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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fahrsteuerungsvorrichtung, welche auf ein Hybridfahrzeug angewendet wird, das in der Lage ist, eine Leistung einer Verbrennungskraftmaschine durch einen Differenzialmechanismus zu einem ersten Motor-Generator und einem Antriebsrad zu verteilen, und Leistung eines zweiten Motor-Generators zu dem Antriebsrad auszugeben, und diese ermöglicht einem Fahrzeug, in einer Beschleunigungs-/Verzögerungs-Fahrt zu fahren, bei welcher eine Beschleunigungsfahrt und eine Gleitfahrt innerhalb eines vorbestimmten Fahrzeuggeschwindigkeitsbereichs abwechselnd wiederholt werden.
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Stand der Technik
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Es ist ein Hybridfahrzeug bekannt, welches eine Leistung einer Verbrennungskraftmaschine durch einen Differenzialmechanismus, wie einem Planetengetriebemechanismus, zu einem ersten Motor-Generator und einem Antriebsrad verteilen kann, und eine Leistung eines zweiten Motor-Generators zu dem Antriebsrad ausgeben kann. Als eine Steuerungsvorrichtung eines solchen Fahrzeuges ist eine Steuerungsvorrichtung bekannt, welche dem Fahrzeug ermöglicht, in einer Beschleunigungs-/Gleit-Fahrt zu fahren, bei welcher eine Beschleunigungsfahrt zum Antreiben des Antriebsrads mit Leistung der Verbrennungskraftmaschine, um das Fahrzeug zu beschleunigen, und eine Gleitfahrt zum Stoppen der Verbrennungskraftmaschine und zum Ermöglichen, dass das Fahrzeug gleitet, innerhalb eines vorbestimmten Fahrzeuggeschwindigkeitsbereichs wiederholend durchgeführt werden. Beispielsweise ist eine Steuerungsvorrichtung bekannt, welche dem Fahrzeug die Beschleunigungs-/Gleit-Fahrt ermöglicht, wenn der thermische Wirkungsgrad der Verbrennungskraftmaschine während der Fahrt des Fahrzeugs bei der Beschleunigungs-/Gleit-Fahrt höher ist als während der Fahrt des Fahrzeugs bei einer konstanten Geschwindigkeit (siehe PTL 1). Zusätzlich stellt ebenso PTL 2 ein Dokument des Standes der Technik in Bezug auf die Erfindung dar.
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Zitierungsliste
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Patentliteratur
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- PTL 1: Japanische Patentveröffentlichung mit der Nummer JP 2010-006309 A
- PTL 2: Japanisches Patent mit der Nummer JP 4991555 B2
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Kurzfassung der Erfindung
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Bei dem in PTL 1 beschriebenen Hybridfahrzeug existiert ein Fall, bei welchem die Gesamtenergiewirtschaftlichkeit des Fahrzeugs nicht verbessert ist, auch wenn die Beschleunigungs-/Gleit-Fahrt durchgeführt wird, lediglich unter Betrachtung des thermischen Wirkungsgrads der Verbrennungskraftmaschine. Beispielsweise tritt eine sogenannte Leistungszirkulation auf, bei welcher, während der erste Motor-Generator elektrische Leistung erzeugt, der zweite Motor-Generator elektrische Leistung während der Beschleunigungsfahrt verbraucht und Energie kann verschwenderisch verbraucht werden. Wenn der Motor-Generator rotiert, kann Energie mit einer aufgrund der Rotation erzeugten Last verschwenderisch verbraucht werden.
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Entsprechend ist es Aufgabe der Erfindung, eine Fahrsteuerungsvorrichtung eines Hybridfahrzeugs vorzusehen, welche die Gesamtenergiewirtschaftlichkeit des Fahrzeugs und die Kraftstoffwirtschaftlichkeit verbessern kann.
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Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Fahrsteuerungsvorrichtung vorgesehen, welche auf ein Hybridfahrzeug angewendet wird, mit: einer Verbrennungskraftmaschine, einem ersten Motor-Generator, einem Ausgangsteil, welcher derart konfiguriert ist, dass dieser Leistung zu einem Antriebsrad überträgt, einem Differenzialmechanismus mit drei Drehelementen, welche in der Lage sind, eine differenzielle Rotation zueinander durchzuführen, wobei ein erstes Drehelement der drei Drehelemente mit der Verbrennungskraftmaschine verbunden ist, ein zweites Drehelement mit dem ersten Motor-Generator verbunden ist und ein drittes Drehelement mit dem Ausgangsteil verbunden ist, und einem zweiten Motor-Generator, welcher in der Lage ist, Leistung zu dem Ausgangsteil auszugeben, wobei die Fahrsteuerungsvorrichtung aufweist: eine Steuerungseinrichtung welche, wenn eine vorbestimmte Beschleunigungs-Verzögerungs-Fahrbedingung während der Fahrt des Fahrzeugs geschaffen ist, einen Ziel-Fahrzeuggeschwindigkeitsbereich basierend auf einer geforderten Geschwindigkeit, welche für das Fahrzeug gefordert wird, einstellt, und die Verbrennungskraftmaschine, den ersten Motor-Generator und den zweiten Motor-Generator derart steuert, dass das Fahrzeug in einem Beschleunigungs-Verzögerungs-Fahrmodus fährt, in welchem eine Beschleunigungsfahrt zum Beschleunigen des Fahrzeugs mit einer Leistung, welche von der Verbrennungskraftmaschine ausgegeben wird, wobei sich die Verbrennungskraftmaschine in einem Betriebszustand befindet, und eine Gleitfahrt zum Ermöglichen, dass das Fahrzeug gleitet, wobei sich die Verbrennungskraftmaschine in einem Stopp-Zustand befindet, innerhalb des Ziel-Fahrzeuggeschwindigkeitsbereichs abwechselnd wiederholt werden, wobei die Steuerungseinrichtung eine Maschinen-Steuerungseinrichtung zum Steuern des Betriebs der Verbrennungskraftmaschine enthält, so dass zu dem Zeitpunkt der Beschleunigungsfahrt von der Verbrennungskraftmaschine eine vorgegebene Leistung ausgegeben wird und das Fahrzeug mit einer Beschleunigung beschleunigt wird, so dass die Drehzahl von entweder dem ersten Motor-Generator oder dem zweiten Motor-Generator null wird.
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Gemäß der Fahrsteuerungsvorrichtung der Erfindung ist es möglich, das Auftreten einer Leistungszirkulation zu dem Zeitpunkt der Beschleunigungsfahrt zu unterdrücken, da die Drehzahl entweder des ersten Motor-Generators oder des zweiten Motor-Generators zu dem Zeitpunkt der Beschleunigungsfahrt null wird. Damit ist es möglich, einen Energieverlust in dem Motor-Generator zu reduzieren, bei welchem die Drehzahl null wird. Darüber hinaus ist es möglich, die Leistungsübertragungseffizienz in dem Fahrzeug zu verbessern. Aus diesem Grund ist es möglich, die Gesamtenergiewirtschaftlichkeit des Fahrzeugs und die Kraftstoffwirtschaftlichkeit zu verbessern.
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Bei der Fahrsteuerungsvorrichtung gemäß der vorstehenden Ausführungsform kann die Steuerungseinrichtung eine Verzögerungs-Anpassungseinrichtung zum Steuern des Betriebs des zweiten Motor-Generators enthalten, wenn die geforderte Geschwindigkeit höher als eine im Vorhinein eingestellte vorbestimmte obere Grenzgeschwindigkeit ist, so dass die Verzögerung zu dem Zeitpunkt der Gleitfahrt kleiner oder gleich einer vorbestimmten zulässigen Verzögerung ist. Die Verzögerung zu dem Zeitpunkt der Gleitfahrt wird größer, da der Fahrwiderstand umso größer wird, je höher die Geschwindigkeit (Fahrzeuggeschwindigkeit) des Fahrzeugs ist. Falls die Verzögerung übermäßig groß wird, kann der Fahrer ein unangenehmes Gefühl verspüren. Gemäß dieser Ausführungsform ist es möglich, wenn die geforderte Geschwindigkeit höher als die obere Grenzgeschwindigkeit ist, ein unangenehmes Gefühl des Fahrers zu vermeiden, da die Verzögerung kleiner oder gleich der zulässigen Verzögerung ist.
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Bei der Fahrsteuerungsvorrichtung gemäß der vorstehenden Ausführungsform können der erste Motor-Generator und der zweite Motor-Generator mit einer Batterie elektrisch verbunden sein und die Steuerungseinrichtung kann eine Lade-Steuerungseinrichtung enthalten, welche bewirkt, dass der erste Motor-Generator zu dem Zeitpunkt der Beschleunigungsfahrt als ein Generator dient, und den ersten Motor-Generator mit der Verbrennungskraftmaschine antreibt, um die Batterie zu laden, wenn der Betrieb des zweiten Motor-Generators durch die Verzögerungs-Anpassungseinrichtung derart gesteuert wird, dass die Verzögerung zu dem Zeitpunkt der Gleitfahrt kleiner oder gleich der zulässigen Verzögerung ist. Auf diese Art und Weise wird die Batterie zu dem Zeitpunkt der Beschleunigungsfahrt geladen, wodurch es möglich ist, eine Abnahme der restlichen Menge bzw. verbleibenden elektrischen Energie der Batterie zu unterdrücken, auch wenn zu dem Zeitpunkt der Gleitfahrt elektrische Leistung in dem zweiten Motor-Generator verbraucht wird.
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Bei der Fahrsteuerungsvorrichtung gemäß der vorstehenden Ausführungsform ist eine Effizienz- bzw. Wirtschaftlichkeits-Berechnungseinrichtung vorgesehen, zum Berechnen der Energiewirtschaftlichkeit des Fahrzeugs, wenn angenommen wird, dass dem Fahrzeug ermöglicht wird, in dem Beschleunigungs-/Verzögerungs-Fahrmodus zu fahren, und der Energiewirtschaftlichkeit des Fahrzeugs, wenn angenommen wird, dass dem Fahrzeug ermöglicht wird, in einem stabilen Fahrmodus zu fahren, bei welchem dem Fahrzeug ermöglicht wird, mit einer konstanten Geschwindigkeit zu fahren, wobei, wenn die Beschleunigungs-/Verzögerungs-Fahrbedingung geschaffen ist und die Energiewirtschaftlichkeit des Fahrzeugs, wenn angenommen wird, dass dem Fahrzeug ermöglicht wird, in dem Beschleunigungs-/Verzögerungs-Fahrmodus zu fahren, größer ist als die Energiewirtschaftlichkeit, wenn angenommen wird, dass dem Fahrzeug ermöglicht wird, in dem stabilen Fahrmodus zu fahren, die Steuerungseinrichtung die Verbrennungskraftmaschine, den ersten Motor-Generator und den zweiten Motor-Generator derart steuert, dass das Fahrzeug in dem Beschleunigungs-/Verzögerungs-Fahrmodus fährt. Gemäß dieser Ausführungsform ist es möglich, die Gesamtenergiewirtschaftlichkeit des Fahrzeugs weiter zu verbessern, da dem Fahrzeug ermöglicht wird, in dem Beschleunigungs-/Verzögerungs-Fahrmodus zu fahren, wenn die Energiewirtschaftlichkeit während der Fahrt des Fahrzeugs in dem Beschleunigungs-/Verzögerungs-Fahrmodus größer ist als während der Fahrt des Fahrzeugs in dem stabilen Fahrmodus. Aus diesem Grund ist es möglich, die Kraftstoffwirtschaftlichkeit weiter zu verbessern.
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Bei der Fahrsteuerungsvorrichtung gemäß der vorstehenden Ausführungsform kann die Steuerungseinrichtung, wenn die geforderte Geschwindigkeit höher ist als eine im Vorhinein eingestellte vorbestimmte Ermittlungsgeschwindigkeit, die Verbrennungskraftmaschine, den ersten Motor-Generator und den zweiten Motor-Generator derart steuern, dass das Fahrzeug in einem stabilen Fahrmodus fährt, bei welchem dem Fahrzeug ermöglicht wird, mit einer konstanten Geschwindigkeit zu fahren, auch wenn die Beschleunigungs-/Verzögerungs-Fahrbedingung geschaffen ist. Falls dem Fahrzeug ermöglicht wird, in dem Beschleunigungs-/Verzögerungs-Fahrmodus zu fahren, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit sehr hoch ist, kann eine zu dem Zeitpunkt der Beschleunigungsfahrt auf die Verbrennungskraftmaschine aufgebrachte Last überhöht sein und die Kraftstoffwirtschaftlichkeit der Verbrennungskraftmaschine kann verschlechtert sein. Gemäß dieser Ausführungsform ist die Ermittlungsgeschwindigkeit geeignet eingestellt, wodurch es möglich ist, dem Fahrzeug zu ermöglichen, in dem stabilen Fahrmodus zu fahren, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit sehr hoch ist. Aus diesem Grund ist es möglich, eine Verschlechterung der Kraftstoffwirtschaftlichkeit aufgrund einer übermäßigen Last auf die Verbrennungskraftmaschine zu unterdrücken. Daher ist es möglich, die Kraftstoffwirtschaftlichkeit weiter zu verbessern.
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Bei der Fahrsteuerungsvorrichtung gemäß der vorstehenden Ausführungsform ist das Fahrzeug mit einem Getriebe mit einem Einzelritzel-Planetengetriebemechanismus, welcher als der Differenzialmechanismus vorgesehen ist, einem ersten Planetengetriebemechanismus vom Einzelritzel-Typ für das Getriebe und einem zweiten Planetengetriebemechanismus vom Einzelritzel-Typ für das Getriebe vorgesehen, ein Hohlrad des Planetengetriebemechanismus kann mit einer Ausgangswelle der Verbrennungskraftmaschine verbunden sein, ein Sonnenrad des Planetengetriebemechanismus und ein Hohlrad des ersten Planetengetriebemechanismus für das Getriebe können mit einem Rotor des ersten Motor-Generators verbunden sein, ein Träger des Planetengetriebemechanismus und ein Träger des ersten Planetengetriebemechanismus für das Getriebe können über ein Drehelement verbunden sein, ein Sonnenrad des ersten Planetengetriebemechanismus für das Getriebe, ein Sonnenrad des zweiten Planetengetriebemechanismus für das Getriebe und ein Rotor des zweiten Motor-Generators können über ein Kopplungselement verbunden sein, ein Träger des zweiten Planetengetriebemechanismus für das Getriebe kann mit einem Ausgangselement verbunden sein, welches Leistung zu dem Antriebsrad ausgibt, ein Hohlrad des zweiten Planetengetriebemechanismus für das Getriebe kann mit einer ersten Bremseinrichtung vorgesehen sein, welche in der Lage ist, das Hohlrad zu bremsen, das Kopplungselement kann mit einer zweiten Bremseinrichtung vorgesehen sein, welche in der Lage ist, das Kopplungselement zu bremsen, der Träger des ersten Planetengetriebemechanismus für das Getriebe und das Kopplungselement können über eine erste Kupplungseinrichtung verbunden sein, welche zwischen einem Eingriffszustand, bei welchem der Träger und das Kopplungselement gekoppelt sind, um integral zu rotieren, und einem Lösezustand, bei welchem die Kopplung gelöst ist, umgeschaltet werden kann, das Drehelement und das Ausgangselement können über eine zweite Kupplungseinrichtung verbunden sein, welche zwischen einem Eingriffszustand, bei welchem das Drehelement und das Ausgangselement gekoppelt sind, um integral zu rotieren, und einem Lösezustand, bei welchem die Kopplung gelöst ist, umgeschaltet werden kann, das Getriebe kann in der Lage sein, einen Modus zwischen einem Niedriggeschwindigkeits-Modus, bei welchem das Hohlrad des zweiten Planetengetriebemechanismus für das Getriebe durch die erste Bremseinrichtung gebremst ist und die zweite Kupplungseinrichtung zu dem Lösezustand umgeschaltet ist, und einem Hochgeschwindigkeits-Modus, bei welchem das Bremsen des Hohlrads des zweiten Planetengetriebemechanismus für das Getriebe durch die erste Bremseinrichtung gelöst ist und die zweite Kupplungseinrichtung zu dem Eingriffszustand umgeschaltet ist, umzuschalten, und die Steuerungseinrichtung schaltet das Getriebe zu dem Hochgeschwindigkeits-Modus um, wenn die Beschleunigungs-/Verzögerungs-Fahrbedingung geschaffen werden kann, und kann die Verbrennungskraftmaschine, den ersten Motor-Generator und den zweiten Motor-Generator derart steuern, dass das Fahrzeug danach in dem Beschleunigungs-/Verzögerungs-Fahrmodus fährt. Wenn das Getriebe zu dem Hochgeschwindigkeits-Modus umgeschaltet wird, rotieren das Drehelement und das Ausgangselement integral; daher wird das Getriebe-Übersetzungsverhältnis in dem Getriebe im Vergleich zu dem Niedriggeschwindigkeits-Modus kleiner. Gemäß dieser Ausführungsform wird eine Antriebskraft, welche erforderlich ist, um dem Fahrzeug die Fahrt bei der Beschleunigungsfahrt zu ermöglichen, klein, da das Getriebe zu dem Hochgeschwindigkeits-Modus umgeschaltet wird, wenn dem Fahrzeug ermöglicht wird, in dem Beschleunigungs-/Verzögerungs-Fahrmodus zu fahren. Damit ist es möglich, die Gesamtenergiewirtschaftlichkeit des Fahrzeugs zu verbessern, da es möglich ist, die Energie zu dem Zeitpunkt der Beschleunigungsfahrt zu reduzieren. Darüber hinaus ist es somit möglich, die Kraftstoffwirtschaftlichkeit zu verbessern.
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Kurze Beschreibung der Abbildungen
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1 ist eine Abbildung, welche ein Fahrzeug schematisch zeigt, bei welchem eine Fahrsteuerungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung aufgenommen ist.
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2 ist ein Diagramm, welches ein Beispiel eines Beschleunigungs-/Verzögerungs-Musters zeigt, wenn eine geforderte Geschwindigkeit 80 km/h, 100 km/h und 120 km/h beträgt.
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3 ist ein Diagramm, welches ein Beispiel eines Nomogramms während der Beschleunigungsfahrt zeigt.
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4 ist ein Flussdiagramm, welches eine Fahrmodus-Steuerroutine zeigt, welche durch eine Fahrzeug-Steuerungsvorrichtung ausgeführt wird.
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5 ist ein Flussdiagramm, welches eine Fahrmodus-Steuerroutine zeigt, die durch eine Fahrzeug-Steuerungsvorrichtung in einer Fahrsteuerungsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung ausgeführt wird.
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6 ist ein Diagramm, welches ein Beispiel eines Beschleunigungs-/Verzögerungs-Musters eines Beschleunigungs-/Verzögerungs-Fahrmodus zeigt, welcher bei der zweiten Ausführungsform ausgeführt wird.
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7 ist ein Diagramm, welches ein Beispiel eines Nomogramms eines Fahrzeugs zu dem Zeitpunkt der Beschleunigungsfahrt bei der zweiten Ausführungsform zeigt.
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8 ist ein Diagramm, welches ein Beispiel eines Nomogramms eines Fahrzeugs zu dem Zeitpunkt der Beschleunigungsfahrt bei einem Modifikationsbeispiel der zweiten Ausführungsform zeigt.
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9 ist ein Flussdiagramm, welches eine Fahrmodus-Steuerroutine zeigt, die durch eine Fahrzeug-Steuerungsvorrichtung in einer Fahrsteuerungsvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung ausgeführt wird.
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10 ist ein Diagramm, welches ein Beispiel eines Beschleunigungs-/Verzögerungs-Musters eines Beschleunigungs-/Verzögerungs-Fahrmodus zeigt, welcher bei der dritten Ausführungsform ausgeführt wird.
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11 ist ein Diagramm, welches ein Beispiel der Beziehung zwischen einem Zwischen-Fahrzeug-Abstand und einer Beschleunigungszeit zeigt.
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12 ist ein Flussdiagramm, welches eine Fahrmodus-Steuerroutine zeigt, die durch eine Fahrzeug-Steuerungsvorrichtung in einer Fahrsteuerungsvorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung ausgeführt wird.
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13 ist ein Flussdiagramm, welches eine Fahrmodus-Steuerroutine zeigt, die durch eine Fahrzeug-Steuerungsvorrichtung in einer Fahrsteuerungsvorrichtung gemäß einer fünften Ausführungsform der Erfindung ausgeführt wird.
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14 ist ein Diagramm, welches ein Beispiel eines Beschleunigungs-/Verzögerungs-Musters eines Beschleunigungs-/Verzögerungs-Fahrmodus zeigt, welcher bei der fünften Ausführungsform ausgeführt wird.
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15 ist ein Diagramm, welches ein Beispiel eines Nomogramms eines Fahrzeugs zu dem Zeitpunkt der Beschleunigungsfahrt bei der fünften Ausführungsform zeigt.
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16 ist eine Abbildung, welche ein Fahrzeug schematisch zeigt, bei welchem eine Fahrsteuerungsvorrichtung gemäß einer sechsten Ausführungsform der Erfindung aufgenommen ist.
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17 ist eine Abbildung, welche die Korrespondenzbeziehung zwischen den Zuständen einer ersten Kupplung, einer zweiten Kupplung, einer ersten Bremse und einer zweiten Bremse und Schalt-Gangstufen zeigt.
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18 ist eine Abbildung, welche ein Beispiel eines Nomogramms eines Getriebes bei jeder Schalt-Gangstufe zeigt.
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19 ist ein Diagramm, welches ein Beispiel eines Nomogramms eines Getriebes zu dem Zeitpunkt der Beschleunigungsfahrt zeigt, wenn sich das Getriebe in einem dritten Gang befindet.
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20 ist ein Diagramm, welches ein Beispiel eines Nomogramms eines Getriebes zu dem Zeitpunkt der Beschleunigungsfahrt zeigt, wenn sich das Getriebe in einem vierten Gang befindet.
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21 ist ein Flussdiagramm, welches eine Fahrmodus-Steuerroutine zeigt, die durch eine Fahrzeug-Steuerungsvorrichtung in der Fahrsteuerungsvorrichtung gemäß der sechsten Ausführungsform ausgeführt wird.
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Art und Weise zum Ausführen der Erfindung
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(Erste Ausführungsform)
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1 zeigt schematisch ein Fahrzeug, bei welchem eine Fahrsteuerungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung aufgenommen ist. Ein Fahrzeug 1A ist als ein sogenanntes Hybridfahrzeug aufgebaut. Das Fahrzeug 1A enthält eine Verbrennungskraftmaschine (nachfolgend als eine Maschine bezeichnet) 11, einen ersten Motor-Generator (nachfolgend als ein erster MG abgekürzt) 12 und einen zweiten Motor-Generator (nachfolgend als ein zweiter MG abgekürzt) 13. Die Maschine 11 entspricht einer bekannten Maschine, welche auf dem Hybridfahrzeug montiert ist, und auf eine detaillierte Beschreibung davon ist verzichtet. Der erste MG 12 und der zweite MG 13 sind bekannte Motor-Generatoren, welche als ein Elektromotor und als ein Generator dienen. Der erste MG 12 enthält einen Rotor 12b, welcher integral mit einer Ausgangswelle 12a rotiert, und einen Stator 12c, welcher bei dem äußeren Umfang des Rotors 12b koaxial angeordnet ist und an einem Gehäuse (nicht gezeigt) befestigt ist. In ähnlicher Art und Weise enthält der zweite MG 13 einen Rotor 13b, welcher integral mit einer Ausgangswelle 13a rotiert, und einen Stator 13c, welcher bei dem äußeren Umfang des Rotors 13b koaxial angeordnet und an dem Gehäuse befestigt ist.
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Eine Ausgangswelle 11a der Maschine 11 und die Ausgangswelle 12a des ersten MG 12 sind mit einem Leistungs-Verteilungsmechanismus 14 verbunden. Ein Ausgangsteil 15, welches Leistung zu einem Antriebsrad 2 des Fahrzeugs 1A überträgt, ist mit dem Leistungs-Verteilungsmechanismus 14 verbunden. Der Ausgangsteil 15 enthält ein erstes Antriebsrad 16, ein Vorgelegerad 18, welches mit dem ersten Antriebsrad 16 ineinandergreift und an einer Vorgelegewelle 17 befestigt ist, und ein Abtriebsrad 19, welches an der Vorgelegewelle 17 befestigt ist. Das Abtriebsrad 19 greift mit einem in einem Gehäuse eines Differenzialmechanismus 20 vorgesehenen Hohlrad 20a ineinander. Der Differenzialmechanismus 20 ist ein bekannter Mechanismus, welcher zu dem Hohlrad 20a übertragene Leistung zu dem rechten Antriebsrad 2 und dem linken Antriebsrad 2 verteilt. In 1 ist lediglich ein Rad des rechten Antriebsrads 2 und des linken Antriebsrads 2 gezeigt.
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Der Leistungs-Verteilungsmechanismus 14 enthält einen Planetengetriebemechanismus 21 als einen Differenzialmechanismus. Der Planetengetriebemechanismus 21 entspricht einem Planetengetriebemechanismus vom Einzelritzel-Typ und enthält ein Sonnenrad Su, welches einem außenverzahnten Zahnrad entspricht, ein Hohlrad Ri, welches einen innenverzahnten Zahnrad entspricht, das koaxial zu dem Sonnenrad Su angeordnet ist, und einen Träger Ca, welcher ein Ritzel Pi in Eingriff mit den Zahnrädern Su und Ri hält, um drehbar zu sein und um das Sonnenrad Su umlaufen zu können. Das Sonnenrad Su ist mit der Ausgangswelle 12a des ersten MG1 gekoppelt. Der Träger Ca ist mit der Ausgangswelle 11a der Maschine 11 gekoppelt. Das Hohlrad Ri ist mit dem ersten Antriebsrad 16 gekoppelt. Aus diesem Grund entspricht das Sonnenrad Su einem zweiten Drehelement der Erfindung, der Träger Ca entspricht einem ersten Drehelement der Erfindung und das Hohlrad Ri entspricht einem dritten Drehelement der Erfindung.
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Wie in der Abbildung gezeigt, ist auf der Ausgangswelle 13a des zweiten MG 13 ein zweites Antriebsrad 22 vorgesehen. Das zweite Antriebsrad 22 greift mit dem Vorgelegerad 18 ineinander. Der erste MG 12 und der zweite MG 13 sind über einen Wechselrichter und einen Hochsetzsteller bzw. Aufwärtswandler (nicht gezeigt) elektrisch mit einer Batterie 23 verbunden.
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Der Betrieb der Maschine 11, des ersten MG 12 und des zweiten MG 13 wird durch eine Fahrzeug-Steuerungsvorrichtung 30 gesteuert. Die Fahrzeug-Steuerungsvorrichtung 30 ist als eine Computereinheit mit einem Mikroprozessor und Peripherievorrichtungen, wie einem RAM und einem ROM, welche für den Betrieb des Mikroprozessors erforderlich sind, aufgebaut. Die Fahrzeug-Steuerungsvorrichtung 30 hält verschiedene Steuerprogramme bereit, um dem Fahrzeug 1A zu ermöglichen, geeignet zu fahren. Die Fahrzeug-Steuerungsvorrichtung 30 führt die Programme aus, um eine Steuerung für Steuerziele, wie die Maschine 11 und die MGs 12, 13, durchzuführen. Verschiedene Sensoren, welche Informationen in Bezug auf das Fahrzeug 1A erlangen, sind mit der Fahrzeug-Steuerungsvorrichtung 30 verbunden. Beispielsweise sind ein Gaspedal-Öffnungssensor 31, ein Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 32 und ein Zwischen-Fahrzeug-Abstandssensor 33 mit der Fahrzeug-Steuerungsvorrichtung 30 verbunden. Der Gaspedal-Öffnungssensor 31 gibt ein Signal entsprechend dem Betrag des Niederdrückens eines Gaspedals, das heißt, einer Gaspedalöffnung aus. Der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 32 gibt ein Signal entsprechend der Geschwindigkeit (Fahrzeuggeschwindigkeit) des Fahrzeugs 1A aus. Der Zwischen-Fahrzeug-Abstandssensor 33 gibt ein Signal entsprechend dem Abstand (nachfolgend als ein Zwischen-Fahrzeug-Abstand bezeichnet) zwischen einem vorausfahrenden Fahrzeug und dem Host-Fahrzeug 1A aus. Zusätzlich sind, obwohl verschiedene Sensoren, Schalter und dergleichen mit der Fahrzeug-Steuerungsvorrichtung 30 verbunden sind, diese weggelassen. Wenn auf dem Fahrzeug 1A ein Navigationssystem montiert ist, ist ebenso das Navigationssystem mit der Fahrzeug-Steuerungsvorrichtung 30 verbunden.
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Das Fahrzeug 1A ist mit einer Mehrzahl von Fahrmodi vorgesehen. Als die Mehrzahl von Fahrmodi sind beispielsweise ein stabiler Fahrmodus und ein Beschleunigungs-/Verzögerungs-Fahrmodus eingestellt. Bei dem stabilen Fahrmodus werden die Maschine 11, der erste MG 12 und der zweite MG 13 derart gesteuert, dass das Fahrzeug 1A bei einer konstanten Geschwindigkeit fährt. Bei dem Beschleunigungs-/Verzögerungs-Fahrmodus werden die Maschine 11, der erste MG 12 und der zweite MG 13 derart gesteuert, dass eine Beschleunigungsfahrt und eine Gleitfahrt abwechselnd wiederholt werden. Bei der Beschleunigungsfahrt des Beschleunigungs-/Verzögerungs-Fahrmodus wird die Maschine 11 in einen Betriebszustand versetzt und das Antriebsrad 2 wird mit Leistung der Maschine 11 angetrieben, um das Fahrzeug 1A zu beschleunigen. Bei der Gleitfahrt des Beschleunigungs-/Verzögerungs-Fahrmodus ist die Maschine 11 gestoppt. Der erste MG 12, der zweite MG 13 und der Aufwärtswandler sind abgeschaltet. Dem Fahrzeug 1A wird ermöglicht zu gleiten. In diesem Fall wird das Fahrzeug 1A mit bzw. durch einen Fahrwiderstand verzögert. Bei dem Beschleunigungs-/Verzögerungs-Fahrmodus ist ein Ziel-Fahrzeuggeschwindigkeitsbereich R (siehe 2) basierend auf einer Geschwindigkeit (geforderte Geschwindigkeit), welche für das Fahrzeug 1A gefordert wird, eingestellt, und eine Beschleunigungsfahrt und eine Gleitfahrt, das heißt, eine Beschleunigung und eine Verzögerung des Fahrzeugs 1A, werden innerhalb des Ziel-Fahrzeuggeschwindigkeitsbereichs R abwechselnd wiederholt.
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2 zeigt ein Beispiel eines Beschleunigungs-/Verzögerungs-Musters, wenn die geforderte Geschwindigkeit 80 km/h, 100 km/h und 120 km/h beträgt. In der Abbildung gibt eine durchgehende Linie L1 eine Beschleunigungs-/Verzögerungs-Muster an, wenn die geforderte Geschwindigkeit 80 km/h beträgt. Eine durchgehende Linie L2 gibt ein Beschleunigungs-/Verzögerungs-Muster an, wenn die geforderte Geschwindigkeit 100 km/h beträgt. Eine durchgehende Linie L3 gibt ein Beschleunigungs-/Verzögerungs-Muster an, wenn die geforderte Geschwindigkeit 120 km/h beträgt. Wie in der Abbildung gezeigt, ist jedes Beschleunigungs-/Verzögerungs-Muster derart eingestellt, das eine Durchschnittsgeschwindigkeit zu der geforderten Geschwindigkeit wird. Aus diesem Grund ist als der Ziel-Fahrzeuggeschwindigkeitsbereich R ein Bereich um die geforderte Geschwindigkeit zentriert eingestellt. Ein Fahrwiderstand zu dem Zeitpunkt der Gleitfahrt verändert sich mit der Fahrzeuggeschwindigkeit. Aus diesem Grund ist, wie in der Abbildung gezeigt, die Beschleunigung zu dem Zeitpunkt der Beschleunigungsfahrt gemäß der geforderten Geschwindigkeit verändert.
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Die Beschleunigung zu dem Zeitpunkt der Beschleunigungsphase ist derart eingestellt, dass die Drehzahl des ersten MG 12 während der Beschleunigungsfahrt null wird. 3 zeigt ein Beispiel eines Nomogramms zu dem Zeitpunkt der Beschleunigungsfahrt. In der Abbildung stellt „MG 1” den ersten MG 12 dar, „ENG” stellt die Maschine 11 dar, „MG 2” stellt den zweiten MG 13 dar und „AUS” stellt das erste Antriebsrad 16 dar. Darüber hinaus stellen „Su”, „Ca” und „Ri” jeweils das Sonnenrad Su, den Träger Ca und das Hohlrad Ri des Planetengetriebemechanismus 21 dar. In der Abbildung gibt eine durchgehende Linie L4 ein Nomogramm des Fahrzeugs 1A zu dem Zeitpunkt der Beschleunigungsfahrt an. Eine unterbrochene Linie L5 gibt ein Nomogramm an, wenn dem Fahrzeug 1A ermöglicht ist, in dem stabilen Fahrmodus zu fahren. Da das Fahrzeug 1A zu dem Zeitpunkt der Beschleunigungsfahrt beschleunigt wird, nimmt eine Last der Maschine 11 zu. Aus diesem Grund ist die Ausgangsleistung der Maschine 11 im Vergleich zu dem stabilen Fahrmodus erhöht. Damit wird die Maschine 11 in einem Betriebsbereich mit einem hohen thermischen Wirkungsgrad betrieben. Die Beschleunigung zu dem Zeitpunkt der Beschleunigungsfahrt ist derart eingestellt, dass, wie in der Abbildung gezeigt, von der Maschine 11 eine vorgegebene Leistung ausgegeben wird und die Drehzahl des ersten MG 12 null wird. Das heißt, die Beschleunigung zu dem Zeitpunkt der Beschleunigungsfahrt ist derart eingestellt, dass die Maschine 11 zu dem Zeitpunkt der Beschleunigungsfahrt in einem Betriebsbereich mit einem hohen thermischen Wirkungsgrad betrieben werden kann, von der Maschine 11 eine vorgegebene Leistung ausgegeben wird und die Drehzahl des ersten MG 12 null wird. Zu dem Zeitpunkt der Beschleunigungsfahrt wird der Betrieb der Maschine 11 derart gesteuert, dass das Fahrzeug 1A mit der auf diese Art und Weise eingestellten Beschleunigung beschleunigt wird.
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Die Fahrzeug-Steuerungsvorrichtung 30 schaltet die Fahrmodi basierend auf dem Fahrzustand des Fahrzeugs 1A um. Die Fahrzeug-Steuerungsvorrichtung 30 schaltet den Fahrmodus beispielsweise zu dem Beschleunigungs-/Verzögerungs-Fahrmodus, wenn eine vorbestimmte stabile Hochgeschwindigkeits-Fahrbedingung geschaffen ist. Beispielsweise kann basierend auf der Geschwindigkeit und der Beschleunigung/Verzögerung des Fahrzeugs 1A ermittelt werden, ob die vorbestimmte stabile Hochgeschwindigkeits-Fahrbedingung geschaffen ist. Beispielsweise kann ermittelt werden, dass die stabile Hochgeschwindigkeits-Fahrbedingung geschaffen ist, wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 1A in einer vorbestimmten Zeitphase im Wesentlichen konstant ist, und in der vorbestimmten Zeitphase eine geringe Beschleunigung des Fahrzeugs 1A vorliegt. In diesem Fall kann die Beschleunigung/Verzögerung zu dem Zeitpunkt der Hochgeschwindigkeitsfahrt mit einem Indikator oder dergleichen angezeigt werden, wenn die stabile Hochgeschwindigkeits-Fahrbedingung geschaffen ist, und von einem Fahrer kann gefordert werden, das Fahrzeug 1A mit der Beschleunigung/Verzögerung zu fahren. Beispielsweise können Informationen von dem Navigationssystem erlangt werden und es kann ermittelt werden, dass die stabile Hochgeschwindigkeits-Fahrbedingung geschaffen ist, wenn betrachtet wird, dass das Fahrzeug 1A eine stabile Fahrt auf einer Straße oder dergleichen durchgeführt. Ein Schalter kann vorgesehen sein, welcher auswählt, ob der Beschleunigungs-/Verzögerungs-Fahrmodus ausgeführt werden soll, und es kann ermittelt werden, dass die stabile Hochgeschwindigkeits-Fahrbedingung geschaffen ist, wenn der Fahrer den Schalter einschaltet. Wenn jedoch die Gaspedalöffnung wesentlich verändert wird oder die Verzögerung des Fahrzeugs 1A einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet, wird ermittelt, dass die stabile Hochgeschwindigkeits-Fahrbedingung nicht geschaffen ist und der Beschleunigungs-Verzögerungs-Fahrmodus wird gestoppt, auch wenn der Schalter eingeschaltet ist. Danach, wenn die Beschleunigung/Verzögerung des Fahrzeugs 1A kleiner oder gleich dem vorbestimmten Schwellenwert ist, wird ermittelt, dass die stabile Hochgeschwindigkeits-Fahrbedingung geschaffen ist und der Beschleunigungs-/Verzögerungs-Fahrmodus wird erneut ausgeführt. Zusätzlich kann, wenn das Fahrzeug 1A einer Geschwindigkeitsregelung unterzogen wird und wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit durch die Geschwindigkeitsregelung eingestellt ist, ermittelt werden, dass die stabile Hochgeschwindigkeits-Fahrbedingung geschaffen ist. In diesem Fall kann dem Fahrzeug 1A ermöglicht werden, für jede im Vorhinein aufgenommene Fahrzeuggeschwindigkeit in einem optimalen Beschleunigungs-/Verzögerungs-Muster zu fahren.
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4 zeigt eine Fahrmodus-Steuerroutine, welche ausgeführt wird, wenn die Fahrzeug-Steuerungsvorrichtung 30 die Fahrmodi auf diese Art und Weise umschaltet. Diese Steuerroutine wird während der Fahrt des Fahrzeugs 1A in einer vorbestimmten Phase wiederholend ausgeführt. Durch die Ausführung dieser Steuerroutine dient die Fahrzeug-Steuerungsvorrichtung 30 als Steuerungseinrichtung der Erfindung.
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Bei dieser Steuerroutine erlangt die Fahrzeug-Steuerungsvorrichtung 30 bei Schritt S11 zunächst den Zustand des Fahrzeugs 1A. Als Zustand des Fahrzeugs 1A werden beispielsweise die Fahrzeuggeschwindigkeit, die Gaspedalöffnung und der Zwischen-Fahrzeug-Abstand erlangt. Bei der Verarbeitung wird basierend auf der Veränderung der Fahrzeuggeschwindigkeit und dergleichen ebenso die Beschleunigung/Verzögerung des Fahrzeugs 1A erlangt. Zusätzlich werden, wenn das Navigationssystem auf dem Fahrzeug 1A montiert ist, Informationen hinsichtlich einer Straße, auf welcher das Fahrzeug 1A vorliegend fährt, oder dergleichen erlangt.
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Nachfolgend ermittelt die Fahrzeug-Steuerungsvorrichtung 30 bei Schritt S12, ob die stabile Hochgeschwindigkeits-Fahrbedingung geschaffen ist. Die Ermittlung kann durch irgendein Verfahren, wie vorstehend beschrieben, durchgeführt werden. Wenn ermittelt wird, dass die stabile Hochgeschwindigkeits-Fahrbedingung geschaffen ist, schreitet der Vorgang zu Schritt S13 und die Fahrzeug-Steuerungsvorrichtung 30 schaltet den Fahrmodus zu dem Beschleunigungs-/Verzögerungs-Fahrmodus um. Wie vorstehend beschrieben, wird bei der Verarbeitung basierend auf der geforderten Geschwindigkeit zunächst der Ziel-Fahrzeuggeschwindigkeitsbereich R eingestellt. Darüber hinaus wird die Beschleunigung zu dem Zeitpunkt der Beschleunigungsfahrt eingestellt. Danach werden die Maschine 11, der erste MG 12 und der zweite MG 13 derart gesteuert, dass die Beschleunigungsfahrt und die Gleitfahrt innerhalb des Ziel-Fahrzeuggeschwindigkeitsbereichs R abwechselnd wiederholt werden. Danach endet diese Steuerroutine.
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Wenn ermittelt wird, dass die stabile Hochgeschwindigkeits-Fahrbedingung nicht geschaffen ist, schreitet der Vorgang zu Schritt S14 und die Fahrzeug-Steuerungsvorrichtung 30 schaltet den Fahrmodus zu dem stabilen Fahrmodus um. In diesem Fall werden, wie vorstehend beschrieben, die Maschine 11, der erste MG 12 und der zweite MG 13 derart gesteuert, dass das Fahrzeug 1A mit der geforderten Geschwindigkeit fährt. Danach endet diese Steuerroutine.
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Wie vorstehend beschrieben, ist es gemäß der ersten Ausführungsform möglich, das Auftreten einer Leistungszirkulation zu unterdrücken, da die Drehzahl des ersten MG 12 zu dem Zeitpunkt der Beschleunigungsfahrt des Beschleunigungs-/Verzögerungs-Fahrmodus null wird. Aus diesem Grund ist es möglich, den Energieverlust in dem ersten MG 12 zu reduzieren und die Leistungsübertragungseffizienz in dem Fahrzeug 1A zu verbessern. Darüber hinaus ist es möglich, die Maschine 11 in einem Betriebsbereich mit einem hohen thermischen Wirkungsgrad zu betreiben. Aus diesem Grund ist es möglich, die Gesamtenergiewirtschaftlichkeit des Fahrzeugs 1A zu verbessern. Daher ist es möglich, die Kraftstoffwirtschaftlichkeit zu verbessern.
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Die vorbestimmte stabile Hochgeschwindigkeits-Fahrbedingung entspricht einer Beschleunigungs-/Verzögerungs-Fahrbedingung der Erfindung. Durch die Ausführung von Schritt S13 von 4 dient die Fahrzeug-Steuerungsvorrichtung 30 als Maschinen-Steuerungseinrichtung der Erfindung.
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(Zweite Ausführungsform)
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Eine Fahrsteuerungsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung ist mit Bezug auf 5 bis 7 beschrieben. Bei dieser Ausführungsform ist hinsichtlich des Fahrzeugs 1A ebenso auf 1 Bezug genommen. 5 zeigt eine Fahrmodus-Steuerroutine, welche durch die Fahrzeug-Steuerungsvorrichtung 30 in dieser Ausführungsform ausgeführt wird. 6 zeigt ein Beispiel eines Beschleunigungs-/Verzögerungs-Musters bei dieser Ausführungsform. 7 zeigt ein Nomogramm des Fahrzeugs 1A zu dem Zeitpunkt der Beschleunigungsfahrt. In den Abbildungen sind die gemeinsamen Abschnitte mit der ersten Ausführungsform durch die gleichen Bezugszeichen dargestellt und eine Beschreibung davon ist nicht wiederholt.
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Wie vorstehend beschrieben ist, verändert sich der Fahrwiderstand zu dem Zeitpunkt der Gleitfahrt mit der Fahrzeuggeschwindigkeit. Je höher die Fahrzeuggeschwindigkeit ist, desto größer ist der Fahrwiderstand. Aus diesem Grund ist die Verzögerung zu dem Zeitpunkt der Gleitfahrt erhöht, falls die Fahrzeuggeschwindigkeit hoch wird, und der Fahrer kann sich unwohl fühlen. Entsprechend wird bei dieser Ausführungsform, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit hoch ist, Leistung zu dem Zeitpunkt der Gleitfahrt von dem zweiten MG 13 ausgegeben, um die Verzögerung zu verringern. Eine durchgehende Linie L6 von 6 gibt eine vorübergehende Veränderung der Fahrzeuggeschwindigkeit an, wenn Leistung von dem zweiten MG 13 ausgegeben wird. Eine unterbrochene Linie L7 der Abbildung gibt eine zeitliche Veränderung der Fahrzeuggeschwindigkeit an, wenn von dem zweiten MG 13 keine Leistung ausgegeben wird. Wie aus der Abbildung ersichtlich ist, wird Leistung von dem zweiten MG 12 ausgegeben, wodurch die Verzögerung verringert wird. Die Größe der von dem zweiten MG 13 zu dem Zeitpunkt der Gleitfahrt ausgegebenen Leistung kann gemäß der Fahrzeuggeschwindigkeit geeignet eingestellt sein, so dass die Verzögerung zu dem Zeitpunkt der Gleitfahrt kleiner oder gleich einer Verzögerung ist, so dass der Fahrer kein unangenehmes Gefühl verspürt. Die Verzögerung, so dass der Fahrer kein unangenehmes Gefühl verspürt, entspricht einer zulässigen Verzögerung der Erfindung. Nachfolgend ist ein Beschleunigungs-/Verzögerungs-Fahrmodus, bei welchem Leistung zu dem Zeitpunkt der Gleitfahrt von dem zweiten MG 12 ausgegeben wird, um die Verzögerung zu verringern, als ein unterstützter Beschleunigungs-/Verzögerungs-Fahrmodus bezeichnet. Darüber hinaus ist ein Beschleunigungs-/Verzögerungs-Fahrmodus, bei welchem zu dem Zeitpunkt der Gleitfahrt von dem zweiten MG 13 keine Leistung ausgegeben wird, als ein nicht unterstützter Beschleunigungs-/Verzögerungs-Fahrmodus bezeichnet.
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Bei dieser Ausführungsform wird die Maschine 11, wie in 7 gezeigt, zu dem Zeitpunkt der Beschleunigungsfahrt derart gesteuert, dass die Drehzahl des ersten MG 12 null wird. In der Abbildung gibt eine unterbrochene Linie L8 ein Nomogramm zu dem Zeitpunkt der Beschleunigungsfahrt an und eine unterbrochene Linie L9 stellt ein Nomogramm dar, wenn dem Fahrzeug 1A ermöglicht wird, in dem stabilen Fahrmodus zu fahren.
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Um die Steuerung auszuführen, führt die Fahrzeug-Steuerungsvorrichtung 30 eine Steuerroutine von 5 aus. Diese Steuerroutine wird während der Fahrt des Fahrzeugs 1A in einer vorbestimmten Phase bzw. einem vorbestimmten Zeitintervall wiederholend ausgeführt.
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Bei dieser Steuerroutine erlangt die Fahrzeug-Steuerungsvorrichtung 30 bei Schritt S11 zunächst den Zustand des Fahrzeugs 1A. Nachfolgend ermittelt die Fahrzeug-Steuerungsvorrichtung 30 bei Schritt S12, ob die stabile Hochgeschwindigkeits-Fahrbedingung geschaffen ist. Wenn ermittelt wird, dass die stabile Hochgeschwindigkeits-Fahrbedingung nicht geschaffen ist, schreitet der Vorgang zu Schritt S14 und die Fahrzeug-Steuerungsvorrichtung 30 schaltet den Fahrmodus zu dem stabilen Fahrmodus um. Danach endet diese Steuerroutine.
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Wenn ermittelt wird, dass die stabile Hochgeschwindigkeits-Fahrbedingung geschaffen ist, schreitet der Vorgang zu Schritt S21 voran und die Fahrzeug-Steuerungsvorrichtung 30 ermittelt, ob die geforderte Geschwindigkeit höher als eine im Vorhinein eingestellte obere Grenzgeschwindigkeit ist. Als die obere Grenzgeschwindigkeit ist beispielsweise ein unterer Grenzwert eines Fahrzeuggeschwindigkeitsbereichs eingestellt, in welchem die Verzögerung zu dem Zeitpunkt der Gleitfahrt, wenn der nicht unterstützte Beschleunigungs-/Verzögerungs-Fahrmodus ausgeführt wird, zu einer derartigen Verzögerung wird, dass der Fahrer ein unangenehmes Gefühl verspürt. Eine solche Fahrzeuggeschwindigkeit kann im Vorhinein durch ein Experiment, eine numerische Berechnung oder dergleichen erhalten werden und kann in dem ROM der Fahrzeug-Steuerungsvorrichtung 30 als eine obere Grenzgeschwindigkeit gespeichert werden.
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Wenn ermittelt wird, dass die geforderte Geschwindigkeit kleiner oder gleich der oberen Grenzgeschwindigkeit ist, schreitet der Vorgang zu Schritt S22 und die Fahrzeug-Steuerungsvorrichtung 30 führt den nicht unterstützten Beschleunigungs-/Verzögerungs-Fahrmodus aus. Danach endet diese Steuerroutine.
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Wenn ermittelt wird, dass die geforderte Geschwindigkeit höher als die obere Grenzgeschwindigkeit ist, schreitet der Vorgang zu Schritt S23 und die Fahrzeug-Steuerungsvorrichtung 30 fährt den unterstützten Beschleunigungs-Verzögerung-Fahrmodus aus. Danach endet diese Steuerroutine.
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Wie vorstehend beschrieben, wird gemäß der zweiten Ausführungsform, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit hoch ist, die Verzögerung zu dem Zeitpunkt der Gleitfahrt verringert; daher ist es möglich, ein unangenehmes Gefühl des Fahrers zu unterdrücken.
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Durch die Ausführung der Schritte S21, S23 von 5 dient die Fahrzeug-Steuerungsvorrichtung 30 als Verzögerungs-Anpassungseinrichtung der Erfindung.
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Bei dem unterstützten Beschleunigungs-/Verzögerungs-Fahrmodus nimmt die verbleibende Menge bzw. elektrische Energie der Batterie 23 ab, da zu dem Zeitpunkt der Gleitfahrt Leistung von dem zweiten MG 13 ausgegeben wird. Entsprechend kann bei dem unterstützten Beschleunigungs-/Verzögerungs-Fahrmodus der erste MG 12 zu dem Zeitpunkt der Beschleunigungsfahrt als ein Generator dienen, das Antriebsrad 2 kann mit der Maschine 11 angetrieben werden und der erste MG 12 kann angetrieben werden, um die Batterie 23 zu laden. Eine durchgehende Linie L8' von 8 gibt ein Nomogramm des Fahrzeugs 1A zu dem Zeitpunkt der Beschleunigungsfahrt an. In 8 sind die mit 7 gemeinsamen Abschnitte durch die gleichen Bezugszeichen dargestellt und eine Beschreibung davon ist nicht wiederholt. Wie in der Abbildung gezeigt, wird die Ausgangsleistung der Maschine 11 erhöht, da elektrische Leistung in dem ersten MG 12 erzeugt wird. Darüber hinaus wird die Drehzahl des ersten MG 12 nicht null, da in dem ersten MG 12 elektrische Leistung erzeugt wird.
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Bei diesem Modifikationsbeispiel ist es möglich, eine Abnahme der verbleibenden Menge bzw. elektrischen Energie der Batterie 23 während der Ausführung des Beschleunigungs-/Verzögerungs-Fahrmodus zu unterdrücken, da in dem ersten MG 12 zu dem Zeitpunkt der Beschleunigungsfahrt elektrische Leistung erzeugt wird. Auch wenn zu dem Zeitpunkt der Beschleunigungsfahrt elektrische Leistung in dem ersten MG 12 erzeugt wird, wird elektrische Leistung in der Batterie 23 geladen; daher tritt keine Leistungszirkulation auf. Aus diesem Grund ist der Verschlechterungsgrad klein, auch wenn die Kraftstoffwirtschaftlichkeit verschlechtert ist. Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit hoch ist, ist der Einfluss auf die Beschleunigung des Fahrzeugs 1A klein, auch wenn die Ausgangsleistung der Maschine 11 erhöht ist. Aus diesem Grund ist es möglich, ein unangenehmes Gefühl des Fahrers zu unterdrücken.
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Der erste MG 12 wird auf diese Art und Weise gesteuert, um die Batterie 23 zu laden, wodurch die Fahrzeug-Steuerungsvorrichtung 30 als Lade-Steuerungseinrichtung der Erfindung dient.
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(Dritte Ausführungsform)
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Eine Fahrsteuerungsvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung ist mit Bezug auf 9 bis 11 beschrieben. In dieser Ausführungsform wird hinsichtlich des Fahrzeugs 1A ebenso auf 1 Bezug genommen. 9 zeigt eine Fahrmodus-Steuerroutine, welche bei dieser Ausführungsform durch die Fahrzeug-Steuerungsvorrichtung 30 ausgeführt wird. 10 zeigt ein Beispiel eines Beschleunigungs-/Verzögerungs-Musters bei dieser Ausführungsform. In den Abbildungen sind die gemeinsamen Abschnitte mit den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen durch die gleichen Bezugszeichen dargestellt und eine Beschreibung davon ist nicht wiederholt.
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Bei dieser Ausführungsform wird ein Beschleunigungs-/Verzögerungs-Muster des Beschleunigungs-/Verzögerungs-Fahrmodus basierend auf dem Zwischen-Fahrzeug-Abstand eingestellt. Die Energiewirtschaftlichkeit in dem Fahrzeug 1A während der Fahrt des Fahrzeugs 1A in dem Beschleunigungs-/Verzögerungs-Fahrmodus des eingestellten Beschleunigungs-/Verzögerungs-Musters wird mit der Energiewirtschaftlichkeit in dem Fahrzeug 1A während der Fahrt des Fahrzeugs 1A in dem stabilen Fahrmodus verglichen und dem Fahrzeug 1A wird ermöglicht, in dem Fahrmodus mit der höheren Energiewirtschaftlichkeit zu fahren.
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In 10 ist ein Beschleunigungs-/Verzögerungs-Muster durch eine durchgehende Linie L10 angegeben, wenn der Zwischen-Fahrzeug-Abstand groß ist, und ein Beschleunigungs-/Verzögerungs-Muster, wenn der Zwischen-Fahrzeug-Abstand klein ist, ist durch eine durchgehende Linie L11 angegeben. Wenn der Zwischen-Fahrzeug-Abstand klein ist, muss die Zeit (Beschleunigungszeit) der Beschleunigungsfahrt verkürzt werden, um sich einem vorausfahrenden Fahrzeug nicht übermäßig anzunähern, wenn der Beschleunigungs-/Verzögerungs-Fahrmodus ausgeführt wird. 11 zeigt ein Beispiel der Beziehung zwischen dem Zwischen-Fahrzeug-Abstand und der Beschleunigungszeit. In der Abbildung gibt eine durchgehende Linie L12 die Beziehung an, wenn die geforderte Geschwindigkeit 80 km/h ist und eine durchgehende Linie L13 gibt die Beziehung an, wenn die geforderte Geschwindigkeit 100 km/h ist. Eine durchgehende Linie L14 gibt die Beziehung an, wenn die geforderte Geschwindigkeit 120 km/h ist. Wie in der Abbildung gezeigt, ist die Beschleunigungszeit umso länger, je größer der Zwischen-Fahrzeug-Abstand ist. Wie im Stand der Technik allgemein bekannt, ist der Fahrwiderstand des Fahrzeugs 1A umso kleiner, je niedriger die Fahrzeuggeschwindigkeit ist. Aus diesem Grund muss die Beschleunigung groß werden, so dass die Maschine 11 zu dem Zeitpunkt der Beschleunigungsfahrt in einem Betriebsbereich mit einem hohen thermischen Wirkungsgrad betrieben wird und die Drehzahl des ersten MG 12 null ist. Daher ist die Beschleunigungszeit zu dem Zwischen-Fahrzeug-Abstand umso kürzer, je niedriger die Fahrzeuggeschwindigkeit ist.
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Auf diese Art und Weise wird das Beschleunigungs-/Verzögerungs-Muster bei dem Beschleunigungs-/Verzögerungs-Fahrmodus basierend auf der geforderten Geschwindigkeit und dem Zwischen-Fahrzeug-Abstand eingestellt. Insbesondere wird zunächst, wie bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform, die Beschleunigung zu dem Zeitpunkt der Beschleunigungsfahrt basierend auf der geforderten Geschwindigkeit eingestellt. Nachfolgend wird die Beschleunigungszeit basierend auf dem Zwischen-Fahrzeug-Abstand eingestellt. Die Beschleunigungszeit kann unter Verwendung der in 11 gezeigten Beziehung eingestellt werden. Die Beziehung der Abbildung kann im Vorhinein durch ein Experiment, eine numerische Berechnung oder dergleichen erhalten werden und in dem ROM der Fahrzeug-Steuerungsvorrichtung 30 in Form eines Kennfelds gespeichert werden. Durch die Ermittlung der Beschleunigungszeit auf diese Art und Weise wird der Ziel-Fahrzeuggeschwindigkeitsbereich R ermittelt. Wie in 10 als ein Beispiel gezeigt ist, ist ein Ziel-Fahrzeuggeschwindigkeitsbereich R1, wenn der Zwischen-Fahrzeug-Abstand groß ist, größer als ein Ziel-Fahrzeuggeschwindigkeitsbereich R2, wenn der Zwischen-Fahrzeug-Abstand klein ist. Die Verzögerung zu dem Zeitpunkt der Gleitfahrt wird durch den Fahrwiderstand ermittelt; daher kann durch die Ermittlung der Beschleunigung und der Beschleunigungszeit auf diese Art und Weise das Beschleunigungs-/Verzögerungs-Muster ermittelt werden.
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Wie in 10 durch die durchgehende Linie L10 angegeben, kann, wenn der Zwischen-Fahrzeug-Abstand groß ist, eine ausreichende Beschleunigungszeit sichergestellt werden; daher ist es möglich, eine ausreichende Zeit der Gleitfahrt sicherzustellen. Aus diesem Grund ist es möglich, die Betriebszeit der Maschine 11 zu reduzieren. Darüber hinaus wird die Maschine 11 in einem Betriebsbereich mit einem hohen thermischen Wirkungsgrad betrieben, da die Last der Maschine 11 während der Beschleunigungsfahrt zunimmt. Da die Drehzahl des ersten MG 12 null wird, tritt keine Leistungszirkulation auf und die Leistungsübertragungseffizienz ist verbessert. Aus diesem Grund ist die Energiewirtschaftlichkeit im Vergleich zu dem stabilen Fahrmodus verbessert.
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Wie in 10 mit der durchgehende Linie L11 angegeben ist, nimmt die Beschleunigungszeit ab, wenn der Zwischen-Fahrzeug-Abstand klein ist; daher kann keine ausreichende Zeit der Gleitfahrt sichergestellt werden. Aus diesem Grund ist die Betriebszeit der Maschine 11 ausgedehnt. Daher ist die Energiewirtschaftlichkeit im Vergleich zu dem stabilen Fahrmodus verschlechtert. In diesem Fall ermöglicht die Fahrzeug-Steuerungsvorrichtung 30 dem Fahrzeug 1A in dem stabilen Fahrmodus zu fahren, auch wenn die stabile Hochgeschwindigkeits-Fahrbedingung geschaffen ist, da die Energiewirtschaftlichkeit verbessert ist, wenn dem Fahrzeug 1A ermöglicht wird, in dem stabilen Fahrmodus zu fahren.
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Um diese Steuerung auszuführen, führt die Fahrzeug-Steuerungsvorrichtung 30 eine Steuerroutine von 9 aus. Diese Steuerroutine wird während der Fahrt des Fahrzeugs 1A in einer vorbestimmten Phase bzw. einem vorbestimmten Zeitintervall wiederholend ausgeführt.
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Bei dieser Steuerroutine rückt die Fahrzeug-Steuerungsvorrichtung 30 die Verarbeitung in ähnlicher Art und Weise zu der Steuerroutine von 4 zu Schritt S12 vor. Wenn bei Schritt S12 ermittelt wird, dass die stabile Hochgeschwindigkeits-Fahrbedingung geschaffen ist, schreitet der Vorgang zu Schritt S31 voran und die Fahrzeug-Steuerungsvorrichtung 30 berechnet ein Beschleunigungs-/Verzögerungs-Muster in dem Beschleunigungs-/Verzögerungs-Fahrmodus. Das Beschleunigungs-/Verzögerungs-Muster kann basierend auf der geforderten Geschwindigkeit und dem Zwischen-Fahrzeug-Abstand durch das vorstehend beschriebene Verfahren berechnet werden. Nachfolgend bestimmt die Fahrzeug-Steuerungsvorrichtung 30 bei Schritt S32 die Energiewirtschaftlichkeit, wenn angenommen wird, dass dem Fahrzeug 1A ermöglicht wird, in dem stabilen Fahrmodus zu fahren, und die Energiewirtschaftlichkeit, wenn angenommen wird, dass dem Fahrzeug 1A ermöglicht wird, in dem Beschleunigungs-/Verzögerungs-Fahrmodus zu fahren. Die Energiewirtschaftlichkeit des stabilen Fahrmodus kann basierend auf der geforderten Geschwindigkeit durch ein bekanntes Verfahren berechnet werden. Die Energiewirtschaftlichkeit des Beschleunigungs-/Verzögerungs-Fahrmodus kann basierend auf dem berechneten Beschleunigungs-/Verzögerungs-Muster berechnet werden. Bei dem Beschleunigungs-/Verzögerungs-Fahrmodus wird die Maschine 11 lediglich während der Beschleunigungsfahrt betrieben; daher kann die Energiewirtschaftlichkeit basierend auf dem Betriebszustand der Maschine 11 für die Zeitphase durch ein bekanntes Verfahren berechnet werden.
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Nachfolgend ermittelt die Fahrzeug-Steuerungsvorrichtung 30 bei Schritt S33, ob die Energiewirtschaftlichkeit des Beschleunigungs-/Verzögerungs-Fahrmodus größer ist als die Energiewirtschaftlichkeit des stabilen Fahrmodus. Wenn ermittelt wird, dass die Energiewirtschaftlichkeit des Beschleunigungs-/Verzögerungs-Fahrmodus größer ist als die Energiewirtschaftlichkeit des stabilen Fahrmodus, schreitet der Vorgang zu Schritt S13 voran und die Fahrzeug-Steuerungsvorrichtung 30 schaltet den Fahrmodus hin zu dem Beschleunigungs-/Verzögerungs-Fahrmodus um. Danach endet diese Steuerroutine. Wenn ermittelt wird, dass die Energiewirtschaftlichkeit des Beschleunigungs-/Verzögerungs-Fahrmodus kleiner oder gleich der Energiewirtschaftlichkeit des stabilen Fahrmodus ist, schreitet der Vorgang zu Schritt S14 und die Fahrzeug-Steuerungsvorrichtung 30 schaltet den Fahrmodus zu dem stabilen Fahrmodus um. Danach endet diese Steuerroutine.
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Gemäß der dritten Ausführungsform wird der Fahrmodus zu dem Beschleunigungs-/Verzögerungs-Fahrmodus umgeschaltet, wenn die Energiewirtschaftlichkeit des Beschleunigungs-/Verzögerungs-Fahrmodus größer ist als die Energiewirtschaftlichkeit des stabilen Fahrmodus, und wenn die Energiewirtschaftlichkeit des Beschleunigungs-/Verzögerungs-Fahrmodus kleiner oder gleich der Energiewirtschaftlichkeit des stabilen Fahrmodus ist, wird der Fahrmodus zu dem stabilen Fahrmodus umgeschaltet. Aus diesem Grund ist es möglich, die Energiewirtschaftlichkeit des Fahrzeugs 1A weiter zu verbessern.
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Durch die Ausführung von Schritt S32 von 9 dient die Fahrzeug-Steuerungsvorrichtung 30 als Wirtschaftlichkeits-Berechnungseinrichtung der Erfindung.
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(Vierte Ausführungsform)
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Mit Bezug auf 12 ist eine Fahrsteuerungsvorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung beschrieben. Bei dieser Ausführungsform wird hinsichtlich des Fahrzeugs 1A ebenso auf 1 Bezug genommen. 12 zeigt eine Fahrmodus-Steuerroutine, welche durch die Fahrzeug-Steuerungsvorrichtung 30 bei dieser Ausführungsform ausgeführt wird. In der Abbildung sind die gemeinsamen Abschnitte mit den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen durch die gleichen Bezugszeichen dargestellt und eine Beschreibung davon ist nicht wiederholt.
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Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit sehr hoch ist, falls der Beschleunigungs-/Verzögerungs-Fahrmodus ausgeführt wird, kann die zu dem Zeitpunkt der Beschleunigungsfahrt auf die Maschine 11 aufgebrachte Last überhöht bzw. zu groß werden und die Kraftstoffwirtschaftlichkeit der Maschine 11 kann verschlechtert sein. Entsprechend wird in diesem Fall der stabile Fahrmodus ausgeführt, auch wenn die stabile Hochgeschwindigkeits-Fahrbedingung geschaffen ist.
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Um diese Steuerung auszuführen, führt die Fahrzeug-Steuerungsvorrichtung 30 eine Steuerroutine von 12 aus. Diese Steuerroutine wird während der Fahrt des Fahrzeugs 1A in einer vorbestimmten Phase bzw. einem vorbestimmten Zeitintervall wiederholend ausgeführt. Bei dieser Steuerroutine rückt die Fahrzeug-Steuerungsvorrichtung 30 die Verarbeitung in ähnlicher Art und Weise zu der Steuerroutine von 4 zu Schritt S12 vor. Wenn bei Schritt S12 ermittelt wird, dass die stabile Hochgeschwindigkeits-Fahrbedingung geschaffen ist, schreitet der Vorgang zu Schritt S41 und die Fahrzeug-Steuerungsvorrichtung 30 ermittelt, ob die geforderte Geschwindigkeit höher als eine vorbestimmte Ermittlungsgeschwindigkeit ist. Als die Ermittlungsgeschwindigkeit ist beispielsweise eine Fahrzeuggeschwindigkeit eingestellt, bei welcher die Maschine 11 in einem Betriebsbereich mit einem hohen thermischen Wirkungsgrad betrieben werden kann, wenn dem Fahrzeug 1A ermöglicht wird, in dem stabilen Fahrmodus zu fahren. Als die Ermittlungsgeschwindigkeit ist eine Geschwindigkeit eingestellt, welche höher ist als die obere Grenzgeschwindigkeit der zweiten Ausführungsform.
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Wenn ermittelt wird, dass die geforderte Geschwindigkeit kleiner oder gleich der Ermittlungsgeschwindigkeit ist, schreitet der Vorgang zu Schritt S13 und die Fahrzeug-Steuerungsvorrichtung 30 schaltet den Fahrmodus zu dem Beschleunigungs-/Verzögerungs-Fahrmodus um. Danach endet diese Steuerroutine. Wenn ermittelt wird, dass die geforderte Geschwindigkeit höher als die Ermittlungsgeschwindigkeit ist, schreitet der Vorgang zu Schritt S14 und die Fahrzeug-Steuerungsvorrichtung 30 schaltet den Fahrmodus zu dem stabilen Fahrmodus um. Danach endet diese Steuerroutine.
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Gemäß der vierten Ausführungsform wird, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit sehr hoch ist, der Fahrmodus zu dem stabilen Fahrmodus umgeschaltet; daher ist es möglich, eine Verschlechterung der Kraftstoffwirtschaftlichkeit aufgrund der überhöhten Last auf die Maschine 11 zu unterdrücken. Aus diesem Grund ist es möglich, die Kraftstoffwirtschaftlichkeit weiter zu verbessern.
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(Fünfte Ausführungsform)
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Eine Fahrsteuerungsvorrichtung gemäß einer fünften Ausführungsform der Erfindung ist mit Bezug auf 13 bis 15 beschrieben. Bei dieser Ausführungsform ist hinsichtlich des Fahrzeugs 1A ebenso auf 1 Bezug genommen. 13 zeigt eine Fahrmodus-Steuerroutine, welche durch die Fahrzeug-Steuerungsvorrichtung 30 bei dieser Ausführungsform ausgeführt wird. 14 zeigt ein Beispiel eines Beschleunigungs-/Verzögerungs-Musters bei dieser Ausführungsform. 15 zeigt ein Nomogramm des Fahrzeugs 1A zu dem Zeitpunkt der Beschleunigungsfahrt. In den Abbildungen sind die gemeinsamen Abschnitte mit den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen durch die gleichen Bezugszeichen dargestellt und eine Beschreibung davon wird nicht wiederholt.
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Wie vorstehend beschrieben, ist die Beschleunigung bei dem Beschleunigungs-/Verzögerungs-Fahrmodus derart eingestellt, dass die Drehzahl des ersten MG 12 zu dem Zeitpunkt der Beschleunigungsfahrt null wird. Wenn die Beschleunigung auf diese Art und Weise eingestellt ist, wird die Beschleunigung umso größer, je niedriger die Fahrzeuggeschwindigkeit ist. Aus diesem Grund kann die Beschleunigung übermäßig hoch werden und der Fahrer kann ein unangenehmes Gefühl verspüren, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit niedrig ist. Entsprechend wird in diesem Fall das Fahrzeug 1A mit einer Beschleunigung beschleunigt, so dass der Fahrer zu dem Zeitpunkt der Beschleunigungsfahrt kein unangenehmes Gefühl verspürt. Eine durchgehende Linie L15 von 14 gibt ein Beschleunigungs-/Verzögerungs-Muster an, wenn das Fahrzeug 1A mit einer derartigen Beschleunigung beschleunigt wird, dass der Fahrer zu dem Zeitpunkt der Beschleunigungsfahrt kein unangenehmes Gefühl verspürt. Eine unterbrochene Linie L16 der Abbildung gibt ein Beschleunigungs-/Verzögerungs-Muster an, wenn das Fahrzeug 1A mit einer derartigen Beschleunigung beschleunigt wird, dass die Drehzahl des ersten MG 12 null wird. Eine durchgehende Linie L17 von 15 gibt ein Nomogramm an, wenn das Fahrzeug 1A mit der Beschleunigung beschleunigt wird, so dass der Fahrer kein unangenehmes Gefühl verspürt. Eine durchgehende Linie L18 der Abbildung gibt einen Nomogramm an, wenn das Fahrzeug 1A mit der Beschleunigung beschleunigt wird, so dass die Drehzahl des ersten MG 12 null wird, und eine unterbrochene Linie L19 gibt ein Nomogramm an, wenn dem Fahrzeug 1A ermöglicht wird, in dem stabilen Fahrmodus zu fahren. Wie in der Abbildung gezeigt ist, kann, wenn das Fahrzeug 1A mit der Beschleunigung beschleunigt wird, so dass der Fahrer kein unangenehmes Gefühl verspürt, die Drehzahl des ersten MG 12 nicht null sein. Da jedoch der Ausgang der Maschine 11 im Vergleich zu einem Fall, bei welchem dem Fahrzeug 1A ermöglicht wird, in dem stabilen Fahrmodus zu fahren, zunimmt, ist die Kraftstoffwirtschaftlichkeit im Vergleich zu dem stabilen Fahrmodus verbessert.
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Um diese Steuerung auszuführen, führt die Fahrzeug-Steuerungsvorrichtung 30 eine Steuerroutine von 13 aus. Diese Steuerroutine wird während der Fahrt des Fahrzeugs 1A in einer vorbestimmten Phase bzw. einem vorbestimmten Zeitintervall wiederholend ausgeführt. Bei dieser Steuerroutine rückt die Fahrzeug-Steuerungsvorrichtung 30 die Verarbeitung in ähnlicher Art und Weise zu der Steuerroutine von 4 zu Schritt S12 vor. Wenn bei Schritt S12 ermittelt wird, dass die stabile Hochgeschwindigkeits-Fahrbedingung geschaffen ist, schreitet der Vorgang zu Schritt S51 voran und die Fahrzeug-Steuerungsvorrichtung 30 ermittelt, ob die geforderte Geschwindigkeit kleiner als eine vorbestimmte untere Grenzgeschwindigkeit ist. Als die untere Grenzgeschwindigkeit ist beispielsweise ein oberer Grenzwert eines Fahrzeuggeschwindigkeitsbereichs eingestellt, in welchem die Beschleunigung, so dass die Drehzahl des ersten MG 12 null wird, gleich der Beschleunigung wird, so dass der Fahrer ein unangenehmes Gefühl verspürt. Eine solche Fahrzeuggeschwindigkeit kann im Vorhinein durch ein Experiment, eine numerische Berechnung oder dergleichen erhalten werden und als eine untere Grenzgeschwindigkeit in dem ROM der Fahrzeug-Steuerungsvorrichtung 30 gespeichert werden.
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Wenn ermittelt wird, dass die geforderte Geschwindigkeit größer oder gleich der unteren Grenzgeschwindigkeit ist, schreitet der Vorgang zu Schritt S52 voran und die Fahrzeug-Steuerungsvorrichtung 30 führt den normalen Beschleunigungs-/Verzögerungs-Fahrmodus aus. Bei dem normalen Beschleunigungs-/Verzögerungs-Fahrmodus fährt das Fahrzeug 1A mit der Beschleunigung, so dass die Drehzahl des ersten MG 12 zu dem Zeitpunkt der Beschleunigungsfahrt null wird. Das heißt, diese Verarbeitung ist gleich der Verarbeitung von Schritt S13 von 4. Aus diesem Grund ist die Beschreibung davon nicht wiederholt. Danach endet diese Routine.
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Wenn ermittelt wird, dass die geforderte Geschwindigkeit kleiner als die untere Grenzgeschwindigkeit ist, schreitet der Vorgang zu Schritt S53 und die Fahrzeug-Steuerungsvorrichtung 30 führt einen beschleunigungsreduzierten Beschleunigungs-/Verzögerungs-Fahrmodus aus. Bei diesem Fahrmodus wird, wie vorstehend beschrieben, das Fahrzeug 1A mit einer derartigen Beschleunigung beschleunigt, dass der Fahrer zu dem Zeitpunkt der Beschleunigungsfahrt kein unangenehmes Gefühl verspürt. Eine solche Beschleunigung kann im Vorhinein durch ein Experiment, eine numerische Berechnung oder dergleichen erhalten werden und in dem ROM der Fahrzeug-Steuerungsvorrichtung 30 gespeichert werden. Danach endet diese Steuerroutine.
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Wie vorstehend beschrieben, wird gemäß der fünften Ausführungsform die Beschleunigung verringert, wenn der Fahrer aufgrund einer Beschleunigung bei derjenigen Beschleunigung, so dass die Drehzahl des ersten MG 12 zu dem Zeitpunkt der Beschleunigungsfahrt null wird, ein unangenehmes Gefühl verspürt. In diesem Fall ist es jedoch ebenso möglich, die Kraftstoffwirtschaftlichkeit im Vergleich zu dem stabilen Fahrmodus zu verbessern. Aus diesem Grund ist es möglich, die Kraftstoffwirtschaftlichkeit zu verbessern, während ein unangenehmes Gefühl des Fahrers unterdrückt wird.
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(Sechste Ausführungsform)
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Eine Fahrsteuerungsvorrichtung gemäß einer sechsten Ausführungsform der Erfindung ist mit Bezug auf 16 bis 21 beschrieben. 16 zeigt schematisch ein Fahrzeug 1B, bei welchem die Fahrsteuerungsvorrichtung gemäß der sechsten Ausführungsform aufgenommen ist. In der Abbildung sind die mit 1 gemeinsamen Abschnitte durch die gleichen Bezugszeichen dargestellt und eine Beschreibung davon wird nicht wiederholt.
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Wie in der Abbildung gezeigt, ist das Fahrzeug 1B mit einem Getriebe 40 vorgesehen. Die Maschine 11, der erste MG 12 und der zweite MG 13 sind mit dem Getriebe 40 verbunden. Das Getriebe 40 enthält einen ersten Planetengetriebemechanismus 41, einen zweiten Planetengetriebemechanismus 42 und einen dritten Planetengetriebemechanismus 43. Sämtliche Planetengetriebemechanismen 41, 42, 43 sind als ein Planetengetriebemechanismus vom Einzelritzel-Typ aufgebaut. Der erste Planetengetriebemechanismus 41 enthält ein Sonnenrad Su1, welches einem außenverzahnten Zahnrad entspricht, ein Hohlrad Ri1, welches einem innenverzahnten Zahnrad entspricht, das koaxial zu dem Sonnenrad Su1 angeordnet ist, und einen Träger Ca1, welcher ein Ritzel Pi1 in Eingriff mit den Zahnrädern Su1, Ri1 hält, so dass dieses drehbar ist und das Sonnenrad Su1 umlaufen kann. Nachfolgend sind das Sonnenrad Su1, das Hohlrad Ri1 und der Träger Ca1 des ersten Planetengetriebemechanismus 41 jeweils als ein erstes Sonnenrad Su1, ein erstes Hohlrad Ri1 und ein erster Träger Ca1 bezeichnet.
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Der zweite Planetengetriebemechanismus 42 enthält ein Sonnenrad Su2, welches einem außenverzahnten Zahnrad entspricht, ein Hohlrad Ri2, welches einem innenverzahnten Zahnrad entspricht, das koaxial zu dem Sonnenrad Su2 angeordnet ist, und einen Träger Ca2, welcher ein Ritzel Pi2 in Eingriff mit den Zahnrädern Su2, Ri2 hält, so dass dieses drehbar ist und das Sonnenrad Su2 umlaufen kann. Nachfolgend sind das Sonnenrad Su2, das Hohlrad Ri2 und der Träger Ca2 des zweiten Planetengetriebemechanismus 42 jeweils als ein zweites Sonnenrad Su2, ein zweites Hohlrad Ri2 und ein zweiter Träger Ca2 bezeichnet. Der dritte Planetengetriebemechanismus 43 enthält ein Sonnenrad Su3, welches einem außenverzahnten Zahnrad entspricht, ein Hohlrad Ri3, welches einem innenverzahnten Zahnrad entspricht, das koaxial zu dem Sonnenrad Su3 angeordnet ist, und einen Träger Ca3, welcher ein Ritzel Pi3 in Eingriff mit den Zahnrädern Su3, Ri3 hält, so dass dieses drehbar ist und das Sonnenrad Su3 umlaufen kann. Nachfolgend sind das Sonnenrad Su3, das Hohlrad Ri3 und der Träger Ca3 des dritten Planetengetriebemechanismus 43 jeweils als das dritte Sonnenrad Su3, das dritte Hohlrad Ri3 und der dritte Träger Ca3 bezeichnet.
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Wie in der Abbildung gezeigt, ist das erste Hohlrad Ri1 mit der Ausgangswelle 11a der Maschine 11 gekoppelt. Das erste Sonnenrad Su1 und das zweite Hohlrad Ri2 sind mit dem Rotor 12b des ersten MG 12 gekoppelt. Der erste Träger Ca1 und der zweite Träger Ca2 sind mit einer Drehwelle 44 als ein Drehelement gekoppelt. Das zweite Sonnenrad Su2 und das dritte Sonnenrad Su3 sind über eine Kopplungswelle 45 als ein Kopplungselement mit dem Rotor 13b des zweiten MG 13 gekoppelt. Die Kopplungswelle 45 ist über eine erste Kupplung C1 mit dem zweiten Träger Ca2 gekoppelt. Die erste Kupplung C1 ist derart aufgebaut, dass diese zwischen einem Eingriffszustand, wenn der zweite Träger Ca2 und die Kopplungswelle 45 integral rotieren, und einem Lösezustand, bei welchem der zweite Träger Ca2 von der Kopplungswelle 45 getrennt ist, umgeschaltet werden kann. Der dritte Träger Ca3 ist mit einer Ausgangswelle 46 als ein Ausgangselement gekoppelt. Obwohl nicht gezeigt, ist die Ausgangswelle 46 über den Differenzialmechanismus 20 mit dem Antriebsrad 2 gekoppelt. Die Ausgangswelle 46 ist über eine zweite Kupplung C2 mit der Drehwelle 44 gekoppelt. Die zweite Kupplung C2 ist derart aufgebaut, dass diese zwischen einem Eingriffszustand, bei welchem die Ausgangswelle 46 und die Drehwelle 44 integral rotieren, und einem Lösezustand, bei welchem die Drehwelle 44 von der Ausgangswelle 46 getrennt ist, umgeschaltet werden kann. Das dritte Hohlrad Ri3 ist mit einer ersten Bremse B1 vorgesehen, welche zwischen einem Brems-Zustand, bei welchem das dritte Hohlrad Ri3 gebremst ist, und einem Lösezustand, bei welchem das Bremsen gelöst ist, umgeschaltet werden kann. Die Kopplungswelle 45 ist mit einer zweiten Bremse B2 vorgesehen, welche zwischen einem Brems-Zustand, bei welchem die Kopplungswelle 45 gebremst ist, und einem Lösezustand, bei welchem das Bremsen gelöst ist, umgeschaltet werden kann.
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In dem Getriebe 40 wird eine Schalt-Gangstufe durch geeignetes Umschalten der Zustände der ersten Kupplung C1, der zweiten Kupplung C2, der ersten Bremse B1 und der zweiten Bremse B2 umgeschaltet. 17 zeigt die Korrespondenzbeziehung zwischen den Zuständen einer ersten Kupplung 45, einer zweiten Kupplung 49, einer ersten Bremse 46 und einer zweiten Bremse 47 und jede Schalt-Gangstufe. In der Abbildung stellt „C1” die erste Kupplung C1 dar, und „C2” stellt die zweite Kupplung C2 dar. Darüber hinaus gibt „O” der Kupplungen C1, C2 an, dass die Kupplungen C1, C2 in den Eingriffszustand versetzt sind. Andererseits gibt „x” an, dass die Kupplungen C1, C2 in den Lösezustand versetzt sind. In der Abbildung stellt „B1” die erste Bremse B1 dar, und „B2” stellt die zweite Bremse B2 dar. Darüber hinaus gibt „O” der Bremsen B1, B2 an, dass die Bremsen B1, B2 in den Brems-Zustand versetzt sind. Andererseits gibt „x” an, dass die Bremsen B1, B2 in den Lösezustand versetzt sind. Wie in der Abbildung gezeigt ist, kann das Getriebe 40 die Schalt-Gangstufe aus einem ersten Gang bis zu einem vierten Gang umschalten.
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18 zeigt ein Beispiel eines Nomogramms des Getriebes 40 bei jeder Schalt-Gangstufe. In der Abbildung stellt „MG1” den ersten MG 12 dar, „ENG” stellt die Maschine 11 dar, „MG2” stellt den zweiten MG 13 dar und „AUS” stellt die Ausgangswelle 46 dar. „Su1”, „Ca1” und „Ri1” stellen jeweils das erste Sonnenrad Su1, den ersten Träger Ca1 und das erste Hohlrad Ri1 dar. „Su2”, „Ca2” und „Ri2” stellen jeweils das zweite Sonnenrad Su2, den zweiten Träger Ca2 und das zweite Hohlrad Ri2 dar. „Su3”, „Ca3” und „Ri3” stellen jeweils das dritte Sonnenrad Su3, den dritten Träger Ca3 und das dritte Hohlrad Ri3 dar. „B1” stellt die erste Bremse B1 dar und „C2” stellt die zweite Kupplung C2 dar.
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Wie in der Abbildung gezeigt, ist bei dem ersten Gang und den zweiten Gang die erste Bremse B1 in den Brems-Zustand versetzt und die zweite Kupplung C2 ist in den gelösten Zustand versetzt. In diesem Fall sind der erste Träger Ca1 und der zweite Träger Ca2 von der Ausgangswelle 46 getrennt. Aus diesem Grund sind in dem Nomogramm zwei Linien dargestellt, welche die Beziehung der Drehzahlen der jeweiligen Drehelemente darstellen. In diesem Fall wird das Getriebe-Übersetzungsverhältnis groß, da die Leistung der Maschine 11 über die Planetengetriebemechanismen 41 bis 43 zu der Ausgangswelle 46 übertragen wird. Nachfolgend können der erste Gang und der zweite Gang als ein Niedrig-Modus (Lo-Modus) bezeichnet sein. Andererseits ist bei dem dritten Gang und dem vierten Gang die erste Bremse B1 in den Lösezustand versetzt und die zweite Kupplung C2 ist in den Eingriffszustand versetzt. In diesem Fall rotieren der erste Träger Ca1, der zweite Träger Ca2 und die Ausgangswelle 46 integral. Aus diesem Grund wird die Anzahl von Linien, welche die Beziehung zwischen den Drehzahlen der jeweiligen Drehelemente darstellen, eins. In diesem Fall wird das Getriebe-Übersetzungsverhältnis klein, da die Leistung der Maschine 11 über den ersten Planetengetriebemechanismus 41 zu der Ausgangswelle 46 übertragen wird. Nachfolgend können der dritte Gang und der vierte Gang als ein Hoch-Modus (Hi-Modus) bezeichnet sein.
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Beim Umschalten ausgehend von dem zweiten Gang hin zu dem dritten Gang werden die Maschine 11, der erste MG 12 und der zweite MG 13 derart gesteuert, dass sich die beiden Linien, welche die Beziehung der Drehzahlen der jeweiligen Drehelemente darstellen, gegenseitig überlappen, und wenn sich die beiden Linien gegenseitig überlappen, wird die erste Bremse B1 in den Lösezustand versetzt und die zweite Kupplung C2 wird in den Eingriffszustand versetzt. Andererseits werden beim Umschalten ausgehend von dem dritten Gang hin zu dem zweiten Gang die Maschine 11, der erste MG 12 und der zweite MG 13 derart gesteuert, dass die Drehzahl des dritten Hohlrads Ri3 null wird, und wenn die Drehzahl des dritten Hohlrads Ri3 null wird, wird die erste Bremse B1 in den Brems-Zustand versetzt und die zweite Kupplung C2 wird in den Lösezustand versetzt.
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Die Vorgänge der ersten Kupplung C1, der zweiten Kupplung C2, der ersten Bremse B1 und der zweiten Bremse B2 werden durch die Fahrzeug-Steuerungsvorrichtung 20 gesteuert. Die Fahrzeug-Steuerungsvorrichtung 30 steuert die Kupplungen C1, C2 und die Bremsen B1, B2 basierend auf der Gaspedalöffnung und der Fahrzeuggeschwindigkeit, und diese schaltet daher die Gangstufen geeignet um.
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Bei dem Fahrzeug 1B sind ebenso der stabile Fahrmodus und der Beschleunigungs-/Verzögerungs-Fahrmodus als die Fahrmodi vorgesehen. Die Fahrzeug-Steuerungsvorrichtung 30 führt den Beschleunigungs-/Verzögerungs-Fahrmodus aus, wenn die stabile Hochgeschwindigkeits-Fahrbedingung geschaffen ist. In dieser Ausführungsform wird das Getriebe 40 jedoch zu dem Hoch-Modus umgeschaltet, wenn der Beschleunigungs-/Verzögerungs-Fahrmodus ausgeführt wird. Ein Umschalten zu dem dritten Gang oder den vierten Gang in dem Hoch-Modus wird gemäß der geforderten Geschwindigkeit oder dergleichen ermittelt. Wenn die geforderte Geschwindigkeit beispielsweise kleiner als ein vorbestimmter Schwellenwert ist, kann ein Umschalten zu dem dritten Gang durchgeführt werden, und wenn die geforderte Geschwindigkeit größer oder gleich dem Schwellenwert ist, kann ein Umschalten zu dem vierten Gang durchgeführt werden. Im Falle des dritten Gangs wird die Maschine 11 derart gesteuert, dass die Drehzahl des ersten MG 12 zu dem Zeitpunkt der Beschleunigungsfahrt null wird. 19 zeigt ein Nomogramm des Getriebes 40 zu dem Zeitpunkt der Beschleunigungsfahrt, wenn sich das Getriebe 40 in dem dritten Gang befindet. Andererseits wird die Maschine 11 im Falle des vierten Gangs derart gesteuert, dass die Drehzahl des zweiten MG 13 zu dem Zeitpunkt der Beschleunigungsfahrt null wird. 20 zeigt ein Nomogramm des Getriebes 40 zu dem Zeitpunkt der Beschleunigungsfahrt, wenn sich das Getriebe 40 in dem vierten Gang befindet.
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21 zeigt eine Fahrmodus-Steuerroutine, welche durch die Fahrzeug-Steuerungsvorrichtung 30 in dieser Ausführungsform ausgeführt wird. In der Abbildung sind die gemeinsamen Abschnitte mit den Steuerroutinen der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen durch die gleichen Bezugszeichen dargestellt und eine Beschreibung davon wird nicht wiederholt.
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Bei dieser Steuerroutine rückt die Fahrzeug-Steuerungsvorrichtung 30 die Verarbeitung in ähnlicher Art und Weise zu der Steuerroutine von 4 zu Schritt S12 vor. Wenn bei Schritt S12 ermittelt wird, dass die stabile Hochgeschwindigkeits-Fahrbedingung geschaffen ist, schreitet der Vorgang zu Schritt S61 und die Fahrzeug-Steuerungsvorrichtung 30 ermittelt, ob sich das Getriebe 40 in dem Niedrig-Modus, d. h., dem ersten Gang oder dem zweiten Gang, befindet. Wenn ermittelt wird, dass sich das Getriebe 40 in dem Hoch-Modus befindet, überspringt die Fahrzeug-Steuerungsvorrichtung 30 Schritt S62 und schreitet zu Schritt S63 voran. Wenn andererseits ermittelt wird, dass sich das Getriebe 40 in dem Niedrig-Modus befindet, schreitet der Vorgang zu Schritt S62 und die Fahrzeug-Steuerungsvorrichtung 30 schaltet das Getriebe 40 zu dem Hoch-Modus um. Wie vorstehend beschrieben, kann ein Umschalten zu dem dritten Gang oder dem vierten Gang in dem Hoch-Modus gemäß der geforderten Geschwindigkeit oder dergleichen geeignet ermittelt werden.
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Nachfolgend schaltet die Fahrzeug-Steuerungsvorrichtung 30 bei Schritt S63 den Fahrmodus zu dem Beschleunigungs-/Verzögerungs-Fahrmodus um. Zu diesem Zeitpunkt wird, wie vorstehend beschrieben, wenn sich das Getriebe 40 in dem dritten Gang befindet, die Maschine 11 derart gesteuert, dass die Drehzahl des ersten MG 12 zu der Zeit der Beschleunigungsfahrt null wird. Wenn sich andererseits das Getriebe 40 in dem vierten Gang befindet, wird die Maschine 11 derart gesteuert, dass die Drehzahl des zweiten MG 13 zu dem Zeitpunkt der Beschleunigungsfahrt null wird. Danach endet diese Steuerroutine.
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Wie vorstehend beschrieben ist, wird bei der sechsten Ausführungsform das Getriebe 40 zu dem Hoch-Modus umgeschaltet, wenn zu dem Beschleunigungs-/Verzögerungs-Fahrmodus umgeschaltet wird; daher kann das Getriebe-Übersetzungsverhältnis in dem Getriebe 40 im Vergleich zu dem Niedrig-Modus kleiner gemacht werden. Aus diesem Grund wird eine Antriebskraft, welche zum Ermöglichen der Beschleunigungsfahrt des Fahrzeugs 1B erforderlich ist, klein. Damit ist es möglich, die Gesamtenergiewirtschaftlichkeit des Fahrzeugs 1B zu verbessern, da es möglich ist, die zu dem Zeitpunkt der Beschleunigungsfahrt verbrauchte Energie zu reduzieren. Darüber hinaus ist es daher möglich, die Kraftstoffwirtschaftlichkeit zu verbessern.
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Der Niedrig-Modus dieser Ausführungsform entspricht einem Niedriggeschwindigkeits-Modus der Erfindung und der Hoch-Modus entspricht einem Hochgeschwindigkeits-Modus der Erfindung. Der ersten Planetengetriebemechanismus 41 entspricht einem Planetengetriebemechanismus der Erfindung. Der zweite Planetengetriebemechanismus 42 entspricht einem ersten Planetengetriebemechanismus für das Getriebe der Erfindung. Der dritte Planetengetriebemechanismus 43 entspricht einem zweiten Planetengetriebemechanismus für das Getriebe der Erfindung.
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Die Erfindung ist nicht auf die jeweiligen vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beschränkt und kann in verschiedenen Formen ausgeführt sein.
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Beispielsweise können die jeweiligen vorstehend beschriebenen Formen innerhalb eines Bereichs geeignet kombiniert werden, so dass sich diese nicht gegenseitig beeinträchtigen. Beispielsweise können die zweite Ausführungsform, die dritte Ausführungsform, die vierte Ausführungsform und die fünfte Ausführungsformen kombiniert werden.