DE112015001785T5

DE112015001785T5 - Fahrzeug

Info

Publication number: DE112015001785T5
Application number: DE112015001785.2T
Authority: DE
Inventors: Hiroki Endo; Koji Hokoi
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2014-04-11
Filing date: 2015-03-12
Publication date: 2017-01-12
Also published as: JP2015202727A; CN106163895A; WO2015155583A1; US9718458B2; US20170021822A1

Abstract

Ein Fahrzeug weist eine Kraftmaschine, einen Motor, eine rotierende elektrische Maschine, eine Batterie und eine ECU auf. Die ECU ist konfiguriert, (a) die rotierende elektrische Maschine zum Erzeugen von elektrischer Leistung zu steuern, wenn die Kraftmaschine während der Motorfahrtbetriebsart gestartet wird, und ein Ankurbeldrehmoment der Kraftmaschine bereitzustellen, wobei die durch die rotierende elektrische Maschine erzeugte elektrische Leistung sich mit Erhöhen der Fahrzeuggeschwindigkeit erhöht, und (b) auf der Grundlage eines Vergleichs zwischen einer Summe einer elektrischen Leistung und eines Werts entsprechend der durch die Batterie aufnehmbaren elektrischen Leistung zu bestimmen, ob die Kraftmaschine zu starten ist oder nicht. Die Summe der elektrischen Leistung ist eine Summe einer ersten elektrischen Leistung, die tatsächlich in die und aus der Batterie während der Motorfahrtbetriebsart eingegeben und ausgegeben wird, und einer zweiten elektrischen Leistung, deren Erzeugung durch die rotierende elektrische Maschine bei Bereitstellen des Ankurbeldrehmoments für die Kraftmaschine vorhergesagt wird.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug, das in der Lage ist, durch Verwendung von Leistung einer Kraftmaschine und/oder eines Motors zu fahren, und genauer ein Fahrzeug, das mit einer rotierenden elektrischen Maschine versehen ist, die durch Erzeugen von elektrischer Leistung ein Ankurbeldrehmoment zum Einwirken auf eine Kraftmaschine bereitstellt.
2. Beschreibung des Stands der Technik
Die japanische Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2007-131103 ( JP 2007-131103 A ) offenbart ein Hybridfahrzeug, das mit einer Kraftmaschine, einem Motor, der mit einem Antriebsrad verbunden ist, und einem Generator versehen ist, der mit der Kraftmaschine und dem Motor über eine Planetengetriebevorrichtung verbunden ist. Das Hybridfahrzeug ist zu einer Motorfahrt in der Lage, bei der das Hybridfahrzeug durch Verwendung von Leistung des Motors in einem Zustand fährt, in dem die Kraftmaschine gestoppt ist. Während der Motorfahrt wird der Generator in der Richtung entgegengesetzt zu einer Drehrichtung des Motors gedreht, wenn der Motor dreht. Wenn die Kraftmaschine während der Motorfahrt gestartet wird, erzeugt der Generator elektrische Leistung, sodass ein Ankurbeldrehmoment auf die Kraftmaschine einwirkt.
Die elektrische Leistung, die durch den Generator während des Ankurbelns erzeugt wird, wird durch eine Fahrzeugbatterie aufgenommen. Der absolute Wert einer Drehzahl des Generators während der Motorfahrt erhöht sich mit Erhöhen einer Drehzahl des Motors (das heißt einer Fahrzeuggeschwindigkeit). Dementsprechend erhöht sich die elektrische Leistung, die durch den Generator während des Ankurbelns erzeugt wird, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit sich erhöht, und es ist sehr wahrscheinlich, dass sie die elektrische Leistung überschreitet, die durch die Batterie aufgenommen werden kann. Im Hinblick darauf wird eine obere Grenzgeschwindigkeit für die Motorfahrt entsprechend der elektrischen Leistung eingestellt, die durch die Batterie in dem Hybridfahrzeug aufgenommen werden kann, und wird die Kraftmaschine in einem Fall unmittelbar gestartet (angekurbelt), wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit die obere Grenzfahrzeuggeschwindigkeit während der Motorfahrt überschreitet. Auf diese Weise kann die elektrische Leistung, die in die Batterie während des Ankurbelns eingegeben wird, die die durch die Batterie aufnehmbare elektrische Leistung überschreitet, unterdrückt werden.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Falls jedoch die Kraftmaschine jedes Mal gestartet wird, wenn die Bedingung, dass die Fahrzeuggeschwindigkeit die obere Grenzfahrzeuggeschwindigkeit während der Motorfahrt überschreitet, erfüllt wird, wie in dem in der JP 2007-131103 A offenbarten Fahrzeug, kann die Kraftmaschine selbst dann gestartet werden, wenn es unnötig ist. Anders ausgedrückt wird zumindest ein Teil der elektrischen Leistung, die durch die rotierende elektrische Maschine während des Ankurbelns erzeugt wird, nicht in die Batterie eingegeben, und wird in einem Fall, in dem die Batterie sich beim Entladen befindet, durch elektrische Geräte auf einem Entladeziel verbraucht, selbst wenn das Ankurbeln in einem Zustand durchgeführt wird, in dem die Fahrzeuggeschwindigkeit die obere Grenzgeschwindigkeit überschreitet. Dementsprechend kann die elektrische Leistung, die in die Batterie eingegeben wird, die durch die Batterie aufnehmbare elektrische Leistung nicht überschreiten. Jedoch startet das in der JP 2007-131103 A offenbarte Fahrzeug die Kraftmaschine selbst in diesem Fall unnötigerweise.
Die Erfindung stellt ein Fahrzeug bereit, das in der Lage ist, einen unnötigen Kraftmaschinenstart während der Motorfahrt zu unterdrücken.
Ein Fahrzeug gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung weist eine Kraftmaschine, einen Motor, eine rotierende elektrische Maschine, eine Batterie und eine ECU auf. Der Motor ist mit einem Antriebsrad verbunden. Das Fahrzeug kann durch Verwendung von Leistung aus dem Motor und/oder der Kraftmaschine fahren. Die rotierende elektrische Maschine ist mit der Kraftmaschine und dem Motor über eine Planetengetriebevorrichtung verbunden. Die rotierende elektrische Maschine ist konfiguriert, in eine Richtung entgegengesetzt zu einer Drehrichtung des Motors während einer Motorfahrtbetriebsart zu drehen, wobei die Motorfahrtbetriebsart eine ist, bei der dem Fahrzeug erlaubt wird, durch die Leistung des Motors zu fahren, während die Kraftmaschine gestoppt ist. Die Batterie ist konfiguriert, elektrische Leistung mit einer Vielzahl von elektrischen Geräten einschließlich des Motors und der rotierenden elektrischen Maschine auszutauschen. Die ECU ist konfiguriert, (a) die rotierende elektrische Maschine zu steuern, elektrische Leistung zu erzeugen, wenn die Kraftmaschine während der Motorfahrtbetriebsart gestartet wird, und ein Ankurbeldrehmoment der Kraftmaschine bereitzustellen, wobei die durch die rotierende elektrische Maschine erzeugte elektrische Leistung mit Erhöhung der Fahrzeuggeschwindigkeit sich erhöht, und (b) auf der Grundlage eines Vergleichs zwischen einer Summe von elektrischer Leistung und einem Wert, der einer durch die Batterie aufnehmbaren elektrischen Leistung entspricht, zu bestimmen, ob die Kraftmaschine zu starten ist oder nicht, wobei die Summe der elektrischen Leistung eine Summe einer ersten elektrischen Leistung, die tatsächlich in die und aus der Batterie während der Motorfahrtbetriebsart eingegeben und ausgegeben wird, und einer zweiten elektrischer Leistung ist, von der vorhergesagt wird, dass diese durch die rotierende elektrische Maschine erzeugt wird, während das Ankurbeldrehmoment der Kraftmaschine bereitgestellt wird.
Gemäß der vorstehend beschriebenen Ausgestaltung wird nicht nur auf der Grundlage der zweiten elektrischen Leistung, von der vorhergesagt wird, dass diese durch die rotierende elektrische Maschine während des Ankurbelns erzeugt wird, und der durch die Batterie aufnehmbaren elektrischen Leistung, sondern ebenfalls auf der Grundlage der ersten elektrischen Leistung, die tatsächlich in die und aus der Batterie eingegeben und ausgegeben wird, bestimmt, ob die Kraftmaschine während der Motorfahrt zu starten ist. Dementsprechend kann ein unnötiges Kraftmaschinenstarten während der Motorfahrt unterdrückt werden.
Gemäß der vorstehend beschriebenen Ausgestaltung kann die ECU konfiguriert sein, das Ankurbeldrehmoment bereitzustellen und die Kraftmaschine zu starten, wenn die Summe der elektrischen Leistung den Wert entsprechend der durch die Batterie aufnehmbaren elektrischen Leistung überschreitet.
Gemäß der vorstehend beschriebenen Ausgestaltung kann auf der Grundlage der ersten elektrischen Leistung, die tatsächlich in die und aus der Batterie während der Motorfahrt eingegeben und ausgegeben wird, das Ankurbeln unmittelbar durchgeführt werden, so dass die Kraftmaschine gestartet werden kann, wenn die Summe der elektrischen Leistung die durch die Batterie aufnehmbare elektrische Leistung überschreitet. Dementsprechend kann die elektrische Leistung, die in die Batterie während des Ankurbelns eingegeben wird, die die elektrische Leistung überschreitet, die durch die Batterie aufgenommen werden kann, unterdrückt werden.
In der vorstehend beschriebenen Ausgestaltung kann die ECU konfiguriert sein, einen Zustand beizubehalten, in dem die Kraftmaschine gestoppt ist, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit eine obere Grenzfahrzeuggeschwindigkeit für die Motorfahrtbetriebsart überschreitet und die Summe der elektrischen Leistung den Wert entsprechend der durch die Batterie aufnehmbaren elektrischen Leistung nicht überschreitet, wobei die obere Grenzfahrzeuggeschwindigkeit entsprechend der durch die Batterie aufnehmbaren elektrischen Leistung eingestellt ist.
Gemäß der vorstehend beschriebenen Ausgestaltung kann auf der Grundlage der ersten elektrischen Leistung, die tatsächlich in die und aus der Batterie eingegeben und ausgegeben wird, in einem Fall, in dem die Summe der elektrischen Leistung die elektrische Leistung nicht überschreitet, die durch die Batterie aufgenommen werden kann, der Zustand, in dem die Kraftmaschine gestoppt ist, beibehalten werden, selbst wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit die obere Grenzfahrzeuggeschwindigkeit für die Motorfahrt überschreitet, die entsprechend der durch die Batterie während der Motorfahrt aufnehmbaren elektrischen Leistung eingestellt ist. Dementsprechend kann ein unnötiges Kraftmaschinenstarten während der Motorfahrt unterdrückt werden.
In der vorstehend beschriebenen Ausgestaltung kann die Planetengetriebevorrichtung ein Sonnenrad, das mit der rotierenden elektrischen Maschine verbunden ist, ein Hohlrad, das mit dem Motor verbunden ist, ein Ritzelrad, das in Eingriff mit dem Sonnenrad und dem Hohlrad steht, und einen Träger aufweisen, der das Ritzelrad derart stützt, dass es drehbar ist und mit der Kraftmaschine verbunden ist. Die ECU kann konfiguriert sein, die elektrische Leistung, von der vorhergesagt wird, dass diese durch die rotierende elektrische Maschine erzeugt wird, während das Ankurbeldrehmoment der Kraftmaschine bereitgestellt wird, auf einen größeren Wert einzustellen, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit sich erhöht.
Gemäß der vorstehend beschriebenen Ausgestaltung kann die elektrische Leistung, von der vorhergesagt wird, dass sie durch die rotierende elektrische Maschine während des Ankurbelns erzeugt wird, in geeigneter Weise entsprechend der Fahrzeuggeschwindigkeit eingestellt werden. Dementsprechend kann in geeigneter Weise bestimmt werden, ob der Zustand, in dem die Kraftmaschine gestoppt ist, während der Motorfahrt fortzusetzen ist oder nicht.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Merkmale, Vorteile sowie technische und industrielle Bedeutung von beispielhaften Ausführungsbeispielen der Erfindung sind nachstehend unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, in denen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente bezeichnen, und wobei:
1 ein Gesamtblockschaltbild eines Fahrzeugs zeigt,
2 ein Nomogramm zeigt, das eine Leistungsaufteilungsvorrichtung veranschaulicht,
3 ein Flussdiagramm zeigt, das einen Verarbeitungsablauf veranschaulicht, der durch eine ECU durchgeführt wird,
4 eine Darstellung zeigt, die Zustandsänderungen einer Kraftmaschine und elektrischer Batterieleistung veranschaulicht (erstes Ausführungsbeispiel), und
5 eine Darstellung zeigt, die Zustandsänderungen der Kraftmaschine und der elektrischen Batterieleistung veranschaulicht (zweites Ausführungsbeispiel).
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN
Nachstehend sind Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben. In der nachfolgenden Beschreibung sind gleiche Bezugszeichen denselben Komponenten wie auch bei Benennungen und Funktionen davon zugeordnet. Eine ausführliche Beschreibung davon wird nicht wiederholt werden.
1 zeigt ein Gesamtblockschaltbild eines Fahrzeugs 1 gemäß diesem Ausführungsbeispiel. Das Fahrzeug 1 weist eine Kraftmaschine 10, eine Antriebswelle 16, einen ersten Motorgenerator (der in einigen Fällen als "erster MG" bezeichnet wird) 20, einen zweiten Motorgenerator (der in einigen Fällen nachstehend als ein "zweiter MG" bezeichnet wird) 30, eine Leistungsaufteilungsvorrichtung 40, ein Untersetzungsgetriebe 58, eine Leistungssteuerungseinheit (PCU) 60, eine Batterie 70, Antriebsräder 80 und eine elektronische Steuerungseinheit (ECU) 200 auf.
Das Fahrzeug 1 ist ein Hybridfahrzeug, das mit Leistung der Kraftmaschine 10 und/oder des zweiten MG 30 fährt. Dies bedeutet, dass das Hybridfahrzeug mit Leistung von nur der Kraftmaschine 10, von nur dem zweiten MG 30 oder von beiden fährt.
Die Leistung, die durch die Kraftmaschine 10 erzeugt wird, wird durch die Leistungsaufteilungsvorrichtung 40 in zwei Pfade aufgeteilt. Einer der zwei Pfade ist ein Pfad zur Übertragung auf die Antriebsräder 80 über das Untersetzungsgetriebe 58. Der andere Pfad ist ein Pfad zur Übertragung auf den ersten MG 20.
Der erste MG 20 und der zweite MG 30 sind beispielsweise rotierende elektrische Drei-Phasen-Wechselstrommaschinen. Der erste MG 20 und der zweite MG 30 werden durch die PCU 60 angetrieben.
Der erste MG 20 ist mit der Kraftmaschine 10 und dem zweiten MG 30 über die Leistungsaufteilungsvorrichtung 40 verbunden. Der erste MG 20 weist eine Funktion als ein Generator auf, der elektrische Leistung durch Verwendung der Leistung der Kraftmaschine 10 erzeugt, die durch die Leistungsaufteilungsvorrichtung 40 aufgeteilt wird. Wie es nachstehend beschrieben ist, stellt der erste MG 20 ein Ankurbeldrehmoment bereit, um auf die Kraftmaschine 10 einzuwirken, indem die elektrische Leistung erzeugt wird, wenn die Kraftmaschine 10 während der Motorfahrt unter Verwendung der Leistung des zweiten MG 30 in einem Zustand, in dem die Kraftmaschine 10 gestoppt ist, gestartet wird.
Der zweite MG 30 ist mit den Antriebsrädern 80 über das Untersetzungsgetriebe 58 verbunden. Der zweite MG 30 weist eine Funktion als Antriebsmotor auf, der den Antriebsrädern 80 eine Antriebskraft durch Verwendung von elektrischer Leistung, die in der Batterie 70 gespeichert ist, und/oder der elektrischen Leistung, die durch den ersten MG 20 erzeugt wird, zuführt. Der zweite MG 30 weist ebenfalls eine Funktion als ein Generator auf, der elektrische Leistung durch Verwendung von elektrischer Leistung erzeugt, die durch regeneratives Bremsen erzeugt wird.
Die Leistungsaufteilungsvorrichtung 40 ist ein Planetengetriebemechanismus, der ein Sonnenrad, ein Ritzelrad, einen Träger und ein Hohlrad aufweist. Das Ritzelrad steht in Eingriff mit jedem des Sonnenrads und des Hohlrads. Der Träger stützt das Ritzelrad derart, dass es drehbar ist, und ist mit einer Kurbelwelle der Kraftmaschine 10 verbunden. Das Sonnenrad ist mit einer Drehwelle des ersten MG 20 verbunden. Das Hohlrad ist mit einer Drehwelle des zweiten MG 30 und dem Untersetzungsgetriebe 58 mit dazwischen angeordneter Antriebswelle 16 verbunden.
Die Kraftmaschine 10, der erste MG 20 und der zweite MG 30 sind über die Leistungsaufteilungsvorrichtung 40 verbunden, weshalb eine Drehzahl der Kraftmaschine 10 (die nachstehend als "Maschinendrehzahl Ne" bezeichnet ist), eine Drehzahl des ersten MG 20 (die nachstehend als "erste MG-Drehzahl Nm1" bezeichnet ist) und eine Drehzahl des zweiten MG 30 (die nachstehend als "zweite MG-Drehzahl Nm2" bezeichnet ist) eine linear verbundene Beziehung (wobei irgendeine von den dreien bestimmt ist, wenn die anderen zwei der drei bestimmt sind) in einem Nomogramm der Leistungsaufteilungsvorrichtung 40 aufweisen, wie es in 2 veranschaulicht ist (die nachstehend beschrieben ist).
Die PCU 60 wandelt die elektrische Gleichstromleistung, die in der Batterie 70 gespeichert ist, in elektrische Wechselstromleistung um, durch die der erste MG 20 und/oder der zweite MG 30 angetrieben werden kann. Zusätzlich wandelt die PCU 60 die elektrische Wechselstromleistung, die durch den ersten MG 20 und/oder den zweiten MG 30 erzeugt wird, in elektrische Gleichstromleistung um, mit der die Batterie 70 geladen werden kann.
Die Batterie 70 ist mit dem ersten MG 20, dem zweiten MG 30 und einer Vielzahl von elektrischen Geräten verbunden, die eine Hilfsmaschinenanlage wie eine Klimaanlagenvorrichtung (Wärmepumpe, nicht dargestellt) und einen (nicht dargestellten) Gleichspannungswandler aufweisen. Die elektrische Leistung wird zwischen der Batterie 70 und den elektrischen Geräten ausgetauscht.
Zusätzlich ist ein Überwachungssensor 4 in dem Fahrzeug 1 angeordnet. Der Überwachungssensor 4 erfasst Zustände (Strom, Spannung, Temperatur und dergleichen) der Batterie 70 und sendet Erfassungsergebnisse zu der ECU 200.
Zusätzlich ist eine Vielzahl von Sensoren (die nicht gezeigt sind) in dem Fahrzeug 1 angeordnet, um verschiedene physikalische Größen wie eine Fahrpedalöffnung (Ausmaß einer Fahrpedalbetätigung durch einen Anwender), die Maschinendrehzahl MG, die erste MG-Drehzahl Nm1, die zweite MG-Drehzahl Nm2 und eine Fahrzeuggeschwindigkeit zu erfassen, die zur Steuerung des Fahrzeugs 1 erforderlich sind. Diese Sensoren senden Erfassungsergebnisse zu der ECU 200.
Die ECU 200 ist eine elektronische Steuerungseinheit, in der eine Zentralverarbeitungseinheit (CPU, nicht dargestellt) und ein (nicht dargestellter) Speicher eingebaut sind. Die ECU 200 führt eine vorbestimmte Berechnungsverarbeitung auf der Grundlage von Informationen aus jedem der Sensoren und Informationen, die in dem Speicher gespeichert sind, aus und steuert jedes der Geräte des Fahrzeugs 1 auf der Grundlage der Berechnungsergebnisse.
Die ECU 200 ermöglicht dem Fahrzeug, in der Motorfahrt oder der Hybridfahrt zu fahren. Während der Motorfahrt fährt das Fahrzeug 1 durch Verwendung der Leistung des zweiten MG 30 in einem Zustand, in dem die Kraftmaschine 10 gestoppt ist. Während der Hybridfahrt fährt das Fahrzeug 1 durch Verwendung der Leistung von sowohl der Kraftmaschine 10 als auch des zweiten MG 30 mit der Kraftmaschine 10 in Betrieb.
Die ECU 200 berechnet einen elektrischen Leistungsspeicherzustand (der nachstehend als "SOC" bezeichnet ist) der Batterie 70 auf der Grundlage des Erfassungsergebnisses des Überwachungssensors 4. Der SOC ist ein Verhältnis (Einheit: %) einer tatsächlichen elektrischen Leistungsspeichergröße der Batterie 70 zu einer Vollladungskapazität der Batterie 70. Verschiedene bekannte Verfahren können bei der Berechnung des SOC verwendet werden, wobei Beispiele dafür ein Berechnungsverfahren unter Verwendung einer Beziehung zwischen der Spannungen der Batterie 70 und dem SOC und ein Berechnungsverfahren aufweisen, das einen integrierten Stromwert der Batterie 70 verwendet.
Die ECU 200 stellt elektrische Leistung, die durch die Batterie 70 aufgenommen werden kann (die nachstehend als "durch die Batterie aufnehmbare elektrische Leistung Win" bezeichnet ist) entsprechend der Temperatur und dem SOC der Batterie 70 ein und steuert jedes der Geräte derart, dass elektrische Leistung, die tatsächlich in die und aus der Batterie 70 eingegeben und ausgegeben wird (die nachstehend als "elektrische Batterieleistung Pb" bezeichnet ist), die durch die Batterie aufnehmbare elektrische Leistung Win nicht überschreitet. Auf diese Weise wird eine Verschlechterung der Batterie 70 unterdrückt. Einheiten sowohl der durch die Batterie aufnehmbaren elektrischen Leistung Win und der elektrischen Batterieleistung Pb sind Watt.
In der nachfolgenden Beschreibung wird zur Erleichterung der Beschreibung ein Fall, in dem die elektrische Batterieleistung Pb positiv (+) ist, derart betrachtet, dass er einen Fall bedeutet, in dem die Batterie 70 die elektrische Leistung abgibt (Entladen), und ein Fall, in dem die elektrische Batterieleistung Pb negativ (–) ist, wird derart betrachtet, dass er einen Fall bedeutet, in dem die elektrische Leistung in die Batterie 70 eingegeben wird (Laden). Dementsprechend wird in einem Fall, in dem die elektrische Batterieleistung Pb positiv (+) ist, eine elektrische Leistung, die von der die Batterie 70 abgegeben wird, als sich erhöhend betrachtet, wenn die elektrische Batterieleistung Pb sich erhöht (sich der absolute Wert erhöht).
In einem Fall, in dem die elektrische Batterieleistung Pb negativ (–) ist, wird die elektrische Leistung, die in die Batterie 70 eingegeben wird, als sich erhöhend betrachtet, wenn die elektrische Batterieleistung Pb sich verringert (der absolute Wert sich erhöht). Gleichermaßen ist die durch die Batterie aufnehmbare elektrische Leistung Win ein negativer (–) Wert, und wird die elektrische Leistung, die durch die Batterie 70 aufgenommen werden kann, als sich erhöhend betrachtet, wenn die durch die Batterie aufnehmbare elektrische Leistung Win sich verringert (der absolute Wert sich erhöht).
2 veranschaulicht das Nomogramm der Leistungsaufteilungsvorrichtung 40 in der Motorfahrt. Wie es in 2 veranschaulicht ist, weisen die Maschinendrehzahl Ne, die erste MG-Drehzahl Nm1 und die zweite MG-Drehzahl Nm2 eine linear verbundene Beziehung (wobei irgendeiner von den dreien bestimmt ist, wenn die anderen zwei der dreien bestimmt sind) in dem Nomogramm auf. Da der zweite MG 30 mit den Antriebsrädern 80 über das Untersetzungsgetriebe 58 verbunden ist, entspricht die zweite MG-Drehzahl Nm2 der Fahrzeuggeschwindigkeit.
Während der Motorfahrt ist die Kraftmaschine 10 gestoppt und wird die Kraftmaschinendrehzahl Ne auf Null beibehalten. In diesem Fall wird der erste MG 20 in die zu der Drehung des zweiten MG 30 entgegengesetzte Richtung gedreht, wenn der zweite MG 30 dreht. Wie es in 2 veranschaulicht ist, dreht sich der erste MG 20 in eine negative Richtung (Nm1 < 0) in einem Fall, in dem der zweite MG 30 sich in einer positiven Richtung (Nm2 > 0) dreht. Der absolute Wert der ersten MG-Drehzahl Nm1 erhöht sich mit Erhöhen der zweiten MG-Drehzahl Nm2 (das heißt der Fahrzeuggeschwindigkeit).
In einem Fall, in dem die Kraftmaschine 10 während der Motorfahrt gestartet wird, erlaubt die ECU 200 dem ersten MG 20, elektrische Leistung zu erzeugen, und erlaubt, dass ein regeneratives Drehmoment zum Ankurbeln der Kraftmaschine 10 aus dem ersten MG 20 erzeugt wird. Nachdem die Maschinendrehzahl Ne aufgrund des regenerativen Drehmoments (das nachstehend in einigen Fällen als "Ankurbeldrehmoment" bezeichnet ist) des ersten MG 20 angestiegen ist und eine vorbestimmte Drehzahl erreicht, initiiert die ECU 200 eine Zündsteuerung an der Kraftmaschine 10. Das Starten der Kraftmaschine 10 wird durch Verbrennung (sogenannter anfänglichen Explosion) durch die Zündsteuerung abgeschlossen.
Die während des Ankurbelns der Kraftmaschine 10 durch den ersten MG 20 erzeugte elektrische Wechselstromleistung (die nachstehend als "Ankurbelleistungserzeugungselektroleistung" bezeichnet ist) wird durch die PCU 60 in elektrische Gleichstromleistung umgewandelt und wird der Batterie 70 zugeführt. Der absolute Wert der ersten MG-Drehzahl Nm1 während der Motorfahrt erhöht sich mit Erhöhen der Fahrzeuggeschwindigkeit, weshalb die Ankurbelleistungserzeugungselektroleistung sich mit Erhöhen der Fahrzeuggeschwindigkeit erhöht, und es ist sehr wahrscheinlich, dass sie die durch die Batterie aufnehmbare elektrische Leistung Win überschreitet.
Die ECU 200 stellt eine obere Grenzfahrzeuggeschwindigkeit Vmax für die Motorfahrt entsprechend der durch die Batterie aufnehmbaren elektrischen Leistung Win ein und stellt die Bedingung "Fahrzeuggeschwindigkeit während der Motorfahrt überschreitet die obere Grenzfahrzeuggeschwindigkeit Vmax" als eine erste Bedingung zum Starten der Kraftmaschine 10 während der Motorfahrt (das heißt eines Übergangs von der Motorfahrt auf die Hybridfahrt) ein. Die obere Grenzfahrzeuggeschwindigkeit Vmax wird auf einen Wert eingestellt, der um eine vorbestimmte Geschwindigkeit niedriger als die Fahrzeuggeschwindigkeit ist, bei der die Ankurbelleistungserzeugungselektroleistung die durch die Batterie aufnehmbare elektrische Leistung Win erreicht. Dementsprechend ist die Ankurbelleistungserzeugungselektroleistung unterhalb der durch die Batterie aufnehmbaren elektrischen Leistung Win, selbst wenn das Kurbeln zu einem Zeitpunkt durchgeführt wird, zu dem die Fahrzeuggeschwindigkeit die obere Grenzfahrzeuggeschwindigkeit Vmax überschreitet.
In einem Fall, in dem die durch die Batterie aufnehmbare elektrische Leistung Win abfällt, senkt die ECU 200 die obere Grenzfahrzeuggeschwindigkeit Vmax in Reaktion auf den Abfall der durch die Batterie aufnehmbaren elektrischen Leistung Win. Auf diese Weise kann die vorstehend beschriebene erste Bedingung (dass die Kraftmaschine 10 leicht gestartet werden kann) in einem Zustand erfüllt werden, in dem die Fahrzeuggeschwindigkeit niedriger ist (Zustand, in dem die Ankurbelleistungserzeugungselektroleistung niedriger ist).
Zusätzlich berechnet die ECU 200 die elektrische Batterieleistung Pb und einen vorhergesagten Wert α der Ankurbelleistungserzeugungselektroleistung während der Motorfahrt und stellt die Bedingung "Summe der elektrischen Batterieleistung Pb und des vorhergesagten Werts α der Ankurbelleistungserzeugungselektroleistung überschreitet einen Schwellwert Pwin, der der durch die Batterie aufnehmbaren elektrischen Leistung Win entspricht" als eine zweite Bedingung zum Starten der Kraftmaschine 10 während der Motorfahrt ein.
Dabei ist die "elektrische Batterieleistung Pb" die elektrische Leistung, die tatsächlich in die und aus der Batterie 70 eingegeben und abgegeben wird, wie es vorstehend beschrieben worden ist, und wird als positiv (+) während des Entladens der Batterie 70 und als negativ (–) während des Ladens der Batterie 70 berechnet. Die ECU 200 berechnet die elektrische Batterieleistung Pb auf der Grundlage des Erfassungsergebnisses des Überwachungssensors 4.
Der "vorhergesagte Wert α der Ankurbelleistungserzeugungselektroleistung" ist die elektrische Leistung, deren Erzeugung durch den ersten MG 20 bei Ankurbeln der Kraftmaschine 10 während der Motorfahrt vorhergesagt wird. Die Ankurbelleistungserzeugungselektroleistung wirkt auf eine Seite ein, wenn die Batterie 70 geladen wird, und somit ist der vorhergesagte Wert α ein negativer (–) Wert. Eine Entsprechungsbeziehung zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Ankurbelleistungserzeugungselektroleistung, die in einem Experiment oder dergleichen erhalten wird, wird vorab in der ECU 200 gespeichert, und der vorhergesagte Wert α der Ankurbelleistungserzeugungselektroleistung, der der tatsächlichen Fahrzeuggeschwindigkeit entspricht, wird unter Verwendung der Entsprechungsbeziehung berechnet. Dementsprechend ist der vorhergesagte Wert α der Ankurbelleistungserzeugungselektroleistung ein variabler Wert entsprechend der Fahrzeuggeschwindigkeit und wird als ein Wert berechnet, der sich mit Erhöhung der Fahrzeuggeschwindigkeit erhöht.
Der "Schwellwert Pwin" ist ein negativer (–) Wert und wird auf einen Wert eingestellt, der um einen vorbestimmten Wert höher als die durch die Batterie aufnehmbare elektrische Leistung Win ist (Wert, dessen absoluter Wert niedriger um den vorbestimmten Wert ist). Dementsprechend ist die elektrische Leistung, die in die Batterie 70 eingegeben wird, unterhalb der durch die Batterie aufnehmbaren elektrischen Leistung Win, selbst wenn das Kurbeln zu einem Zeitpunkt durchgeführt wird, zu dem die Summe der elektrischen Batterieleistung Pb und des vorhergesagten Werts α den Schwellwert Pwin überschreitet. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel bedeutet die "Summe der elektrischen Batterieleistung Pb und des vorhergesagten Werts α, die den Schwellwert Pwin überschreitet" Pb + α < Pwin (das heißt |Pb + α| > |Pwin|).
Die ECU 200 startet (kurbelt an) die Kraftmaschine 10 in einem Fall, in dem sowohl die erste Bedingung als auch die zweite Bedingung, die vorstehend beschrieben worden sind, während der Motorfahrt erfüllt sind, und behält einen Zustand, in dem die Kraftmaschine 10 gestoppt ist, in einem Fall bei, in dem zumindest eine der ersten Bedingung und der zweiten Bedingung, die vorstehend beschrieben worden sind, nicht erfüllt ist.
Anders ausgedrückt startet die ECU 200 die Kraftmaschine 10 nicht und behält einen Zustand, in dem die Kraftmaschine 10 gestoppt ist, in einem Fall bei, in dem die Summe der elektrischen Batterieleistung Pb und des vorhergesagten Werts α der Ankurbelleistungserzeugungselektroleistung den Schwellwert Pwin entsprechend der durch die Batterie aufnehmbaren elektrischen Leistung Win nicht überschreitet (in einem Fall, in dem die zweite Bedingung nicht erfüllt ist), selbst wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit die obere Grenzfahrzeuggeschwindigkeit Vmax, die entsprechend der durch die Batterie aufnehmbaren elektrischen Leistung Win eingestellt ist, während der Motorfahrt überschreitet (selbst wenn die erste Bedingung erfüllt ist).
3 zeigt ein Flussdiagramm, das einen Verarbeitungsablauf veranschaulicht, der durch die ECU 200 während der Motorfahrt durchgeführt wird. Dieses Flussdiagramm wird zu einem vorbestimmten Zyklus während der Motorfahrt ausgeführt und wiederholt.
In Schritt (nachstehend ist Schritt einfach als "S" vereinfacht) 10 bestimmt die ECU 200, ob die vorstehend beschriebene erste Bedingung erfüllt ist oder nicht, das heißt, ob die Fahrzeuggeschwindigkeit die obere Grenzfahrzeuggeschwindigkeit Vmax überschreitet oder nicht, die entsprechend der durch die Batterie aufnehmbaren elektrischen Leistung Win eingestellt ist.
In einem Fall, in dem die Fahrzeuggeschwindigkeit die obere Grenzfahrzeuggeschwindigkeit Vmax nicht überschreitet (NEIN in S10), behält die ECU 200 in S11 einen Zustand bei, in dem die Kraftmaschine 10 gestoppt ist.
In einem Fall, in dem die Fahrzeuggeschwindigkeit die obere Grenzfahrzeuggeschwindigkeit Vmax überschreitet (JA in S10), bestimmt die ECU 200 in S20, ob die vorstehend beschriebene zweite Bedingung erfüllt ist oder nicht, das heißt, ob die Summe der elektrischen Batterieleistung Pb und des vorhergesagten Werts α der Ankurbelleistungserzeugungselektroleistung den Schwellwert Pwin entsprechend der durch die Batterie aufnehmbaren elektrischen Leistung Win überschreitet oder nicht (ob Pb + α < Pwin gilt oder nicht).
In einem Fall, in dem die Summe der elektrischen Batterieleistung Pb und des vorhergesagten Werts α den Schwellwert Pwin überschreitet (JA in S20), das heißt in einem Fall, in dem Pb + α < Pwin (|Pb + α| > |Pwin|) gilt, startet und kurbelt die ECU 200 die Kraftmaschine 10 in S21 an.
In einem Fall, in dem die Summe der elektrischen Batterieleistung Pb und des vorhergesagten Werts α den Schwellwert Pwin nicht überschreitet (NEIN in S20), das heißt in einem Fall, in dem Pb + α > Pwin (|Pb + α| < |Pwin|) gilt, erlaubt die ECU 200, dass die Verarbeitung zu Schritt S11 übergeht und behält einen Zustand bei, in dem die Kraftmaschine 10 gestoppt ist.
4 zeigt eine Darstellung, die Zustandsänderungen der Kraftmaschine 10 und der elektrischen Batterieleistung Pb in einem Fall veranschaulicht, in dem die Fahrzeuggeschwindigkeit sich in einem Fahrpedal-AUS-Zustand (Fahrpedalöffnung = 0) während der Motorfahrt erhöht. Ein Fall, in dem die Beschleunigung aufgrund des Gewichts (Gravitationsbeschleunigung) des abwärts fahrenden Fahrzeugs auftritt, wird als ein Beispiel für den Fall angenommen, bei dem sich die Fahrzeuggeschwindigkeit in dem Fahrpedal-AUS-Zustand erhöht.
In diesem Fall ist das Fahrpedal AUS und wird somit das regenerative Bremsen durch den zweiten MG 30 durchgeführt, und wird die Batterie 70 mit elektrischer Leistung geladen, die durch den zweiten MG 30 erzeugt wird. Dementsprechend ist die elektrische Batterieleistung Pb ein negativer (–) Wert und fällt (der absolute Werte erhöht sich) mit Erhöhen der Fahrzeuggeschwindigkeit ab.
In dem in 4 veranschaulichten Beispiel überschreitet die Summe der elektrischen Batterieleistung Pb und des vorhergesagten Werts α der Ankurbelleistungserzeugungselektroleistung den Schwellwert Pwin (das heißt Pb + α < Pwin) zu dem Zeitpunkt t1, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit die obere Grenzfahrzeuggeschwindigkeit Vmax erreicht. Dementsprechend führt die ECU 200 unmittelbar das Ankurbeln der Kraftmaschine 10 zu dem Zeitpunkt t1 durch und startet die Kraftmaschine 10. Als Ergebnis kann die elektrische Leistung, die in die Batterie 70 eingegeben wird, die die durch die Batterie aufnehmbare elektrische Leistung Win überschreitet, unterdrückt werden, selbst wenn die Ankurbelleistungserzeugungselektroleistung während des Ankurbelns erzeugt wird.
5 zeigt eine Darstellung, die Zustandsänderungen der Kraftmaschine 10 und der elektrischen Batterieleistung Pb in einem Fall veranschaulicht, in dem die Fahrzeuggeschwindigkeit sich in einem Fahrpedal-EIN-Zustand (Fahrpedalöffnung > 0) während der Motorfahrt erhöht.
In einer Situation, in der die Motorfahrt in dem Fahrpedal-EIN-Zustand durchgeführt wird, verwendet das Fahren die Leistung des zweiten MG 30, und somit wird die elektrische Leistung aus der Batterie 70 zu dem zweiten MG 30 ausgegeben. Dementsprechend ist die elektrische Batterieleistung Pb ein positiver (+) Wert und erhöht sich (der absolute Wert erhöht sich), wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit sich erhöht.
In dem in 5 veranschaulichten Beispiel erreicht die Fahrzeuggeschwindigkeit die obere Grenzfahrzeuggeschwindigkeit Vmax zu dem Zeitpunkt t11, jedoch überschreitet die Summe der elektrischen Batterieleistung Pb und des vorhergesagten Werts α der Ankurbelleistungserzeugungselektroleistung den Schwellwert Pwin nicht (das heißt Pb + α > Pwin), da die Batterie 70 entladen wird. Anders ausgedrückt wird die Ankurbelleistungserzeugungselektroleistung durch den zweiten MG 30 oder die anderen elektrischen Geräte in einem Entladeziel (beispielsweise eine Hilfsmaschine wie eine Klimaanlagenvorrichtung) verbraucht, selbst wenn das Ankurbeln durchgeführt wird, und somit wird vorhergesagt, dass die elektrische Leistung, die die durch die Batterie aufnehmbare elektrische Leistung Win überschreitet, nicht in die Batterie 70 eingegeben wird.
In einem Fall, in dem die Summe der elektrischen Batterieleistung Pb und des vorhergesagten Werts α der Ankurbelleistungserzeugungselektroleistung den Schwellwert Pwin nicht überschreitet (das heißt in einem Fall, in dem vorhergesagt wird, dass die in die Batterie 70 eingegebene elektrische Leistung während des Ankurbelns den Schwellwert Pwin nicht überschreitet), behält die ECU 200 gemäß diesem Ausführungsbeispiel einen Zustand bei, in dem die Kraftmaschine 10 gestoppt ist, selbst nach der Zeit t11, zu dem die Fahrzeuggeschwindigkeit die obere Grenzfahrzeuggeschwindigkeit Vmax erreicht. Auf diese Weise kann ein unnötiges Starten der Kraftmaschine 10 während der Motorfahrt unterdrückt werden.
Wie es vorstehend beschrieben worden ist, bestimmt die ECU 200 gemäß diesem Ausführungsbeispiel auf der Grundlage eines Vergleichs zwischen der Summe der elektrischen Batterieleistung Pb und des vorhergesagten Werts α der Ankurbelleistungserzeugungselektroleistung und des Schwellwerts Pwin entsprechend der durch die Batterie aufnehmbaren elektrischen Leistung Win, ob die Kraftmaschine 10 während der Motorfahrt zu starten ist oder nicht. Anders ausgedrückt bestimmt die ECU 200 nicht nur auf der Grundlage des vorhergesagten Werts α der Ankurbelleistungserzeugungselektroleistung und der durch die Batterie aufnehmbaren elektrischen Leistung Win, sondern ebenfalls auf der Grundlage der elektrischen Batterieleistung Pb, ob die Kraftmaschine 10 während der Motorfahrt zu starten ist oder nicht. Dementsprechend kann ein unnötiges Starten der Kraftmaschine während der Motorfahrt unterdrückt werden.
Es sei bemerkt, dass das hier offenbarte Ausführungsbeispiel in jederlei Hinsicht ein nicht einschränkendes Beispiel ist. Der Umfang der Erfindung ist nicht durch die vorstehende Beschreibung, sondern die Patentansprüche definiert, und die Erfindung soll jegliche Modifikation mit derselben Bedeutung und den Umfang für die Patentansprüche umfassen.

Claims

Fahrzeug mit einer Kraftmaschine, einem Motor, der mit einem Antriebsrad verbunden ist, wobei das Fahrzeug durch Verwendung von Leistung aus dem Motor und/oder der Kraftmaschine fahren kann, einer rotierenden elektrischen Maschine, die mit der Kraftmaschine und dem Motor über eine Planetengetriebevorrichtung verbunden ist, wobei die rotierende elektrische Maschine konfiguriert ist, in eine Richtung entgegengesetzt zu einer Drehrichtung des Motors während einer Motorfahrtbetriebsart zu drehen, wobei die Motorfahrtbetriebsart eine ist, bei der dem Fahrzeug erlaubt wird, durch die Leistung des Motors zu fahren, während die Kraftmaschine gestoppt ist, einer Batterie, die konfiguriert ist, elektrische Leistung mit einer Vielzahl von elektrischen Geräten einschließlich des Motors und der rotierenden elektrischen Maschine auszutauschen, und einer ECU, die konfiguriert ist, (a) die rotierende elektrische Maschine zu steuern, elektrische Leistung zu erzeugen, wenn die Kraftmaschine während der Motorfahrtbetriebsart gestartet wird, und ein Ankurbeldrehmoment der Kraftmaschine bereitzustellen, wobei die durch die rotierende elektrische Maschine erzeugte elektrische Leistung sich mit Erhöhung der Fahrzeuggeschwindigkeit erhöht, und (b) auf der Grundlage eines Vergleichs zwischen einer Summe von elektrischer Leistung und einem Wert, der einer durch die Batterie aufnehmbaren elektrischen Leistung entspricht, zu bestimmen, ob die Kraftmaschine zu starten ist oder nicht, wobei die Summe der elektrischen Leistung eine Summe einer ersten elektrischen Leistung, die tatsächlich in die und aus der Batterie während der Motorfahrtbetriebsart eingegeben und ausgegeben wird, und einer zweiten elektrischer Leistung ist, von der vorhergesagt wird, dass diese durch die rotierende elektrische Maschine erzeugt wird, während das Ankurbeldrehmoment der Kraftmaschine bereitgestellt wird.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei die ECU konfiguriert ist, das Ankurbeldrehmoment der Kraftmaschine bereitzustellen, wenn die Summe der elektrischen Leistung den Wert entsprechend der durch die Batterie aufnehmbaren elektrischen Leistung überschreitet.
Fahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, wobei die ECU konfiguriert ist, einen Zustand beizubehalten, in dem die Kraftmaschine gestoppt ist, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit eine obere Grenzfahrzeuggeschwindigkeit für die Motorfahrtbetriebsart überschreitet und die Summe der elektrischen Leistung den Wert, der der durch die Batterie aufnehmbaren elektrischen Leistung entspricht, nicht überschreitet, wobei die obere Grenzfahrzeuggeschwindigkeit entsprechend der durch die Batterie aufnehmbaren elektrischen Leistung eingestellt ist.
Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Planetengetriebevorrichtung ein Sonnenrad, das mit der rotierenden elektrischen Maschine verbunden ist, ein Hohlrad, das mit dem Motor verbunden ist, ein Ritzelrad, das in Eingriff mit dem Sonnenrad und dem Hohlrad steht, und einen Träger aufweist, der das Ritzelrad derart stützt, dass es drehbar ist und mit der Kraftmaschine verbunden ist, und die ECU konfiguriert ist, die elektrische Leistung, von der vorhergesagt wird, dass diese durch die rotierende elektrische Maschine erzeugt wird, während das Ankurbeldrehmoment der Kraftmaschine bereitgestellt wird, auf einen größeren Wert einzustellen, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit sich erhöht.