41 und 42 enthalten sind. Die Motor-ECU 40 ist über die jeweiligen Kommunikationsanschlüsse mit der HV-ECU 70 verbunden. Die Motor-ECU 40 berechnet die elektrischen Winkel θe1 und θe2 und die Drehzahlen Nm1 und Nm2 der Motoren MG1 und MG2 auf der Grundlage der Drehpositionen θm1 und θm2 der jeweiligen Rotoren des Motors MG1 und MG2, die von den Drehpositionssensoren 43 und 44 eingegeben werden.
Die Batterie 50 ist z.B. als Lithium-Ionen-Akku oder als Nickel-Metallhydrid-Batterie konfiguriert. Diese Batterie 50 wird wie oben beschrieben über die Stromleitungen 54 mit den Wechselrichtern 41 und 42 verbunden. Die Batterie 50 wird von einer elektronischen Batterie-Steuereinheit (im Folgenden als „Batterie-ECU“ bezeichnet) 52 verwaltet.
Die Batterie-ECU 52 enthält einen Mikrocomputer mit einer CPU, einem ROM, einem RAM, Ein-/Ausgabe-Ports und einem Kommunikationsport. Signale von verschiedenen Sensoren, die für die Verwaltung der Batterie 50 erforderlich sind, werden über den Eingangsport in die Batterie-ECU 52 eingegeben. Zu den Signalen, die in die Batterie-ECU 52 eingegeben werden, gehören zum Beispiel eine Spannung Vb der Batterie 50 von einem Spannungssensor 51a, der zwischen den Ports der Batterie 50 angeordnet ist, ein elektrischer Strom Ib der Batterie 50 von einem Stromsensor 51b, der an einem Ausgangsport der Batterie 50 montiert ist, und eine Temperatur Tb der Batterie 50 von einem Temperatursensor 51c, der an der Batterie 50 montiert ist. Die Batterie ECU 52 wird über die entsprechenden Kommunikationsanschlüsse mit der HV-ECU 70 verbunden. Die Batterie-ECU 52 berechnet einen Ladezustand SOC der Batterie 50, basierend auf einem integrierten Wert des elektrischen Stroms Ib der Batterie 50, der vom Stromsensor 51b eingegeben wird. Der Ladezustand SOC bezeichnet ein Verhältnis der Kapazität der elektrischen Leistung, die von der Batterie 50 entladen werden kann, zur Gesamtkapazität der Batterie 50. Die Batterie ECU 52 berechnet auch eine Eingangsgrenze Win und eine Ausgangsleistungsgrenze Wout der Batterie 50, basierend auf dem Ladezustand SOC der Batterie 50 und der Temperatur Tb der Batterie 50, die vom Temperatursensor 51c eingegeben wird. Die Eingangsgrenze Win bezeichnet eine maximal zulässige Leistung (negativer Wert) zum Laden der Batterie 50. Die Ausgangsleistungsgrenze Wout bezeichnet eine maximal zulässige Leistung (positiver Wert), um die Batterie 50 zu entladen.
Das Stufengetriebe 60 ist als Viergang-Stufengetriebe konfiguriert. Dieses Stufengetriebe 60 umfasst die Eingangswelle 61, eine Ausgangswelle 62, die Planetenräder 63, 64 und 65, die Kupplungen C1 und C2 sowie die Bremsen B1, B2 und B3. Die Eingangswelle 61 ist wie oben beschrieben mit dem Hohlrad 30r des Planetengetriebes 30 und über das Übertragungselement 32 mit dem Motor MG2 verbunden. Die Abtriebswelle 62 ist mit einer Antriebswelle 36 verbunden, die über ein Differentialgetriebe 38 mit den Antriebsrädern 39a und 39b verbunden ist.
Das Planetengetriebe 63 ist als Einzelantriebszahnrad-Planetengetriebe ausgeführt. Dieses Planetengetriebe 63 umfasst ein Sonnenrad 63s als Außenzahnrad, ein Hohlrad 63r als Innenzahnrad, eine Vielzahl von Planetenrädern 63p, die jeweils mit dem Sonnenrad 63s und dem Hohlrad 63r in Eingriff stehen, und einen Träger 63c, der vorgesehen ist, um die Vielzahl von Plantenrädern 63p um ihre Achsen drehbar und umlaufend sind.
Das Planetengetriebe 64 ist als Einzelantriebszahnrad-Planetengetriebemechanismus konfiguriert. Dieses Planetengetriebe 64 umfasst ein Sonnenrad 64s als Außenrad, ein Hohlrad 64r als Innenrad, eine Vielzahl von Planetenrädern 64p, die jeweils mit dem Sonnenrad 64s und dem Hohlrad 64r in Eingriff stehen, und einen Träger 64c, der so vorgesehen ist, dass er die Vielzahl von Planentenrädern 64p so trägt, dass sie um ihre Achsen drehbar und umlaufend sind.
Das Planetengetriebe 65 ist als Einzelantriebszahnrad-Planetengetriebemechanismus konfiguriert. Dieses Planetengetriebe 65 umfasst ein Sonnenrad 65s als Außenzahnrad, ein Hohlrad 65r als Innenzahnrad, eine Vielzahl von Planetenrädern 65p, die jeweils mit dem Sonnenrad 65s und dem Hohlrad 65r in Eingriff stehen, und einen Träger 65c, der so vorgesehen ist, dass er die Vielzahl von Planentenrädern 65p so trägt, dass sie um ihre Achsen drehbar und umlaufend sind.
Das Sonnenrad 63s des Planetenrads 63 und das Sonnenrad 64s des Planetenrads 64 sind miteinander verbunden (fest miteinander verbunden). Das Hohlrad 63r des Planetengetriebes 63, der Planetenträger 64c des Planetengetriebes 64 und der Planetenträger 65c des Planetengetriebes 65 sind miteinander verbunden. Das Hohlrad 64r des Planetengetriebes 64 und das Sonnenrad 65s des Planetengetriebes 65 sind miteinander verbunden. Dementsprechend dienen die Planetenräder 63, 64 und 65 als Fünf-Elemente-Mechanismus, wobei das Sonnenrad 63s des Planetengetriebes 63 mit dem Sonnenrad 64s des Planetengetriebes 64, der Planetenträger 63c des Planetengetriebes 63, das Hohlrad 65r des Planetengetriebes 65, das Hohlrad 63r des Planetengetriebes 63 mit dem Planetenträger 64c des Planetengetriebes 64 und dem Planetenträger 65c des Planetengetriebes 65 und das Hohlrad 64r des Planetengetriebes 64 mit dem Sonnenrad 65s des Planetengetriebes 65 als fünf Rotationselemente dienen. Das Hohlrad 63r des Planetengetriebes 63, der Planetenträger 64c des Planetengetriebes 64 und der Planetenträger 65c des Planetengetriebes 65 sind mit der Ausgangswelle 62 verbunden.
Die Kupplung C1 ist so konfiguriert, dass sie die Eingangswelle 61 mit dem Hohlrad 64r des Planetengetriebes 64 und dem Sonnenrad 65s des Planetengetriebes 65 verbindet und trennt. Die Kupplung C2 ist so konfiguriert, dass sie die Eingangswelle 61 mit dem Sonnenrad 63s des Planetengetriebes 63 und dem Sonnenrad 64s des Planetengetriebes 64 verbindet und von diesem trennt.
Die Bremse B1 ist so konfiguriert, dass sie das Sonnenrad 63s des Planetengetriebes 63 und das Sonnenrad 64s des Planetengetriebes 64 an Getriebegehäuse 69 nicht drehbar festmacht(verbindet) und das Sonnenrad 63s und das Sonnenrad 64s vom Getriebegehäuse 69 so freigibt, um drehbar zu sein. Die Bremse B2 ist so konfiguriert, dass sie den Träger 63c des Planetengetriebes 63 nicht drehbar am Getriebegehäuse 69 festmacht (verbindet) und den Träger 63c drehbar vom Getriebegehäuse 69 freigibt. Die Bremse B3 ist so konfiguriert, dass sie den Zahnkranz 65r des Planetenrads 65 mit dem Getriebegehäuse 69 so festmacht (verbindet), dass er nicht drehbar ist, und den Zahnkranz 65r aus dem Getriebegehäuse 69 so freigibt, dass er drehbar ist.
Die Kupplungen C1 und C2 sind jeweils als z.B. hydraulisch betätigte Lamellenkupplungen konfiguriert. Die Bremse B1 ist z.B. als hydraulisch betätigte Bandbremse ausgeführt. Die Bremsen B2 und B3 sind jeweils als z.B. hydraulisch betätigte Lamellenbremsen Mehrscheibenbremsen ausgeführt. Die Kupplungen C1 und C2 und die Bremsen B1, B2 und B3 werden durch Zu- und Abführung von Hydrauliköl durch einen Hydraulikregler (nicht dargestellt) betätigt. Der hydraulische Regler wird von der HV-ECU 70 gesteuert.
3 ist eine Betriebstabelle, die eine Beziehung zwischen den jeweiligen Drehzahlen des Stufengetriebes 60 und den Zuständen der Kupplungen C1 und C2 und der Bremsen B1, B2 und B3 zeigt. 4 ist ein Kutzbachplan, die eine Beziehung zwischen den Drehzahlen der jeweiligen Rotationselemente des Planetengetriebes 30 und eine Beziehung zwischen den Drehzahlen der jeweiligen Rotationselemente des Stufengetriebes 60 zeigt. In den Diagrammen von 4 bezeichnet „p0“ ein Übersetzungsverhältnis des Planetengetriebes 30 (die Zähnezahl des Sonnenrades 30 / die Zähnezahl des Hohlrades 30r), „p1“ ein Übersetzungsverhältnis des Planetenrades 63 (die Zähnezahl des Sonnenrades 63 / die Zähnezahl des Hohlrades 63r), „p2“ bezeichnet ein Übersetzungsverhältnis des Planetengetriebes 64 (die Anzahl der Zähne des Sonnenrades 64/die Anzahl der Zähne des Hohlrades 64r), und „p3“ bezeichnet ein Übersetzungsverhältnis des Planetengetriebes 65 (die Anzahl der Zähne des Sonnenrades 65/die Anzahl der Zähne des Hohlrades 65r).
In 4 ist die linke Seite der Kutzbachplan des Planetengetriebes 30 und die rechte Seite der Kutzbachplan des Stufengetriebes 60. Im Kutzbachplan des Planetengetriebes 30 zeigt eine 30s-Achse eine Drehzahl des Sonnengetriebes 30s an, die gleich einer Drehzahl Nm1 des Motors MG1 ist. Eine 30c-Achse zeigt eine Drehzahl des Trägers 30c an, die gleich einer Drehzahl Ne des Verbrennungsmotors 22 ist. Eine Achse 30r gibt eine Drehzahl des Hohlrads 30r an, die gleich einer Drehzahl Nm2 des Motors MG2, einer Drehzahl des Übertragungselements 32 und einer Drehzahl der Eingangswelle 61 ist. Im Kutzbachplan des Stufengetriebes 60 zeigt eine 63s - 64s-Achse die Drehzahlen des Sonnenrades 63s des Planetenrades 63 und des Sonnenrades 64s des Planetenrades 64 an. Eine 63c-Achse zeigt eine Drehzahl des Trägers 63c des Planetengetriebes 63 an. Eine 65r-Achse gibt eine Drehzahl des Hohlrades 65r des Planetenrades 65 an. Eine 63r - 64c - 65c-Achse gibt Drehzahlen des Hohlrades 63r des Planetengetriebes 63, des Trägers 64c des Planetengetriebes 64 und des Trägers 65c des Planetengetriebes 65 an, die gleich einer Drehzahl Nd der Antriebswelle 36 (d.h. einer Drehzahl der Abtriebswelle 62) sind. Eine Achse 64r - 65s gibt die Drehzahlen des Hohlrades 64r des Planetengetriebes 64 und des Sonnenrades 65s des Planetengetriebes 65 an.
Im Stufengetriebe 60 werden die Kupplungen C1 und C2 und die Bremsen B1, B2 und B3 betätigt und freigegeben, um Vorwärtsgänge eines ersten Ganges bis zu einem vierten Gang und einen Rückwärtsgang wie in 3 dargestellt zu ermöglichen. Genauer gesagt wird das Vorwärtsgang-Übersetzungsverhältnis des ersten Gangs durch Betätigen der Kupplung C1 und der Bremse B3 und durch Freigeben der Kupplung C2 und der Bremsen B1 und B2 bereitgestellt. Das Vorwärtsgang-Übersetzungsverhältnis des zweiten Gangs wird durch das Betätigen der Kupplung C1 und der Bremse B2 und durch das Freigeben der Kupplung C2 und der Bremsen B1 und B3 erreicht. Das Vorwärtsgang-Übersetzungsverhältnis des dritten Gangs wird durch das Betätigen der Kupplung C1 und der Bremse B1 und das Freigeben der Kupplung C2 und der Bremsen B2 und B3 erreicht. Das Vorwärtsgang-Übersetzungsverhältnis des vierten Gangs wird durch das Betätigen der Kupplungen C1 und C2 und das Freigeben der Bremsen B1, B2 und B3 erreicht. Das Rückwärtsgang-Übersetzungsverhältnis wird durch das Betätigen der Kupplung C2 und der Bremse B3 und das Freigeben der Kupplung C1 und der Bremsen B1 und B2 erreicht.
Die HV-ECU 70 enthält einen Mikrocomputer mit einer CPU, einem ROM, einem RAM, Eingangs-/Ausgangsports und einem Kommunikationsport. Signale von verschiedenen Sensoren werden über den Eingangsport in die HV-ECU 70 eingegeben. Zu den Signalen, die in die HV-ECU 70 eingegeben werden, gehören beispielsweise eine Drehzahl Nd der Antriebswelle 36 von einem Drehzahlsensor 36a, der so konfiguriert ist, dass er die Drehzahl der Antriebswelle 36 erfasst, ein Zündsignal von einem Zündschalter 80 und eine Schaltposition SP von einem Schaltpositionssensor 82, der so konfiguriert ist, dass er eine Betriebsposition eines Schalthebels 81 erfasst. Zu den Signalen, die in die HV-ECU 70 eingegeben werden, gehören auch eine Gaspedalstellung Acc von einem Gaspedalstellungssensor 84, der so konfiguriert ist, dass er einen Niederdrückbetrag eines Gaspedals 83 erfasst, und eine Bremspedalstellung BP von einem Bremspedalstellungssensor 86, der so konfiguriert ist, dass er einen Niederdrückbetrag eines Bremspedals 85 erfasst. Zu den Signalen, die in die HV-ECU 70 eingegeben werden, gehören ferner eine Fahrzeuggeschwindigkeit V von einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 88, ein Straßenoberflächengradient θrd von einem Gradientensensor 89 (der im Falle einer ansteigenden Straße einen positiven Wert hat) und ein Modussignal von einem Betriebsartenschalter 90. Die HV-ECU 70 gibt verschiedene Steuersignale über den Ausgangsport aus. Zu den von der HV-ECU 70 ausgegebenen Signalen gehört z.B. ein Steuersignal an das Stufengetriebe 60 (Hydraulikregler). Die HV-ECU 70 wird wie oben beschrieben über die jeweiligen Kommunikationsanschlüsse mit der Verbrennungsmotor-ECU 24, der Motor-ECU 40 und der Batterie-ECU 52 verbunden.
Die Schaltstellung SP umfasst hier eine Parkstellung (P-Stellung), eine Rückwärtsstellung (R-Stellung), eine Neutralstellung (N-Stellung) und eine Fahrstellung (D-Stellung).
Der Betriebsartenschalter 90 dient als Schalter, der vom Fahrer betätigt wird, um einen Betriebsfahrmodus aus einer Vielzahl von Fahrmodi auszuwählen, einschließlich eines gewöhnlichen Modus, der dem Kraftstoffverbrauch Vorrang einräumt, und eines Fahrbarkeitsprioritätsmodus, der dem Fahrgefühl des Fahrers (Fahrbarkeit) Vorrang vor dem Kraftstoffverbrauch einräumt. Wenn der gewöhnliche Modus als Betriebsfahrmodus gewählt wird, werden der Verbrennungsmotor 22 und die Motoren MG1 und MG2 angetrieben und so gesteuert, dass das Hybridfahrzeug 20 mit einem effizienten Betrieb des Verbrennungsmotors 22 in der auf die D-Position eingestellten Schaltstellung SP gefahren wird. Wenn der Fahrbarkeitsprioritätsmodus als Betriebsfahrmodus gewählt ist, werden dagegen der Verbrennungsmotor 22 und die Motoren MG1 und MG2 angetrieben und gesteuert, so dass das Hybridfahrzeug 20 mit Betrieb des Verbrennungsmotors 22 so angetrieben und gesteuert wird, als ob der Verbrennungsmotor 22 mit der Antriebswelle 36 über ein virtuelles 10-Gang-Stufengetriebe (im Folgenden als „simuliertes Getriebe“ bezeichnet) in der auf die Stellung D eingestellten Schaltposition SP mit der Antriebswelle 36 verbunden ist. Die jeweiligen Übersetzungsverhältnisse des simulierten Zehngang-Getriebes sind so konfiguriert, dass zwei virtuelle Übersetzungsverhältnisse in Bezug auf jedes der Übersetzungsverhältnisse des ersten bis dritten Ganges des Viergang-Stufengetriebes 60 vorgesehen sind.
Das Hybridfahrzeug 20 der Ausführungsform einschließlich der oben beschriebenen Konfiguration wird durch Hybridantrieb (HV-Antrieb) mit Betrieb des Verbrennungsmotors 22 oder durch Elektroantrieb (EV-Antrieb) ohne Betrieb des Verbrennungsmotors 22 angetrieben.
Nachfolgend wird der Betrieb des wie oben beschrieben konfigurierten Hybridfahrzeugs 20 oder genauer gesagt eine Reihe von Betriebsarten beschrieben, wenn das Hybridfahrzeug 20 durch HV-Antrieb in der auf die D-Position eingestellten Schaltstellung SP mit Auswahl des Fahrbarkeitsprioritätsmodus als Betriebsfahrmodus durch Betätigung des Betriebsartenschalters 90 durch den Fahrer, angetrieben wird. 5 und 6 sind Flussdiagramme, die ein Beispiel für eine von der HV-ECU 70 durchgeführte Fahrbarkeitsprioritäts-Steuerroutine zeigen. Diese Routine wird wiederholt ausgeführt, wenn das Hybridfahrzeug 20 mit HV-Fahrantrieb in der Schaltstellung SP in der Stellung D gefahren wird, wobei der Fahrbarkeitsprioritätsmodus durch die Betätigung des Betriebsartenschalters 90 durch den Fahrer als Betriebsfahrmodus ausgewählt wird.
Wenn die Fahrbarkeitsprioritäts-Steuerroutine von 5 und 6 ausgelöst wird, erhält die HV-ECU 70 zunächst Eingabedaten, z.B. die Gaspedalstellung Acc, die Fahrzeuggeschwindigkeit V, die Drehzahl Nd der Antriebswelle 36, die Drehzahl Ne des Verbrennungsmotors 22, die Drehzahlen Nm1 und Nm2 der Motoren MG1 und MG2 sowie den Ladezustand SOC und die Ausgangsleistungsgrenze Wout der Batterie 50, Informationen über die Schaltlinie (Hochschaltlinie oder Herunterschaltlinie) und die Batterieleistungskompensationsverbotsflag F (Schritt S100). Die hier eingegebene Gaspedalstellung Acc ist ein vom Gaspedalstellungssensor 84 erfasster Wert. Die hier eingegebene Fahrzeuggeschwindigkeit V ist ein vom Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 88 erfasster Wert. Die hier eingegebene Drehzahl Nd der Antriebswelle 36 ist ein vom Drehzahlsensor 36a erfasster Wert. Die hier eingegebene Motordrehzahl Ne des Verbrennungsmotors 22 ist ein vom Verbrennungsmotorsteuergerät 24 berechneter Wert. Die Drehzahlen Nm1 und Nm2 der hier eingegebenen Motoren MG1 und MG2 sind Werte, die von der Motor-ECU 40 berechnet werden. Der Ladezustand SOC und die Ausgangsleistungsgrenze Wout der Batterie 50, die hier eingegeben werden, sind Werte, die von der Batterie-ECU 52 berechnet werden. Die Schaltlinieninformation und der Batteriekompensationsleistungsverbotsflag F-Input hier sind Werte, die von der Schalteinstellroutine gesetzt werden, die später beschrieben wird. In der Ausführungsform wird die Schaltlinie aus der Schaltlinie des ersten Typs und der Schaltlinie des zweiten Typs ausgewählt. Die Schaltlinie vom ersten Typ ist eine normale Schaltlinie, und die Schaltlinie vom zweiten Typ ist eine Schaltlinie, bei der mindestens ein Teil der Schaltlinie vom ersten Typ in Bezug auf die Schaltlinie vom ersten Typ auf eine Hochgeschwindigkeitsseite oder eine Seite mit niedriger Gaspedalstellung verschoben wird. Die Batterieleistungskompensationsverbotsflag F wird auf den Wert 0 gesetzt, wenn die Batterieleistungskompensation nicht unterbunden wird und auf den Wert 1 gesetzt, wenn die Batterieleistungskompensation verboten ist. Die Einzelheiten der Batterieleistungskompensation werden später beschrieben.
Die HV-ECU 70 stellt eine erforderliche Antriebskraft Tdusr ein, die für den Antrieb erforderlich ist (erforderlich für die Antriebswelle 36), und zwar gemäß einem Kennfeld zur Einstellung der erforderlichen Antriebskraft unter Verwendung der Gaspedalstellung Acc und der Fahrzeuggeschwindigkeit V (Schritt S110). Das erforderliche Antriebskraft-Einstellkennfeld wird im Voraus eingestellt, um eine Beziehung zwischen der Gaspedalstellung Acc, der Fahrzeuggeschwindigkeit V und der erforderlichen Antriebskraft Tdusr festzulegen, und wird im nicht dargestellten ROM gespeichert. 7 ist ein Diagramm, das ein Beispiel des Einstellkennfeldes der erforderlichen Antriebskraft zeigt.
Die HV-ECU 70 stellt anschließend ein simuliertes Übersetzungsverhältnis Gsv und ein Soll-Übersetzungsverhältnis Gsat* gemäß einem Schaltlinien-Diagramm ein, indem sie die Gaspedalstellung Acc und die Fahrzeuggeschwindigkeit V verwendet (Schritt S120). Das simulierte Übersetzungsverhältnis Gsv bezeichnet ein Übersetzungsverhältnis des simulierten Zehnganggetriebes. Das Soll-Übersetzungsverhältnis Gsat* bezeichnet ein Soll-Übersetzungsverhältnis des Viergang-Stufengetriebes 60. Das Schaltlinien-Diagramm wird im Voraus festgelegt, um ein Verhältnis zwischen der Gaspedalstellung Acc, der Fahrzeuggeschwindigkeit V, dem simulierten Übersetzungsverhältnis Gsv und dem Soll-Übersetzungsverhältnis Gsat* festzulegen.
8 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für das Schaltlinien-Diagramm darstellt. 8(A) zeigt ein Beispiel des Schaltlinien-Diagramms, wenn die Schaltlinie des ersten Typs verwendet wird, und 8(B) zeigt ein Beispiel des Schaltlinien-Diagramms, wenn die Schaltlinie des zweiten Typs verwendet wird. In 8(A) und 8(B) zeigen durchgezogene Linien (dünne durchgezogene Linien und dicke durchgezogene Linien) Schaltlinien zum Hochschalten und gestrichelte Linien (dünne gestrichelte Linien und dicke gestrichelte Linien) Schaltlinien zum Herunterschalten an. Das simulierte Übersetzungsverhältnis Gsv wird als eines der jeweiligen Übersetzungsverhältnisse der zehn zu korrespondierenden Gänge eingestellt, basierend auf allen in 8(A) oder 8(B) gezeigten Schaltlinien. Das Soll-Übersetzungsverhältnis Gsat* wird als eines der jeweiligen Übersetzungsverhältnisse der vier zu korrespondierenden Gänge eingestellt, basierend auf den Schaltlinien der dicken durchgezogenen Linien und der dicken gestrichelten Linien, die in 8(A) oder 8(B) dargestellt sind.
Nach der Einstellung des Soll-Übersetzungsverhältnisses Gsat* steuert die HV-ECU 70 das Stufengetriebe 60 unter Verwendung des Soll-Übersetzungsverhältnisses Gsat* (Stufe S130). Wenn ein Übersetzungsverhältnis Gsat gleich dem Soll-Übersetzungsverhältnis Gsat* ist, hält das Stufengetriebe60 das Übersetzungsverhältnis Gsat unverändert. Wenn sich das Übersetzungsverhältnis Gsat von dem Soll-Übersetzungsverhältnis Gsat* unterscheidet, ändert das Stufengetriebe60 dagegen das Übersetzungsverhältnis Gsat, so dass das Übersetzungsverhältnis Gsat gleich dem Soll-Übersetzungsverhältnis Gsat* wird. Das Stufengetriebe 60 wird in ähnlicher Weise gesteuert, wenn das Hybridfahrzeug 20 mit HV-Antrieb oder mit EV-Antrieb gefahren wird, wobei der normale Modus als Betriebsfahrmodus ausgewählt wird. Der Prozess der Änderung des Übersetzungsverhältnisses Gsat nimmt die längere Zeit in Anspruch als der Ausführungszyklus dieser Routine.
Nach der Einstellung des simulierten Übersetzungsverhältnisses Gsv stellt die HV-ECU 70 eine Fahrbarkeitsdrehzahl Nedrv des Verbrennungsmotors 22 gemäß einem Fahrbarkeitsdrehzahl-Einstellkennfeld unter Verwendung der Fahrzeuggeschwindigkeit V und des simulierten Übersetzungsverhältnisses Gsv ein (Schritt S140). Anschließend stellt die HV-ECU 70 eine Solldrehzahl Ne* des Verbrennungsmotors 22 auf die Fahrbarkeitsdrehzahl Nedrv des Verbrennungsmotors 22 ein (Schritt S150). Das Einstellkennfeld für die Fahrbarkeitsdrehzahl wird im Voraus eingestellt, um ein Verhältnis zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit V, dem simulierten Übersetzungsverhältnis Gsv und der Fahrbarkeitsdrehzahl Nedrv des Verbrennungsmotors 22 festzulegen, und wird im nicht dargestellten ROM gespeichert.
9 ist ein Diagramm, das ein Beispiel des Fahrbarkeitsdrehzahl-Einstellkennfeldes zeigt. Wie dargestellt, ist die Fahrbarkeitsdrehzahl Nedrv des Verbrennungsmotors 22 so eingestellt, dass sie bei jedem der simulierten Übersetzungsverhältnisse Gsv des simulierten Zehnganggetriebes linear mit einer Erhöhung der Fahrzeuggeschwindigkeit V ansteigt und bei dem größeren simulierten Übersetzungsverhältnis Gsv dieses simulierten Getriebes die kleinere Steigung gegenüber der Fahrzeuggeschwindigkeit V aufweist. Wenn der Verbrennungsmotor 22 bei der Fahrbarkeitsdrehzahl Nedrv betrieben wird, bewirkt eine solche Einstellung eine Erhöhung der Drehzahl Ne des Verbrennungsmotors 22 mit einer Erhöhung der Fahrzeuggeschwindigkeit V bei jedem der simulierten Übersetzungsverhältnisse Gsv des simulierten Zehnganggetriebes. Die Drehzahl Ne des Verbrennungsmotors 22 sinkt im Verlauf des Hochschaltens des simulierten Übersetzungsverhältnisses Gsv und steigt im Verlauf des Herunterschaltens des simulierten Übersetzungsverhältnisses Gsv. Im Ergebnis bewirkt das Hybridfahrzeug 20, dass sich das Verhalten der Drehzahl Ne des Verbrennungsmotors 22 dem Verhalten einer Motordrehzahl eines Kraftfahrzeugs annähert, das mit einem tatsächlichen Zehngang-Stufengetriebe ausgestattet ist.
Nach der Einstellung der Solldrehzahl Ne* des Verbrennungsmotors 22 stellt die HV-ECU 70 unter Verwendung der Solldrehzahl Ne* des Verbrennungsmotors 22 (Schritt S160) eine Leistungsobergrenze Pelim des Verbrennungsmotors 22 gemäß einem Kennfeld für die Leistungsobergrenze ein. Die Leistungsobergrenze Pelim des Verbrennungsmotors 22 bezeichnet eine obere Grenze der Leistung, die vom Verbrennungsmotor 22 abgegeben werden kann, wenn der Verbrennungsmotor 22 bei der Solldrehzahl Ne* (Fahrbarkeitsdrehzahl Nedrv) betrieben wird. Das Kennfeld für die Einstellung der Leistungsobergrenze wird im Voraus festgelegt, um eine Beziehung zwischen der Solldrehzahl Ne* und der Leistungsobergrenze Pelim des Verbrennungsmotors 22 festzulegen, und wird im nicht dargestellten ROM gespeichert. 10 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für das Kennfeld für die Einstellung der Leistungsobergrenze zeigt. Wie dargestellt, ist die Leistungsobergrenze Pelim des Verbrennungsmotors 22 so eingestellt, dass sie mit einer Erhöhung der Solldrehzahl Ne* des Verbrennungsmotors 22 ansteigt.
Die HV-ECU 70 stellt anschließend eine erforderliche Entladeleistung Pb1* der Batterie 50 (die einen positiven Wert hat, wenn die Batterie 50 entladen wird) so ein, dass der Ladezustand SOC der Batterie 50 näher an einen Soll-Ladezustand SOC* gemäß einem Kennfeld für die erforderliche Entladeleistung unter Verwendung des Ladezustands SOC der Batterie 50 kommt (Schritt S170). Das Einstellkennfeld der erforderlichen Lade-/Entladeleistung wird im Voraus festgelegt, um eine Beziehung zwischen dem Ladezustand SOC und der erforderlichen Lade-/Entladeleistung Pb1* der Batterie 50 zu spezifizieren, und wird im nicht dargestellten ROM gespeichert.
11 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für das Einstellkennfeld der erforderlichen Lade-/Entladeleistung zeigt. Wie dargestellt, wird, wenn der Ladezustand SOC der Batterie 50 gleich dem Soll-Ladezustand SOC* ist, die erforderliche Entladeleistung Pb1* der Batterie 50 auf den Wert 0 gesetzt. Außerdem wird, wenn der Ladezustand SOC höher als der Soll-Ladezustand SOC* ist, die erforderliche Entladeleistung Pb1* so eingestellt, dass sie mit einem Anstieg des Ladezustands SOC von einem Wert 0 auf eine vorbestimmte (positive) Entladeleistung Pdi1 ansteigt und bei der vorbestimmten Leistung Pdi1 konstant gehalten wird. Außerdem wird, wenn der Ladezustand SOC niedriger als der Soll-Ladezustand SOC* ist, die erforderliche Entladeleistung Pb1* so eingestellt, dass sie von dem Wert 0 auf eine vorbestimmte (negative) Ladeleistung Pch1 mit einer Abnahme des Ladezustands SOC abnimmt und auf der vorbestimmten Leistung Pch1 konstant gehalten wird.
Die HV-ECU 70 berechnet anschließend eine Antriebskraftobergrenze Tdlim1, indem er die Summe aus der Leistungsobergrenze Pelim des Verbrennungsmotors 22 und der erforderlichen Entladeleistung Pb1* der Batterie 50 durch die Drehzahl Nd der Antriebswelle 36 gemäß dem unten angegebenen Ausdruck (1) dividiert (Schritt S180). Die Antriebskraftobergrenze Tdlim1 bezeichnet eine obere Grenze der Antriebskraft, die an die Antriebswelle 36 abgegeben werden kann, wenn die Leistungsobergrenze Pelim von dem Verbrennungsmotor 22 abgegeben wird, der mit der Solldrehzahl Ne* (Fahrbarkeitsdrehzahl Nedrv) betrieben wird, und die Batterie 50 mit der erforderlichen Lade-/Entladeleistung Pb1* geladen oder entladen wird. In Ausdruck (1) wird die erforderliche Lade-/Entladeleistung Pb1* der Batterie 50 zur Leistungsobergrenze Pelim des Verbrennungsmotors 22 addiert, um eine Leistungsschwankung des Verbrennungsmotors 22 zu unterdrücken, wenn die Batterie 50 mit der erforderlichen Lade-/Entladeleistung Pb1* geladen oder entladen wird. $Tdlim1 = (Pelim + Pb1*) / Nd$
Die HV-ECU 70 vergleicht anschließend die erforderliche Antriebskraft Tdusr mit der Antriebskraftobergrenze Tdlim1 (Schritt S190). Dieser Vergleich ist ein Verfahren zur Bestimmung, ob die erforderliche Antriebskraft Tdusr an die Antriebswelle 36 ausgegeben werden kann oder nicht, begleitet von einer Ladung oder Entladung der Batterie 50 mit der erforderlichen Lade-/Entladeleistung Pb1*.
Wenn die erforderliche Antriebskraft Tdusr kleiner oder gleich die Antriebskraftobergrenze Tdlim1 ist, bestimmt die HV-ECU 70, dass die erforderliche Antriebskraft Tdusr an die Antriebswelle 36 ausgegeben werden kann, begleitet von einer Ladung oder Entladung der Batterie 50 mit der erforderlichen Lade-/Entladeleistung Pb1*. Die HV-ECU 70 setzt dann eine erforderliche Entladeleistung Pb2* der Batterie 50 (die einen positiven Wert hat, wenn die Batterie 50 entladen wird) auf den Wert 0 (Schritt S200). Die HV-ECU 70 stellt dann die Soll-Antriebskraft Td*, die an die Antriebswelle 36 abgegeben werden soll, auf den kleineren Wert zwischen der erforderlichen Antriebskraft Tdusr und der Antriebskraftobergrenze Tdlim1 gemäß dem unten angegebenen Ausdruck (2) ein (Schritt S210). Die Einzelheiten der erforderlichen Entladeleistung Pb2* der Batterie 50 werden später beschrieben. $Td * = min (Tdusr, Tdlim1)$
Die HV-ECU 70 berechnet anschließend eine Sollleistung Pe*, die vom Verbrennungsmotor 22 abgegeben werden soll, indem er die erforderliche Entladeleistung Pb1* der Batterie 50 vom Produkt aus der Soll-Antriebskraft Td* und der Drehzahl Nd der Antriebswelle 36 gemäß dem unten angegebenen Ausdruck (3) subtrahiert (Schritt S220). In Ausdruck (3) bezeichnet das Produkt aus der Soll-Antriebskraft Td* und der Drehzahl Nd der Antriebswelle 36 eine Sollleistung Pd*, die an die Antriebswelle 36 abgegeben werden soll. Die durch Ausdruck (3) erhaltene Sollleistung Pe* des Verbrennungsmotors 22 bezeichnet eine Leistung des Verbrennungsmotors 22, die erforderlich ist, um die Soll-Antriebskraft Td* an die Antriebswelle 36 abzugeben, verbunden mit dem Laden oder Entladen der Batterie 50 mit der erforderlichen Lade-/Entladeleistung Pb1 *. Ferner setzt die HV-ECU 70 die Soll-Antriebskraft Td* auf den kleineren Wert zwischen der erforderlichen Antriebskraft Tdusr und der Antriebskraftobergrenze Tdlim1. Unter Berücksichtigung von Ausdruck (1) und Ausdruck (3) versteht man, dass die Sollleistung Pe* des Verbrennungsmotors 22 kleiner oder gleich die Leistungsobergrenze Pelim ist. $Pe* = Td* \cdot Nd - Pb1*$
Nach Einstellung der Sollleistung Pe* und der Solldrehzahl Ne* des Verbrennungsmotors 22 berechnet die HV-ECU 70 einen Drehmomentbefehl Tm1* des Motors MG1 gemäß dem unten angegebenen Ausdruck (4) unter Verwendung der Drehzahl Ne, der Solldrehzahl Ne* und der Sollleistung Pe* des Verbrennungsmotors 22 und der Übersetzung ρ0 des Planetengetriebes 30 (Schritt S320). Der Ausdruck (4) ist ein Proportional-Ausdruck der Regelung, um den Verbrennungsmotor 22 mit der Solldrehzahl Ne* zu drehen. In Ausdruck (4) ist ein erster Term auf der rechten Seite ein Vorsteuerungsterm, ein zweiter Term auf der rechten Seite ist ein Proportional-Term eines Steuerterms und ein dritter Term auf der rechten Seite ist ein Integral-Term des Steuerterms. Der erste Term auf der rechten Seite bezeichnet ein Drehmoment, das bewirkt, dass der Motor MG1 ein vom Verbrennungsmotor 22 abgegebenes Drehmoment erhält, das über das Planetengetriebe 30 auf die rotierende Welle des Motors MG1 aufgebracht wird. In Ausdruck (4) bezeichnet „kp“ des zweiten Terms auf der rechten Seite eine Erhöhung des Proportional- und „ki“ des dritten Terms auf der rechten Seite eine Verstärkung des Integral-Terms. $Tm1 * = - (Pe * / Ne*) \cdot [ρ0 / (1 + ρ0)] + kp \cdot (Ne * - Ne) + ki \cdot \int (Ne * - Ne) dt$
Die HV-ECU 70 berechnet anschließend eine Soll-Antriebskraft Tin*, die an die Eingangswelle 61 des Stufengetriebes 60 abgegeben werden soll, indem die Soll-Antriebskraft Td* durch ein Übersetzungsverhältnis Grat des Stufengetriebes 60 (Schritt S330) geteilt wird. Das hier verwendete Übersetzungsverhältnis Grat des Stufengetriebes 60 ist z.B. ein Wert, den man erhält, indem man die Drehzahl Nm2 des Motors MG2 (d.h. die Drehzahl der Eingangswelle 61 des Stufengetriebes 60) durch die Drehzahl Nd der Antriebswelle 36 dividiert.
Die HV-ECU 70 berechnet anschließend ein vorläufiges Drehmoment Tm2tmp, das ein vorläufiger Wert eines Drehmomentbefehls Tm2* des Motors MG2 ist, indem er ein Drehmoment (-Tm1 */ ρ0) von der Soll-Antriebskraft Tin* gemäß dem unten angegebenen Ausdruck (5) subtrahiert (Schritt S340). In Ausdruck (5) bezeichnet das Drehmoment (-Tm1*/ ρ0) ein vom Motor MG1 abgegebenes und über das Planetengetriebe 30 auf die Antriebswelle 36 aufgebrachtes Drehmoment, wenn der Motor MG1 mit dem Drehmoment-Sollwert Tm1* angetrieben wird. $Tm2tmp = Tin* + Tm1* / ρ0$
Die HV-ECU 70 berechnet anschließend eine Drehmomentgrenze Tm2max des Motors MG1, indem er das Produkt aus dem Drehmomentbefehl Tm1* und der Drehzahl Nm1 des Motors MG1 von der Ausgangsleistungsgrenze Wout der Batterie 50 subtrahiert und die Differenz durch die Drehzahl Nm2 des Motors MG2 gemäß dem unten angegebenen Ausdruck (6) dividiert (Schritt S350). In Ausdruck (6) bezeichnet das Produkt aus dem Drehmomentbefehl Tm1* und der Drehzahl Nm1 des Motors MG1 eine elektrische Leistung des Motors MG1 (die einen positiven Wert hat, wenn der Motor MG1 angetrieben wird). Die HV-ECU 70 setzt dann den Drehmomentbefehl Tm2* des Motors MG2 auf den kleineren Wert zwischen dem versuchsweisen Drehmoment Tm2tmp und der Drehmomentgrenze Tm2max des Motors MG2 gemäß dem unten angegebenen Ausdruck (7) (Schritt S360). $Tm2max = (Wout - Tm1* \cdot Nm1) / Nm2$
$Tm2* = min (Tm2tmp, Tm2max)$
Nach Erhalt der Sollleistung Pe* und der Solldrehzahl Ne* des Verbrennungsmotors 22 und der Drehmomentbefehle Tm1* und Tm2* der Motoren MG1 und MG2 sendet die HV-ECU 70 die Sollleistung Pe* und die Solldrehzahl Ne* des Verbrennungsmotors 22 an die Verbrennungsmotor-ECU 24 und sendet die Drehmomentbefehle Tm1* und Tm2* der Motoren MG1 und MG2 an die Motor-ECU 40 (Schritt S370) und beendet dann diese Routine.
Beim Empfang der Soll-Leistung Pe* und der Soll-Drehzahl Ne* des Verbrennungsmotors 22 führt die Verbrennungsmotor-ECU 24 eine Betriebssteuerung des Verbrennungsmotors 22 durch (z.B. Ansaugluftstromsteuerung, Steuerung der Kraftstoffeinspritzung und Zündungssteuerung), so dass der Verbrennungsmotor 22 auf der Grundlage der Soll-Leistung Pe* und der Soll-Drehzahl Ne* betrieben wird. Beim Empfang der Drehmomentbefehle Tm1* und Tm2* der Motoren MG1 und MG2 führt die Motor-ECU 40 die Schaltsteuerung der in den Umrichtern 41 und 42 enthaltenen Schaltelemente aus, so dass die Motoren MG1 und MG2 jeweils mit den Drehmomentbefehlen Tm1* und Tm2* angetrieben werden.
Wenn die erforderliche Antriebskraft Tdusr kleiner oder gleich die Antriebskraftobergrenze Tdlim1 ist, steuert die HV-ECU 70 in Zusammenarbeit mit der Verbrennungsmotor-ECU 24 und der Motor-ECU 40 den Verbrennungsmotor 22 und die Motoren MG1 und MG2 so, dass der Verbrennungsmotor 22 mit der Solldrehzahl Ne* (Fahrbarkeitsdrehzahl Nedrv) betrieben wird und dass die auf die erforderliche Antriebskraft Tdusr eingestellte Soll-Antriebskraft Td* an die Antriebswelle 36 im Bereich der Ausgangsleistungsgrenze Wout der Batterie 50 ausgegeben wird.
Wenn die erforderliche Antriebskraft Tdusr größer als die Antriebskraftobergrenze Tdlim1 im Schritt S190 ist, stellt die HV-ECU 70 andererseits fest, dass die erforderliche Antriebskraft Tdusr nicht an die Antriebswelle 36 ausgegeben werden kann, begleitet von einer Ladung oder Entladung der Batterie 50 mit der erforderlichen Lade-/Entladeleistung Pb1*. In diesem Zustand stellt die HV-ECU 70 fest, dass eine Batterieleistungskompensation erforderlich ist. Die Batterieleistungskompensation zielt darauf ab, die Antriebskraft, die an die Antriebswelle 36 abgegeben werden kann, größer als die Antriebskraftobergrenze Tdlim1 zu machen, indem die Batterie 50 mit einer solchen elektrischen Leistung geladen oder entladen wird, die im Entladezustand größer (d.h. im Ladezustand kleiner) als die erforderliche Lade-/Entladeleistung Pb1* ist.
Die HV-ECU 70 prüft anschließend den Wert der Batterieleistungskompensationsverbotsflag F (Schritt S195). Wenn die Batterieleistungskompensationsverbotsflag F auf den Wert 0 gesetzt wird, stellt die HV-ECU 70 fest, dass die Batterieleistungskompensation nicht verboten ist. Die HV-ECU 70 berechnet anschließend eine erforderliche Kompensationsleistung Pcoreq der Batterie 50, indem er die Antriebskraftobergrenze Tdlim1 von der erforderlichen Antriebskraft Tdusr subtrahiert und die Differenz mit der Drehzahl Nd der Antriebswelle 36 gemäß dem unten angegebenen Ausdruck (8) multipliziert (Schritt S230). Die HV-ECU 70 stellt anschließend eine Kompensationsleistung Pcolim der Batterie 50 in einem Bereich von nicht höher als die Ausgangsleistungsgrenze Wout der Batterie 50 gemäß einem Kompensationsleistungseinstellkennfeld ein, indem er den Ladezustand SOC der Batterie 50 verwendet (Schritt S240). Das Kompensationsleistungeinstellkennfeld wird im Voraus festgelegt, um eine Beziehung zwischen dem Ladezustand SOC und der Kompensationsleistung Pcolim der Batterie 50 zu spezifizieren, und wird im nicht dargestellten ROM gespeichert. $Pcoreq = (Tdusr - Tdlim1) \cdot Nd$
12 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für Kompensationsleistungseinstellkennfeld zeigt. Wie dargestellt, wird, wenn der Ladezustand SOC der Batterie 50 gleich oder höher als ein Referenzwert Slo1 ist, der kleiner als der Soll-Ladezustand SOC* ist, die Kompensationsleistung Pcolim der Batterie 50 auf eine vorbestimmte Leistung Pdi2 eingestellt, die ausreichend größer als die oben beschriebene vorbestimmte Leistung Pdi1 ist. Wenn der Ladezustand SOC niedriger als der Referenzwert Slo1 und auch höher als ein Referenzwert Slo2 ist, der kleiner als der Referenzwert Slo1 ist, wird die Kompensationsleistung Pcolim so eingestellt, dass sie von der vorgegebenen Leistung Pdi2 mit einer Abnahme des Ladezustands SOC auf einen Wert 0 abnimmt. Wenn der Ladezustand SOC niedriger oder gleich der Referenzwert Slo2 ist, wird die Kompensationsleistung Pcolim zusätzlich auf den Wert 0 gesetzt.
Nach Erhalt der erforderlichen Kompensationsleistung Pcoreq und der Kompensationsleistung Pcolim der Batterie 50 stellt die HV-ECU 70 eine Soll-Kompensationsleistung Pcotag der Batterie 50 auf den kleineren Wert zwischen der erforderlichen Kompensationsleistung Pcoreq und der Kompensationsleistung Pcolim der Batterie 50 gemäß dem unten angegebenen Ausdruck (9) ein (Schritt S250). $Pcotag = min (Pcoreq, Pcolim)$
Die HV-ECU 70 vergleicht anschließend eine vorhergehende erforderliche Antriebskraft (vorhergehende Tdusr) mit einer vorhergehenden Antriebskraftobergrenze (vorhergehende Tdlim1) (Schritt S260). Ein solcher Vergleich ist ein Verfahren zur Bestimmung, ob der gegenwärtige Zeitpunkt unmittelbar nach dem Zeitpunkt liegt, zu dem die erforderliche Antriebskraft Tdusr größer als die Antriebskraftobergrenze Tdlim1 wird, d.h. ob der gegenwärtige Zeitpunkt unmittelbar nach dem Beginn der Anforderung für die Batterieleistungskompensation liegt oder nicht.
Wenn die vorhergehende erforderliche Antriebskraft (vorheriger Tdusr) kleiner oder gleich die vorhergehende Antriebskraftobergrenze (vorheriger Tdlim1) im Schritt S260 ist, bestimmt die HV-ECU 70, dass der gegenwärtige Zeitpunkt unmittelbar nach einem Beginn der Anforderung für die Batterieleistungskompensation liegt. Die HV-ECU 70 stellt dann einen Bemessungswert α gemäß eines Bemessungswerteinstellkennfelds ein, indem er die erforderliche Kompensationsleistung Pcoreq der Batterie 50 verwendet (Schritt S270). Der Bemessungswert α wird verwendet, um die erforderliche Entladeleistung Pb2* der Batterie 50 in Richtung der Soll-Kompensationsleistung Pcotag zu erhöhen. Das Bemessungswerteinstellkennfeld wird im Voraus eingestellt, um eine Beziehung zwischen der erforderlichen Kompensationsleistung Pcoreq und dem Bemessungswert α festzulegen, und wird im nicht dargestellten ROM gespeichert. 13 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für das Bemessungswerteinstellkennfeld zeigt. Wie dargestellt, wird der Bemessungswert α so eingestellt, dass er mit einer Erhöhung der erforderlichen Kompensationsleistung Pcoreq ansteigt. Der Grund für eine solche Einstellung wird später beschrieben.
Wenn die vorhergehende erforderliche Antriebskraft (vorher Tdusr) größer als die vorhergehende Antriebskraftobergrenze (vorher Tdlim1) im Schritt S260 ist, stellt die HV-ECU 70 andererseits fest, dass der gegenwärtige Zeitpunkt nicht unmittelbar nach Beginn der Anforderung für die Batterieleistungskompensation liegt (d.h. dass die Anforderung für die Batterieleistungskompensation andauert) und überspringt die Verarbeitung von Schritt S270.
Die HV-ECU 70 stellt anschließend die erforderliche Entladeleistung Pb2* der Batterie 50 auf den kleineren Wert zwischen einem Wert, der durch Addition des Bemessungswerts zu einer vorhergehenden erforderlichen Entladeleistung (vorherige Betriebskompensationsleistung: vorheriges Pb2*) erhalten wird, und der Soll-Kompensationsleistung Pcotag der Batterie 50 gemäß dem unten angegebenen Ausdruck (10) (Schritt S280) ein. Eine solche Einstellung des Schrittes S280 ist ein Verfahren zur Berechnung der erforderlichen Entladeleistung Pb2* der Batterie 50 durch einen Bemessungsprozess der Soll-Kompensationsleistung Pcotag der Batterie 50 unter Verwendung des Bemessungswertes. $Pb2* = min (Vorherige Pb2* + α, Pcotag)$
Dementsprechend führt die HV-ECU 70 diese Routine wiederholt aus, wenn die Anforderung der Batterieleistungskompensation andauert, um die erforderliche Entladeleistung Pb2* der Batterie 50 schrittweise in Richtung der Soll-Kompensationsleistung Pcotag der Batterie 50 zu erhöhen. Nachdem die erforderliche Entladeleistung Pb2* der Batterie 50 die Soll-Kompensationsleistung Pcotag erreicht hat, senkt die HV-ECU 70 die erforderliche Entladeleistung Pb2* der Batterie 50 allmählich (auf einen Wert 0) mit einer allmählichen Verringerung der Differenz zwischen der erforderlichen Antriebskraft Tdusr und der Antriebskraftobergrenze Tdlim1 (auf einen Wert 0), d.h. einer allmählichen Verringerung der Soll-Kompensationsleistung Pcotag.
Nach Erhalt der erforderlichen Entladeleistung Pb2* der Batterie 50 berechnet die HV-ECU 70 eine Antriebskraftobergrenze Tdlim2, indem sie eine Gesamtsumme aus der Leistungsobergrenze Pelim des Verbrennungsmotors 22 und den erforderlichen Entladeleistungen Pb1* und Pb2* der Batterie 50 durch die Drehzahl Nd der Antriebswelle 36 gemäß dem unten angegebenen Ausdruck (11) dividiert (Schritt S290). $Tlim2 = (Pelim + (Pb1* + Pb2*)) / Nd$
Die Antriebskraftobergrenze Tdlim2 bezeichnet eine obere Grenze der Antriebskraft, die an die Antriebswelle 36 abgegeben werden kann, wenn die Leistungsobergrenze Pelim von dem Verbrennungsmotor 22 abgegeben wird, der mit der Solldrehzahl Ne* (Fahrbarkeitsdrehzahl Nedrv) betrieben wird, und die Batterie 50 mit der Gesamtleistung der erforderlichen Lade-/Entladeleistungen Pb1* und Pb2* geladen oder entladen wird. Diese Antriebskraftobergrenze Tdlim2 unterscheidet sich von der oben beschriebenen Antriebskraftobergrenze Tdlim1, da die Antriebskraftobergrenze Tdlim2 unter Berücksichtigung der erforderlichen Entladeleistung Pb2* der Batterie 50 bestimmt wird. In Ausdruck (11) wird die Summe der erforderlichen Lade-/Entladeleistungen Pb1* und Pb2* der Batterie 50 zur Leistungsobergrenze Pelim des Verbrennungsmotors 22 addiert, um eine Variation der Leistungsabgabe des Verbrennungsmotors 22 zu unterdrücken, wenn die Batterie 50 mit der Gesamtleistung der erforderlichen Lade-/Entladeleistungen Pb1* und Pb2* geladen oder entladen wird.
Nach Erreichen der Antriebskraftobergrenze Tdlim2 stellt die HV-ECU 70 die Soll-Antriebskraft Td* auf den kleineren Wert zwischen der erforderlichen Antriebskraft Tdusr und der Antriebskraftobergrenze Tdlim2 gemäß dem unten angegebenen Ausdruck (12) ein (Schritt S300). Die HV-ECU 70 berechnet anschließend die Sollleistung Pe* des Verbrennungsmotors 22, indem er die Summe der erforderlichen Entladeleistungen Pb1* und Pb2* der Batterie 50 vom Produkt aus der Soll-Antriebskraft Td* und der Drehzahl Nd der Antriebswelle 36 gemäß dem unten angegebenen Ausdruck (13) subtrahiert (Schritt S310), führt die Verarbeitung der Schritte S320 bis S370 durch und beendet dann diese Routine. $Td * = min (Tdusr, Tdlim2)$
$Pe * = Td* \cdot Nd - (Pb1 * + Pb2*)$
Die durch Ausdruck (13) erhaltene Sollleistung Pe* des Verbrennungsmotors 22 bezeichnet eine Leistung des Verbrennungsmotors 22, die erforderlich ist, um die Soll-Antriebskraft Td* an die Antriebswelle 36 abzugeben, begleitet von einer Ladung oder Entladung der Batterie 50 mit der Gesamtleistung der erforderlichen Lade-/Entladeleistungen Pb1* und Pb2*. Die HV-ECU 70 setzt die Soll-Antriebskraft Td* auf den kleineren Wert zwischen der erforderlichen Antriebskraft Tdusr und der Antriebskraftobergrenze Tdlim2. Unter Berücksichtigung des oben angegebenen Ausdrucks (11) und Ausdrucks (13) versteht man dementsprechend, dass die Sollleistung Pe* des Verbrennungsmotors 22 kleiner oder gleich die Leistungsobergrenze Pelim wird. Zusätzlich bewirkt die Verarbeitung der Schritte S290, S300 und S330 bis S360, dass die erforderliche Lade-/Entladeleistung Pb2* der Batterie 50 an die Antriebskraftobergrenze Tdlim2, die Soll-Antriebskraft Td*, die Soll-Antriebskraft Tin* und den Drehmomentbefehl Tm2* des Motors MG2 rückgekoppelt wird und dadurch an die an die Antriebswelle 36 abgegebene Antriebskraft rückgekoppelt wird.
Die HV-ECU 70 führt die oben beschriebene Steuerung durch, um die Antriebskraftobergrenze Tdlim2 auf der Grundlage der Gesamtsumme aus der Leistungsobergrenze Pelim des Verbrennungsmotors 22 und den erforderlichen Entladeleistungen Pb1* und Pb2* der Batterie 50 einzustellen, wenn die erforderliche Antriebskraft Tdusr größer als die Antriebskraftobergrenze Tdlim1 ist. Die HV-ECU 70 in Zusammenarbeit mit der Verbrennungsmotor-ECU 24 und der Motor-ECU 40 steuert den Verbrennungsmotor 22 und die Motoren MG1 und MG2 so, dass der Verbrennungsmotor 22 mit der Solldrehzahl Ne* (Fahrbarkeitsdrehzahl Nedrv) betrieben wird und dass die Soll-Antriebskraft Td*, die auf den kleineren Wert zwischen der erforderlichen Antriebskraft Tdusr und der Antriebskraftobergrenze Tdlim2 eingestellt ist, an die Antriebswelle 36 im Bereich der Ausgangsleistungsgrenze Wout der Batterie 50 abgegeben wird. Das Hybridfahrzeug 20 ermöglicht die Ausgabe einer größeren Antriebskraft als die Antriebskraftobergrenze Tdlim1 an die Antriebswelle 36 durch Laden oder Entladen der Batterie 50 mit der Gesamtleistung der erforderlichen Lade-/Entladeleistungen Pb1* und Pb2*. Mit anderen Worten, die Batterieleistungskompensation wird im Hybridfahrzeug 20 durchgeführt. Das Hybridfahrzeug 20 unterdrückt dementsprechend eine Verringerung der an die Antriebswelle 36 abgegebenen Antriebskraft, wenn die Antriebskraftobergrenze Tdlim1 im Laufe des Hochschaltens des simulierten Übersetzungsverhältnisses Gsv kleiner wird als die erforderliche Antriebskraft Tdusr. Dadurch unterdrückt das Hybridfahrzeug 20 die Verschlechterung des Fahrgefühls des Fahrers.
Darüber hinaus erhöht die HV-ECU 70, wenn die erforderliche Antriebskraft Tdusr größer als die Antriebskraftobergrenze Tdlim1 ist, die erforderliche Lade-/Entladeleistung Pb2* der Batterie 50 in Richtung der erforderlichen Kompensationsleistung Pcoreq, indem er den Bemessungswert α verwendet, der mit einer Erhöhung der erforderlichen Kompensationsleistung Pcoreq unmittelbar nachdem die erforderliche Antriebskraft Tdusr größer als die Antriebskraftobergrenze Tdlim1 geworden ist (unmittelbar nach Beginn der Anforderung für die Batterieleistungskompensation), zunimmt. Da die Solldrehzahl Ne* (Fahrbarkeitsdrehzahl Nedrv) des Verbrennungsmotors 22 im Laufe des Hochschaltens des simulierten Übersetzungsverhältnisses Gsv abnimmt, nehmen die Drehzahl Ne und die Ausgangsleistung Pe des Verbrennungsmotors 22 entsprechend ab (mit einer Antwortverzögerung). Die Abnahmeraten (Abnahmebeträge pro Zeiteinheit) der Drehzahl Ne und der Ausgangsleistung Pe des Verbrennungsmotors 22 steigen im Allgemeinen mit zunehmender Differenz zwischen der erforderlichen Antriebskraft Tdusr und der Antriebskraftobergrenze Tdlim1. Dementsprechend ermöglicht die oben beschriebene Einstellung des Bemessungswertes α durch die HV-ECU 70 dem Hybridfahrzeug 20 eine angemessenere Unterdrückung einer Verringerung der an die Antriebswelle 36 abgegebenen Antriebskraft, wenn die Antriebskraftobergrenze Tdlim1 im Verlauf des Hochschaltens kleiner wird als die Soll-Antriebskraft Td*. Es ist möglich, dass die HV-ECU 70 durch Experimente und Analysen im Voraus eine Beziehung zwischen der erforderlichen Kompensationsleistung Pcoreq und dem Bemessungswert α festlegt und ein Bemessungswerteinstellkennfelderstellt, so dass die Abnahmerate der Ausgangsleistung Pe des Verbrennungsmotors 22 annähernd synchron mit einer Zunahmerate der erforderlichen Lade-/Entladeleistung Pb2* der Batterie 50 ist.
Wenn die Batterieleistungskompensationsverbotsflag F im Schritt S195 auf den Wert 1 gesetzt wird, stellt die HV-ECU 70 fest, dass die Batterieleistungskompensation verboten ist, führt die Verarbeitung der Schritte S200 bis S220 und der Schritte S320 bis S370 durch und beendet dann diese Routine. In diesem Fall wird die Batterieleistungskompensation nicht durchgeführt.
14 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für Variationen einer Gaspedalstellung Acc, einer Fahrzeuggeschwindigkeit V, eines simulierten Übersetzungsverhältnisses Gsv, einer Soll-Drehzahl Ne* und einer Ist-Drehzahl Ne des Verbrennungsmotors, einer Soll-Leistung Pe* und einer Ist-Ausgangsleistung Pe des Verbrennungsmotors, einer erforderlichen Antriebskraft Tdusr und einer Antriebskraftobergrenze Tdlim1 zeigt, eine erforderliche Lade-/Entladeleistung Pb1 *, eine erforderliche Lade-/Entladeleistung Pb2* und eine tatsächliche Lade-/Entladeleistung Pb einer Batterie, eine Soll-Antriebskraft Td* und eine tatsächliche Antriebskraft (Ausgangs-Antriebskraft Td), die an die Antriebswelle 36 abgegeben wird, wenn die Kompensation der Batterieleistung nicht unterbunden wird. In diesem Diagramm ist die Soll-Kompensationsleistung Pcotag der Batterie 50 zusätzlich im Graphen der erforderlichen Lade-/Entladeleistung Pb2* der Batterie 50 zu Referenzzwecken dargestellt. In dem Diagramm zeigen durchgezogene Linienkurven Variationen der Ausführungsform und Ein-Punkt-Kettenlinienkurven Variationen eines Vergleichsbeispiels hinsichtlich der erforderlichen Lade-/Entladeleistung Pb2* und der Lade-/Entladeleistung Pb der Batterie 50, der Soll-Antriebskraft Td* und der Ausgangs-Antriebskraft Td an. Das Vergleichsbeispiel ist ein Fall, in dem die erforderliche Lade-/Entladeleistung Pb2* der Batterie 50 nicht berücksichtigt wird, d.h. ein Fall, in dem die erforderliche Lade-/Entladeleistung Pb2* der Batterie 50 unabhängig vom Größenverhältnis zwischen der erforderlichen Antriebskraft Tdusr und der oberen Grenztreibkraft Tdlim1 auf den Wert 0 gesetzt wird und in dem die oberen Grenztreibkräfte Tdlim1 und Tdlim2 einander gleich sind.
Wie dargestellt, weist das Vergleichsbeispiel eine Verringerung der Ausgangsantriebskraft Td relativ zur erforderlichen Antriebskraft Tdusr für einen Zeitraum auf, in dem die erforderliche Antriebskraft Tdusr gößer oder gleich die Antriebskraftobergrenze Tdlim1 ist, nachdem die Antriebskraftobergrenze Tdlim1 im Laufe des Hochschaltens des simulierten Übersetzungsverhältnisses Gsv kleiner als die erforderliche Antriebskraft Tdusr geworden ist (für einen Zeitraum von t11 bis t12).
In der Ausführungsform dagegen, wenn die Antriebskraftobergrenze Tdlim1 im Laufe des Hochschaltens des simulierten Übersetzungsverhältnisses Gsv kleiner als die erforderliche Antriebskraft Tdusr (zum Zeitpunkt t11) wird, die erforderliche Lade-/Entladeleistung Pb2* und dementsprechend die Lade-/Entladeleistung Pb der Batterie 50 in Richtung der Soll-Kompensationsleistung Pcotag ansteigt, um die Soll-Kompensationsleistung Pcotag zu erreichen, so dass die Soll-Antriebskraft Td* und dementsprechend die Ausgangsantriebskraft Td größer als die Antriebskraftobergrenze Tdlim1 wird (für einen Zeitraum von t11 bis t12). Das Hybridfahrzeug 20 dieser Konfiguration unterdrückt dementsprechend eine Verringerung der Ausgangsantriebskraft Td relativ zur erforderlichen Antriebskraft Tdusr. Darüber hinaus steigt im dargestellten Beispiel von 14, wenn die Antriebskraftobergrenze Tdlim1 kleiner wird als die erforderliche Antriebskraft Tdusr (zum Zeitpunkt t11), die erforderliche Lade-/Entladeleistung Pb2* und dementsprechend die Lade-/Entladeleistung Pb der Batterie 50 etwa synchron mit einer Verringerung der Ausgangsleistung Pe des Verbrennungsmotors 22. Mit dieser Konfiguration kann das Hybridfahrzeug 20 die Verringerung der Ausgangsantriebskraft Td im Verhältnis zur erforderlichen Antriebskraft Tdusr besser unterdrücken.
Im Folgenden wird eine Verarbeitung zur Einstellung der Schaltlinieninformation und der Batterieleistungskompensationsverbotsflag F beschrieben, die in der Fahrbarkeitsprioritäts-Steuerroutine von 5 und 6 verwendet wird. 15 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel für eine von der HV-ECU 70 durchgeführte Routine zur Einstellung der Schaltlinien zeigt. Diese Routine wird wiederholt parallel zur Fahrbarkeitsprioritäts-Steuerroutine von 5 und 6 durchgeführt.
Wenn die Schaltlinienroutine von 15 ausgelöst wird, erhält die HV-ECU 70 zunächst Eingangsdaten, z.B. die Gaspedalstellung Acc, den Ladezustand SOC und die erforderliche Lade-/Entladeleistung Pb2* der Batterie 50 (Schritt S400). Die hier eingegebene Gaspedalstellung Acc ist ein vom Gaspedalstellungssensor 84 erfasster Wert. Der hier eingegebene Ladezustand SOC der Batterie 50 ist ein von der Batterie-ECU 52 berechneter Wert. Die erforderliche Entladeleistung Pb2* der Batterie 50, die hier eingegeben wird, ist ein Wert, der durch die Fahrbarkeitsprioritäts-Steuerroutine von 5 und 6 eingestellt wird.
Nach Erhalt der Daten vergleicht die HV-ECU 70 den Ladezustand SOC der Batterie 50 mit einem Referenzwert Sref1 (Schritt S410). Der Referenzwert Sref1 ist hier ein Bezugswert, mit dem bestimmt wird, ob die Verwendung der Schaltlinie des ersten Typs fortgesetzt werden kann oder ob die Verwendung der Schaltlinie des zweiten Typs zwischen der Schaltlinie des ersten Typs und der Schaltlinie des zweiten Typs als die Schaltlinie empfohlen wird (siehe 8 (A) und 8 (B)). Als Referenzwert Sref1 wird der gleiche Wert wie der oben genannte Referenzwert Slo1 oder ein geringfügig größerer Wert verwendet.
Wenn der Ladezustand SOC der Batterie 50 höher als der Referenzwert Sref1 in Schritt S410 ist, bestimmt die HV-ECU 70, dass die Verwendung der Schaltlinie des ersten Typs fortgesetzt werden kann, und stellt die Schaltlinie des ersten Typs als Schaltlinie ein (Schritt S480). Die HV-ECU 70 setzt die Batterieleistungskompensationsverbotsflag F auf den Wert 0 (Schritt S490) und beendet diese Routine.
In diesem Fall wird in der Fahrbarkeitsprioritäts-Steuerroutine von 5 und 6 die Schaltlinie vom ersten Typ als Schaltlinie verwendet. Wenn die Schaltlinie vom ersten Typ als Schaltlinie verwendet wird, kann das Hochschalten des simulierten Übersetzungsverhältnisses Gsv mit der Erhöhung der Fahrzeuggeschwindigkeit früher und das Herunterschalten des simulierten Übersetzungsverhältnisses Gsv mit der Erhöhung der Gaspedalstellung Acc im Vergleich zu dem Fall, dass die Schaltlinie vom zweiten Typ verwendet wird, verzögert werden (siehe 8 (A) und 8 (B)). Dadurch wird der Anstieg der Drehzahl Ne des Verbrennungsmotors 22 unterdrückt.
Weiterhin wird in diesem Fall, wenn die erforderliche Antriebskraft Tdusr größer als die Antriebskraftobergrenze Tdlim1 im Schritt S190 in der Fahrbarkeitsprioritäts-Steuerroutine von 5 und 6 ist, die Verarbeitung von und nach Schritt S230 durchgeführt, da die Batterieleistungskompensationsverbotsflag F im Schritt S195 auf den Wert 0 gesetzt wird. Die Batterieleistungskompensation wird dementsprechend durchgeführt, wenn die erforderliche Antriebskraft Tdusr größer als die Antriebskraftobergrenze Tdlim1 ist.
Wenn der Ladezustand SOC der Batterie 50 niedriger oder gleich der Referenzwert Sref1 in Schritt S410 von 15 ist, bestimmt die HV-ECU 70, dass die Verwendung der Schaltlinie des zweiten Typs als Schaltlinie empfohlen wird, und vergleicht den Ladezustand SOC der Batterie 50 mit einem Referenzwert Sref2, der kleiner als der Referenzwert Sref1 ist (Schritt S420). Der Referenzwert Sref2 ist hier ein Referenzwert, der verwendet wird, um zu bestimmen, ob die Verwendung der Schaltlinie vom zweiten Typ unter der Schaltlinie vom ersten Typ und der Schaltlinie vom zweiten Typ als Schaltlinie wesentlich ist. Als Referenzwert Sref2 wird der gleiche Wert wie der oben erwähnte Referenzwert Slo2 oder ein etwas kleinerer Wert verwendet.
Wenn der Ladezustand SOC der Batterie 50 niedriger oder gleich der Referenzwert Sref2 im Schritt S420 ist, bestimmt die HV-ECU 70, dass die Verwendung der Schaltlinie vom zweiten Typ als Schaltlinie wesentlich ist. Die HV-ECU 70 legt die Schaltlinie des zweiten Typs als Schaltlinie fest (Schritt S500). Die HV-ECU 70 setzt die Batterieleistungskompensationsverbotsflag F auf den Wert 1 (Schritt S510) und beendet diese Routine.
In diesem Fall wird in der Fahrbarkeitsprioritäts-Steuerroutine von 5 und 6 die Schaltlinie vom zweiten Typ als Schaltlinie verwendet. Falls die Schaltlinie vom zweiten Typ als Schaltlinie verwendet wird, wird das Hochschalten des simulierten Übersetzungsverhältnisses Gsv mit der Erhöhung der Fahrzeuggeschwindigkeit V langsamer und das Herunterschalten des simulierten Übersetzungsverhältnisses Gsv mit der Erhöhung der Gaspedalstellung Acc schneller im Vergleich zum Fall, dass die Schaltgerade vom ersten Typ verwendet wird (siehe 8 (A) und 8 (B)). Dementsprechend werden die Drehzahl Ne (Solldrehzahl Ne*), die Leistungsobergrenze Pelim und die Antriebskraftobergrenze Tdlim1 wahrscheinlich größer sein. Dadurch wird unterdrückt, dass die erforderliche Antriebskraft Tdusr größer als die Antriebskraftobergrenze Tdlim1 ist (d.h. die Batterieleistungskompensation wird weniger beansprucht). Das Hybridfahrzeug 20 unterdrückt dementsprechend die Abnahme des Ladezustands SOC der Batterie 50.
Wenn die erforderliche Antriebskraft Tdusr größer als die Antriebskraftobergrenze Tdlim1 im Schritt S190 in der Fahrbarkeitsprioritäts-Steuerroutine von 5 und 6 ist, wird die Verarbeitung von und nach Schritt S200 durchgeführt, indem die Batterieleistungskompensationsverbotsflag F im Schritt S195 auf den Wert 1 gesetzt wird. Da die Batterieleistungskompensation nicht durchgeführt wird, wird die Abnahme des Ladezustands SOC der Batterie 50 weiter unterdrückt.
Folglich ist es möglich, die übermäßige Verringerung des Ladezustands SOC der Batterie 50 zu unterdrücken und eine Überentladung zu verursachen und die Batterie 50 zu schützen.
Wenn der Ladezustand SOC der Batterie 50 höher als der Referenzwert Sref2 in Schritt S420 ist, bestimmt die HV-ECU 70, dass die Verwendung der Schaltlinie vom zweiten Typ empfohlen, aber nicht zwingend erforderlich ist, und bestimmt, ob das simulierte Übersetzungsverhältnis Gsv bei Verwendung der zweiten Schaltlinie heruntergesetzt wird (Schritt S430). Die HV-ECU 70 legt die Schaltlinie des zweiten Typs als Schaltlinie fest, wenn das simulierte Übersetzungsverhältnis Gsv heruntergesetzt wird, wenn die Schaltlinie des zweiten Typs verwendet wird (Schritt S500). Die HV-ECU 70 setzt anschließend die Batterieleistungskompensationsverbotsflag F auf den Wert 1 (Schritt S510) und beendet diese Routine.
Ausgehend von der Bedingung in Schritt S430 wird beim Umschalten der Schaltlinie von der Schaltlinie des ersten Typs auf die Schaltlinie des zweiten Typs das simulierte Übersetzungsverhältnis Gsv sofort heruntergesetzt. Dementsprechend wird das simulierte Übersetzungsverhältnis Gsv heruntergesetzt, wenn die Schaltlinie des ersten Typs als Schaltlinie verwendet wird und bei einem abrupten Anstieg des Niederdrückens des Gaspedals 83 das simulierte Übersetzungsverhältnis Gsv heruntergesetzt, wenn die Gaspedalstellung Acc die zweite Schaltlinie überspannt (Herunterschaltlinie). Das Herunterschalten des simulierten Übersetzungsverhältnisses Gsv kann somit früher verglichen werden als der Fall, bei dem das simulierte Übersetzungsverhältnis Gsv heruntergeschaltet wird, wenn die Gaspedalstellung Acc die Herunterschaltlinie der ersten Schaltlinie überspannt. Dadurch wird unterdrückt, dass die erforderliche Lade-/Entladeleistung Pb2* der Batterie 50 vor dem Herunterschalten des simulierten Übersetzungsverhältnisses Gsv größer ist. Dementsprechend ist es möglich zu unterdrücken, dass der Betrag der erforderlichen Lade-/Entladeleistung Pb2* (Differenz zwischen dem Wert unmittelbar vor dem Umschalten der Schaltlinie auf die Schaltlinie vom zweiten Typ und dem Wert 0) nicht erhöht wird, wenn die Kompensation der Batterieleistung durch die Verwendung der Schaltlinie vom zweiten Typ als Schaltlinie unterbunden wird, wodurch die Veränderung der an die Antriebswelle 36 abgegebenen Antriebskraft unterdrückt wird.
Die Batterieleistungskompensation ist verboten, wenn die Schaltlinie des zweiten Typs als die Schaltlinie verwendet wird. Dementsprechend wird die Abnahme des Ladezustands SOC der Batterie 50 weiter unterdrückt. Wie oben beschrieben, wird, wenn der Ladezustand SOC der Batterie 50 niedriger als der Referenzwert Slo1 ist, der kleiner oder gleich der Referenzwert Sref1 ist, die Kompensationsleistung Pcolim so eingestellt, dass sie mit der Abnahme des Ladezustands SOC abnimmt. Die Zunahme des Herunterdrückens des Gaspedals 83 ist somit leicht durchzuführen.
Wenn das simulierte Übersetzungsverhältnis Gsv nicht heruntergesetzt wird, wenn die Schaltlinie des zweiten Typs in Schritt S430 als Schaltlinie verwendet wird, vergleicht die HV-ECU 70 die Gaspedalstellung Acc mit einem Referenzwert Aref (Schritt S440). Der Referenzwert Aref ist hier ein Referenzwert, mit dem bestimmt wird, ob die Gaspedalstellung Acc ausreichend klein ist.
Wenn die Gaspedalstellung Acc größer als der Referenzwert Aref im Schritt S440 ist, setzt die HV-ECU 70 die Schaltlinie des ersten Typs als Schaltlinie (Schritt S480), setzt die Batterieleistungskompensationsverbotsflag F auf den Wert 0 (Schritt S490) und beendet diese Routine.
Wenn die Gaspedalstellung Acc kleiner oder gleich der Referenzwert Aref in Schritt S440 ist, bestimmt die HV-ECU 70, ob das simulierte Übersetzungsverhältnis Gsv bei Verwendung der Schaltlinie vom zweiten Typ hochgeschaltet wird (Schritt S450). Die HV-ECU 70 legt die Schaltlinie des zweiten Typs als Schaltlinie fest, wenn das simulierte Übersetzungsverhältnis Gsv hochgesetzt wird, wenn die Schaltlinie des zweiten Typs verwendet wird (Schritt S500). Die HV-ECU 70 setzt anschließend die Batterieleistungskompensationsverbotsflag F auf den Wert 1 (Schritt S510) und beendet diese Routine.
Basierend auf der Bedingung in Schritt S450 wird das simulierte Übersetzungsverhältnis Gsv sofort hochgesetzt, wenn die Schaltlinie von der Schaltlinie des ersten Typs auf die Schaltlinie des zweiten Typs umgeschaltet wird (Schritt S450). Dementsprechend wird das simulierte Übersetzungsverhältnis Gsv im Falle der Verwendung der Schaltlinie des ersten Typs als Schaltlinie und im Falle einer abrupten Abnahme des Herunterdrückens des Gaspedals 83 (einschließlich eines Freigabevorgangs) hochgesetzt, wenn die Gaspedalstellung Acc die zweite Schaltlinie (Hochschaltlinie) überspannt. Das Hochsetzen des simulierten Übersetzungsverhältnisses Gsv kann somit im Vergleich zu dem Fall verzögert werden, bei dem das simulierte Übersetzungsverhältnis Gsv hochgeschaltet wird, wenn die Gaspedalstellung Acc die Hochschaltlinie der ersten Schaltlinie überspannt. Da die Batterieleistungskompensation verboten ist, wenn die Schaltlinie des zweiten Typs als Schaltlinie verwendet wird, wird die Abnahme des Ladezustands SOC der Batterie 50 weiter unterdrückt.
Wenn das simulierte Übersetzungsverhältnis Gsv nicht hochgesetzt wird, wenn die Schaltlinie vom zweiten Typ als Schaltlinie im Schritt S450 verwendet wird, bestimmt die HV-ECU 70, ob das simulierte Übersetzungsverhältnis Gsv unverändert beibehalten wird, unabhängig davon, ob die Schaltlinie vom ersten Typ oder die Schaltlinie vom zweiten Typ als die Schaltlinie verwendet wird (Schritt S460). Anschließend vergleicht die HV-ECU 70 die erforderliche Lade-/Entladeleistung Pb2* der Batterie 50 mit einem Referenzwert Pb2ref (Schritt S470). Der Referenzwert Pb2ref ist hier ein Bezugswert, der dazu dient, festzustellen, ob die erforderliche Lade-/Entladeleistung Pb2* der Batterie 50 ausreichend klein ist. Als Referenzwert Pb2ref wird ein Wert 0 oder ein etwas größerer Wert verwendet.
Wenn das simulierte Übersetzungsverhältnis Gsv zwischen der Schaltlinie des ersten Typs und der Schaltlinie des zweiten Typs als Schaltlinie im Schritt S460 unterschiedlich ist oder wenn die erforderliche Lade-/Entladeleistung Pb2* der Batterie 50 größer als der Referenzwert Pb2ref im Schritt S470 ist, setzt die HV-ECU 70 die Schaltlinie des ersten Typs als Schaltlinie (Schritt S480), setzt die Batterieleistungskompensationsverbotsflag F auf den Wert 0 (Schritt S490) und beendet diese Routine.
Wenn das simulierte Übersetzungsverhältnis Gsv unabhängig davon, ob die Schaltlinie des ersten Typs oder die Schaltlinie des zweiten Typs in Schritt S460 als Schaltlinie verwendet wird, unverändert bleibt und wenn die erforderliche Lade-/Entladeleistung Pb2* der Batterie 50 kleiner oder gleich der Referenzwert Pb2ref in Schritt S470 ist, setzt die HV-ECU 70 die Schaltlinie des zweiten Typs als die Schaltlinie (Schritt S500), setzt die Batterieleistungskompensationsverbotsflag F auf den Wert 1 (Schritt S510) und beendet diese Routine.
Wenn das simulierte Übersetzungsverhältnis Gsv bei Verwendung der Schaltlinie des ersten Typs und bei Verwendung der Schaltlinie des zweiten Typs als Schaltlinie unverändert bleibt und wenn die erforderliche Lade-/Entladeleistung Pb2* der Batterie 50 kleiner oder gleich der Referenzwert Pb2ref ist, wird davon ausgegangen, dass das Verhalten des Fahrzeugs selbst dann kaum beeinflusst wird, wenn die Schaltlinie von der Schaltlinie des ersten Typs auf die Schaltlinie des zweiten Typs umgeschaltet wird. Daher ist es möglich, die Schaltlinie umzuschalten, ohne dem Fahrer ein Gefühl des Unbehagens zu vermitteln.
Um häufiges Schalten (Pendeln) zwischen der Schaltlinie vom ersten Typ und der Schaltlinie vom zweiten Typ der Schaltlinie zu unterdrücken, ist es in der SchaltlinienEinstellroutine von 15 möglich, das erneute Schalten der Schaltlinie bis zum Ablauf einer vorgegebenen Zeit nach dem Schalten der Schaltlinie zu verbieten.
16 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für Variationen der Gaspedalstellung Acc, ein simuliertes Übersetzungsverhältnis Gsv, die erforderliche Antriebskraft Tdusr, die Antriebskraftobergrenze Tdlim1, die erforderliche Lade-/Entladeleistung Pb2* der Batterie 50 zeigt, und einem Drehmomentbefehl Tm2* des Motors MG2, wenn ein Ladezustand SOC der Batterie 50 kleiner oder gleich ein Referenzwert Sref1 ist und eine Einschalt-Herunterschaltung, die eine Herunterschaltung des simulierten Übersetzungsverhältnisses Gsv mit einem (steilen) Anstieg der Gaspedalstellung Acc ist, durchgeführt wird. In 16 wird ein ausreichend kurzer Zeitbereich im Vergleich zum Zeitbereich von 14 (der Zeitbereich um das Heruntersetzen des simulierten Übersetzungsverhältnisses Gsv) seitlich vergrößert. In 16 zeigen in Bezug auf das simulierte Übersetzungsverhältnis Gsv, die erforderliche Lade-/Entladeleistung Pb2* der Batterie 50 und den Drehmomentbefehl Tm2* des Motors MG2 die durchgezogenen Linien den Zustand der Ausführungsform und die gestrichelten Linien den Zustand des Vergleichsbeispiels an. Das Vergleichsbeispiel ist ein Fall, in dem nur die Schaltlinie des ersten Typs als die Schaltlinie verwendet wird.
In dem Vergleichsbeispiel wird, nachdem die erforderliche Antriebskraft Tdusr gleich oder größer als die Antriebskraftobergrenze Tdlim1 (zu einem Zeitpunkt t21) geworden ist, das simulierte Übersetzungsverhältnis Gsv nach unten verschoben, wenn die Gaspedalstellung Acc die Schaltlinie des ersten Typs überspannt (zu einem Zeitpunkt t23). Die Zeit für die Durchführung der Batterieleistungskompensation wird somit länger (für einen Zeitraum von t21 bis t23) im Vergleich zur Ausführungsform, und eine für die Batterieleistungskompensation erforderliche Menge an elektrischer Leistung (Gesamtenergie) der Batterie 50 wird größer im Vergleich zur Ausführungsform. Da ferner der Betrag der Änderung der erforderlichen Lade-/Entladeleistung Pb2* der Batterie 50 (Betrag der Änderung des Drehmomentbefehls Tm2* des Motors MG2) beim Heruntersetzen des simulierten Übersetzungsverhältnisses Gsv groß ist, ist es möglich, in der Variation der an die Antriebswelle 36 abgegebenen Antriebskraft aufzutreten.
In der Ausführungsform hingegen wird, nachdem die erforderliche Antriebskraft Tdusr größer oder gleich die Antriebskraftobergrenze Tdlim1 (zum Zeitpunkt t21) geworden ist, das simulierte Übersetzungsverhältnis Gsv heruntergeschaltet, wenn die Gaspedalstellung Acc die Schaltlinie des zweiten Typs, die eine niedrigere Gaspedalstellungsseite als die Schaltlinie des ersten Typs ist (zum Zeitpunkt t22), überspannt. Die Zeit für die Durchführung der Batterieleistungskompensation wird somit kürzer (für einen Zeitraum von t21 bis t22) im Vergleich zum Vergleichsbeispiel, und die Menge der elektrischen Leistung (Gesamtenergie) der Batterie 50, die für die Batterieleistungskompensation erforderlich ist, wird im Vergleich zum Vergleichsbeispiel kleiner. Dadurch wird die Abnahme des Ladezustands SOC der Batterie 50 unterdrückt. Weiterhin kann der Betrag der Änderung der erforderlichen Entladeleistung Pb2* der Batterie 50 beim Heruntersetzen des simulierten Übersetzungsverhältnisses Gsv klein sein und die Änderung der an die Antriebswelle 36 abgegebenen Antriebskraft unterdrückt werden.
Im Hybridfahrzeug 20 der oben beschriebenen Ausführungsform verwendet die HV-ECU 70 die Schaltlinie des ersten Typs als Schaltlinie und schaltet die Schaltlinie von der Schaltlinie des ersten Typs auf die Schaltlinie des zweiten Typs um, wenn die vorgegebene Bedingung einschließlich der Bedingung, dass der Ladezustand SOC der Batterie 50 niedriger oder gleich der Referenzwert Sref1 ist, erfüllt ist. Die vorbestimmte Bedingung kann die Bedingung einschließen, dass der Ladezustand SOC der Batterie 50 niedriger oder gleich der Referenzwert Sref2 ist, der kleiner als der Referenzwert Sref1 ist. Die vorgegebene Bedingung kann ferner eine Bedingung einschließen, dass das simulierte Übersetzungsverhältnis Gsv heruntergeschaltet wird, wenn der Ladezustand SOC niedriger oder gleich der Referenzwert Sref1 ist und die Schaltlinie des zweiten Typs als Schaltlinie verwendet wird. Die vorgegebene Bedingung kann ferner eine Bedingung einschließen, dass das simulierte Übersetzungsverhältnis Gsv hochgeschaltet wird, wenn der Ladezustand SOC kleiner oder gleich der Referenzwert Sref1 ist, die Gaspedalstellung Acc kleiner oder gleich der Referenzwert Aref ist und die Schaltlinie des zweiten Typs als die Schaltlinie verwendet wird. Die vorgegebene Bedingung kann ferner die Bedingung einschließen, dass das simulierte Übersetzungsverhältnis Gsv unverändert bleibt, wenn der Ladezustand SOC kleiner oder gleich der Referenzwert Sref1 ist und die Schaltlinie vom ersten Typ als die Schaltlinie verwendet wird und wenn die Schaltlinie vom zweiten Typ verwendet wird und die erforderliche Lade-/Entladeleistung Pb2* der Batterie 50 kleiner oder gleich der Referenzwert Pb2ref ist. Gemäß der oben beschriebenen Steuerung unterdrückt das Hybridfahrzeug 20 die Verringerung des Ladezustands SOC der Batterie 50 und unterdrückt auch die Überentladung der Batterie.
Im Hybridfahrzeug 20 der Ausführungsform, wenn der Ladezustand SOC der Batterie 50 niedriger als der Referenzwert Slo1 ist, stellt die HV-ECU 70 die Kompensationsleistung Pcolim so ein, dass sie mit Abnahme des Ladezustands SOC von der vorgegebenen Leistung Pdi2 auf den Wert 0 abnimmt und konstant auf dem Wert 0 gehalten wird. Die HV-ECU 70 kann jedoch die Kompensationsleistung Pcolim so einstellen, dass sie von der vorgegebenen Leistung Pdi2 auf den Wert 0 abnimmt und nach Ablauf der Zeit (Erhöhung der Dauer) seit einem Zeitpunkt, zu dem der Ladezustand SOC der Batterie 50 niedriger als der Referenzwert Slo1 wird, konstant auf dem Wert 0 gehalten wird. In diesem Fall kann, nachdem der Ladezustand SOC der Batterie 50 gleich oder höher als der Referenzwert Slo1 geworden ist, die Kompensationsleistung Pcolim auf die vorbestimmte Leistung Pdi2 zurückgeführt werden.
Im Hybridfahrzeug 20 der Ausführungsform verwendet die HV-ECU 70 als vorbestimmte Bedingung für das Umschalten der Schaltlinie von der Schaltlinie des ersten Typs auf die Schaltlinie des zweiten Typs die Bedingung, dass der Ladezustand SOC der Batterie 50 niedriger oder gleich der Referenzwert Sref2 ist, der kleiner als der Referenzwert Sref1 ist, die Bedingung, dass das simulierte Übersetzungsverhältnis Gsv heruntergesetzt wird, wenn der Ladezustand SOC niedriger oder gleich der Referenzwert Sref1 ist und die Schaltlinie des zweiten Typs als Schaltlinie verwendet wird, die Bedingung, dass das simulierte Übersetzungsverhältnis Gsv hochgesetzt wird, wenn der Ladezustand SOC kleiner oder gleich der Referenzwert Sref1 ist, die Gaspedalstellung Acc kleiner oder gleich der Referenzwert Aref ist und die Schaltlinie des zweiten Typs als Schaltlinie verwendet wird, und die Bedingung, dass das simulierte Übersetzungsverhältnis Gsv unverändert beibehalten wird, wenn der Ladezustand SOC niedriger oder gleich der Referenzwert Sref1 ist und die Schaltlinie vom ersten Typ als Schaltlinie verwendet wird und wenn die Schaltlinie vom zweiten Typ verwendet wird, und die erforderliche Entladeleistung Pb2* der Batterie 50 niedriger oder gleich der Referenzwert Pb2ref ist. Die HV-ECU 70 darf jedoch nur einen Teil dieser vorgegebenen Bedingungen verwenden.
Im Hybridfahrzeug 20 der Ausführungsform verbietet die HV-ECU 70 die Kompensation der Batterieleistung, wenn die Schaltlinie des zweiten Typs als Schaltlinie verwendet wird. Die HV-ECU 70 darf jedoch die Batterieleistungskompensation auch dann nicht verbieten, wenn die Schaltlinie des zweiten Typs als Schaltlinie verwendet wird. Wie oben beschrieben, sind, wenn die Schaltlinie des zweiten Typs als Schaltlinie verwendet wird, die Drehzahl Ne (Solldrehzahl Ne*) des Verbrennungsmotors 22, die Leistungsobergrenze Pelim und die Antriebskraftobergrenze Tdlim1 wahrscheinlich größer als bei Verwendung der Schaltlinie des ersten Typs. Dementsprechend unterdrückt das Hybridfahrzeug 20 der vorliegenden Offenbarung, dass die erforderliche Antriebskraft Tdusr größer als die Antriebskraftobergrenze Tdlim1 ist, und unterdrückt auch, dass die erforderliche Kompensationsleistung Pcoreq und dementsprechend die Soll-Kompensationsleistung Pcotag größer sind, wenn die erforderliche Antriebskraft Tdusr größer als die Antriebskraftobergrenze Tdlim1 wird. Im Ergebnis unterdrückt das Hybridfahrzeug 20 dementsprechend die Abnahme des Ladezustands SOC der Batterie 50 bis zu einem gewissen Grad, auch die Kompensation der Batterieleistung wird nicht unterbunden.
Im Hybridfahrzeug 20 der Ausführungsform führt die HV-ECU 70 die Schaltlinieneinstellroutine von 15 durch. Stattdessen kann die HV-ECU 70 als Modifikation die Schaltlinieneinstellroutine von 17 durchführen. Die Routine zum Einstellen der Schaltlinien in 17 ähnelt der Routine zum Einstellen der Schaltlinien in 15, außer dass die Verarbeitung der Stufe S400 durch die Verarbeitung von S402 ersetzt und die Verarbeitung der Stufen S404 bis S406 hinzugefügt wurde.
In der Schaltlinieneinstellroutine von 17 als Modifikation erhält die HV-ECU 70 vom Neigungssensor 89 zusätzlich zur Gaspedalstellung Acc, dem Ladezustand SOC und der erforderlichen Lade-/Entladeleistung Pb2* der Batterie 50 (Schritt S402) Eingangsdaten der Fahrbahnoberflächenneigung θrd. Anschließend ermittelt die HV-ECU 70 anhand der Fahrbahnoberflächenneigung θrd (Schritt S404), ob die Straße, auf der das Fahrzeug fährt, eine Steigung aufweist. Wenn die Straße, auf der das Fahrzeug fährt, nicht die ansteigende Straße ist (flache Straße oder bergab führende Straße), wird der Referenzwert Sref1 auf einen vorgegebenen Wert Slo3 gesetzt (Schritt S406). Wenn es sich bei der Straße, auf der das Fahrzeug fährt, dagegen um die bergauf führende Straße handelt, wird der Referenzwert Sref1 auf einen vorbestimmten Wert Slo4 gesetzt, der größer als der vorbestimmte Wert Slo3 ist (Schritt S408). Die Verarbeitung von und nach Schritt S410 wird dann durchgeführt.
Als vorbestimmter Wert Slo3 wird der gleiche oder ein geringfügig größerer Wert als der oben erwähnte Referenzwert Slo1 verwendet. Als der vorgegebene Wert Slo4 wird ein geringfügig größerer Wert als der vorgegebene Wert Slo3 verwendet. Da ein Fahrwiderstand in der Steigung größer wird als in der Ebene oder in der Gefällestrecke, ist die Zunahme des Herunterdrückens des Gaspedals 83 durch den Fahrer somit leicht durchführbar. Es ist daher möglich, den Bezugswert Sref1 zu erhöhen, so dass die Schaltlinie leicht von der Schaltlinie des ersten Typs auf die Schaltlinie des zweiten Typs umgeschaltet werden kann, wie in dieser Modifikation beschrieben.
Gemäß dieser Modifikation wird der Referenzwert Sref1 auf den vorgegebenen Wert Slo3 gesetzt, wenn die Straße, auf der das Fahrzeug fährt, nicht die ansteigende Straße ist (flache Straße oder bergab führende Straße). Wenn andererseits die Straße, auf der das Fahrzeug fährt, die bergauf führende Straße ist, wird der Referenzwert Sref1 auf den vorbestimmten Wert Slo4 gesetzt, der größer als der vorbestimmte Wert Slo3 ist. Die HV-ECU 70 kann jedoch den Referenzwert Sref1 unter Verwendung der Straßenoberflächenneigung θrd und des Referenzwerteinstellkennfelds einstellen. Das Referenzwerteinstellkennfeld wird im Voraus eingestellt, um eine Beziehung zwischen der Straßenoberflächenneigung θrd und dem Referenzwert Sref1 festzulegen, und wird im nicht dargestellten ROM gespeichert. 18 ein Diagramm, das ein Beispiel für ein Referenzwerteinstellkennfeld zeigt. Wie dargestellt, ist der Referenzwert Sref1 so eingestellt, dass er mit zunehmender Straßenoberflächenneigung θrd in Richtung Steigung hin zunimmt. Der Referenzwert Sref1 kann geeigneter eingestellt werden.
Im Hybridfahrzeug 20 der Ausführungsform verarbeitet die HV-ECU 70 die Soll-Kompensationsleistung Pcotag der Batterie 50 durch das Bewertungsverfahren unter Verwendung des auf der erforderlichen Kompensationsleistung Pcoreq der Batterie 50 basierenden Bemessungswertes α, um die erforderliche Lade-/Entladeleistung Pb2* der Batterie 50 zu berechnen. Der Bemessungswert α ist jedoch nicht auf den Wert dieser Ausführungsform beschränkt, sondern kann ein Wert sein, der auf einer Änderung des simulierten Übersetzungsverhältnisses Gsv vor und nach dem Hochschalten basiert oder ein fester Wert sein.
Im Hybridfahrzeug 20 der Ausführungsform verarbeitet die HV-ECU 70 die Soll-Kompensationsleistung Pcotag der Batterie 50 durch den Bewertungsprozess unter Verwendung des Bemessungswertes α, um die erforderliche Lade-/Entladeleistung Pb2* der Batterie 50 zu berechnen. Nach einer Modifikation kann die HV-ECU 70 die Soll-Kompensationsleistung Pcotag der Batterie 50 durch einen Glättungsprozess unter Verwendung einer Zeitkonstante τ verarbeiten, um die erforderliche Lade-/Entladeleistung Pb2* der Batterie 50 zu berechnen. Die hier verwendete Zeitkonstante τ kann ein Wert sein, der auf der erforderlichen Kompensationsleistung Pcoreq der Batterie 50 basiert. Die hier verwendete Zeitkonstante τ kann ein Wert sein, der auf einer Änderung des simulierten Übersetzungsverhältnisses Gsv vor und nach dem Hochschalten basiert. Bei der verwendeten Zeitkonstante τ kann es sich um einen festen Wert handeln.
Das Hybridfahrzeug 20 der Ausführungsform ist mit dem Betriebsartenschalter 90 ausgestattet. Die HV-ECU 70 führt die Steuerroutine für die Fahrbarkeitspriorität gemäß 5 und 6 und die Routine für die Einstellung der Schaltlinie gemäß 15 aus, wenn das Hybridfahrzeug 20 mit HV-Antrieb in der auf die D-Position eingestellten Schaltposition SP gefahren wird, wobei der Fahrbarkeitsprioritätsmodus durch die Betätigung des Betriebsartenschalters90 durch den Fahrer als Betriebsfahrmodus ausgewählt wird. Gemäß einer Modifikation ist das Hybridfahrzeug 20 möglicherweise nicht mit dem Betriebsartenschalter 90 ausgestattet. Die HV-ECU 70 kann die in den 5 und 6 dargestellte Steuerroutine für die Fahrbarkeitspriorität und die in 15 dargestellte Routine zur Einstellung der Schaltlinie ausführen, wenn das Hybridfahrzeug 20 mit HV-Antrieb in der Schaltposition SP gefahren wird, die im normalen Modus auf die Position D eingestellt ist.
Im Hybridfahrzeug 20 der Ausführungsform ist das simulierte Zehnganggetriebe so konfiguriert, dass zwei virtuelle Übersetzungsverhältnisse in Bezug auf jedes der Übersetzungsverhältnisse des ersten zum dritten Gang des Viergang-Stufengetriebes 60 bereitgestellt werden. Die Anzahl der Gänge des Stufengetriebes 60 ist jedoch nicht auf die vier Gänge beschränkt, sondern kann zwei Gänge oder drei Gänge oder fünf oder mehr Gänge umfassen. Nach einer Modifikation kann eine gewünschte Anzahl von Übersetzungsverhältnissens, z.B. ein Übersetzungsverhältnis oder zwei Übersetzungsverhältnisse, in Bezug auf mindestens ein Übersetzungsverhältnis der jeweiligen Gänge des Stufengetriebes 60 vorgesehen werden. Bei dieser Modifikation kann für jedes der Übersetzungsverhältnisse der jeweiligen Gänge des Stufengetriebes 60 eine andere gewünschte Anzahl von Übersetzungsverhältnissen vorgesehen werden. Ein Hybridfahrzeug einer anderen Modifikation darf nicht mit virtuellen Übersetzungsverhältnissen versehen werden.
Das Hybridfahrzeug 20 der Ausführungsform ist mit dem Stufengetriebe 60 ausgestattet. Ein Hybridfahrzeug einer Modifikation darf nicht mit dem Stufengetriebe 60 ausgestattet sein, kann aber so konfiguriert werden, dass die Antriebswelle 36 direkt mit dem Übertragungselement 32 verbunden ist, das mit dem Hohlrad 30r des Planetengetriebes 30 verbunden ist. Bei dieser Modifikation kann das simulierte Getriebe ein Zehnganggetriebe sein, kann ein Getriebe mit neun oder weniger Gängen sein oder kann Getriebe mit elf oder mehr Gängen sein.
Im Hybridfahrzeug 20 der Ausführungsform ist der Motor MG2 direkt mit der Eingangswelle 61 des Stufengetriebes 60 verbunden. Nach einer Modifikation kann der Motor MG2 über ein Untersetzungsgetriebe o.ä. mit der Eingangswelle 61 des Stufengetriebes 60 verbunden sein. Nach einer weiteren Modifikation kann der Motor MG2 direkt mit der Ausgangswelle 62 des Stufengetriebes 60 verbunden werden. Nach einer weiteren Modifikation kann der Motor MG2 mit der Ausgangswelle 62 des Stufengetriebes 60 über ein Untersetzungsgetriebe o.ä. verbunden werden.
Das Hybridfahrzeug 20 der Ausführungsform verwendet die Batterie 50 als Energiespeicher. Nach einer Modifikation kann ein Kondensator als Energiespeicher verwendet werden.
Das Hybridfahrzeug 20 der Ausführungsform ist mit dem Verbrennungsmotor-ECU 24, dem Motor ECU 40, der Batterie ECU 52 und die HV-ECU 70 ausgestattet. Mindestens zwei dieser ECUs können als eine einzige elektronische Steuereinheit konfiguriert werden.
Im Folgenden wird die Korrespondenzbeziehung zwischen den primären Elementen der obigen Ausführungsform und den primären Elementen der Offenbarung, beschrieben in der Kurzbeschreibung der Erfindung, beschrieben. In der Ausführungsform entspricht der Verbrennungsmotor 22 dem „Verbrennungsmotor“, der Motor MG1 dem „ersten Motor“, das Planetengetriebe 30 dem „Planetengetriebe“ und der Motor MG2 dem „zweiten Motor“, die Batterie 50 entspricht dem „Energiespeicher“, der Verbrennungsmotor-ECU 24, der Motor ECU 40 und die HV-ECU 70 entsprechen dem „Steuergerät“.
Die Korrespondenzbeziehung zwischen den primären Komponenten der Ausführungsform und den primären Komponenten der Offenbarung, bezüglich derer das Problem in der Kurzbeschreibung der Erfindung beschrieben wird, sollte nicht als Einschränkung der Komponenten der Offenbarung, bezüglich derer das Problem in der Kurzbeschreibung der Erfindung beschrieben wird, betrachtet werden, da die Ausführungsform nur beispielhaft ist, um die Aspekte der Offenbarung, bezüglich derer das Problem in der Kurzbeschreibung der Erfindung beschrieben wird, spezifisch zu beschreiben. Mit anderen Worten, die Offenbarung, bezüglich derer das Problem in der Kurzbeschreibung der Erfindung beschrieben wird, sollte auf der Grundlage der Beschreibung in der Kurzbeschreibung der Erfindung interpretiert werden, und die Ausführungsform ist nur ein spezifisches Beispiel für die Offenbarung, bezüglich derer das Problem in der Kurzbeschreibung der Erfindung beschrieben wird.
Der Aspekt der Offenbarung wird oben unter Bezugnahme auf die Ausführungsform beschrieben. Die Offenbarung ist jedoch nicht auf die obige Ausführungsform beschränkt, sondern es können verschiedene Modifikationen und Variationen an der Ausführungsform vorgenommen werden, ohne vom Umfang der Offenbarung abzuweichen.
Industrielle Anwendbarkeit
Die Technik der Offenbarung ist auf die Fertigungsindustrien des Hybridfahrzeugs und so weiter anwendbar.

Claims

Hybridfahrzeug (20) mit: einem Verbrennungsmotor (22); einem ersten Motor (MG1); einem Planetengetriebe (30) mit drei Rotationselementen, die entsprechend mit dem Verbrennungsmotor (22), dem ersten Motor (MG1) und einer mit einer Achse verbundenen Antriebswelle (36) verbunden sind; einem zweiten Motor (MG2), der so konfiguriert ist, dass er Leistung von und zu der Antriebswelle (36) ein- und ausgibt; einer Energiespeichervorrichtung (50), die so konfiguriert ist, dass sie elektrische Leistung zu und von dem ersten Motor (MG1) und dem zweiten Motor (MG2) überträgt; und einer Steuervorrichtung (24, 40, 70), wobei die Steuervorrichtung (24, 40, 70) programmiert ist, um: eine erforderliche Antriebskraft, die für die Antriebswelle (36) erforderlich ist, basierend auf einem Betätigungsbetrag eines Gaspedals (83) und einer Fahrzeuggeschwindigkeit einzustellen; ein Übersetzungsverhältnis auf der Grundlage des Betätigungsbetrags des Gaspedals (83) und der Fahrzeuggeschwindigkeit einzustellen; eine Solldrehzahl des Verbrennungsmotors (22) basierend auf der Fahrzeuggeschwindigkeit und dem Übersetzungsverhältnis einzustellen; eine Leistungsobergrenze des Verbrennungsmotors (22) einzustellen, wenn der Verbrennungsmotor (22) mit der Solldrehzahl angetrieben wird; eine erste Antriebskraftobergrenze der Antriebswelle (36) einzustellen, wenn die Leistungsobergrenze von dem Verbrennungsmotor (22) abgegeben wird; eine Soll-Antriebskraft der Antriebswelle (36) auf der Grundlage einer Größenbeziehung zwischen der erforderlichen Antriebskraft und der ersten Antriebskraftobergrenze einzustellen; und den Verbrennungsmotor (22), den ersten Motor (MG1) und den zweiten Motor (MG2) so steuern, dass der Verbrennungsmotor (22) mit der Solldrehzahl angetrieben wird und dass das Hybridfahrzeug (20) mit der Soll-Antriebskraft angetrieben wird, und wobei wenn die erforderliche Antriebskraft kleiner oder gleich die erste Antriebskraftobergrenze ist, die Steuervorrichtung (24, 40, 70) so programmiert ist, dass sie die Soll-Antriebskraft auf die erforderliche Antriebskraft einstellt, und wenn die erforderliche Antriebskraft größer als die erste Antriebskraftobergrenze ist, die Steuervorrichtung (24, 40, 70) so programmiert ist, dass sie eine Soll-Kompensationsleistung der Energiespeichervorrichtung (50) auf der Grundlage einer Differenz zwischen der erforderlichen Antriebskraft und der ersten Antriebskraftobergrenze einstellt, die Steuervorrichtung (24, 40, 70) so programmiert ist, dass sie eine zweite Antriebskraftobergrenze der Antriebswelle (36) einstellt, wenn die Leistungsobergrenze von dem Verbrennungsmotor (22) ausgegeben wird, und eine Leistungskompensation der Energiespeichervorrichtung (50) durchgeführt wird, um die Energiespeichervorrichtung (50) auf der Grundlage einer Leistung, die der Soll-Kompensationsleistung entspricht, zu laden oder zu entladen, und die Steuervorrichtung (24, 40, 70) so programmiert ist, dass sie die Soll-Antriebskraft auf den kleineren Wert aus der erforderlichen Antriebskraft und der zweiten Antriebskraftobergrenze einstellt, und wobei wenn eine Schaltlinie des ersten Typs als Schaltlinie verwendet wird, um das Übersetzungsverhältnis zu ändern, und eine vorbestimmte Bedingung einschließlich einer Bedingung, dass ein Ladezustand der Energiespeichervorrichtung (50) niedriger oder gleich ein erstes Verhältnis ist, erfüllt ist, die Steuervorrichtung (24, 40, 70) so programmiert ist, dass sie die Schaltlinie in eine Schaltlinie vom zweiten Typ wechselt, bei der zumindest ein Teil der Gangschaltlinie des ersten Typs in Bezug auf die Gangschaltlinie des ersten Typs zu einer Seite mit hoher Geschwindigkeit oder einer Seite mit niedriger Gaspedalposition bewegt wird; und wobei die Steuervorrichtung (24, 40, 70) so programmiert ist, dass sie eine erforderliche Kompensationsleistung der Energiespeichervorrichtung (50) so einstellt, dass sie mit einer Zunahme der Differenz zwischen der erforderlichen Antriebskraft und der ersten Antriebskraftobergrenze zunimmt, die Steuervorrichtung (24, 40, 70) so programmiert ist, dass sie eine verfügbare Kompensationsleistung so einstellt, dass sie mit einer Abnahme des Ladezustands abnimmt, wenn der Ladezustand kleiner oder gleich ein drittes Verhältnis ist, das kleiner oder gleich das erste Verhältnis ist, oder so, dass sie mit Ablauf der Zeit seit einem Zeitpunkt abnimmt, zu dem der Ladezustand kleiner oder gleich das dritte Verhältnis wird, und die Steuervorrichtung (24,40,70) so programmiert ist, dass sie die Soll-Kompensationsleistung durch Begrenzung der erforderlichen Kompensationsleistung mit der verfügbaren Kompensationsleistung einstellt.
Hybridfahrzeug (20) mit: einem Verbrennungsmotor (22); einem ersten Motor (MG1); einem Planetengetriebe (30) mit drei Rotationselementen, die entsprechend mit dem Verbrennungsmotor (22), dem ersten Motor (MG1) und einer mit einer Achse verbundenen Antriebswelle (36) verbunden sind; einem zweiten Motor (MG2), der so konfiguriert ist, dass er Leistung von und zu der Antriebswelle (36) ein- und ausgibt; einer Energiespeichervorrichtung (50), die so konfiguriert ist, dass sie elektrische Leistung zu und von dem ersten Motor (MG1) und dem zweiten Motor (MG2) überträgt; und einer Steuervorrichtung (24, 40, 70), wobei die Steuervorrichtung (24, 40, 70) programmiert ist, um: eine erforderliche Antriebskraft, die für die Antriebswelle (36) erforderlich ist, basierend auf einem Betätigungsbetrag eines Gaspedals (83) und einer Fahrzeuggeschwindigkeit einzustellen; ein Übersetzungsverhältnis auf der Grundlage des Betätigungsbetrags des Gaspedals (83) und der Fahrzeuggeschwindigkeit einzustellen; eine Solldrehzahl des Verbrennungsmotors (22) basierend auf der Fahrzeuggeschwindigkeit und dem Übersetzungsverhältnis einzustellen; eine Leistungsobergrenze des Verbrennungsmotors (22) einzustellen, wenn der Verbrennungsmotor (22) mit der Solldrehzahl angetrieben wird; eine erste Antriebskraftobergrenze der Antriebswelle (36) einzustellen, wenn die Leistungsobergrenze von dem Verbrennungsmotor (22) abgegeben wird; eine Soll-Antriebskraft der Antriebswelle (36) auf der Grundlage einer Größenbeziehung zwischen der erforderlichen Antriebskraft und der ersten Antriebskraftobergrenze einzustellen; und den Verbrennungsmotor (22), den ersten Motor (MG1) und den zweiten Motor (MG2) so steuern, dass der Verbrennungsmotor (22) mit der Solldrehzahl angetrieben wird und dass das Hybridfahrzeug (20) mit der Soll-Antriebskraft angetrieben wird, und wobei wenn die erforderliche Antriebskraft kleiner oder gleich die erste Antriebskraftobergrenze ist, die Steuervorrichtung (24, 40, 70) so programmiert ist, dass sie die Soll-Antriebskraft auf die erforderliche Antriebskraft einstellt, und wenn die erforderliche Antriebskraft größer als die erste Antriebskraftobergrenze ist, die Steuervorrichtung (24, 40, 70) so programmiert ist, dass sie eine Soll-Kompensationsleistung der Energiespeichervorrichtung (50) auf der Grundlage einer Differenz zwischen der erforderlichen Antriebskraft und der ersten Antriebskraftobergrenze einstellt, die Steuervorrichtung (24, 40, 70) so programmiert ist, dass sie eine zweite Antriebskraftobergrenze der Antriebswelle (36) einstellt, wenn die Leistungsobergrenze von dem Verbrennungsmotor (22) ausgegeben wird, und eine Leistungskompensation der Energiespeichervorrichtung (50) durchgeführt wird, um die Energiespeichervorrichtung (50) auf der Grundlage einer Leistung, die der Soll-Kompensationsleistung entspricht, zu laden oder zu entladen, und die Steuervorrichtung (24, 40, 70) so programmiert ist, dass sie die Soll-Antriebskraft auf den kleineren Wert aus der erforderlichen Antriebskraft und der zweiten Antriebskraftobergrenze einstellt, und wobei wenn eine Schaltlinie des ersten Typs als Schaltlinie verwendet wird, um das Übersetzungsverhältnis zu ändern, und eine vorbestimmte Bedingung einschließlich einer Bedingung, dass ein Ladezustand der Energiespeichervorrichtung (50) niedriger oder gleich ein erstes Verhältnis ist, erfüllt ist, die Steuervorrichtung (24, 40, 70) so programmiert ist, dass sie die Schaltlinie in eine Schaltlinie vom zweiten Typ wechselt, bei der zumindest ein Teil der Gangschaltlinie des ersten Typs in Bezug auf die Gangschaltlinie des ersten Typs zu einer Seite mit hoher Geschwindigkeit oder einer Seite mit niedriger Gaspedalposition bewegt wird; und wobei wenn die erste Antriebskraftobergrenze einzustellen ist, die Steuervorrichtung (24, 40, 70) so programmiert ist, dass sie die erste Antriebskraftobergrenze auf eine Antriebskraft in einem solchen Zustand einstellt, dass eine Gesamtleistung aus der Leistungsobergrenze und einer ersten erforderlichen Ladungs-/Entladungsleistung der Energiespeichervorrichtung (50), die auf dem Ladezustand der Energiespeichervorrichtung (50) basiert und die in einem Entladezustand einen positiven Wert hat, an die Antriebswelle (36) ausgegeben wird, und wenn die zweite Antriebskraftobergrenze eingestellt werden soll, die Steuervorrichtung (24, 40, 70) so programmiert ist, dass sie die zweite Antriebskraftobergrenze auf eine Antriebskraft in einem solchen Zustand einstellt, dass eine Gesamtleistung aus der Leistungsobergrenze, der ersten erforderlichen Ladungs-/Entladungsleistung und einer zweiten erforderlichen Ladungs-/Entladungsleistung der Energiespeichervorrichtung (50), die auf der Soll-Kompensationsleistung basiert und die im Entladezustand einen positiven Wert hat, an die Antriebswelle (36) ausgegeben wird.
Hybridfahrzeug (20) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die vorbestimmte Bedingung eine Bedingung einschließt, dass der Ladezustand niedriger oder gleich das erste Verhältnis ist und dass das Übersetzungsverhältnis herabgeschaltet wird, wenn die Schaltlinie von der Schaltlinie des ersten Typs in die Schaltlinie des zweiten Typs geändert wird.
Hybridfahrzeug (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die vorbestimmte Bedingung eine Bedingung einschließt, dass der Ladezustand niedriger oder gleich das erste Verhältnis ist, dass der Betätigungsbetrag des Gaspedals niedriger oder gleich ein vorbestimmter Betätigungsbetrag ist und dass das Übersetzungsverhältnis hochgeschaltet wird, wenn die Schaltlinie von der Schaltlinie des ersten Typs in die Schaltlinie des zweiten Typs gewechselt wird.
Hybridfahrzeug (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die vorbestimmte Bedingung eine Bedingung einschließt, dass der Ladezustand niedriger oder gleich das erste Verhältnis ist, dass das Übersetzungsverhältnis unabhängig davon, ob die Schaltlinie des ersten Typs oder die Schaltlinie des zweiten Typs als Schaltlinie verwendet wird, unverändert gehalten wird, und dass die Soll-Kompensationsleistung kleiner oder gleich eine vorbestimmte Leistung ist.
Hybridfahrzeug (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die vorbestimmte Bedingung eine Bedingung einschließt, dass der Ladungszustand niedriger oder gleich ein zweites Verhältnis ist, das kleiner als das erste Verhältnis ist.
Hybridfahrzeug (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das erste Verhältnis so eingestellt ist, dass es einen größeren Wert auf einer ansteigenden Straße als einen Wert auf einer anderen Straße als der ansteigenden Straße ergibt.
Hybridfahrzeug (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei, wenn die Schaltlinie des zweiten Typs als die Schaltlinie verwendet wird, die Steuervorrichtung (24, 40, 70) so programmiert ist, dass sie die Soll-Antriebskraft auf den kleineren Wert aus der erforderlichen Antriebskraft und der ersten Antriebskraftobergrenze einstellt.
Hybridfahrzeug (20) nach Anspruch 2, wobei, wenn die erforderliche Antriebskraft kleiner oder gleich die erste Antriebskraftobergrenze ist, die Steuervorrichtung (24, 40, 70) so programmiert ist, dass sie eine Sollleistung des Verbrennungsmotors (22) auf eine Leistung einstellt, die durch Subtrahieren der ersten erforderlichen Ladungs-/Entladungsleistung von einer Leistung berechnet wird, die erforderlich ist, um die Soll-Antriebskraft an die Antriebswelle (36) abzugeben, und wenn die erforderliche Antriebskraft größer als die erste Antriebskraftobergrenze ist, die Steuervorrichtung (24, 40, 70) so programmiert ist, dass sie die Sollleistung des Verbrennungsmotors (22) auf eine Leistung einstellt, die durch Subtrahieren einer Summe der ersten erforderlichen Ladungs-/Entladungsleistung und der zweiten erforderlichen Ladungs-/Entladungsleistung von der Leistung berechnet wird, die erforderlich ist, um die Soll-Antriebskraft an die Antriebswelle (36) auszugeben, und wobei die Steuervorrichtung (24, 40, 70) so programmiert ist, dass sie den Verbrennungsmotor (22) so steuert, dass die Sollleistung von dem Verbrennungsmotor (22) abgegeben wird.
Hybridfahrzeug (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das Übersetzungsverhältnis ein virtuelles Übersetzungsverhältnis ist.
Hybridfahrzeug (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, ferner mit einem Stufengetriebe (60), das zwischen dem Planetengetriebe (30) und der Antriebswelle (36) angeordnet ist, wobei das Übersetzungsverhältnis ein Übersetzungsverhältnis des Stufengetriebes (60) oder ein aus dem Übersetzungsverhältnis des Stufengetriebes (60) unter Berücksichtigung eines virtuellen Übersetzungsverhältnisses bestimmtes Übersetzungsverhältnis ist.