DE60129071T2

DE60129071T2 - Fahrzeugsteuerungssystem mit Fehlererkennungsvorrichtung und -verfahren für ein Fahrpedal

Info

Publication number: DE60129071T2
Application number: DE60129071T
Authority: DE
Inventors: Mitsuhiro Aichi-ken Nada
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2000-05-10
Filing date: 2001-05-09
Publication date: 2008-04-10
Anticipated expiration: 2021-05-10
Also published as: JP3899777B2; ES2288894T3; JP2001317399A; EP1153783A2; US20030158639A1; EP1153783B1; US6757599B2; KR20010106227A; EP1153783A3; CN1332095A; DE60129071D1; US6591173B2; CN1270068C; US20010041955A1; KR100397117B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Betriebssteuervorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1, die in einem Hybridfahrzeug installiert werden kann, um einen Fahrzustand eines Hybridfahrzeuges zu steuern.
Die DE 195 28 629 A1 beschreibt eine gattungsgemäße Betriebssteuervorrichtung, die in einem Hybridfahrzeug installiert werden kann, um einen Fahrzustand eines Hybridfahrzeuges zu steuern. Die Betriebssteuervorrichtung umfasst Antriebskrafterzeugungsvorrichtungen einschließlich eines Verbrennungsmotors, von Elektromotoren und einer Batterie zum Antreiben der Elektromotoren sowie eine Steuereinheit, mit der die Antriebskrafterzeugungsvorrichtungen in einem ersten Betriebsmodus und in einem zweiten Betriebsmodus gesteuert werden können. Die Steuereinheit speichert eine Vielzahl von vorgegebenen Steuermodi während einer Abnormalität, die den zweiten Betriebsmodus umfassen.
Die EP 0 507 500 A2 offenbart ein Verbrennungsmotorschutzsystem eines Fahrzeuges, das einen einzigen Verbrennungsmotor aufweist, wobei im Falle einer Abnormalität eines Fluidparameters, wie des Öldrucks, die Leistung des Motors reduziert wird. Im Falle einer detektierten Abnormalität schaltet dieses System mindestens auf einen zweiten Modus, der die angeforderte Antriebskraft mit dem einzigen Motor zur Verfügung stellt.
Die US-A-5 697 466 beschreibt ein Hybridantriebssystem, das aus einem Elektromotor und einem Verbrennungsmotor besteht. In diesem System gibt es drei mögliche Betriebsmodi zum Antreiben des Fahrzeuges, nämlich einen Verbrennungsmotorantriebsmodus, einen Elektromotorantriebsmodus und einen Verbrennungsmotor/Elektromotorantriebsmodus. Wenn eine Abnormalität im Elektromotor detektiert wird, werden Betriebsbereiche für die Verbrennungsmotor- und Verbrennungsmotor/Elektromotorantriebsmodi in Richtung auf einen niedrigen Drehzahlbereich und einen niedrigen Gaspedalbetätigungsbereich in der Antriebsmoduskarte des Hybridantriebssystems erweitert. In diesem Fall muß der Verbrennungsmotor härter arbeiten, um die gleiche Antriebskraft für das Fahrzeug zur Verfügung zu stellen.
Normalerweise führt eine in einem Fahrzeug installierte Antriebskrafterzeugungsvorrichtung zur Erzeugung der Antriebskraft für das Fahrzeug eine Steuerung in bezug auf die Erzeugung der Antriebskraft durch, während Detek tionssignale von verschiedenen Sensoren eingegeben werden, um den Betriebszustand des Fahrzeuges, den Antriebszustand der Antriebskrafterzeugungsvorrichtung etc. zu detektieren. Wenn bei einem Sensor, der ein Detektionssignal abgibt, eine Abnormalität auftritt, ist die Antriebskrafterzeugungsvorrichtung nicht mehr in der Lage, normalerweise die Steuerung zur Erzeugung der Antriebskraft unter Verwendung der Detektionssignale auszuführen.
Die JP-64-024145 A offenbart Stand der Technik in bezug auf die Erfindung. Bei einem in dieser Veröffentlichung beschriebenen Verfahren ist eine Vielzahl von Systemen von Sensoren zum Detektieren von vorgegebenen Betriebseigenschaftsgrößen in bezug auf das Fahrzeug vorgesehen. Wenn eine Abnormalität in einem Sensor auftritt, findet das Detektionssignal von einem anderen Sensor Verwendung, um die Antriebskrafterzeugungsvorrichtung anzutreiben, und wird ferner die Ausgangscharakteristik der Antriebskrafterzeugungsvorrichtung verändert, damit ein Fahrzeuglenker das Auftreten einer Abnormalität fühlt. Beispielsweise wird eine Steuerung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses und eine Steuerung des Zündzeitpunktes bei einem Benzinmotor, d.h. einer Antriebskrafterzeugungsvorrichtung, durchgeführt, in dem Detektionssignale von einem Luftdurchflusssensor, der die Menge der in den Verbrennungsmotor eingeführten Ansaugluft detektiert, verwendet werden. Wenn der Luftdurchflusssensor eine Abnormalität besitzt, findet das Detektionssignal von einem Drosselklappensensor zum Detektieren des Öffnungsgrades einer Drosselklappe anstelle des Detektions signales vom Luftdurchflusssensor Verwendung, um die Steuerung durchzuführen. Ferner wird, wenn der Luftdurchflusssensor eine Abnormalität aufweist, die Ausgangscharakteristik des Verbrennungsmotors von der Charakteristik, die er während eines Normalzustandes aufweist, verändert, d.h. die Steuerung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses und die Steuerung des Zündzeitpunktes werden gegenüber denen, die während des Normalzustandes durchgeführt werden, verändert, damit ein Fahrzeuglenker auf diese Weise tatsächlich das Vorhandensein einer Abnormalität fühlt. Diese Konstruktion macht es möglich, die Fahrt des Fahrzeuges fortzusetzen und den Fahrzeuglenker über das Auftreten einer Abnormalität zu informieren.
Selbst wenn jedoch ein Fahrzeuglenker auf diese Weise in die Lage versetzt wird, das Auftreten einer Abnormalität tatsächlich zu fühlen, kann er die Fahrt des Fahrzeuges fortsetzen, da ein ausreichendes Fahrverhalten durch die Steuerung, die Ausgangssignale von einem Sensor verwendet, der sich von dem Sensor unterscheidet, der während des Normalzustandes verwendet wird, sichergestellt wird. Eine derartige Fortsetzung der Fahrt des Fahrzeuges, wenn ein Sensor in bezug auf die Steuerung der Antriebskrafterzeugungsvorrichtung, wie des Verbrennungsmotors o.ä., eine Abnormalität aufweist, ist jedoch aus Sicherheitsgründen nicht wünschenswert, da die Möglichkeit besteht, daß beim Auftreten einer anderen Abnormalität im Fahrzeug dieses nicht in der Lage ist, in geeigneter Weise auf die Abnormalität zu reagieren.
Als Gegenmaßnahme, die durchzuführen ist, wenn eine Abnormalität in einem Sensor in bezug auf die Antriebssteuerung des Fahrzeuges detektiert wird, ist es denkbar, zu ermitteln, daß eine normale Steuerung unmöglich ist, und den Betrieb des Fahrzeuges zu verbieten. Wenn jedoch eine Abnormalität während der Fahrt des Fahrzeuges detektiert wird, kann ein Fahrverbot des Fahrzeuges bewirken, daß das Fahrzeug nicht mehr in geeigneter Weise gesteuert werden kann.
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Betriebssteuervorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1, die in einem Hybridfahrzeug installiert werden kann, um einen Fahrzustand eines Hybridfahrzeuges zu steuern, so weiterzubilden, daß selbst zum Zeitpunkt einer speziellen Art von Abnormalität, wie einer Abnormalität in bezug auf eine Steuerung der Antriebskrafterzeugungsvorrichtung, eine ausreichende Sicherheit eines Hybridfahrzeuges gewährt wird.
Dieses Ziel wird mit einer Betriebssteuervorrichtung, die in einem Hybridfahrzeug installiert werden kann, um einen Fahrzustand eines Hybridfahrzeuges zu steuern, erreicht, die die Merkmale von Patentanspruch 1 aufweist.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
Eine Betriebssteuervorrichtung und ein Betriebssteuerverfahren gemäß einem ersten Modus der Erfindung sind in einem Fahrzeug vorgesehen und steuern, wenn der Fahrzu stand des Fahrzeuges gesteuert wird, die Antriebskrafterzeugungsvorrichtung so, daß Antriebskraft in Abhängigkeit von einer Anforderung zum Erhöhen der Antriebskraft, die über eine Achse des Fahrzeuges abzugeben ist, erzeugt wird. Wenn eine Abnormalität des Fahrzeuges detektiert wird, wird die Antriebskrafterzeugungsvorrichtung in einem Steuermodus während einer Abnormalität entsprechend dem Umfang der Abnormalität gesteuert.
Wenn gemäß dem ersten Modus der Erfindung eine spezielle Art von Abnormalität im Fahrzeug detektiert wird, wird ein Steuermodus entsprechend der Art der detektierten Abnormalität unter einer Vielzahl von voreingestellten Steuermodi "während einer Abnormalität" durchgeführt. Selbst zum Zeitpunkt des Auftretens einer Abnormalität wird daher eine Fahrzeugantriebskraft in Abhängigkeit von der Art der aufgetretenen Abnormalität sichergestellt.
Der Steuermodus während der Abnormalität ist ein Steuermodus, der Änderungen in der Antriebskraft in Abhängigkeit von einer Anforderung zur Erhöhung der Antriebskraft im Vergleich zu einem Zustand, in dem keine Abnormalität detektiert wird, beschränkt.
Durch diese Konstruktion wird das Beschleunigungsverhalten des Fahrzeuges zum Zeitpunkt des Auftretens einer Abnormalität im Vergleich zu einem Normalniveau reduziert. Es wird daher eine übermäßig hohe Beschleunigung des Fahrzeuges, das eine Abnormalität besitzt, verhin dert, und es wird die Sicherheit des Fahrzeuges, das mit einer vorhandenen Abnormalität läuft, verbessert.
Ferner kann der Steuermodus während der Abnormalität verhindern, daß das Fahrzeug unabhängig von der Anforderung zur Erhöhung der Antriebskraft beschleunigt wird, nachdem die Geschwindigkeit des Fahrzeuges eine spezielle Geschwindigkeit erreicht hat.
Zum Zeitpunkt des Auftretens einer Abnormalität überschreitet daher die Fahrzeuggeschwindigkeit nicht die vorstehend erwähnte spezielle Fahrzeuggeschwindigkeit. Diese Konstruktion verhindert daher einen unerwünschten Lauf des Fahrzeuges, das eine Abnormalität aufweist, mit hoher Geschwindigkeit und verbessert die Sicherheit des Fahrzeuges, das mit einer vorhandenen Abnormalität läuft.
Ferner kann es der Steuermodus während der Abnormalität ermöglichen, daß eine Antriebskraft entsprechend der Anforderung zur Erhöhung der Antriebskraft erzeugt wird, bis die Geschwindigkeit des Fahrzeuges die spezielle Geschwindigkeit erreicht, wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeuges, die vorhanden ist, wenn die Abnormalität detektiert wird, mindestens eine vorgegebene Geschwindigkeit ist.
Diese Konstruktion verbessert die Sicherheit zum Zeitpunkt einer Abnormalität während des Fahrens mit hoher Geschwindigkeit.
Des weiteren kann der Steuermodus während der Abnormalität ermöglichen, daß das Fahrzeug gemäß der Anforderung zur Erhöhung der Antriebskraft bis zu einer vorgegebenen Geschwindigkeit läuft, die jenseits der speziellen Geschwindigkeit des Fahrzeuges liegt, wenn mindestens eine der nachfolgenden Bedingungen erfüllt ist, die die abgelaufene Zeit nach der Detektion der Abnormalität und die Fahrdistanz nach der Detektion der Abnormalität umfassen.
Innerhalb einer vorgegebenen Zeit oder einer vorgegebenen Fahrstrecke nach der Detektion einer Abnormalität kann daher die Fahrt des Fahrzeuges, die die Absicht eines Fahrzeuglenkers wiedergibt, bis zu der vorgegebenen Fahrzeuggeschwindigkeit, die jenseits der speziellen Fahrzeuggeschwindigkeit liegt, ausgeführt werden. Somit kann eine ausreichende Schutzwirkung erreicht werden.
Darüber hinaus kann es sich bei dem Steuermodus während der Abnormalität um einen Steuermodus zur Erzeugung der Antriebskraft in der Antriebskrafterzeugungsvorrichtung durch Verwendung eines Teiles, der normal angetrieben werden kann, wenn die Abnormalität auftritt, und durch Änderung der Antriebskraft in Abhängigkeit von der Anforderung zur Erhöhung der Antriebskraft handeln.
Diese Konstruktion macht es möglich, die Antriebskraft unter Verwendung des Teiles, der normal angetrieben werden kann, zu erzeugen und die Fahrt des Fahrzeuges so auszuführen, daß diese die Absicht eines Fahrzeuglenkers wiedergibt. Daher kann eine bestmögliche Antriebskraft für eine Schutzwirkung sichergestellt werden und die Sicherheit zum Zeitpunkt des Auftretens einer Abnormalität verbessert werden.
Des weiteren kann der Steuermodus während der Abnormalität die Antriebskraft des Fahrzeuges auf der Basis der abgelaufenen Zeit nach der Detektion der Abnormalität und/oder einer Fahrstrecke nach der Detektion der Abnormalität schrittweise beschränken.
Diese Konstruktion stellt eine weitere ausreichende Antriebskraft zur Verfügung, bis die vorgegebene Zeit nach der Detektion einer Abnormalität abgelaufen ist oder bis das Fahrzeug die vorgegebene Strecke nach der Detektion einer Abnormalität gefahren ist. Daher kann in einfacher Weise eine Schutzwirkung erzielt werden, und die Sicherheit zum Zeitpunkt des Auftretens einer Abnormalität kann verbessert werden. Ferner verzögert die Konstruktion durch die schrittweise Beschränkung der Antriebskraft des Fahrzeuges die Fortsetzung der Fahrt des Fahrzeuges mit einer vorhandenen Abnormalität länger als erforderlich. Auf diese Weise kann die Sicherheit des Fahrzeuges verbessert werden.
Noch weiter kann eine Vielzahl von Detektoren vorgesehen sein, die eine spezielle Größe der Verschiebung in bezug auf das Fahrzeug detektieren. Die Abnormalität entsprechend dem Steuermodus während der Abnormalität zum schrittweisen Beschränken der Antriebskraft des Fahrzeuges kann eine Abnormalität sein, die in mindestens einem dieser Detektoren auftritt, so daß es unmöglich ist, die Abnormalität zu detektieren, wenn eine Abnormalität in mindestens einem anderen Detektor auftritt.
Wenn daher die detektierte Abnormalität eine Abnormalität ist, die in mindestens einem der Detektoren zum Detektieren der speziellen Größe der Verschiebung in bezug auf das Fahrzeug auftritt, so daß es unmöglich ist, die Abnormalität zu detektieren, wenn eine Abnormalität in mindestens einem anderen Detektor auftritt, wird die Antriebskraft des Fahrzeuges schrittweise beschränkt. Es wird daher möglich, ein Ereignis im wesentlichen zu verhindern, bei dem, wenn eine Abnormalität in den anderen Detektoren auftritt, der Fahrzeuglenker weiterhin das Fahrzeug fährt, ohne die Abnormalität zu kennen. Daher kann die Sicherheit des Fahrzeuges verbessert werden.
Bei dem Steuermodus während der Abnormalität kann es sich um einen Steuermodus zur Abgabe einer ausreichend kleinen Antriebskraft handeln, die eine Bewegung des Fahrzeuges über die Antriebskrafterzeugungsvorrichtung unabhängig von der Anforderung zur Erhöhung der Antriebskraft durch den Fahrzeuglenker ermöglicht.
Diese Konstruktion macht es möglich, eine Antriebskraft sicherzustellen, die zur Bewegung des Fahrzeuges benötigt wird. Selbst wenn es in Abhängigkeit von der Art der Abnormalität schwierig wird, eine Steuerung durchzuführen, die die Absicht des Fahrzeuglenkers wiedergibt, kann das Fahrzeug bis zu einem sicheren Platz bewegt werden. Daher kann die Sicherheit des Fahrzeuges verbessert werden.
Eine Betriebssteuervorrichtung und ein Betriebssteuerverfahren gemäß einem zweiten Modus der Erfindung sind bei einem Fahrzeug vorgesehen und steuern bei einer Steuerung des Fahrzustandes des Fahrzeuges eine im Fahrzeug installierte Antriebskrafterzeugungsvorrichtung zur Erzeugung der Antriebskraft des Fahrzeuges, detektieren eine spezielle Art einer Abnormalität im Fahrzeug und beschränken die Antriebskraft des Fahrzeuges schrittweise nach dem Detektieren einer Abnormalität.
Gemäß dem zweiten Modus der Erfindung wird die Beschränkung der Antriebskraft schrittweise durchgeführt, nachdem eine Abnormalität detektiert worden ist. Daher kann zum Zeitpunkt des Auftretens einer Abnormalität eine weiter ausreichende Antriebskraft sichergestellt werden. Zum Zeitpunkt des Auftretens einer Abnormalität kann daher eine Schutzwirkung sicherer erreicht werden.
Die Betriebssteuervorrichtung des zweiten Modus kann des weiteren eine Vielzahl von Detektoren aufweisen, die eine spezielle Größe einer Verschiebung in bezug auf das Fahrzeug detektieren, und die spezielle Art der Abnormalität kann eine Abnormalität sein, die in mindestens einem der Detektoren auftritt, so daß es unmöglich ist, die Abnormalität zu detektieren, wenn eine Abnormalität in mindestens einem anderen Detektor auftritt.
Wenn daher die detektierte Abnormalität eine Abnormalität ist, die in mindestens einem der Detektoren zum Detektieren der speziellen Größe der Verschiebung in bezug auf das Fahrzeug auftritt, so daß es unmöglich ist, die Abnormalität zu detektieren, wenn eine Abnormalität in mindestens einem anderen Detektor auftritt, wird die Antriebskraft des Fahrzeuges schrittweise beschränkt. Es wird somit möglich, im wesentlichen ein Ereignis zu verhindern, daß der Fahrzeuglenker weiterhin das Fahrzeug fährt, ohne die Abnormalität zu kennen, wenn eine Abnormalität in den anderen Detektoren auftritt. Daher kann die Sicherheit des Fahrzeuges verbessert werden.
Des weiteren kann die Antriebskraft auf der Basis von mindestens einer Bedingung der folgenden Bedingungen beschränkt werden, die der abgelaufenen Zeit der Detektion nach der Abnormalität und der Fahrdistanz nach der Detektion der Abnormalität entsprechen.
Diese Konstruktion stellt weiter eine ausreichende Antriebskraft zur Verfügung, bis die vorgegebene Zeit nach der Detektion einer Abnormalität abgelaufen ist oder bis das Fahrzeug nach der Detektion einer Abnormalität die vorgegebene Distanz gefahren ist. Daher kann auf einfache Weise eine Schutzwirkung erreicht werden, und es kann die Sicherheit zum Zeitpunkt des Auftretens einer Abnormalität verbessert werden.
Die Modi der Erfindung sind nicht auf die vorstehend beschriebene Betriebssteuervorrichtung beschränkt. Ein anderer Modus der Erfindung entspricht einem Fahrzeug, das mit einer Betriebssteuervorrichtung gemäß der Erfindung versehen ist. Mit diesem Fahrzeug werden die vorstehend aufgeführten Vorteile erzielt, beispielsweise die Sicherstellung einer weiter ausreichenden Antriebskraft zum Zeitpunkt des Auftretens einer Abnormalität, die einfachere Erzielung einer Schutzwirkung und die Verhinderung einer Fortsetzung der Fahrt des Fahrzeuges bei einer Abnormalität länger als erforderlich etc.
Die vorstehend genannten und weiteren Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden deutlich aus der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen derselben in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen, in denen gleiche Bezugszeichen zur Bezeichnung von entsprechenden Elementen dienen. Hiervon zeigen:
1 eine Darstellung, die die Gesamtkonstruktion eines Hybridfahrzeuges gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
2 ein Blockdiagramm, das eine detaillierte Konstruktion eines Steuersystems 200 zeigt;
3 ein Diagramm, das die Ausgangseigenschaften von diversen Steuerungen zeigt, die zum Zeitpunkt des Auftretens von verschiedenen Abnormalitäten durchgeführt werden;
4 ein Blockdiagramm, das eine Schaltungskonstruktion zeigt, die die Ver arbeitung eines Gaspedalsensorausgangssignales betrifft;
die 5A und 5B Diagramme, die die Eigenschaften von zwei Sensoren des Gaspedalsensors 165 zeigen;
6 ein Diagramm, das ein abnormes Ereignis #1 des Gaspedalsensors zeigt;
7 ein Diagramm, das ein abnormes Ereignis #2 des Gaspedalsensors zeigt;
8 ein Diagramm, das ein abnormes Ereignis #3 des Gaspedalsensors zeigt;
9 ein Diagramm, das ein abnormes Ereignis #4 des Gaspedalsensors zeigt;
10 ein Diagramm, das ein abnormes Ereignis #5 des Gaspedalsensors zeigt;
11 ein Ablaufdiagramm, das ein Gaspedalsensorabnormalitätsverarbeitungsprogramm zeigt;
12 ein Diagramm, das den Zustand der vom Schaltpositionssensor 167 abgegebenen Signale zeigt;
13 ein Ablaufdiagramm, das ein Verbrennungsmotorabnormalitätsverarbeitungsprogramm zeigt; und
14 ein Diagramm zur Darstellung des Funktionsprinzips einer Antriebskrafterzeugungsvorrichtung dieser Ausführungsform.
Zur weiteren Darstellung der vorstehend beschriebenen Konstruktion und Funktionsweise der Erfindung werden Ausführungsformen zur Durchführung der Erfindung in Verbindung mit bevorzugten Ausführungsformen erläutert.
Als erstes wird die Konstruktion eines Hybridfahrzeuges als eine Ausführungsform der Erfindung beschrieben. 1 ist eine Darstellung, die die Gesamtkonstruktion des Hybridfahrzeuges als Ausführungsform der Erfindung zeigt. Das Hybridfahrzeug hat drei Antriebsmotoren: einen Verbrennungsmotor 150 und zwei Motor-Generatoren MG1, MG2. Der Begriff "Motor-Generator" kennzeichnet einen Antriebsmotor, der sowohl als Elektromotor (Antriebsmotor) als auch als Generator (Generator für elektrischen Strom) funktioniert und hiernach einfach als "Motor" bezeichnet wird. Das Fahrzeug wird von einem Steuersystem 200 gesteuert.
Das Steuersystem 200 umfaßt eine Haupt-ECU 210, eine Bremsen-ECU 220, eine Batterie-ECU 230 und eine Verbrennungsmotor-ECU 240. Jede ECU ist als eine Einheit aus gebildet, in der ein Mikrocomputer, der eine CPU, einen ROM, einen RAM etc. enthält, und eine Vielzahl von Schaltungselementen einschließlich einer Eingangsschnittstelle, einer Ausgangsschnittstelle etc. auf einer Schaltungsplatine angeordnet sind. In jeder ECU führt die CPU diverse Steuervorgänge in Abhängigkeit von im ROM gespeicherten Programmen durch. Die Haupt-ECU 210 besitzt einen Motorsteuerteil 260 und einen Hauptsteuerteil 270. Der Hauptsteuerteil 270 besitzt Funktionen zur Ermittlung von Steuergrößen, wie beispielsweise die Verteilung der Ausgangsgrößen des Verbrennungsmotors 150 und der Motoren MG1, MG2 etc.
Bei dem Verbrennungsmotor 150 kann es sich um einen üblichen Benzinmotor handeln, der eine Kurbelwelle 156 in Drehungen versetzt. Der Betrieb des Verbrennungsmotors 150 wird von der Verbrennungsmotor-ECU 240 gesteuert. Die Verbrennungsmotor-ECU 240 steuert die Kraftstoffeinspritzmenge o.ä. in bezug auf den Verbrennungsmotor 150 in Abhängigkeit von Befehlen des Hauptsteuerteiles 270.
Jeder der Motoren MG1, MG2 ist als Synchronelektromotor mit einem Rotor 132, 142, der eine Vielzahl von Permanentmagneten auf seinem Außenumfang trägt, und einem Statur 133, 143, auf dem Dreiphasenwicklungen 131, 141 zur Erzeugung von Drehfeldern ausgebildet sind, ausgebildet. Die Staturen 133, 143 der Motoren MG1, MG2 sind an einem Gehäuse 119 fixiert. Die Dreiphasenwicklungen 131, 141, die auf den Staturen 133, 143 der Motoren MG1, MG2 gewickelt sind, sind über Antriebsschaltungen 191, 192 an eine Sekundärbatterie 194 angeschlossen. Bei je der Antriebsschaltung 191, 192 handelt es sich um einen Transistor-Invertor, der ein Paar von Transistoren als Schaltelemente für jede Phase besitzt. Die Antriebsschaltungen 191, 192 sind vom Motorsteuerteil 260 gesteuert. Wenn Transistoren in den Antriebsschaltungen 191, 192 durch Steuersignale vom Motorsteuerteil 260 geschaltet werden, fließt Strom zwischen der Sekundärbatterie 194 und den Motoren MG1, MG2. Die Motoren MG1, MG2 können als rotierende Elektromotoren (dieser Betriebszustand wird hiernach als "Motorzustand" bezeichnet) funktionieren, wenn sie mit elektrischem Strom versorgt werden. Wenn die Rotoren 132, 142 durch eine externe Kraft gedreht werden, funktionieren die Motoren MG1, MG2 als Generatoren, die eine elektromotorische Kraft zwischen den Enden der Dreiphasen-Wicklungen 131, 141 erzeugen und auf diese Weise die Sekundärbatterie 194 aufladen (hiernach wird dieser Betriebszustand als "Regenerationszustand" bezeichnet).
Die sich drehenden Wellen des Verbrennungsmotors 115 und der Motoren MG1, MG2 sind über ein Planetengetriebe 120 mechanisch miteinander verbunden. Das Planetengetriebe 120 besteht aus einem Sonnenrad 121, einem Ringrad 122 und einem Planetenträger 124, der Planetenräder 123 trägt. Im Hybridfahrzeug dieser Ausführungsform ist die Kurbelwelle 156 des Verbrennungsmotors 150 über einen Dämpfer 130 mit einer Planetenträgerwelle 127 verbunden. Der Dämpfer 130 dient dazu, Torsionsvibrationen, die an der Kurbelwelle 156 auftreten, zu absorbieren. Der Rotor 132 des Motors MG1 ist mit einer Sonnenradwelle 125 verbunden. Der Rotor 142 des Motors MG2 ist mit einer Ring radwelle 126 verbunden. Die Drehung des Ringrades 122 wird über einen Kettenriemen 129 und ein Differentialgetriebe 114 auf eine Achse 112 und Räder 116R, 116L übertragen.
Bei dem Steuersystem 200 finden diverse Sensoren zur Verwirklichung der Steuerung des gesamten Fahrzeuges Verwendung. Beispielsweise verwendet das System 200 einen Gaspedalsensor 165 zum Detektieren des vom Fahrzeuglenker verursachten Niederdrückgrades eines Gaspedales, einen Schalthebelpositionssensor 167 zum Detektieren der Position eines Schalthebels, einen Bremspedalsensor 163 zum Detektieren des auf ein Bremspedal aufgebrachten Drucks, einen Batteriesensor 196 zum Detektieren des Ladezustandes der Sekundärbatterie 194, einen Drehzahlsensor 144 zum Messen der Drehzahl des Motors MG2 etc. Da die Ringradwelle 126 und die Achse 112 über den Kettenriemen 129 mechanisch miteinander verbunden sind, ist das Drehzahlverhältnis zwischen der Ringradwelle 126 und der Achse 112 konstant. Unter Verwendung des auf der Ringradwelle 126 vorgesehenen Drehzahlsensors 144 können daher die Drehzahl der Achse 112 sowie die Drehzahl des Motors MG2 detektiert werden.
Als nächstes werden Funktionsweisen des Hybridfahrzeuges dieser Ausführungsform beschrieben. Um eine Grundfunktion des Hybridfahrzeuges zu erläutern, wird als erstes die Funktionsweise des Planetengetriebes 120 beschrieben. Das Planetengetriebe 120 besitzt eine solche Charakteristik, daß bei der Ermittlung der Drehzahlen von zwei der vorstehend erwähnten Wellen auch die Drehzahl der anderen Welle ermittelt wird. Die Drehzahlen der drei rotierenden Wellen weisen die folgende, durch Gleichung (1) ausgedrückte Beziehung zueinander auf. Nc = Ns × ñ/(1 + ñ) + Nr × 1/(1 + ñ) (1)
In Gleichung (1) bedeuten Nc die Drehzahl der Planetenträgerwelle 127, Ns die Drehzahl der Sonnenradwelle 125 und Nr die Drehzahl der Ringradwelle 126. ñ bedeutet das Übersetzungsverhältnis zwischen dem Sonnenrad 121 und dem Ringrad 122, das durch die folgende Gleichung gekennzeichnet ist: ñ = [Anzahl der Zähne des Sonnenrades 121]/[Anzahl der Zähne des Ringrades 122]
Die Drehmomente der drei rotierenden Wellen stehen unabhängig von ihren Drehzahlen miteinander in der folgenden Beziehung, wie durch die folgenden Gleichungen (2) und (3) ausgedrückt wird: Ts = Tc × ñ/(1 + ñ) (2) Tr = Tc × 1/(1 + ñ) = Ts/ñ (3)
In diesen Gleichungen bedeuten Tc das Drehmoment der Planetenträgerwelle 127, Ts das Drehmoment der Sonnenradwelle 125 und Tr das Drehmoment der Ringradwelle 126.
Das Hybridfahrzeug dieser Ausführungsform kann aufgrund der Funktionsweise des Planetengetriebes 120 in ver schiedenen Zuständen laufen. Wenn beispielsweise nach dem Start des Hybridfahrzeuges die Fahrzeuggeschwindigkeit relativ niedrig ist, wird Antriebskraft durch den Betrieb des Motors MG2 auf die Achse 112 übertragen, während der Verbrennungsmotor 150 im gestoppten Zustand gehalten wird. In entsprechender Weise kann das Hybridfahrzeug laufen, während der Verbrennungsmotor 150 im Leerlaufzustand gehalten wird.
Wenn das Hybridfahrzeug nach Betriebsbeginn eine vorgegebene Geschwindigkeit erreicht, startet das Steuersystem 200 den Verbrennungsmotor 150, indem es diesen unter Ausnutzung des durch Inbetriebnahme des Motors MG1 abgegebenen Drehmomentes in Betrieb setzt. In diesem Augenblick wird auch das Reaktionsdrehmoment des Motors MG1 über das Planetengetriebe 120 auf das Ringrad 122 abgegeben.
Wenn die Planetenträgerwelle 127 durch Betrieb des Verbrennungsmotors 150 gedreht wird, drehen sich die Sonnenradweile 125 und die Ringradwelle 126 in einem Zustand, der die Gleichungen (1) bis (3) erfüllt. Die Antriebskraft auf der Basis der Drehung der Ringradwelle 126 wird auf die Räder 116R, 116L übertragen. Die Antriebskraft auf der Basis der Drehung der Sonnenradwelle 125 kann vom ersten Motor MG1 in elektrische Energie regeneriert werden. Wenn der zweite Motor MG2 betrieben wird, gibt er eine Antriebskraft über die Ringradwelle 126 an die Räder 116R, 116L ab.
Während eines stetigen Betriebes wird die Ausgangsleistung des Verbrennungsmotors 150 auf einen Wert eingestellt, der im wesentlichen der erforderlichen Antriebskraft der Achse 112 entspricht (Drehmoment × Drehzahl der Achse 112). In diesem Fall wird ein Teil der Ausgangsleistung des Verbrennungsmotors 150 über die Ringradwelle 126 direkt auf die Achse 112 übertragen, während der restliche Teil der Ausgangsleistung vom ersten Motor MG1 als elektrischer Strom regeneriert wird. Der regenerierte elektrische Strom wird für den zweiten Motor MG2 verwendet, um Drehmoment zum Drehen der Ringradwelle 126 zu erzeugen. Infolgedessen kann die Achse 112 mit einer gewünschten Drehzahl und einem gewünschten Drehmoment angetrieben werden.
Wenn das auf die Achse 112 übertragene Drehmoment unzureichend ist, findet der zweite Motor MG2 als Drehmomentunterstützung Verwendung. Der für die Drehmomentunterstützung benötigte elektrische Strom entspricht einer Kombination aus dem vom ersten Motor MG1 regenerierten elektrischen Strom und dem in der Batterie 194 gespeicherten elektrischen Strom. Somit steuert das Steuersystem 200 die Funktionsweisen der beiden Motoren MG1, MG2 in Abhängigkeit von der erforderlichen Antriebskraft, die über die Achse 112 abgegeben werden muß.
Das Hybridfahrzeug dieser Ausführungsform ist ferner in der Lage, sich rückwärts zu bewegen, während der Verbrennungsmotor 150 kontinuierlich in Betrieb ist. Wenn der Verbrennungsmotor 150 in Betrieb ist, dreht sich die Planetenträgerwelle 127 in der gleichen Richtung, in der sie sich während des Vorwärtsfahrens des Fahrzeuges dreht. Während dieses Zustandes wird der Motor MG1 so gesteuert, daß er die Sonnenradwelle 125 mit einer höheren Drehzahl als die Planetenträgerwelle 127 dreht, so daß die Ringradwelle 126 in Rückwärtsrichtung gedreht wird, wie aus Gleichung (1) deutlich wird. Das Steuersystem 200 ist in der Lage, das Hybridfahrzeug rückwärts zu bewegen, indem der zweite Motor Mg2 in Rückwärtsrichtung betrieben und gleichzeitig das Ausgangsdrehmoment des zweiten Motors MG2 gesteuert wird.
Bei dem Planetengetriebe 120 ist es möglich, den Planetenträger 124 und das Sonnenrad 121 zu drehen, während sich das Ringrad 122 im Stoppzustand befindet. Der Verbrennungsmotor 150 kann daher betrieben werden, selbst wenn sich das Fahrzeug im Stoppzustand befindet. Wenn beispielsweise die verbleibende Aufladung der Sekundärbatterie 194 gering wird, kann die Sekundärbatterie 194 durch Betrieb des Verbrennungsmotors 150 aufgeladen werden und dadurch den ersten Motor MG1 regenerativ betreiben. Wenn der erste Motor MG1 während eines Stopps des Fahrzeuges betrieben wird, kann das vom ersten Motor MG1 erzeugte Drehmoment benutzt werden, um den Verbrennungsmotor 150 in Betrieb zu setzen und auf diese Weise zu starten.
2 ist ein Blockdiagramm einer detaillierteren Konstruktion des Steuersystems 200 dieser Ausführungsform. Der Hauptsteuerteil 270 umfaßt eine zentrale Steuereinheit CPU 272 und eine Steuerschaltung 274 für die elektrische Stromversorgung. Der Motorsteuerteil 260 besitzt eine zentrale Steuereinheit CPU 262 für den Motor und zwei zentrale Motorsteuereinheiten CPU 264, 266 zum Steuern der beiden Motoren MG1, MG2. Jede CPU besitzt eine CPU, einen ROM, einen RAM, einen Eingang und einen Ausgang (die nicht gezeigt sind), so daß ein Einchip-Mikrocomputer gebildet wird.
Die Hauptsteuereinheit CPU 272 besitzt Funktionen zum Bestimmen von Steuergrößen, wie die Verteilung der Drehzahlen und Drehmomente des Verbrennungsmotors 150 und der Motoren MG1, MG2, die Überführung von diversen angeforderten Werten an die anderen CPUs und ECUs und die Antriebssteuerung eines jeden Antriebsmotors. Für diese Steuerung wird die Hauptsteuereinheit CPU 272 mit Gaspedalpositionssignalen AP1, AP2 versorgt, die die Betätigung des Gaspedales anzeigen, mit Schalthebelpositionssignalen SP1, SP2, die die Schaltposition anzeigen, mit dem Ausgangsspannungswert VB der Batterie 194, dem Ausgangsstromwert IB der Batterie 194, der Fahrzeuggeschwindigkeit etc. Der Gaspedalsensor 165 und der Schalthebelpositionssensor 167 werden jeweils von zwei Systemen von Sensoren gebildet und führen die beiden Gaspedalpositionssignale AP1, AP2 und die beiden Schalthebelpositionssignale SP1, SP2 der Motorhauptsteuereinheit CPU 262 zu.
Bei der Steuerschaltung 274 für die elektrische Stromversorgung handelt es sich um eine Schaltung zur Umwandlung der Hochspannungsgleichspannung der Batterie 194 in eine Gleichspannung mit niedrigem Spannungspegel für jede Schaltung der Haupt-ECU 210. Die Steuerschaltung 274 für die elektrische Stromversorgung hat ferner eine Funktion als Überwachungsschaltung zum Überwachen der Hauptsteuereinheit CPU 272 in bezug auf Abnormalitäten.
Die ECU 240 für den Verbrennungsmotor steuert den Verbrennungsmotor 150 in Abhängigkeit von einem angeforderten Verbrennungsmotorleistungswert PEreq, der von der Hauptsteuereinheit CPU 272 zur Verfügung gestellt wird. Die ECU 240 für den Verbrennungsmotor führt die Drehzahl REVen des Verbrennungsmotors 150 zurück zur Hauptsteuereinheit CPU 272.
Die Motorhauptsteuereinheit CPU 262 führt die angeforderten Stromwerte I1req, I2req den beiden Motorsteuereinheiten CPUs 264, 266 in Abhängigkeit von den angeforderten Drehmomentwerten T1req, T2req, die von der Hauptsteuereinheit CPU 272 in bezug auf die Motoren MG1, MG2 zur Verfügung gestellt werden, zu. In Abhängigkeit von den angeforderten Stromwerten I1req, I2req steuern die Motorsteuereinheiten CPUs 264, 266 die Antriebsschaltungen 191, 192 zum Antreiben der Motoren MG1, MG2. Die Drehzahlsensoren der Motoren MG1, MG2 führen die Drehzahlen REV1, REV2 der Motoren MG1, MG2 zurück zur Motorhauptsteuereinheit CPU 262. Die Motorhauptsteuereinheit CPU 262 führt die Drehzahlen REV1, REV2 der Motoren MG1, MG2 sowie tatsächlich gemessene Stormwerte I1det, I2det (zusammen als Idet in 2 bezeichnet), d.h. die Werte des von der Batterie 194 zu den Antriebsschaltungen 191, 192 zugeführten Stroms etc., zurück zur Hauptsteuereinheit CPU 272. Ferner wird der Ausgangsspan nungswert VB der Batterie 194 der Motorhauptsteuereinheit CPU 262 zugeführt.
Die Batterie-ECU 230 überwacht den Ladungszustand SOC der Batterie 194 und führt einen angeforderten Ladungswert CHreq der Batterie 194 der Hauptsteuereinheit CPU 272 zu, falls erforderlich. Unter Berücksichtigung des angeforderten Wertes CHreq ermittelt die Hauptsteuereinheit CPU 272 eine Ausgangsleistung für jeden Antriebsmotor. Mit anderen Worten, wenn die Batterie 194 aufgeladen werden muß, wird bewirkt, daß der Verbrennungsmotor 150 eine Leistung erzeugt, die größer ist als die Leistung, die für das Fahren des Fahrzeuges erforderlich ist, und ein Teil der Ausgangsleistung des Verbrennungsmotors 150 wird für den Aufladevorgang des ersten Motors MG1 abgezweigt.
Die Bremsen-ECU 220 führt eine Steuerung durch, um ein Gleichgewicht zwischen einer hydraulischen Bremse (nicht gezeigt) und dem regenerativen Bremseffekt des Motors MG2 aufrechtzuerhalten. Der Grund für die Durchführung dieser Steuerung besteht darin, daß während des Bremsens im Hybridfahrzeug dieser Ausführungsform der Motor MG2 einen Regenerativvorgang durchführt, so daß daher die Batterie 194 aufgeladen wird. Genauer gesagt, die Bremsen-ECU 220 gibt einen angeforderten Regenerationswert REGreq in die Hauptsteuereinheit CPU 272 auf der Basis des Bremsdrucks BP vom Bremssensor 163 ein. Die Hauptsteuereinheit CPU 272 ermittelt Betriebsweisen der Motoren MG1, MG2 auf Basis des angeforderten Regenerationswertes REGreq und führt einen ausgeübten Regenera tionswert REGprac zurück zur Bremsen-ECU 220. Die Bremsen-ECU 220 steuert den von der hydraulischen Bremse bewirkten Bremsgrad auf einen geeigneten Wert auf der Basis des Bremsdrucks BP und der Differenz zwischen dem ausgeübten Regenerationswert REGprac und dem angeforderten Regenerationswert REGreq.
Somit ermittelt die Hauptsteuereinheit CPU 272 die Leistungen des Verbrennungsmotors 150 und der Motoren MG1, MG2 und liefert angeforderte Werte zur Verbrennungsmotor-ECU 240, der ersten Motorsteuer-CPU 264 und der zweiten Motorsteuer-CPU 266 zum Steuern des Verbrennungsmotors 150, des ersten Motors MG1 und des zweiten Motors MG2. In Abhängigkeit von den angeforderten Werten steuern die Verbrennungsmotor-ECU 240, die erste Motorsteuer-CPU 264 und die zweite Motorsteuer-CPU 266 die entsprechenden Antriebsmotoren. Daher kann das Hybridfahrzeug fahren, indem eine geeignete Antriebskraft über die Achse 112 in Abhängigkeit vom Fahrzustand abgegeben wird. Während des Bremsens wirken die Bremsen-ECU 220 und die Hauptsteuer-CPU 272 zusammen, um die Funktionen der hydraulischen Bremse und der Antriebsmotoren zu steuern. Es ist daher möglich, einen Bremsvorgang zu realisieren, der für den Fahrzeuglenker keine große Unbequemlichkeit darstellt, während elektrischer Strom regeneriert wird.
Die vier CPUs 272, 263, 264, 266 benutzen Überwachungsimpulse WDP, um sich in bezug auf Abnormalitäten zu überwachen. Wenn eine CPU eine Abnormalität aufweist und ihre Überwachungsimpulse stoppen, liefert eine andere CPU ein Rücksetzsignal RES an die CPU mit der Abnormalität und bewirkt auf diese Weise eine Rücksetzung der CPU. Die Hauptsteuereinheit CPU 272 wird ebenfalls auf Abnormalitäten von der Steuerschaltung 274 für die elektrische Stromversorgung überwacht.
Eine Abnormalitätengeschichte-Registrierschaltung 280 besitzt einen EEPROM 282 zum Registrieren der Geschichte des Auftretens von Abnormalitäten. Im EEPROM 282 wird die Geschichte des Auftretens von Abnormalitäten in verschiedenen Teilen, wie dem Beschleunigungssensor 165, dem Schalthebelpositionssensor 167 etc., registriert. Ferner werden Rücksetzsignale RES1, RES2, die zwischen der Hauptsteuereinheit CPU 272 und der Motorhauptsteuereinheit CPU 262 gesendet und empfangen werden, einem Eingang der Abnormalitätengeschichte-Registrierschaltung 280 zugeführt. Wenn Rücksetzsignale RS1, RS2 erzeugt werden, speichert die Abnormalitätengeschichte-Registrierschaltung 280 die Rücksetzsignale RES1, RES2 im EEPROM 282, der in der Abnormalitätengeschichte-Registrierschaltung 280 vorgesehen ist.
Die Hauptsteuereinheit CPU 272 und die Abnormalitätengeschichte-Registrierschaltung 280 sind in der Lage, über eine bidirektionale Kommunikationsleitung 214 sich verschiedene Anforderungen und Bemerkungen mitzuteilen. Eine andere bidirektionale Kommunikationsleitung 212 ist zwischen der Hauptsteuereinheit CPU 272 und der Motorhauptsteuereinheit CPU 262 vorgesehen.
Als nächstes wird ein Vorgang beschrieben, der durchgeführt wird, wenn eine Abnormalität im Hybridfahrzeug dieser Ausführungsform detektiert wird. Beispiele der Abnormalitäten in bezug auf die Erzeugung von Antriebskraft im Hybridfahrzeug dieser Ausführungsform sind Abnormalitäten von verschiedenen Teilen, die die Erzeugung der Antriebskraft betreffen, wie des Verbrennungsmotors 150, des zweiten Motors MG2, der Batterie 194 etc., Abnormalitäten in verschiedenen Sensoren zum Detektieren von Eingangssignalen, die von einem Fahrzeuglenker vorgesehen werden, um den Fahrzustand des Fahrzeuges zu steuern, Abnormalitäten der ECUs zum Steuern der Funktionszustände der verschiedenen Teile, Abnormalitäten in bezug auf Kommunikationen zwischen den ECUs etc.
Die Steuerung, die durchgeführt wird, wenn eine Abnormalität der vorstehend beschriebenen Art im Hybridfahrzeug dieser Ausführungsform auftritt, ermöglicht einen Schutz zum Vermeiden von Gefahren zum Zeitpunkt des Auftretens einer Abnormalität, so daß eine ausreichendere Laufleistung in Abhängigkeit von der Art der vorhandenen Abnormalität sichergestellt und ein langes Nachlaufen nach dem Auftreten einer Abnormalität durch Begrenzung der Ausgangsleistung verhindert wird.
Um ein Laufverhalten sicherzustellen, das die Durchführung eines Schutzes ermöglicht, finden bei dem Hybridfahrzeug dieser Ausführungsform Steuerverfahren Verwendung, um die Benutzung eines Teiles, bei dem eine Abnormalität detektiert wird, separat für die erwarteten Abnormalitäten zu verhindern. Genauer gesagt, für eine Sensorabnormalität wird ein Steuerverfahren zur Vermeidung der Verwendung des Detektionssignales von dem Sensor, bei dem eine Abnormalität detektiert wird, eingestellt. Für eine Abnormalität in den Kommunikationen zwischen den ECUs wird ein Steuerverfahren zum Vermeiden der Verwendung der durch die ECU-Kommunikationen, bei denen eine Abnormalität detektiert wird, ausgetauschten Informationen eingestellt. Diese Steuerverfahren stellen ein vorgegebenes Laufverhalten selbst zum Zeitpunkt des Auftretens der Abnormalitäten sicher.
Somit werden bei dem Hybridfahrzeug dieser Ausführungsform Steuerverfahren, die zum Zeitpunkt der Detektion einer Abnormalität auszuführen sind, separat für die erwarteten Abnormalitäten eingestellt. Die ECUs, wie die Verbrennungsmotor-ECU 240, die Batterie-ECU 230 etc., speichern Steuerverfahren, die auszuführen sind, wenn eine Abnormalität im Verbrennungsmotor 150, der Batterie 194 etc. detektiert wird, wobei diese Teile von ihren entsprechenden ECUs gesteuert werden. Die Hauptsteuer-CPU 272 speichert Steuerverfahren, die für die verschiedenen Abnormalitäten auszuführen sind. Wenn daher eine Abnormalität detektiert wird, verändert eine ECU den Steuerzustand in Abhängigkeit von der Art der Abnormalität und führt eine vorgespeicherte Steuerung aus. Wenn eine spezielle Art einer Abnormalität im Fahrzeug detektiert wird, wird ein Steuermodus entsprechend der Art der detektierten Abnormalität ausgeführt. Es ist daher möglich, die Fahrzeugantriebskraft zum Zeitpunkt des Auftretens einer Abnormalität zu sichern. Daher wird zum Zeitpunkt des Auftretens einer Abnormalität, die eine geringere Auswirkung auf die von einer Antriebskrafterzeugungsvorrichtung durchgeführte Antriebskrafterzeugung hat, eine übermäßig hohe Beschränkung der Fahrzeugantriebskraft vermieden und auf beträchtliche Weise verhindert, daß der Fahrzeuglenker eine Verringerung der Funktionsfähigkeit fühlt.
Da ferner zum Zeitpunkt des Auftretens einer Abnormalität eine Antriebskraft in Abhängigkeit von der Art der Abnormalität sichergestellt wird, kann die Sicherheit zum Zeitpunkt des Ergreifens einer Schutzmaßnahme, wenn eine Abnormalität auftritt, verbessert werden. Spezielle Funktionsweisen für einzelne Abnormalitäten werden später beschrieben.
Im Hybridfahrzeug dieser Ausführungsform werden der für jede erwartete Abnormalität voreingestellte Zustand der Abnormalitätssteuerung und insbesondere die Größe der Antriebskraft, die zum Zeitpunkt des Auftretens der Abnormalität abgegeben werden kann, in Abhängigkeit von der Gefahr, die von der detektierten Abnormalität erwartet wird, und in Abhängigkeit davon, ob eine Gefahr existiert, daß die Abnormalität eine andere Abnormalität verursacht, eingestellt. 3 ist ein konzeptionelles Diagramm, das Leistungseigenschaften des Fahrzeuges zeigt, die während der Durchführung von entsprechend verschiedenen Abnormalitäten voreingestellten Steuerungen vorhanden sind. In 3 gibt die Horizontalachse den Niederdrückgrad des Gaspedales wieder, während die Vertikalachse die maximale Fahrzeuggeschwindigkeit wiedergibt. Wenn im Hybridfahrzeug keine Abnormalität de tektiert wird, besitzt das Hybridfahrzeug eine mit (A) in 3 angegebene Leistungscharakteristik. Wenn eine Abnormalität detektiert wird, wird eine Steuerung entsprechend der detektierten Abnormalität durchgeführt und wird eine der Leistungscharakteristiken (B) bis (D) erhalten (in Abhängigkeit von der Art der detektierten Abnormalität ist die Leistungscharakteristik (A) möglich, wie nachfolgend beschrieben). Eine tatsächliche Leistungsbeschränkung wird in Abhängigkeit von der Art einer detektierten Abnormalität durchgeführt (ein Antriebssteuerverfahren, das zum Zeitpunkt einer Abnormalität ausgewählt wird), indem beispielsweise die maximale Fahrzeuggeschwindigkeit begrenzt oder die Reaktion auf eine Drehmomentanforderung vom Fahrzeuglenker verzögert wird. Infolgedessen wird die Leistung auf verschiedene Ausmaße begrenzt, wie durch die Linien (B) bis (D) in 3 angegeben ist, so daß ein Niederdrücken eines Gaspedales (eine Erhöhung der Drehmomentanforderung) die Fahrzeuggeschwindigkeit nicht so stark erhöht wie dies während eines Normalbetriebes (Normalität) der Fall ist. Da zum Zeitpunkt einer Abnormalität das Beschleunigungsverhalten und die Fahrzeuggeschwindigkeit im Vergleich zu den entsprechenden Werten während des Normalbetriebes reduziert werden, ist es daher möglich, eine unerwünschte Beschleunigung oder ein unerwünschtes Fahren des Fahrzeuges mit einer Abnormalität mit hoher Geschwindigkeit zu verhindern, so daß auf diese Weise die Sicherheit des Fahrzeuges während des Fahrens mit einer Abnormalität verbessert werden kann. Des weiteren ermöglicht die Beschränkung des Beschleunigungsverhaltens und der Fahrzeuggeschwindigkeit, daß der Fahrzeuglenker das Auftreten einer Abnormalität wahrnimmt, so daß auf diese Weise der Fahrzeuglenker daran gehindert wird, die Fahrt mit einer vorhandenen Abnormalität fortzusetzen, und veranlasst wird, eine sichere Schutzmaßnahme zu treffen.
Wie in 3 dargestellt, sind die Leistungseigenschaften während der zum Zeitpunkt der Detektion von Abnormalitäten ausgeführten Steuerungen im Vergleich zu den Leistungseigenschaften während des Normalbetriebes beschränkt. 3 ist ein konzeptionelles Diagramm, das verschiedene Grade in bezug auf das Laufverhalten während der beim Auftreten von Abnormalitäten durchgeführten Steuerungen angibt. Das bedeutet jedoch nicht, daß beim Detektieren einer Abnormalität eine in 3 wiedergegebene Leistungsbeschränkung zwangsweise durchgeführt wird. Während der Steuerungen in Abhängigkeit von einigen Arten von Abnormalitäten wird eine Leistungsbeschränkung ausgeführt, um das Laufverhalten zu reduzieren, während während der Ausführung von Steuerungen in Abhängigkeit von anderen Arten von Abnormalitäten keine spezielle Leistungsbeschränkung vorgenommen wird, da die Steuerungen auf unvermeidbare Weise das Laufverhalten (die Leistung) im Vergleich zum Normalbetrieb verringern. Obwohl 3 die Beziehungen zwischen der maximalen Fahrzeuggeschwindigkeit und dem Niederdrückgrad des Gaspedales wiedergibt, um konzeptionell die Leistungseigenschaften zum Zeitpunkt der verschiedenen Abnormalitäten zu verdeutlichen, sind im wesentlichen die gleichen Eigenschaften vorhanden, wenn die maximale Fahrzeuggeschwindigkeit auf der Vertikalachse durch die Antriebskraft (das Drehmoment) ersetzt wird, die über die Achsen abgegeben werden kann, oder durch die Änderungsgröße des Drehmomentes. Bei den Steuerungen, die tatsächlich zum Zeitpunkt der Abnormalitäten durchgeführt werden, muß die Beziehung zwischen der tatsächlichen Ausgangsleistung (der maximalen Fahrzeuggeschwindigkeit oder dem Drehmoment) und der Anforderung des Fahrzeuglenkers nach einer erhöhten Antriebskraft (Niederdrückgrad des Gaspedales) nicht immer linear sein. Das Aufrechterhalten einer derartigen linearen Korrelation, wenn die Ausgangsleistung zum Zeitpunkt einer Abnormalität gezügelt wird, macht es jedoch ebenfalls möglich, ein bestimmtes Niveau eines Beschleunigungsverhaltens in Abhängigkeit von der Anforderung des Fahrzeuglenkers sicherzustellen, während ein Ansprechverhalten aufrechterhalten wird, das dem während des Normalbetriebes entspricht und daher wünschenswert ist. Mit anderen Worten, selbst wenn die Beschleunigung zum Zeitpunkt des Auftretens einer Abnormalität reduziert wird, kann eine vom Fahrzeuglenker wahrnehmbare Beschleunigung in Abhängigkeit von der Gaspedalbetätigung durch den Fahrzeuglenker erzielt und ein Ereignis vermieden werden, daß ein Nutzer auf unnötige Weise zum Zeitpunkt einer Abnormalität eine Gefahr fühlt. Somit kann ein Laufverhalten für eine Schutzmaßnahme sichergestellt werden.
Beispielsweise in dem Fall, in dem eine detektierte Abnormalität eine Abnormalität ist, die das Antreiben von einer der Vorrichtungen des Fahrzeuges, die die Antriebskrafterzeugung betreffen (der Verbrennungsmotor 150, Motoren MG1, MG2 und Batterie 194) nicht verhin dert, und in dem es möglich ist, eine Steuerung auszuführen, bei der eine Antriebskraft abgegeben wird, die im wesentlichen der Antriebskraft während des Normalbetriebes entspricht, und bei dem das Fortsetzen des Antriebes des Fahrzeuges eine andere Abnormalität verursachen kann (beispielsweise im Falle einer Abnormalität in einem von zwei Gaspedalsensorsystemen), wird eine Steuerung zur Beschränkung der Ausgangsleistung in Abhängigkeit von der erwarteten Abnormalität durchgeführt, um eine Leistungscharakteristik zu erhalten, die den Linien (B) oder (D) in 3 entspricht. Die Steuerung der Beschränkung der Ausgangsleistung kann beispielsweise durchgeführt werden, indem eine maximale Fahrzeuggeschwindigkeit eingestellt oder die Leistung einer jeden vorstehend erwähnten Antriebskrafterzeugungsvorrichtung auf oder unter einen vorgegebenen Anteil relativ zur Leistung während des Normalbetriebes beschränkt wird.
Wenn ferner die zum Zeitpunkt einer vorgegebenen Abnormalität ausgeführte Steuerung eine Steuerung ist, die einen Stopp oder eine Beschränkung der Verwendung von irgendeiner der Vorrichtungen in bezug auf die Erzeugung der Antriebskraft umfasst und unvermeidbar eine Reduzierung der Antriebskraft im Vergleich zum Niveau der Antriebskraft während des Normalbetriebes betrifft (d.h. wenn eine Steuerung, bei der die Batterie 194 nicht verwendet wird, aufgrund einer Abnormalität der Batterie 194 oder der Batterie-ECU 230 o.ä. durchgeführt werden muß), tritt ein Fall auf, bei dem die Steuerung in ausreichender Weise die Leistung in Abhängigkeit davon be schränkt, ob eine Gefahr besteht, daß die vorliegende Abnormalität eine andere Abnormalität verursacht, wie durch die Linien (B) bis (D) in 3 angedeutet ist. In einem solchen Fall ist es nicht erforderlich, eine weitere Beschränkung der Ausgangsleistung vorzusehen. In diesem Fall wird eine Steuerung, die im Vergleich zum Normalbetrieb eine ausreichend beschränkte Ausgangsleistung bewirkt, unter Verwendung einer zur Verfügung stehenden Antriebskrafterzeugungsvorrichtung und innerhalb von deren Betriebsbereich durchgeführt, so daß ein Laufverhalten sichergestellt wird, das die Absicht des Fahrzeuglenkers in bezug auf eine Erhöhung/Erniedrigung der Antriebskraft in einer Weise so nahe wie möglich am Normalfall wiedergibt.
Zum Zeitpunkt des Auftretens einer Abnormalität wird ermittelt, ob die Gefahr besteht, daß die vorliegende Abnormalität eine andere Abnormalität verursacht. In bezug auf die Ausgangsleistung durch eine zum Zeitpunkt des Auftretens einer Abnormalität ausgeführte Steuerung, wie durch die Linien (B) bis (D) angedeutet, ist es wünschenswert, ein Laufverhalten innerhalb eines zulässigen Bereiches sicherzustellen, in dem die Leistungscharakteristik im Vergleich zum Normalbetrieb auf verschiedene Grade reduziert wird, wenn ermittelt wird, daß die Abnormalität eine andere Abnormalität verursachen kann (durch Ausführung einer Steuerung, die auf unvermeidbare Weise eine ausreichende Leistungsreduktion in Abhängigkeit von der Art der Abnormalität bewirkt). Im Hybridfahrzeug dieser Ausführungsform kann eine Abnormalität des Stromsensors des Motors MG2 als Beispiel für eine Abnormalität genannt werden, während der die Ausgangsleistung im Vergleich zum Normalbetrieb vorzugsweise geringfügig beschränkt werden sollte, wie durch die Linie (B) in 3 gezeigt. Wie ferner durch die Linie (C) in 3 gezeigt, umfassen Beispiele von Abnormalitäten, während denen die Ausgangsleistung beschränkt werden sollte, eine Spannungssignalabnormalität der Batterie 194, eine Abnormalität eines Gaspedalsensors (von einem der zwei Systeme), eine Abnormalität der Batterie-ECU 230, eine Abnormalität in den Kommunikationen zwischen dem Hauptsteuerteil 270 und der Batterie-ECU 230 etc.
Als Abnormalität, bei der eine größere Möglichkeit, daß die Abnormalität eine andere Abnormalität bewirkt, besteht als bei den vorstehend genannten Abnormalitäten, so daß die Ausgangsleistung weiter beschränkt werden sollte, wie durch Linie (B) in 3 angedeutet, kann beispielsweise eine Abnormalität genannt werden, die erforderlich macht, einen Betrieb des Fahrzeuges über den Elektromotor auszuwählen (eine Abnormalität des Verbrennungsmotors 150 oder der Verbrennungsmotor-ECU 240) o.ä. Obwohl die durch Linie (A) in 3 angedeutete Leistungscharakteristik dem Normalbetrieb entspricht, kann eine Steuerung in Abhängigkeit von der Art der aufgetretenen Abnormalität durchgeführt werden, die eine Leistungscharakteristik ermöglicht, die im wesentlichen der während des Normalbetriebes entspricht. Wenn bei dieser Ausführungsform aufgrund einer Abnormalität des Schalthebelpositionssensors 167 mindestens eine der Schalthebelpositionen nicht erkannt werden kann, wird eine Steuerung durchgeführt, bei der die Bestimmung der Schalthebelposition nur in bezug auf die Positionen, die normalerweise detektierbar sind, ermöglicht wird, wobei bei den normalerweise detektierbaren Schalthebelpositionen Antriebskraft in einer Weise abgegeben werden kann, die der während des Normalbetriebes entspricht, wie durch Linie (A) in 3 dargestellt.
Wenn daher eine Abnormalität auftritt, stellt das Hybridfahrzeug dieser Ausführungsform ein Laufverhalten des Fahrzeuges mit einer reduzierten Ausgangsleistung in Abhängigkeit von der Art der Abnormalität sicher. In Abhängigkeit von der Art der aufgetretenen Abnormalität besteht die Gefahr, daß die Abnormalität eine andere Abnormalität verursacht, d.h. die Möglichkeit, daß ein fortgesetzter Betrieb des Fahrzeuges eine vorgegebene Gefahr verursachen kann. Im Gegensatz dazu ist es in Abhängigkeit von der Art der aufgetretenen Abnormalität möglich, für eine ausreichende Sicherheit zu sorgen und ein bestimmtes Laufverhalten des Fahrzeuges zu ermöglichen, wobei ein Fall denkbar ist, bei dem eine scharfe Reduzierung des Laufverhaltens (Beschränkung der Ausgangsleistung) bei Detektion einer Abnormalität während des Fahrzeugbetriebes eine größere Gefahr darstellt. Durch Sicherstellung eines bestimmten Laufverhaltens in Abhängigkeit von der Art einer detektierten Abnormalität, wie bei dieser Ausführungsform, anstelle des Verbietens des Laufens des Fahrzeuges unmittelbar nach der Detektion des Auftretens der Abnormalität unabhängig von der Art oder dem Grad der Abnormalität wird es möglich, in ausreichender Weise die Gefahr zu vermeiden, die durch die Abnormalität verursacht werden könnte, und auf sicherere Weise eine Schutzmaßnahme zu treffen, wenn eine Abnormalität auftritt. Insbesondere besitzt das Hybridfahrzeug dieser Ausführungsform als Vorrichtungen zur Erzeugung von Antriebskraft für das Fahrzeug den Verbrennungsmotor 150 sowie die Motoren MG1, MG2 und die Batterie 194 zum Antreiben der Motoren MG1, MG2. Wenn daher eine der Antriebskrafterzeugungsvorrichtungen eine Abnormalität besitzt, kann ein bestimmtes Laufverhalten unter Nutzung einer Normalfunktion sichergestellt werden.
Wenn bei dem Hybridfahrzeug dieser Ausführungsform in einem Fall, in dem die bei Detektion einer vorgegebenen Abnormalität ausgeführte Steuerung eine Steuerung ist, die die Ausgangsleistung beschränkt, obwohl eine größere Antriebskraft abgegeben werden kann, die Fahrzeuggeschwindigkeit mindestens einem vorgegebenen Wert entspricht, wird das Fahrzeuglaufverhalten unmittelbar nach der Detektion der Abnormalität nicht sofort reduziert, sondern es wird ein Betrieb bei einer ausreichenden Fahrzeuggeschwindigkeit (unter einem bestimmten Beschleunigungsverhalten) sichergestellt, bis nach der Detektion der Abnormalität eine vorgegebene Strecke gefahren worden ist. Dies macht es möglich, die Sicherheit weiter zu verbessern, wenn eine Abnormalität während des Fahrens des Fahrzeuges mit hoher Geschwindigkeit detektiert wird. Mit anderen Worten, wenn eine Leistungssteuerung unmittelbar nach dem Auftreten einer Abnormalität während eines Fahrens des Fahrzeuges mit hoher Geschwindigkeit durchgeführt wird, fällt die Fahrzeuggeschwin digkeit scharf ab, so daß die Gefahr besteht, daß die Lenker von Fahrzeugen, die mit dem Fahrzeug herumfahren, ein problematisches Gefühl besitzen können. Ferner besteht in diesem Fall ein großer Unterschied zwischen der tatsächlich abgegebenen Antriebskraft und der vom Fahrzeuglenker gewünschten Antriebskraft, so daß der Fahrzeuglenker mehr als erforderlich auf der Hut sein muß. Wenn daher eine Abnormalität zu dem Zeitpunkt detektiert wird, bei dem die Fahrzeuggeschwindigkeit mindestens einem vorgegebenen Wert entspricht, werden eine Fahrzeuggeschwindigkeit und ein Beschleunigungsverhalten sichergestellt, die die Absicht des Fahrzeuglenkers wiedergeben, bis die Fahrzeuggeschwindigkeit eine vorgegebene Fahrzeuggeschwindigkeit erreicht, die jenseits einer speziellen Fahrzeuggeschwindigkeit liegt, so daß innerhalb dieser Zeitdauer eine Schutzmaßnahme aus einem Betriebszustand mit hoher Geschwindigkeit getroffen werden kann. Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit zum Zeitpunkt der Detektion einer Abnormalität ausreichend niedrig ist (einschließlich eines Falls, bei dem das Fahrzeug gestoppt ist), ist es wünschenswert, die Ausgangsleistung sofort bis zu einem ausreichenden Grad zu beschränken, um zum Zeitpunkt des Auftretens einer Abnormalität Sicherheit zu garantieren. Diese Konstruktion wird im einzelnen nachfolgend in Verbindung mit einer Steuerung in bezug auf die maximale Fahrzeuggeschwindigkeit beschrieben, die zum Zeitpunkt einer Abnormalität des Gaspedalsensors ausgeführt wird.
Ferner wird bei dem Hybridfahrzeug dieser Ausführungsform die Beschränkung der Ausgangsleistung allmählich erhöht und dadurch die Ausgangsleistung des Fahrzeuges gedrosselt, während ein Betrieb des Fahrzeuges mit beschränkter Ausgangsleistung im Vergleich zum Normalbetrieb in Abhängigkeit von der Art der Abnormalität ermöglicht wird, wie vorstehend beschrieben. Mit anderen Worten, wenn eine Abnormalität detektiert wird, wird eine Betriebssteuerung mit einer vorgegebenen Leistungsbeschränkung in Abhängigkeit von der Art der Abnormalität durchgeführt, wie in 3 dargestellt. Für einige Arten von Abnormalitäten wird eine Steuerung zur schrittweisen Erhöhung des Grades der Leistungsbeschränkung in Abhängigkeit von der Zeit nach der Detektion einer Abnormalität, der Fahrstrecke nach der Detektion einer Abnormalität etc. weiter durchgeführt. Alternativ dazu wird, wenn eine Abnormalität detektiert wird, eine Steuerung zur schrittweisen Erhöhung des Grades der Leistungsbeschränkung in Abhängigkeit von der Zeit nach der Detektion einer Abnormalität, der Fahrdistanz nach der Detektion einer Abnormalität etc. durchgeführt, während man das Fahrzeug mit der Antriebskraft in Abhängigkeit vom dann vorhandenen Fahrzustand, wie der Fahrzeuggeschwindigkeit o.ä., fahren läßt, so daß eine Betriebssteuerung mit einer vorgegebenen Leistungsbeschränkung in Abhängigkeit von der Art der Abnormalität, wie in 3 angedeutet, ausgeführt wird. Die Steuerung zur Erhöhung des Grades der Leistungsbeschränkung kann beispielsweise durchgeführt werden, indem die maximale Fahrzeuggeschwindigkeit auf einen reduzierten Wert eingestellt oder eine Antriebskrafterzeugungsvorrichtung so gesteuert wird, daß der Grad des Ansprechverhaltens auf die Drehmomentanforderung vom Fahrzeuglenker weiter reduziert wird.
Mit dieser Konstruktion stellt diese Ausführungsform unmittelbar nach dem Auftreten einer Abnormalität eine bestimmte Leistung in Abhängigkeit von der Art der Abnormalität sicher. Daher werden mit dieser Ausführungsform die folgenden Vorteile zusätzlich zum vorstehend erwähnten Vorteil der Ermöglichung der Durchführung einer sicheren Schutzmaßnahme erzielt. Da die Beschränkung der Ausgangsleistung allmählich zunimmt, verhindert diese Ausführungsform im wesentlichen, daß das Fahrzeug seine Fahrt länger als erforderlich fortsetzt, nachdem eine Abnormalität aufgetreten ist, und veranlasst den Fahrzeuglenker die Abnormalität abzustellen. Daher kann diese Ausführungsform den Fahrzeuglenker daran hindern, das Fahrzeug über eine lange Zeitdauer nach dem Auftreten einer Abnormalität weiter zu fahren, und kann die Sicherheit nach dem Auftreten einer Abnormalität verbessern. Insbesondere wenn die Art der Abnormalität eine Art von Abnormalität ist, die eine andere Abnormalität bewirken kann, wenn das Fahrzeug seine Fahrt fortsetzt, ist es wünschenswert, eine Konstruktion zu realisieren, bei der die vorstehend erwähnte Steuerung zur schrittweisen Erhöhung der Beschränkung der Ausgangsleistung so durchgeführt wird, daß ein Fahren des Fahrzeuges über einen langen Zeitraum nach dem Auftreten einer Abnormalität verhindert wird.
Was das Verfahren zur Beschränkung der Ausgangsleistung anbetrifft, das zum Zeitpunkt des Auftretens einer Ab normalität durchgeführt wird, so ist auch eine Steuerung der Einstellung der Größe der über die Antriebsachse des Fahrzeuges abgegebenen Kraft auf einen ausreichend kleinen vorgegebenen konstanten Wert (oder Bereich) möglich. Beispielsweise im Falle einer Abnormalität, die keine Steuerung der Eingabe einer Drehmomentanforderung vom Fahrzeuglenker und somit einen Antrieb der Antriebskrafterzeugungsvorrichtung und die Abgabe einer vorgegebenen Antriebskraft entsprechend der Drehmomentanforderung über die Achse ermöglicht, ist es unmöglich, eine Antriebskraft abzugeben, die die Absicht des Fahrzeuglenkers wiedergibt. Wenn jedoch eine Steuerung zum konstanten Abgeben einer ausreichend kleinen vorgegebenen Antriebskraft über die Achse zum Zeitpunkt der Detektion einer Abnormalität durchgeführt wird, wie vorstehend erläutert, kann der Fahrzeuglenker das Fahrzeug zu einer sichereren Stelle bewegen. Die ausreichend kleine vorgegebene Antriebskraft, die über die Achse abzugeben ist, kann beispielsweise auf eine Antriebskraft eingestellt werden, die einer Kriechbewegung eines automatischen Fahrzeugbetriebes entspricht. Obwohl sich das Hybridfahrzeug dieser Ausführungsform von einem Fahrzeug mit automatischem Getriebe unterscheidet, ist das Hybridfahrzeug in der Lage, die vorstehend erwähnte vorgegebene Antriebskraft über die Achse abzugeben, indem beispielsweise der Motor Mg2 durch die Nutzung von elektrischem Strom von der Batterie 194 angetrieben wird. Alternativ dazu kann die vorstehend erwähnte ausreichend kleine Antriebskraft entsprechend der Kriechbewegung kontinuierlich abgegeben werden, indem der Verbrennungsmotor 150 angetrieben und der erste Motor MG1 zur Regeneration betrieben wird (indem veranlasst wird, daß der Motor MG1 ein Reaktionsdrehmoment entgegengesetzt zu dem vom Verbrennungsmotor 150 überführten Drehmoment abgibt) und dadurch bewirkt wird, daß das direkt vom Verbrennungsmotor 150 auf den Motor MG2 übertragene Drehmoment über die Achse abgegeben wird. Als Abnormalität, die die Durchführung der vorstehend beschriebenen Steuerung auslöst, kann beispielsweise eine nachfolgend beschriebene Gaspedalsensorabnormalität genannt werden (wobei die Sensoren von beiden Systemen ausfallen).
Wenn bei dem Hybridfahrzeug dieser Ausführungsform eine Abnormalität detektiert wird, wird eine Steuerung zum Beschränken der Ausgangsleistung durchgeführt, so daß der Fahrzeuglenker das Auftreten einer Abnormalität detektieren kann, indem er eine Verringerung des Beschleunigungsverhaltens o.ä. fühlt. Damit der Fahrzeuglenker das Auftreten einer Abnormalität schneller und deutlicher feststellen kann, erzeugt das Hybridfahrzeug dieser Ausführungsform eine Anzeige oder einen Alarm, der das Auftreten einer Abnormalität in einem vorgegebenen Anzeigeabschnitt, der für den Fahrzeuglenker sichtbar ist, anzeigt, wenn eine Abnormalität detektiert wird.
Wenn eine derartige Anzeige erzeugt wird, besteht jedoch die Gefahr, daß der Fahrzeuglenker, während er das Fahrzeug fährt, die Anzeige nicht bemerken kann. Um daher den Fahrzeuglenker über das Auftreten einer Abnormalität so schnell wie möglich zu informieren und zu veranlassen, eine vorgegebene Schutzmaßnahme durchzuführen, um Sicherheit zu erreichen, besitzt das Hybridfahrzeug dieser Ausführungsform eine Konstruktion, bei der zum Zeitpunkt der Detektion einer Abnormalität ein Alarmgeräusch erzeugt wird, um die Abnormalität anzuzeigen, oder Vibrationen künstlich erzeugt werden, so daß der Fahrzeuglenker das Auftreten der Abnormalität physikalisch feststellen kann.
Im Hybridfahrzeug dieser Ausführungsform wird ein stufenlos verstellbares Getriebe durch das Steuern der vom Motor MG2 durchgeführten Krafterzeugung realisiert. Daher kann über eine Schaltsteuerung in der Antriebsschaltung 191 (beispielsweise durch Durchführung einer Steuerung zur Hinzufügung einer Rauschkomponente zu einem Solldrehmoment in Verbindung mit dem Motor MG2) eine sanfte Steuerung des stufenlos verstellbaren Getriebes gestoppt und gewünschte Vibrationen in einfacher Weise im Fahrzeug während des Betriebes erzeugt werden. Es ist wünschenswert, daß die auf diese Weise erzeugten Vibrationen auf ein Niveau eingestellt werden, das für den Fahrzeuglenker nicht das Gefühl einer Gefahr bedeutet, jedoch ausreicht, damit der Fahrzeuglenker die Vibrationen als einen anormalen Zustand fühlt.
Die vorstehend erwähnte, zum Zeitpunkt der Abnormalitäten durchgeführte Leistungsbeschränkung wird nachfolgend in Verbindung mit speziellen Vorgängen beschrieben, die zum Zeitpunkt der entsprechenden Abnormalitäten einzeln durchgeführt werden.
Zuerst wird ein Vorgang erläutert, der zum Zeitpunkt einer Gaspedalsensorabnormalität durchgeführt wird.
Der am Gaspedal vorgesehene Gaspedalsensor 165 zum Detektieren des Niederdrückgrades des Gaspedales besteht aus den Sensoren der beiden Systeme und liefert zwei Gaspedalpositionssignale AB1, AB2 an die Hauptsteuerungs-CPU 272, wie vorstehend erläutert. 4 ist ein Blockdiagramm, das eine Schaltungskonstruktion für die Verarbeitung der Ausgangssignale des Gaspedalsensors 165 zeigt. Der Gaspedalsensor 165 wird von zwei Sensoren 165a, 165b gebildet, die unterschiedliche Eigenschaften besitzen. Bei den Sensoren 165a, 165b kann es sich beispielsweise um Potentiometer handeln. Die Ausgangssignale AP1, AP2 der beiden Sensoren 165a, 165b werden der Hauptsteuerungs-CPU 272 zugeführt.
Die Hauptsteuerungs-CPU 272 besitzt eine Funktion als Abnormalitätsdetektionsteil 272a und eine Funktion als Steuereingangsbestimmungsteil 272b. Der Abnormalitätsdetektionsteil 272a detektiert, ob der Gaspedalsensor 165 eine Abnormalität besitzt. Der Steuereingangsbestimmungsteil 272b ermittelt üblicherweise ein Steuereingangssignal (Niederdrückgrad des Gaspedales) aus den normalen Sensorausgangssignalen. Wenn jedoch eine Abnormalität in einem der Sensoren auftritt, verändert der Steuereingangsbestimmungsteil 272b seine Funktionsweise, um ein Steuereingangssignal durch die Verwendung eines Ausgangssignales des Sensors, der keine Abnormalität aufweist, zu ermitteln. Die Funktionen der Teile 272a, 272b werden durch die Hauptsteuer-CPU 272 realisiert, die die in einem ROM (nicht gezeigt) gespeicherten Programme ausführt.
5A ist ein Diagramm, das eine Eingangs-Ausgangs-Charakteristik des Gaspedalsensors 165 wiedergibt, wobei auf der Horizontalachse der Niederdrückgrad des Gaspedales und auf der Vertikalachse der Pegel des Gaspedalpositionssignales angegeben sind. Bei dieser Ausführungsform besitzen die Ausgangssignale AP1, AP2 von den beiden Sensoren 165a, 165b gleiche Gradienten, jedoch unterschiedliche Abstände vom Nullpunkt. Es ist auch möglich, die Gradienten der beiden Ausgangssignale AP1, AP2 auf unterschiedliche Werte einzustellen. Die normalen Ausgangsbereiche R1, R2 der beiden Sensoren sind auf Bereiche eingestellt, bei denen jede Beziehung zwischen den Ausgangssignalen AP1, AP2 der beiden Sensoren und dem Grad der Betätigung des Gaspedales (Niederdrückgrad des Gaspedales) singulär ermittelt ist. Bei dem in 5 gezeigten Beispiel sind die normalen Ausgangsbereiche R1, R2 auf Bereiche eingestellt, in denen die Beziehungen zwischen den Ausgangssignalen AB1, AB2 der beiden Sensoren und dem Grad der Gaspedalbetätigung durch gerade Linien angegeben sind.
5B zeigt ein Beispiel der Änderung des Gaspedalpositionssignales, die auftritt, wenn beide Sensoren normal operieren. Wenn bei dieser Ausführungsform beide Sensoren normal operieren, ermittelt der Steuereingangsbestimmungsteil 272b (4) ein Steuereingangssignal (Grad der Gaspedalbetätigung) aus dem ersten Ausgangssignal AP1. Es ist auch praktisch, einen Grad der Gaspe dalbetätigung aus dem zweiten Ausgangssignal AP2 zu ermitteln.
Der Abnormalitätsdetektionsteil 272a (2) detektiert, ob die beiden Gaspedalsensoren 165a, 165b eine Abnormalität besitzen. Bei dieser Ausführungsform detektiert der Abnormalitätsdetektionsteil 272a die Abnormalität eines Sensors auf der Basis, ob die sich zeitweise verändernden Muster der Sensorausgangssignale AP1, AP2 irgendeiner Vielzahl von voreingestellten abnormen Mustern entsprechen. Die voreingestellten Muster für abnorme Ereignisse sind in einem ROM (nicht gezeigt) für die Hauptsteuerungs-CPU 272 gespeichert. Beispiele der voreingestellten Detektionssignalmuster zum Detektieren einer Sensorabnormalität sind in den 6 bis 10 wiedergegeben.
6 zeigt Änderungen in den Ausgangssignalen, die auftreten, wenn der erste Gaspedalsensor 165a ein abnormes Ereignis #1 aufweist (Bruch eines Sensorerdungsdrahtes). Wenn der Erdungsdraht des ersten Gaspedalsensors 165a bricht, fällt das Ausgangssignal AP1 abrupt unter ein vorgegebenes Bruchniveau LB, d.h. aus dem normalen Ausgangssignalbereich R1 heraus. Wenn das Detektionssignal dieses Muster aufweist, wird festgestellt, daß das abnorme Ereignis #1 im Sensor aufgetreten ist.
7 gibt Änderungen in den Ausgangssignalen wieder, die auftreten, wenn der erste Gaspedalsensor 176a ein abnormes Ereignis #2 (Halten) aufweist. "Halten" bedeutet, daß das Ausgangssignal auf einem festen Wert ver bleibt. Wenn ein Beschleunigungssensor normal operiert, ist es für den Fahrzeuglenker sehr schwierig, das Gaspedal auf einer Position zu halten, so daß das Ausgangssignal des Sensors auf einem festen Wert verbleibt. Wenn daher das Ausgangssignal eines Gaspedalsensors auf einem festen Wert verbleibt, wird festgestellt, daß der Sensor eine Abnormalität besitzt.
8 zeigt Änderungen in den Ausgangssignalen, die auftreten, wenn der erste Gaspedalsensor 165a ein abnormes Ereignis #3 aufweist (rechteckwellenähnliche Vibrationen). Wenn ein Beschleunigungssensor normal operiert, ist es für den Fahrzeuglenker sehr schwierig, das Gaspedal so niederzudrücken, daß sich das Ausgangssignal des Sensors in ein Rechteckwellenmuster verändert. Wenn sich das Ausgangssignal eines Gaspedalsensors in ein Rechteckwellenmuster verändert, wird festgestellt, daß der Sensor eine Abnormalität besitzt.
9 gibt Änderungen in den Ausgangssignalen wieder, die auftreten, wenn der erste Gaspedalsensor 165a ein abnormes Ereignis #4 (unregelmäßige Vibrationen) aufweist. Wenn ein Gaspedalsensor normal operiert, ist es für den Fahrzeuglenker sehr schwierig, das Gaspedal so niederzudrücken, daß sich das Ausgangssignal des Sensors abrupt in einem unregelmäßigen Wellenmuster ändert. Wenn sich daher das Ausgangssignal eines Gaspedalsensors in einem unregelmäßigen Wellenmuster verändert, wird festgestellt, daß der Sensor eine Abnormalität besitzt.
10 gibt Änderungen in den Ausgangssignalen wieder, die auftreten, wenn die beiden Gaspedalsensoren 165a, 165b ein abnormes Ereignis #4 (Differenzabnormalität) aufweisen. Wenn jeder Gaspedalsensor normal operiert, verbleibt die Differenz zwischen den beiden Ausgangssignalen AP1, AP2 in einem im wesentlichen konstanten geeigneten Bereich. Wenn beispielsweise die Gradienten der beiden charakteristischen Eingangs-Ausgangs-Linien in 5A gleich sind, ist die Differenz zwischen den beiden Ausgangssignalen AP1, AP2 im wesentlichen konstant. Wenn daher die Differenz zwischen den beiden Ausgangssignalen AP1, AP2 von einem konstanten geeigneten Bereich abweicht, wird festgestellt, daß einer der Sensoren eine Abnormalität besitzt. Wenn das abnorme Ereignis #5 auftritt, verändert sich das Ausgangssignal AP1, so daß die Differenz zwischen den beiden Ausgangssignalen eine vorgegebene Schwelle erreicht. Der Abnormalitätsdetektionsteil 272a ermittelt dann, daß einer der Sensoren 165a, 165b eine Abnormalität besitzt. In diesem Augenblick kann beispielsweise festgestellt werden, daß ein Sensor, der eine größere Ausgangssignaländerung zum Zeitpunkt t0, bei der die Abnormalität auftritt, in der Differenz erfährt (der Sensor 165a im Beispiel der 10), eine Abnormalität besitzt.
11 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Gaspedalsensorabnormalitätsverarbeitungsprogramm zeigt, das vom Hybridfahrzeug dieser Ausführungsform durchgeführt wird. Dieses Programm wird zu jedem vorgegebenen Zeitpunkt von der Hauptsteuerungs-CPU 272 ausgeführt. Obwohl eine Abnormalität eines jeden der beiden Sensoren 165a, 165b des Gaspedalsensors 165 detektiert werden kann, wird nachfolgend ein Vorgang des Detektierens einer Abnormalität des Sensors 165a und der Veränderung der Steuerung derart, daß der Sensor 165b verwendet wird, beschrieben, da bei dem Hybridfahrzeug dieser Ausführungsform ein Steuereingangssignal (Grad der Gaspedalbetätigung) üblicherweise aus dem ersten Ausgangssignal AP1 ermittelt wird.
Wenn das Programm ausgeführt wird, bezieht sich die Hauptsteuerungs-CPU 272 zuerst auf den EEPROM 282, der in der Abnormalitätsgeschichte der Registrierschaltung 280 (4) vorgesehen ist, und ermittelt, ob es eine Geschichte in bezug des Auftretens von Gaspedalsensorabnormalitäten gibt (Schritt S100). Wenn eine Gaspedalsensorabnormalität detektiert wird, registriert die Hauptsteuer-CPU 272 Informationen darüber, welcher von den Sensoren eine Abnormalität besitzt und was für eine Abnormalität vorhanden ist, im EEPROM 282, der in der Abnormalitätsgeschichteregisterschaltung 280 (4) vorgesehen ist, wie nachfolgend erläutert. Durch Bezugnahme auf den EEPROM 282 in der Abnormalitätsgeschichteregisterschaltung 280 kann daher die Hauptsteuer-CPU 272 feststellen, ob bereits eine Gaspedalsensorabnormalität aufgetreten ist. Alternativ dazu kann auch das Auftreten einer Abnormalität in einem ROM (nicht gezeigt), der für die Hauptsteuer-CPU 272 vorgesehen ist, separat vom EEPROM 282 der Abnormalitätsgeschichteregisterschaltung 280 gespeichert und eine Bezugnahme auf diesen ROM durchgeführt werden.
Wenn das Auftreten einer Abnormalität nicht im EEPROM 282 der Abnormalitätsgeschichteregisterschaltung 280 gespeichert ist, gibt die Hauptsteuer-CPU 272 das Muster eines vom Gaspedalsensor 165a abgegebenen Signales ein (Schritt S110) und ermittelt, ob der Sensor 165a eine Abnormalität besitzt, auf der Basis, ob das Signalmuster irgendeinem der vorgespeicherten abnormen Muster entspricht, wie vorstehend beschrieben (Schritt S120).
Wenn in Schritt S120 eine Abnormalität des Sensors 165a detektiert wird, schaltet die Hauptsteuer-CPU 272 das Signal zur Verwendung, wenn der Steuereingangsbestimmungsteil 272b einen Grad der Gaspedalbetätigung ermittelt, vom Signal AP1 vom Sensor 165a auf das Signal AP2 vom Sensor 165b. Ferner liest die Hauptsteuer-CPU 272 die Fahrzeuggeschwindigkeit Sp, die zum Zeitpunkt der Detektion der Abnormalität vorhanden ist, ein und speichert das Auftreten der Abnormalität des Sensors 165a zusammen mit der Art der Abnormalität im EEPROM 282 der Abnormalitätsgeschichteregisterschaltung 280. Des weiteren substituiert die Hauptsteuer-CPU 272 den Wert "0" in bezug auf die abgelaufene Zeit t nach dem Auftreten der Abnormalität, beginnt mit dem Zählen der abgelaufenen Zeit und gibt ein Alarmsignal ab, wie eine Anzeige, ein Geräusch/Stimmsignal, künstlich erzeugte Vibrationen etc., um den Fahrzeuglenker über das Auftreten der Abnormalität zu informieren (die vorstehend erwähnten Vorgänge werden in Schritt S130 durchgeführt).
Die Fahrzeuggeschwindigkeit Sp kann auf der Basis der Umdrehungszahl REV2 des Motors MG2 ermittelt werden. Was das Registrieren einer Abnormalität anbetrifft, so registriert der Abnormalitätsdetektionsteil 272a Informationen darüber, welcher der Sensoren (der Sensor 165a in diesem Fall) welche Abnormalität besitzt, im EEPROM 282 (4) der Abnormalitätsgeschichteregisterschaltung 280. Da auf diese Weise eine Abnormalitätsgeschichte im EEPROM 282 registriert wird, wird es möglich, zu wissen, welche Abnormalitäten während der Fahrt des Fahrzeuges aufgetreten sind, indem ein Servicecomputer an das Steuersystem 200 angeschlossen, die Abnormalitätsgeschichte aus dem EEPROM 282 gelesen und die Geschichte geprüft wird.
Hiernach ermittelt die Hauptsteuer-CPU 272, ob die ermittelte Fahrzeuggeschwindigkeit Sp größer ist als ein vorgegebener Wert (60 km/h bei dieser Ausführungsform) (Schritt S140). Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit Sp größer ist als der vorgegebene Wert, wird die maximale Fahrzeuggeschwindigkeit, die das Fahrzeug erreichen kann, auf (Sp + 10) km/h eingestellt. Wenn das Gaspedal niedergedrückt gehalten wird, so daß ein weiteres Drehmoment angefordert wird, führt die Hauptsteuer-CPU 272 eine Steuerung durch, die die übliche Beschleunigung ermöglicht, bis die Fahrzeuggeschwindigkeit die maximale Fahrzeuggeschwindigkeit erreicht. Mit anderen Worten, nachdem die Fahrzeuggeschwindigkeit die maximale Fahrzeuggeschwindigkeit erreicht hat, führt die Hauptsteuer-CPU 272 eine Steuerung zum Verbieten einer Beschleunigung durch (Schritt S150).
Diese Steuerung mit der eingestellten maximalen Fahrzeuggeschwindigkeit wird fortgesetzt, bis die abgelaufene Zeit t nach dem Auftreten der Abnormalität eine voreingesteilte vorgegebene Zeit t1 erreicht (Schritt S160). Wenn die abgelaufene Zeit t die vorgegebene Zeit t1 erreicht, verändert die Hauptsteuer-CPU 272 den eingestellten Wert der maximalen Fahrzeuggeschwindigkeit von (Sp + 10) km/h auf Sp (Schritt S170). Mit anderen Worten, wenn die vorgegebene Zeit t1 nach dem Auftreten einer Abnormalität abgelaufen ist, verändert die Hauptsteuer-CPU 272 die für das Fahrzeug zugelassene maximale Fahrzeuggeschwindigkeit auf eine reduzierte Einstellung.
Die Steuerung mit der eingestellten reduzierten maximalen Fahrzeuggeschwindigkeit wird fortgesetzt (Schritt S810), bis die abgelaufene Zeit t nach dem Auftreten der Abnormalität eine voreingestellte vorgegebene Zeit t2 erreicht (wobei t2 > t1 ist). Wenn die abgelaufene Zeit t die vorgegebene Zeit t2 erreicht, verändert die Hauptsteuer-CPU 272 die maximale Fahrzeuggeschwindigkeit von Sp auf 60 km/h (Schritt S190) und beendet dann das Programm. Mit anderen Worten, wenn die vorgegebene Zeit t2 nach dem Auftreten der Abnormalität abgelaufen ist, verändert die Hauptsteuer-CPU 272 die für das Fahrzeug zugelassene maximale Fahrzeuggeschwindigkeit auf eine weiter reduzierte Einstellung.
Wenn in Schritt S140 festgestellt wird, daß die Fahrzeuggeschwindigkeit Sp nicht größer ist als 60 km/h, rückt die Hauptsteuer-CPU 272 sofort auf Schritt S190 vor, in dem die Hauptsteuer-CPU 272 eine Steuerung zur Begrenzung der Fahrzeuggeschwindigkeit durchführt, ebenso die maximale Fahrzeuggeschwindigkeit auf 60 km/h einstellt. Wenn in Schritt S100 ermittelt wird, daß der EEPROM 282 der Abnormalitätsgeschichteregistrierschaltung 280 eine registrierte Geschichte über das Auftreten einer Abnormalität speichert, bedeutet dies, daß die Steuerung zur Begrenzung der maximalen Fahrzeuggeschwindigkeit auf 60 km/h durchgeführt wird. Daher setzt die Hauptsteuer-CPU 272 die Steuerung mit der auf 60 m/h eingestellten maximalen Fahrzeuggeschwindigkeit fort (Schritt S195) und beendet dann das Programm. Wenn in Schritt S120 keine Abnormalität des Sensors 165a detektiert wird, beendet die Hauptsteuer-CPU 272 sofort das Programm.
Wenn bei dieser Konstruktion eine Abnormalität in einem der Gaspedalsensoren auftritt, wird die Steuerung zur Begrenzung der maximalen Fahrzeuggeschwindigkeit auf einen vorgegebenen Wert (60 km/h bei dieser Ausführungsform) durchgeführt. Es ist daher möglich, den Fahrer daran zu hindern, länger als erforderlich weiterzufahren, während ein bestimmtes Fahrverhalten des Fahrzeuges sichergestellt wird. Die Sicherheit in bezug auf das Fahren des Fahrzeuges kann daher verbessert werden. Was das Einstellen einer maximalen Fahrzeuggeschwindigkeit anbetrifft, so hat das Hybridfahrzeug dieser Ausführungsform eine Konstruktion, bei dem die Fahrzeuggeschwindigkeit zum Zeitpunkt des Auftretens einer Abnormalität größer ist als ein vorgegebener Wert, so daß das Fahrzeug mit einer Fahrzeuggeschwindigkeit fahren kann, die größer ist als die maximale Fahrzeuggeschwindigkeitsgrenze, die einzustellen ist, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit geringer ist als der vorstehend erwähnte vorgegebene Wert, und die Fahrzeuggeschwindigkeitsbeschränkung wird schrittweise angezogen. Daher kann die Sicherheit während des Fahrens mit hoher Geschwindigkeit verbessert werden. Mit anderen Worten, wenn während des Fahrens mit hoher Geschwindigkeit das Fahrzeug zwangsweise verzögert wird, indem die Fahrzeuggeschwindigkeit gleichzeitig mit der Selektion einer Abnormalität abrupt begrenzt wird, besteht die Gefahr, daß der Fahrzeuglenker auf unnötige Weise ein unsicheres Gefühl erhält und daß auf unnötige Weise die Fahrzeuglenker, die mit dem Fahrzeug herumfahren, ein unsicheres Gefühl bekommen. Wenn bei dieser Ausführungsform eine Gaspedalsensorabnormalität während des Fahrens mit hoher Geschwindigkeit auftritt, wird die Antriebskrafterzeugungsvorrichtung unter Verwendung des Ausgangssignales des verbleibenden normalen Gaspedalsensors angetrieben und ein ausreichendes Fahrverhalten (ein bestimmtes Beschleunigungsverhalten) bei einer begrenzten Zeitdauer sichergestellt. Es ist daher möglich, aus einem Fahrzustand mit hoher Geschwindigkeit heraus auf sicherere Weise Schutzmaßnahmen zu treffen.
Das Hybridfahrzeug dieser Ausführungsform stellt ein bestimmtes Fahrverhalten sicher, während es eine Leistungsbeschränkung gemäß 3 in Abhängigkeit von der Art der aufgetretenen Abnormalität durchführt, wie vorstehend erläutert. Da die vorstehend erwähnte Gaspedalsensorabnormalität keine Abnormalität ist, die direkt den Antriebskraftabgabevorgang der Antriebskrafterzeugungsvorrichtung verschlechtert, wird die Leistung zwangsweise beschränkt, indem eine maximale Fahrzeuggeschwindigkeit eingestellt wird, wenn einer der Gaspedalsensoren eine Abnormalität besitzt.
Die vorstehend erwähnte Abnormalität, die in einem der Gaspedalsensoren auftritt, wird als eine Abnormalität angesehen, die von den Abnormalitäten, die in einem Fahrzeug auftreten, einen relativ hohen Gefahrengrad besitzt (eine große Gefahr, daß eine andere Abnormalität verursacht wird), so daß daher ein bestimmter Grad an Leistungsbeschränkung eingestellt wird, die durch die Leistungscharakteristiklinie (C) in 3 angedeutet ist. Dies ist darauf zurückzuführen, daß die Abnormalitäten, die im verbleibenden normalen Sensor auftreten können, wenn das Fahrzeug unter Verwendung des verbleibenden Sensors weiterläuft, Abnormalitäten umfassen, die nicht detektiert werden können. Mit anderen Worten, wie in den 6 bis 10 dargestellt, sind diverse detektierte abnorme Muster denkbar, die einen Gaspedalsensor betreffen. Dabei kann eine detektierte Abnormalität auf der Basis einer relativen Differenz zwischen den Ausgangssignalen von den beiden Sensoren, wie beispielsweise das in 10 dargestellte abnorme Ereignis #5 (Differenzabnormalität), betrachtet werden. Wenn nach dem Auftreten einer derartigen Abnormalität in einem der Sensoren eine entsprechende Abnormalität im anderen Sensor auftritt, kann die Abnormalität des anderen Sensors nicht detektiert werden. Wenn daher eine Abnormalität in einem der beiden Systeme der Gaspedalsensoren auftritt, wird die Fahrzeugsicherheit garantiert, indem eine ausreichende Leistungsbeschränkung unter Berücksichtigung der Möglichkeit des Auftretens einer nicht detektierbaren Abnormalität durchgeführt wird. Die für die Leistungsbeschränkung eingestellte maximale Fahrzeuggeschwindigkeit ist nicht auf den vorstehend in Verbindung mit dieser Ausführungsform erwähnten Wert (60 km/h) begrenzt. Vielmehr kann irgendein geeigneter Wert innerhalb eines Bereiches, der den vorstehend erwähnten Umständen gerecht wird, eingestellt werden.
Wenn in bezug auf die Leistungsbeschränkung durch Einstellung einer maximalen Fahrzeuggeschwindigkeit nach Detektion einer Abnormalität gemäß dieser Ausführungsform die Fahrzeuggeschwindigkeit zum Zeitpunkt der Detektion einer Abnormalität mindestens dem vorgegebenen Wert entspricht, läßt man das Fahrzeug nur innerhalb der vorgegebenen Zeitdauer, die dem Auftreten der Abnormalität folgt, mit einer höheren Geschwindigkeit laufen. Die bei dieser Funktionsweise verwendete Referenzfahrzeuggeschwindigkeit ist nicht auf den bei dieser Ausführungsform eingestellten Wert beschränkt, sondern kann auch irgendeinem anderen geeigneten Wert entsprechen. Die nach der Detektion einer Abnormalität folgende Zeit, während der die Einstellung einer erhöhten maximalen Fahrzeuggeschwindigkeit ermöglicht wird, kann auf geeignete Weise so eingestellt werden, daß während des Fahrens mit hoher Geschwindigkeit eine ausreichende Sicherheit garantiert werden kann (eine ausreichende Schutzmaßnahme ergriffen werden kann). Wenn bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform die Fahrzeugge schwindigkeit zum Zeitpunkt des Auftretens einer Abnormalität mindestens dem vorgegebenen Wert entspricht und daher die erhöhte maximale Fahrzeuggeschwindigkeit eingestellt wird, wird die Einstellung der maximalen Fahrgeschwindigkeit mit dem Ablauf der Zeit schrittweise allmählich reduziert. Die in der vorstehend erwähnten Situation eingestellte maximale Fahrzeuggeschwindigkeit (die detektierte Fahrzeuggeschwindigkeit Sp + 10 km/h bei dieser Ausführungsform) und die Beträge der Verringerung der Einstellung der maximalen Fahrzeuggeschwindigkeit können in Abhängigkeit von den erwarteten Laufbedingungen des Fahrzeuges o.ä. in geeigneter Weise in einem Bereich ausgewählt werden, der den Sicherheitsanforderungen während des Fahrens mit hoher Geschwindigkeit gerecht wird.
Wenn bei dieser Ausführungsform die Fahrzeuggeschwindigkeit zum Zeitpunkt der Detektion einer Abnormalität nicht höher ist als der vorgegebene Wert (60 km/h), wird die maximale Fahrzeuggeschwindigkeit unmittelbar nach dem Auftreten der Abnormalität auf den vorgegebenen Wert (60 km/h) begrenzt. Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit zum Zeitpunkt des Auftretens einer Abnormalität höher ist als der vorstehend erwähnte vorgegebene Wert (60 km/h) und die maximale Fahrzeuggeschwindigkeit auf den erhöhten Wert eingestellt ist, wird die maximale Fahrzeuggeschwindigkeit dann schrittweise auf geringere Werte eingestellt und schließlich auf den vorstehend erwähnten vorgegebenen Wert (60 km/h) eingestellt (siehe 11). Es ist jedoch auch zweckmäßig, die Einstellung der maximalen Fahrzeuggeschwindigkeit schrittweise zu redu zieren, nachdem die Fahrzeuggeschwindigkeit auf den vorstehend erwähnten vorgegebenen Wert (60 km/h) eingestellt worden ist, um noch besser eine Fortsetzung der Fahrt des Fahrzeuges länger als erforderlich nach dem Auftreten einer Abnormalität zu verhindern. Diese Konstruktion macht es möglich, die fortgesetzte Fahrt des Fahrzeuges nach der Detektion einer Sensorabnormalität im wesentlichen zu verhindern, wenn eine Abnormalität im anderen Sensor nicht detektierbar ist. Obwohl bei der vorstehenden Ausführungsform die maximale Fahrzeuggeschwindigkeit unabhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit zum Zeitpunkt des Auftretens einer Abnormalität schließlich auf den gleichen vorgegebenen Wert (60 km/h) eingestellt wird, kann die Einstellung der endgültigen maximalen Fahrzeuggeschwindigkeit in Abhängigkeit vom Fahrzustand des Fahrzeuges variiert werden. Wenn sich das Fahrzeug beispielsweise in einem Stopp befindet, wenn eine Abnormalität auftritt, kann die maximale Fahrzeuggeschwindigkeit auf einen reduzierten Endwert vom Beginn an eingestellt werden.
Obwohl bei der vorstehenden Ausführungsform die Einstellung der maximalen Fahrzeuggeschwindigkeit im Laufe der Zeit nach dem Auftreten einer Abnormalität allmählich reduziert wird, ist es auch zweckmäßig, eine andere Bezugsbasis zu verwenden, wie beispielsweise die Fahrdistanz nach dem Auftreten einer Abnormalität o.ä., die als Basis zum Verstärken der Leistungsbeschränkung verwendet werden kann. Unter der Voraussetzung, daß ein ausreichendes Fahrverhalten zum Zeitpunkt des Auftretens einer Abnormalität sichergestellt wird, das die Ergrei fung einer bestimmten Schutzmaßnahme ermöglicht, und daß eine Leistungsbeschränkung schrittweise durchgeführt wird, um den Fahrzeuglenker daran zu hindern, nach dem Auftreten einer Abnormalität die Fahrt fortzusetzen, können im wesentlichen die gleichen Vorteile wie vorstehend erläutert erzielt werden.
Obwohl bei der vorstehend erläuterten Ausführungsform die durchgeführte Steuerung beim Auftreten einer Abnormalität in einem der beiden Gaspedalsensorsysteme beschrieben wurde, können auch Abnormalitäten in beiden Gaspedalsensoren auftreten. Nachfolgend wird nunmehr eine Steuerung beschrieben, die zum Zeitpunkt des Auftretens von Abnormalitäten in beiden Gaspedalsensoren durchgeführt wird.
Die Feststellung, ob eine Gaspedalsensorabnormalität aufgetreten ist, wird auf der Basis der Muster des Ausgangssignales eines jeden Sensors durchgeführt (siehe die 6 bis 10), wie vorstehend bei der vorhergehenden Ausführungsform in Verbindung mit dem Sensor 165a beschrieben. Wenn beide Gaspedalsensorsysteme abnormal werden, wird es unmöglich, einen Befehl einzugeben, der die Antriebskraftanforderung vom Fahrzeuglenker betrifft. Daher kann die Beschleunigungssteuerung des Fahrzeuges in Abhängigkeit vom Grad der Gaspedalbetätigung nicht durchgeführt werden. Zur Lösung dieses Problems besitzt das Hybridfahrzeug dieser Ausführungsform eine Konstruktion, bei der dann, wenn die beiden Gaspedalsensorsysteme abnormal werden, eine ausreichend kleine vorgegebene Antriebskraft über die Achse abgegeben wird, so daß sich das Fahrzeug bewegen kann.
Genauer gesagt, wenn detektiert wird, daß beide Gaspedalsensoren einen abnormalen Zustand besitzen, wird eine konstante Antriebskraft abgegeben, die im wesentlichen der Antriebskraft für die Kriechbewegung eines Fahrzeuges mit automatischem Getriebe entspricht. Diese Konstruktion ermöglicht es dem Fahrzeuglenker, das Fahrzeug auf einen sicheren Platz zu bewegen. Selbst zum Zeitpunkt des Auftretens einer Abnormalität, die die Gaspedalsensoren vollständig unbrauchbar macht, wird daher eine gewisse Sicherheit in bezug auf das Fahrzeug garantiert. Selbst wenn daher beide Gaspedalsensoren abnormal werden und es unmöglich wird, eine Anforderung in bezug auf die Antriebskraft einzugeben, sichert das Hybridfahrzeug dieser Ausführungsform das höchstmögliche Fahrverhalten, so daß daher die Sicherheit zum Zeitpunkt einer Abnormalität verbessert wird.
Bei dem Hybridfahrzeug dieser Ausführungsform kann die vorgegebene Antriebskraft entsprechend der Kriechbewegung verwirklicht werden, indem der zweite Motor MG2 über die Ausnutzung der Kraft von der Batterie 194 angetrieben wird, wie vorstehend erläutert. Alternativ dazu kann die Antriebskraft zur Verfügung gestellt werden, indem der Verbrennungsmotor 150 angetrieben und der erste Motor MG1 zur Regeneration betrieben (der Motor MG1 so betrieben wird, daß er ein Reaktionsdrehmoment entgegen dem vom Verbrennungsmotor übertragenen Drehmoment abgibt) und dadurch verursacht wird, daß das direkt vom Verbrennungsmotor 150 auf den Motor MG2 übertragene Drehmoment über die Achse abgegeben wird.
Als nächstes wird die Funktionsweise zum Zeitpunkt des Auftretens einer Schalthebelpositionssensorabnormalität beschrieben.
Der Schalthebelpositionssensor 167, der am Schalthebel vorgesehen ist, um die Position des Schalthebels zu detektieren, besteht aus zwei Sensorsystemen und liefert zwei Schalthebelpositionssignale SP1, SP2 zur Hauptsteuer-CPU 272. Mit anderen Worten, wie die Schaltungskonstruktion in bezug auf die Verarbeitung der Gaspedalsensorausgangssignale, die in 4 dargestellt ist, wird der Schalthebelpositionssensor 167 von zwei Sensoren 167a, 167b gebildet, die unterschiedliche Eigenschaften besitzen. Die Ausgangssignale SP1, SP2 der Sensoren 167a, 167b werden der Hauptsteuer-CPU 272 zugeführt. In der Hauptsteuer-CPU 272 detektiert der Abnormalitätsdetektionsteil 272a das Auftreten einer Abnormalität in bezug auf den Schalthebelpositionssensor 167 und führt das Ergebnis der Detektion dem Steuereingangsbestimmungsteil 272b zu, wie dies bei der vorstehend beschriebenen Gaspedalsensorabnormalität der Fall ist.
12 ist ein Diagramm, das den Zustand der vom Schalthebelpositionssensor 167 abgegebenen Signale wiedergibt. Von den beiden Sensorsystemen des Schalthebelpositionssensors 167 gibt der Sensor 167a ein Spannungssignal (Analogsignal) ab, das der Position des Schalthebels (Schaltposition) entspricht. Im Hybridfahrzeug die ser Ausführungsform sind die durch die Position des Schalthebels vorgegebenen Schaltpositionen die Parkposition (P), die Rückwärtsposition (R), die Neutralposition (N), die Antriebsposition (D) und die B-Position (B), die in dieser Reihenfolge angeordnet sind. Die B-Position (B) entspricht einem Vorwärtsantrieb, der dem Modus der Antriebsposition (D entspricht, jedoch einen stärkeren Motorbremseffekt als der Modus der Antriebsposition ermöglicht.
Der andere Sensor 167b ist ein Sensor, der ein EIN/AUS-Signal zur Überprüfung, in welcher Position der Schalthebel gegenwärtig eingestellt ist, abgibt. Wenn sich der Schalthebel in einer Position befindet, die einer der Schalthebelpositionen entspricht, gibt er ein EIN-Signal entsprechend einer jeden Schalthebelposition ab. Wenn sich der Schalthebel in einer Zwischenposition zwischen den Schaltpositionen befindet, gibt er ein AUS-Signal ab. Wenn irgendeines der EIN-Signale vom Sensor 167b sich über eine vorgegebene Zeitdauer (d.h. 100 msec) fortsetzt und während dieser Zeitdauer ein Spannungssignal entsprechend dem EIN-Signal vom Sensor 167a abgegeben wird, wird eine Schalthebelposition entsprechend dem EIN-Signal und dem Spannungssignal ermittelt. In 12 gibt die Horizontalachse den Hub des Schalthebels und die Vertikalachse den Spannungswert des Ausgangssignales des Sensors 167a wieder. Das EIN-Signal (SW-Signal) vom Sensor 167b ist unterhalb der Horizontalachse an Positionen, die den Hüben entsprechen, bei denen das EIN-Signal abgegeben wird, wiedergegeben.
Im Schalthebelpositionssensor 167 wird somit eine Schaltposition auf der Basis der Ausgangssignale von den beiden Sensorsystemen 167a, 167b festgestellt. Das Hybridfahrzeug dieser Ausführungsform besitzt eine Konstruktion, bei der dann, wenn einer der Sensoren eine Abnormalität aufweist und einige der Schaltpositionen nicht ermittelbar werden, noch eine Positionsbestimmung in bezug auf die Schaltpositionen durchgeführt wird, die von der Abnormalität nicht beeinflusst werden. Wenn beispielsweise der Sensor 167b einen partiellen Bruch als eine Abnormalität aufweist und das EIN-Signal für die P-Position nicht abgegeben wird, kann das Hybridfahrzeug die P-Position nicht ermitteln. In diesem Fall können jedoch die anderen Schaltpositionen bestimmt werden, wenn die EIN-Signale für die anderen Schaltpositionen korrekt abgegeben werden können und kein Widerspruch in vorgegebenen arithmetischen Operationen verursacht wird, die von der Hauptsteuer-CPU 272 auf der Basis der Sensorausgangssignale durchgeführt werden.
Wenn die Spannung des Ausgangssignales vom Sensor 167a einen Wert besitzt, der einer Schaltposition entspricht, während der Sensor 167b kein EIN-Signal entsprechend dem Spannungssignal abgibt, bestimmt der Abnormalitätsdetektionsteil 272a, daß der Sensor 167b eine Abnormalität besitzt, und verändert die Ausgangscharakteristik in Abhängigkeit von der Abnormalität, wie in 3 gezeigt. In diesem Augenblick warnt das Hybridfahrzeug den Fahrzeuglenker, daß der Schalthebelpositionssensor eine Abnormalität besitzt und daß spezielle Schaltpositionen nicht erkannt werden können, indem es eine Anzeige, eine Stimme/ein Geräusch, Vibrationen etc. erzeugt, wie vorstehend erwähnt.
Zur Zeit einer Schalthebelpositionssensorabnormalität wählt das Hybridfahrzeug dieser Ausführungsform die gleiche Ausgangscharakteristik, wie sie für den Normalfall eingestellt ist (Linie (A) in 3), so daß keine wesentliche Änderung in der Ausgangscharakteristik auftritt. Mit anderen Worten, die Schalthebelpositionssensorabnormalität schädigt die Antriebskrafterzeugungsvorrichtung nicht direkt. Selbst wenn eines oder mehrere der vom Sensor 167a abgegebenen EIN-Signale abnormal werden, erzeugt die Abnormalität nicht direkt eine andere Abnormalität. Daher werden bei der Steuerung dieser Ausführungsform die Fahreigenschaften bei den korrekt detektierbaren Schaltpositionen nicht verschlechtert.
Selbst wenn daher bei dem Hybridfahrzeug dieser Ausführungsform eine Schalthebelpositionssensorabnormalität auftritt und einige der Schaltpositionen nicht ermittelbar sind, können die anderen Schaltpositionen auf normale Weise ermittelt werden und wird ein ausreichendes Fahrverhalten in Abhängigkeit von der Art der aufgetretenen Abnormalität sichergestellt. Das Hybridfahrzeug ermöglicht daher, daß eine Schutzmaßnahme getroffen wird, während die Fahrzeugsicherheit garantiert wird. Es ist ferner zweckmäßig, eine Konstruktion zu verwirklichen, bei der dann, wenn eine Schalthebelpositionssensorabnormalität auftritt und einige der Schaltpositionen nicht ermittelbar sind, eine Steuerung zur Reduzierung der Fahreigenschaften durchgeführt wird, beispielsweise durch Einstellen einer maximalen Fahrzeuggeschwindigkeit, wie im Fall der vorstehend beschriebenen Gaspedalsensorabnormalität, selbst wenn sich das Fahrzeug in einem Fahrmodus befindet, der irgendeiner der normalerweise bestimmbaren Schaltpositionen entspricht. Diese Konstruktion erleichtert die Feststellung des Auftretens einer Abnormalität vom Fahrzeuglenker und hindert den Fahrzeuglenker daran, den Antrieb des Fahrzeuges mit der vorhandenen Abnormalität fortzusetzen.
Es wird die Verwirklichung einer Konstruktion bevorzugt, bei der dann, wenn eine Abnormalität von einem der Schalthebelpositionssensoren detektiert wird und eine Schaltpositionsbestimmung für die normalerweise detektierbaren Schaltpositionen ermöglicht wird, um die Fahrt des Fahrzeuges fortzusetzen, die Leistungsbeschränkung nach der Detektion der Abnormalität allmählich verstärkt wird, um ein Fahren des Fahrzeuges mit der vorhandenen Schalthebelpositionssensorabnormalität über einen langen Zeitraum zu verhindern. Beispielsweise kann eine Beschränkung der maximalen Fahrzeuggeschwindigkeit nach einer vorgegebenen Zeit nach der Detektion einer Schalthebelpositionssensorabnormalität oder nach einer vorgegebenen Fahrstrecke nach der Detektion vorgesehen werden, und die Beschränkung der maximalen Fahrzeuggeschwindigkeit kann im Laufe der Zeit nach der Detektion der Abnormalität oder beim Ansteigen der Fahrstrecke nach der Detektion der Abnormalität verstärkt werden.
Wenn der Schalthebelpositionssensor vom Sensor 167a, der das Analogsignal abgibt, und vom Sensor 167b, der das EIN/AUS-Signal abgibt, gebildet wird, wie bei dem Hybridfahrzeug dieser Ausführungsform, erzeugt das Auftreten einer Abnormalität in dem Sensor, der das Analogsignal abgibt, das folgende Problem. Wenn der das EIN/AUS-Signal abgebende Sensor das AUS-Signal abgibt, ist es unmöglich zu bestimmen, ob das AUS-Signal des Sensors darauf zurückzuführen ist, daß sich der Schalthebel in einer Zwischenposition befindet oder daß der Sensor eine Abnormalität besitzt. Daher wird beim Hybridfahrzeug dieser Ausführungsform eine Schaltpositionsbestimmung nur auf der Basis des Sensors 167b, der das EIN/AUS-Signal abgibt, vermieden, wenn der Sensor 167a, der das Analogsignal abgibt, eine Abnormalität besitzt. Wenn daher eine Abnormalität auftritt, die eine Schaltpositionsbestimmung verhindert, ist es wünschenswert, das bestmögliche Fahrverhalten sicherzustellen, um eine Schutzmaßnahme zu ermöglichen, während die Gefahr berücksichtigt wird, daß die vorhandene Abnormalität eine andere Abnormalität verursacht, wie in dem vorstehend beschriebenen Fall, bei dem beide Gaspedalsensoren eine Abnormalität besitzen. Wenn der Schalthebelpositionssensor von zwei Sensoren gebildet wird, von denen jeder in der Lage ist, die Schaltposition allein zu detektieren, wie im Falle des vorstehend beschriebenen Gaspedalsensors, ist es ferner zweckmäßig, den Sensor, der normal ist, zum Zeitpunkt des Auftretens einer Abnormalität im anderen Sensor zu verwenden, um eine Schaltpositionsbestimmung und die Leistungsbeschränkung zum Fortsetzen der Fahrt des Fahrzeuges durchzuführen.
Als nächstes wird die Operation beschrieben, die zum Zeitpunkt einer Motorstromsensorabnormalität durchgeführt wird.
Der Motor MG2 ist mechanisch mit der Achse verbunden und in der Lage, eine Antriebskraft direkt auf die Achse aufzubringen, wie vorstehend beschrieben. Bei dem Motor MG2 handelt es sich um einen Dreiphasen-Synchronmotor, in dem vorgegebene Magnetfelder erzeugt werden, indem ein vorgegebener Strom durch die Dreiphasenwicklungen, die auf den einzelnen Statoren vorgesehen sind, geleitet wird. Der Rotor wird durch die Wechselwirkung zwischen den Magnetfeldern der Permanentmagneten des Rotors und der Magnetfelder, die durch die Dreiphasen-Wicklungen erzeugt werden, gedreht. Wie vorstehend beschrieben, versorgt die Motorhauptsteuer-CPU 262 die Steuer-CPU 266 des zweiten Motors mit einem erforderlichen Stromwert I2req in Abhängigkeit von dem angeforderten Drehmomentwert I2req in bezug auf den Motor MG2, der von der Hauptsteuer-CPU 272 zugeführt wird. Die Steuer-CPU 266 für den zweiten Motor steuert die Antriebsschaltung 192 in Abhängigkeit vom angeforderten Stromwert I2req und liefert einen vorgegebenen Strom durch die Dreiphasen-Wicklungen des Motors MG2, wodurch der Motor MG2 angetrieben wird. Die Antriebsschaltung 192 ist mit einem Stromsensor zum Messen des Wertes des durch die Dreiphasen-Wicklungen fließenden Stromes versehen. Der tatsächlich gemessene Stromwert I2det, der vom Sensor gemessen wird, wird der Steuer-CPU 266 für den zweiten Motor zugeführt (siehe 2). Die Steuer-CPU 266 für den zweiten Motor führt eine Feedbackregelung durch, indem sie den tatsächlich gemessenen Wert des Stromes, der tatsächlich durch die Dreiphasen-Wicklungen fließt, zurückführt und die Größe der Abweichung zwischen dem Wert des tatsächlich fließenden Stromes und dem Wert des Stromes, der fließen muß, korrigiert.
Wenn eine Abnormalität im Stromsensor, der in der Antriebsschaltung 192 vorgesehen ist, detektiert wird, stoppt das Hybridfahrzeug dieser Ausführungsform die Steuerung zum Korrigieren des Stromwertes, der durch die Dreiphasen-Wicklungen fließen muß, in Abhängigkeit von dem Stromwert, der tatsächlich vom Stromsensor gemessen wurde, und erzeugt einen vorgegebenen Alarm für den Fahrzeuglenker, wie vorstehend erläutert. Die Detektion einer Abnormalität im Stromsensor kann beispielsweise in einer Weise verwirklicht werden, die der vorstehend beschriebenen Detektion einer Gaspedal sensorabnormalität entspricht. Mit anderen Worten, Signalmuster, die nicht auftreten, wenn der Sensor normal funktioniert, sind in einem ROM (nicht gezeigt), der für die Steuer-CPU 266 für den zweiten Motor vorgesehen ist, vorgespeichert. Wenn das Ausgangssignal vom Stromsensor irgendeines der vorgespeicherten abnormen Muster besitzt, kann festgestellt werden, daß der Stromsensor eine Abnormalität besitzt.
Wenn eine Abnormalität im Stromsensor der vorstehend beschriebenen Weise detektiert wird, ist es unmöglich, die vorstehend erwähnte Feedbackregelung in bezug auf den tatsächlich gemessenen Wert des durch die Dreiphasen- Wicklungen des Motors MG2 fließenden Stromes durchzuführen. Nach dem Auftreten einer Abnormalität im Stromsensor wird daher die Antriebsschaltung 192 lediglich in Abhängigkeit von dem angeforderten Stromwert I2req in einer Weise gesteuert, so daß die Fahrt des Fahrzeuges einfach fortgesetzt wird, wenn der Wert des Stromes, der tatsächlich fließt, vom angeforderten Stromwert abweicht.
Die Abnormalität des Stromsensors ist keine Abnormalität, die die Abgabe der Antriebskraft von der Antriebskrafterzeugungsvorrichtung direkt verschlechtert. Obwohl es daher möglich ist, die Antriebsschaltung 192 in Abhängigkeit vom angeforderten Stromwert I2req zu steuern, der in der gleichen Weise wie im Normalfall berechnet wurde, selbst wenn die vorstehend erwähnte Steuerung stattfindet, bei der der Wert des Stromes, der tatsächlich fließt, nicht zurückgeführt wird, beschränkt diese Ausführungsform die Leistung im Vergleich zu der Leistung während des Normalfalls durch Ausführung einer Steuerung zur Reduzierung der von der Batterie 194 abgezogenen Energie zum Antreiben des Motors MG2 gegenüber dem Normalniveau (d.h. bis 80 des Normalniveaus). Zur Zeit einer Abnormalität im Stromsensor ist es zweckmäßig, die Ausgangsleistung zu beschränken, indem eine maximale Fahrzeuggeschwindigkeit eingestellt wird, wie dies bei der vorstehend beschriebenen Gaspedalsensorabnormalität der Fall ist. Da jedoch die Stromsensorabnormalität eine Abnormalität ist, die nur eine geringe Gefahr besitzt, daß sie eine andere Abnormalität verursacht (obwohl aufgrund einer verschlechterten Genauig keit der Steuerung des Motors MG2 die Gefahr einer geringfügigen Verringerung der Energieeffizienz, eine geringfügige Verschlechterung im Ansprechverhalten auf Operationen in bezug auf den Lauf des Fahrzeuges etc. besteht, wird die Stromsensorabnormalität als eine Abnormalität angesehen, die nur eine geringe Gefahr besitzt, daß eine andere Abnormalität verursacht wird), verwirklicht das Hybridfahrzeug dieser Ausführungsform keine derartige Beschränkung der maximalen Fahrzeuggeschwindigkeit, sondern führt eine Leistungsbeschränkung dadurch durch, daß die Stromabgabe von der Batterie 194 zum Motor MG2 eingeschränkt wird, um geringfügig das Beschleunigungsverhalten zu verschlechtern. Durch Verringerung der Leistung der Batterie 194 zum Antreiben des Motors MG2 gegenüber dem normalen Niveau verhindert das Hybridfahrzeug dieser Ausführungsform auf beträchtliche Weise, daß eine unerwünschte Strommenge dem Motor MG2 zugeführt wird, wenn eine Abnormalität auftritt, die die Genauigkeit der Steuerung des Motors MG2 verschlechtert.
Selbst wenn daher bei dem Hybridfahrzeug dieser Ausführungsform eine Abnormalität des Stromsensors detektiert wird, wird ein ausreichendes Fahrverhalten in Abhängigkeit von der Art der aufgetretenen Abnormalität sichergestellt, so daß eine Schutzmaßnahme getroffen werden kann. Durch das geringfügige Verschlechtern des Beschleunigungsverhaltens durch Beschränkung der von der Batterie 194 an den Motor MG2 abgegebenen Strommenge garantiert das Hybridfahrzeug eine ausreichende Sicherheit in einer Situation, in der die Genauigkeit des Antriebssignales zum Motor MG2 gering ist.
Bei der Abnormalität des Stromsensors handelt es sich um eine Abnormalität, die nur eine geringe Gefahr besitzt, daß eine andere Abnormalität verursacht wird, wie vorstehend erläutert. Daher führt das Hybridfahrzeug dieser Ausführungsform nicht die Einschränkung auf Basis der maximalen Fahrzeuggeschwindigkeit durch, sondern eine Einschränkung durch Verschlechterung des Beschleunigungsverhaltens. Es ist jedoch auch zweckmäßig, eine weitere Ausgangsleistungsbeschränkung schrittweise auszuführen, um ein weiteres Fahren des Fahrzeuges bei einer vorhandenen Abnormalität länger als erforderlich zu verhindern. Wie bei der vorhergehenden Ausführungsform kann beispielsweise die Beschränkung der maximalen Fahrzeuggeschwindigkeit schrittweise nach dem Ablauf einer vorgegebenen Zeit oder der Fahrt über eine vorgegebene Distanz nach der Detektion einer Abnormalität des Stromsensors eingestellt werden.
Als nächstes wird eine Operation beschrieben, die zur Zeit einer Batteriespannungssignalabnormalität durchgeführt wird.
Die Schaltung zur Lieferung von Energie von der Batterie 194 zu den Antriebsschaltungen 191, 192 ist mit einem Spannungssensor zum Detektieren des Ausgangsspannungswertes VB der Batterie 194 ausgestattet. Der detektierte Spannungswert VB wird der Hauptsteuer-CPU 272 und der Motorhauptsteuer-CPU 262 zugeführt, wie vorstehend er wähnt. Die Hauptsteuer-CPU 272 benutzt den Ausgangsspannungswert VB, wenn sie Steuergrößen festlegt, wie die Umdrehungszahlen des Verbrennungsmotors 150 und der Motoren MG1, MG2, die Drehmomentverteilung etc. Die Motorhauptsteuer-CPU 262 benutzt den Ausgangsspannungswert VB, wenn sie die angeforderten Stromwerte I1req, I2req ermittelt, die den beiden Motorsteuer-CPUs 264, 266 in Abhängigkeit von den angeforderten Drehmomentwerten T1req, I2req in bezug auf die Motoren MG1, MG2, die von der Hauptsteuer-CPU 272 geliefert werden, zuzuführen sind. Der Ausgangsspannungswert VB, der auf diese Weise der Hauptsteuer-CPU 272 und der Motorhauptsteuer-CPU 262 zugeführt wird, wird für die Antriebssteuerungen der Motoren MG1, MG2 benutzt.
Wenn im Signal des Spannungswertes VB der Batterie 194 eine Abnormalität detektiert wird, stoppt das Hybridfahrzeug dieser Ausführungsform die Steuerungen, die den vom vorstehend erwähnten Spannungssensor detektierten Spannungswert benutzen, und erzeugt einen vorstehend erwähnten Alarm für den Fahrzeuglenker. Die Detektion einer Signalabnormalität des Spannungswertes VB kann beispielsweise im wesentlichen in der gleichen Weise wie bei der vorstehend beschriebenen Detektion einer Gaspedalsensorabnormalität durchgeführt werden. Mit anderen Worten, Signalmuster, die nicht auftreten, wenn der Sensor normal funktioniert, sind in einem ROM (nicht gezeigt) für die Hauptsteuer-CPU 272 vorgespeichert. Wenn das Signal in bezug auf den Ausgangsspannungswert VB irgendeines dieser vorgespeicherten abnormen Muster besitzt, kann festgestellt werden, daß im Signal des Spannungswertes VB eine Abnormalität aufgetreten ist.
Wenn eine Signalabnormalität des Spannungswertes VB detektiert wird, ist es für die Hauptsteuer-CPU 272 und die Motorhauptsteuer-CPU 262 unmöglich, den tatsächlich gemessenen Wert in bezug auf die Ausgangsspannung der Batterie 194 zu benutzen, um Steuergrößen des Verbrennungsmotors 150 und der Motoren MG1, MG2 zu bestimmen, wie vorstehend erläutert. Daher berechnet daher die Hauptsteuer-CPU 272 bei Detektion einer Signalabnormalität des Spannungswertes VB einen geschätzten Wert der Ausgangsspannung der Batterie 194 und benutzt diesen geschätzten Wert als Ersatz für den tatsächlich gemessenen Wert, um die Steuergrößen zu bestimmen, und führt den geschätzten Wert der Motorhauptsteuer-CPU 262 zu, so daß der geschätzte Wert zum Bestimmen der angeforderten Stromwerte I1req, I2req benutzt wird. Somit kann das Fahrzeug seine Fahrt fortsetzen.
Der Schätzwert der Ausgangsspannung der Batterie 194 wird auf der Basis einer Gleichung der elektrischen Energieballance des Hybridfahrzeuges ermittelt. Die Größe der von der Batterie 194 abgegebenen Energie und die Größe der von verschiedenen Teilen des Hybridfahrzeuges, die von der Batterie 194 mit Energie versorgt werden, verbrauchten Energie sind gleich, so daß die folgende Gleichung (4) gilt: Ausgangsstrom (IB) × Ausgangsspannung (VB) = verbrauchte Energie von MG1 + verbrauchte Energie von MG2 + verbrauchte Energie der Stromzufuhr-Steuerschaltung (4)
Die mit Strom von der Batterie 194 versorgten Teile sind die Motoren MG1, MG2 und die verschiedenen Schaltungen in der Haupt-ECU 210, die über die Stromversorgungssteuerschaltung 274 mit Strom einer reduzierten Spannung versorgt werden. Die Mengen des von den Motoren MG1, MG2 verbrauchten Stromes können ermittelt werden, indem die von den Motoren MG1, MG2 abgegebenen Drehmomente mit den Umdrehungszahlen der Motoren MG1, MG2 multipliziert werden. Bei der tatsächlichen Berechnung der verbrauchten Strommengen bestimmt die Hauptsteuer-CPU 272 die verbrauchten Strommengen als Multiplikationsprodukte der angeforderten Drehmomentwerte T1req, T2req in bezug auf die Motoren MG1, MG2, die von der Hauptsteuer-CPU 272 der Motorhauptsteuer-CPU 262 zugeführt werden, und der Umdrehungszahlen REV1, REV der Motoren MG1, MG2, die von den Umdrehungszahlsensoren der Motoren MG1, MG2 über die Motorhauptsteuer-CPU 262 zurückgeführt wurden. Die von der Stromversorgungssteuerschaltung 274 verbrauchte Strommenge kann als Produkt eines Spannungswertes (12V im Hybridfahrzeug dieser Ausführungsform), der als Spannungswert, reduziert durch die Stromversorgungssteuerschaltung 274, vorgegeben ist, und eines Stromwertes, der von einem vorgegebenen Stromsensor (nicht gezeigt) detektiert wird, welcher in der Stromversorgungssteuerschaltung 274 vorgesehen ist, um den Wert des den ver schiedenen Schaltungen nach der Spannungsverringerung zugeführten Stromes zu messen, berechnet werden.
Der Wert des Ausgangsstromes IB von der Batterie 194 wird der Hauptsteuer-CPU 272 zugeführt, wie vorstehend erwähnt. Obwohl in 2 der Ausgangswert des Stromes von der Batterie 194 zur Stromversorgungssteuerschaltung 274 nicht dargestellt ist, entspricht der von einem vorgegebenen Stromsensor detektierte Ausgangsstromwert IB dem Wert des gesamten Ausgangsstromes von der Batterie 194 einschließlich dem der Stromversorgungssteuerschaltung 274 zugeführten Strom sowie dem den Antriebsschaltungen 191, 192 zugeführten Strom. Die Hauptsteuer-CPU 272 berechnet einen Schätzwert des Ausgangsspannungswertes aus den vorstehend erwähnten Werten gemäß Gleichung (4) und benutzt den Schätzwert der Spannung, um die Werte der Motoren MG1, MG2 u.ä. zu bestimmen.
Die vorstehend erwähnte Spannungssensorabnormalität ist keine Abnormalität, die die Antriebskraftabgabevorgänge der Antriebskrafterzeugungsvorrichtungen direkt verschlechtert. Obwohl es daher möglich ist, eine Steuerung durchzuführen, die der während des Normalfalls ausgeführten Steuerung, bei der keine Leistungsbeschränkung ausgeführt wird, entspricht, führt diese Ausführungsform eine Steuerung zur Reduzierung des von der Batterie 194 extrahierten Stromes durch, um den Motor MG2 vom Normalniveau aus anzutreiben und die Leistung im Vergleich zum Normalfall zu beschränken, wie dies bei der vorstehend beschriebenen Detektion einer Stromsensorabnormalität der Fall ist. Zur Zeit einer Spannungssensorabnormalität ist es zweckmäßig, die Leistung zu beschränken, indem eine maximale Fahrzeuggeschwindigkeit eingestellt wird, wie dies im Fall der vorstehend beschriebenen Gaspedalsensorabnormalität der Fall ist. Da jedoch die Spannungssensorabnormalität keine Abnormalität ist, die direkt eine andere Abnormalität verursacht (obwohl aufgrund einer geringeren Genauigkeit des Schätzwertes im Vergleich zum tatsächlich gemessenen Wert die Genauigkeit der Steuerung des Motors MG2 verringert ist und daher die Gefahr einer geringfügigen Verringerung der Energieeffizienz, einer geringfügigen Verschlechterung im Ansprechverhalten auf Operationen in bezug auf den Betrieb des Fahrzeuges etc. besteht, wird die Spannungssensorabnormalität so angesehen, daß sie nur eine geringe Gefahr der Verursachung einer anderen Abnormalität erzeugt), verwirklicht das Hybridfahrzeug dieser Ausführungsform keine derartige Beschränkung der maximalen Fahrzeuggeschwindigkeit, sondern führt eine Leistungsbeschränkung durch, indem sie die Stromabgabe von der Batterie 194 zum Motor MG2 einschränkt, um das Beschleunigungsverhalten geringfügig zu verschlechtern.
Selbst wenn daher bei dem Hybridfahrzeug dieser Ausführungsform im Spannungssensor eine Abnormalität detektiert wird, wird ein ausreichendes Fahrverhalten in Abhängigkeit von der aufgetretenen Abnormalität sichergestellt, so daß eine Schutzmaßnahme getroffen werden kann. Ferner wird durch geringfügiges Verschlechtern des Beschleunigungsverhaltens durch Beschränkung der von der Batterie 194 an den Motor MG2 abgegebenen Strommenge vom Hybridfahrzeug eine ausreichende Sicherheit in einer Si tuation garantiert, in der die Genauigkeit des Antriebssignales zum Motor MG2 niedrig ist.
Die Abnormalität des Spannungssensors ist eine Abnormalität, die nur eine geringe Gefahr aufweist, daß eine andere Abnormalität verursacht wird, wie vorstehend erläutert. Daher führt das Hybridfahrzeug dieser Ausführungsform keine Beschränkung auf der Basis der maximalen Fahrzeuggeschwindigkeit durch, sondern eine Beschränkung im Hinblick auf eine Verschlechterung des Beschleunigungsverhaltens. Es ist jedoch auch zweckmäßig, eine weitere Leistungsbeschränkung schrittweise durchzuführen, um ein Laufen des Fahrzeuges länger als erforderlich bei einer vorhandenen Abnormalität zu verhindern. Wie bei der vorhergehenden Ausführungsform kann beispielsweise die Beschränkung der maximalen Fahrzeuggeschwindigkeit schrittweise nach dem Ablaufen einer vorgegebenen Zeitdauer oder nach dem Fahren einer vorgegebenen Strecke nach der Detektion einer Abnormalität des Spannungssensors durchgeführt werden.
Als nächstes wird eine zur Zeit einer Verbrennungsmotorsystemabnormalität durchgeführte Operation beschrieben.
Wenn bei dem Hybridfahrzeug dieser Ausführungsform eine Abnormalität im Verbrennungsmotor 150 oder der Verbrennungsmotor-ECU 240 auftritt, so daß vom Verbrennungsmotor 150 keine Antriebskraft abgegeben werden kann, kann die Fahrt des Fahrzeuges fortgesetzt werden,. indem der Motor MG2 durch die Nutzung des in der Batterie 194 gespeicherten Stromes angetrieben wird. Während des Zu standes, in dem keine Antriebskraft vom Verbrennungsmotor 150 abgegeben werden kann, wird das Laufverhalten in einer vorgegebenen Weise im Vergleich zum normalen Laufverhalten beschränkt. Wenn der Verbrennungsmotor 150 eine Abnormalität besitzt und die in der Batterie 194 gespeicherte Energie beim Auftreten einer anderen Abnormalität verbraucht ist, wird es unmöglich, das Fahrzeug zu betreiben. Wenn daher beim Hybridfahrzeug dieser Ausführungsform der Verbrennungsmotor 150 eine Abnormalität aufweist und die Fahrt des Fahrzeuges unter Benutzung der Batterie 194 als einziger Energiequelle fortgesetzt wird, wird die folgende Operation durchgeführt. Mit anderen Worten, während die verbleibende Aufladung (SOC) der Batterie 194 hoch ist, wird ein bestimmtes Fahrverhalten in Abhängigkeit von einer Beschleunigungsanforderung vom Fahrzeuglenker sichergestellt, um eine erforderliche Schutzmaßnahme zu ermöglichen. Nachdem die verbleibende Aufladung in der Batterie 194 reduziert worden oder unter einen vorgegebenen Wert gefallen ist, wird die Leistungsbeschränkung (Fahrzeuggeschwindigkeitsbeschränkung) durchgeführt, um einen längstmöglichen Fahrbereich sicherzustellen.
Das Auftreten einer Abnormalität im Verbrennungsmotor 150 wird von der Verbrennungsmotor-ECU 240 auf der Basis von Mustern von Detektionssignalen detektiert, die von verschiedenen Sensoren eingegeben werden, welche im Verbrennungsmotor 150 vorgesehen sind. Wenn eine Abnormalität auftritt, gibt die Verbrennungsmotor-ECU 240 ein Abnormalitätsdetektionssignal an die Hauptsteuer-CPU 272, um das Auftreten einer Abnormalität kenntlich zu machen, und stoppt die Operation des Verbrennungsmotors 150.
13 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Verbrennungsmotorabnormalitätsverarbeitungsprogramm zeigt. Dieses Programm wird zu jedem vorgegebenen Zeitpunkt von der Hauptsteuer-CPU 272 ausgeführt. Wenn das Programm durchgeführt wird, nimmt die Hauptsteuer-CPU 272 zuerst auf den in der Abnormalitätsgeschichteregistrierschaltung 280 vorgesehenen EEPROM 282 Bezug (4) und bestimmt, ob es eine Geschichte in bezug auf das Auftreten von Abnormalitäten gibt (Schritt S200). Wenn eine Abnormalität des Verbrennungsmotors 150 detektiert wird, wird Information in bezug auf das Auftreten der Abnormalität im EEPROM 282, der in der Abnormalitätsgeschichteregistrierschaltung 280 vorgesehen ist (4), registriert, wie nachfolgend beschrieben. Durch Bezugnahme auf den EEPROM 282 in der Abnormalitätsgeschichteregistrierschaltung 280 muß daher die Hauptsteuer-CPU 272 erkennen, ob bereits eine Abnormalität im Verbrennungsmotor 150 aufgetreten ist. Alternativ dazu ist es zweckmäßig, das Auftreten einer Abnormalität in einem ROM (nicht gezeigt), der für die Hauptsteuer-CPU 272 vorgesehen ist, getrennt vom EEPROM 282 der Abnormalitätsgeschichteregistrierschaltung 280 zu speichern und auf den ROM Bezug zu nehmen.
Wenn das Auftreten einer Abnormalität nicht im EEPROM 282 der Abnormalitätsgeschichteregistrierschaltung 280 gespeichert wird, ermittelt die Hauptsteuer-CPU 272 auf der Basis des Vorhandenseins oder Fehlens eines Eingangs eines Abnormalitätsdetektionssignales von der Verbrennungsmotor-ECU 240 (Schritt S210), ob der Verbrennungsmotor 150 eine Abnormalität besitzt. Wenn eine Abnormalität des Verbrennungsmotors 150 in Schritt S210 detektiert wird, schaltet die Hauptsteuer-CPU 272 die Steuerung um, um die Verwendung des Verbrennungsmotors 150 zu vermeiden und nur die vom Motor MG2 abgegebene Antriebskraft als Antriebskraft des Fahrzeuges zu benutzen, und setzt die maximale Fahrzeuggeschwindigkeit auf 100 km/h. Ferner speichert die Hauptsteuer-CPU 272 das Auftreten einer Abnormalität im Verbrennungsmotor 150 im EEPROM 282 der Abnormalitätsgeschichteregistrierschaltung 280 und gibt einen Alarm ab, wie vorstehend erwähnt, wie beispielsweise eine Anzeige, ein Geräusch/eine Stimme, künstlich erzeugte Vibrationen etc., um den Fahrzeuglenker über das Auftreten der Abnormalität zu informieren (die vorstehend genannten Vorgänge werden in Schritt S220 durchgeführt).
Wenn der Verbrennungsmotor 150 gestoppt ist und das Fahrzeug nur durch die Antriebskraft vom Motor MG2 angetrieben wird, wird ein angeforderter Drehmomentwert, der über die Achse abzugeben ist, auf der Basis der dann vorhandenen Fahrzeuggeschwindigkeit und des Grades der Gaspedalbetätigung ermittelt, wie dies im Normalbetrieb der Fall ist. Wenn jedoch die Steuerung zum Stoppen des Verbrennungsmotors 150 durchgeführt wird, wird eine Steuerung zum Abgeben des gesamten angeforderten Drehmomentwertes vom zweiten Motor MG2 anstelle der Bestimmung von Steuergrößen, wie den Umdrehungsgeschwindigkeiten des Verbrennungsmotors 150 und der Motoren MG1, MG2, der Drehmomentverteilung o.ä., unter Zuführung von verschiedenen angeforderten Werten an verschiedene CPUs und ECUS durchgeführt. Wenn unter Benutzung des Motors MG2 eine gewünschte Größe der Antriebskraft erzeugt wird, kann Antriebskraft innerhalb des Leistungsbereiches des Motors MG2 abgegeben werden. Bei dem Hybridfahrzeug dieser Ausführungsform ist jedoch die maximale Fahrzeuggeschwindigkeit zum Zeitpunkt eines Stopps des Verbrennungsmotors 150 auf 100 km/h aufgrund von mechanischen Begrenzungen des Sonnenrades 121 des vorstehend beschriebenen Planetengetriebes beschränkt. Die Beschränkung der Fahrzeuggeschwindigkeit auf Basis der mechanischen Beschränkungen des Sonnenrades 121 wird nachfolgend im einzelnen beschrieben. Mit der in der vorstehend beschriebenen Weise eingestellten maximalen Fahrzeuggeschwindigkeit wird eine Beschleunigung des Fahrzeuges verhindert, nachdem die Fahrzeuggeschwindigkeit die maximale Fahrzeuggeschwindigkeit erreicht hat. Mit anderen Worten, nachdem die Fahrzeuggeschwindigkeit die maximale Fahrzeuggeschwindigkeit erreicht hat, wird die Drehmomentabgabe vom Motor MG2 unabhängig vom Grad der Gaspedalbetätigung verboten.
Hiernach liest die Hauptsteuer-CPU 272 die verbleibende Aufladung (SOC) der Batterie 194 ein (Schritt S230). Die SOC der Batterie 194 wird von der Abnormalitätsgeschichteregistrierschaltung 280 berechnet, die die Mengen des von der Batterie 194 abgegebenen und der Batterie zugeführten Stromes über die Zeit addiert. Der durch diesen Additionsvorgang bestimmte SOC-Wert wird von der Batterie-ECU 230 in die Hauptsteuer-CPU 272 eingegeben.
Nach dem Einlesen der verbleibenden Ladung der Batterie 194 bestimmt die Hauptsteuer-CPU 272, ob die verbleibende Ladung mindestens 80 % beträgt (Schritt S240). Wenn die verbleibende Ladung mindestens 80 % beträgt, setzt die Hauptsteuer-CPU 272 die Steuerung mit der auf 100 km/h eingestellten maximalen Fahrzeuggeschwindigkeit fort, während sie die Schritte S230 und S240 wiederholt, bis die verbleibende Ladung geringer wird als 80 %. Nachdem in Schritt S240 festgestellt worden ist, daß die verbleibende Ladung geringer ist als 80 %, verändert die Hauptsteuer-CPU 272 die Einstellung der maximalen Fahrzeuggeschwindigkeit auf 60 km/h (Schritt S250).
Danach liest die Hauptsteuer-CPU 272 wieder die verbleibende Ladung der Batterie 194 ein (Schritt S260) und bestimmt, ob die verbleibende Ladung mindestens 70 % beträgt (Schritt S270). Wenn die verbleibende Ladung mindestens 70 % beträgt, setzt die Hauptsteuer-CPU 272 die Steuerung mit der auf 60 km/h eingestellten maximalen Fahrzeuggeschwindigkeit fort, während sie die Schritte S260 und S270 wiederholt, bis die verbleibende Ladung geringer wird als 70 %. Nachdem in Schritt S270 festgestellt worden ist, daß die verbleibende Ladung geringer ist als 70 %, verändert die Hauptsteuer-CPU 272 die Einstellung der maximalen Fahrzeuggeschwindigkeit auf 45 m/h (Schritt S280).
Danach liest die Hauptsteuer-CPU 272 wieder die verbleibende Ladung der Batterie 194 ein (Schritt S290) und ermittelt, ob die verbleibende Ladung mindestens 50 % be trägt (Schritt S300). Wenn die verbleibende Ladung mindestens 50 % beträgt, setzt die Hauptsteuer-CPU 272 die Steuerung mit der auf 45 km/h eingestellten maximalen Geschwindigkeit fort, während sie die Schritte S290 und S300 wiederholt, bis die verbleibende Ladung geringer wird als 50 %. Nachdem in Schritt S300 ermittelt worden ist, daß die verbleibende Ladung geringer ist als 50 %, ändert die Hauptsteuer-CPU 272 die Einstellung der maximalen Fahrzeuggeschwindigkeit auf 20 km/h (Schritt S310). Hiernach beendet die Hauptsteuer-CPU 272 dieses Programm.
Wenn in Schritt S210 dieses Programms keine Abnormalität der Batterie 194 detektiert wird, beendet die Hauptsteuer-CPU 272 dieses Programm sofort. Wenn in Schritt S200 festgestellt wird, daß eine Abnormalität der Batterie 194 gespeichert ist, setzt die Hauptsteuer-CPU 272 die Steuerung zur Gewinnung von Antriebskraft vom Motor MG2 fort, während sie den Stopp des Verbrennungsmotors aufrechterhält, und setzt ferner die Steuerung mit der auf 20 km/h eingestellten maximalen Fahrzeuggeschwindigkeit fort (Schritt S320). Hiernach beendet die Hauptsteuer-CPU 272 dieses Programm.
Es werden nunmehr die vorstehend erwähnten mechanischen Beschränkungen des Sonnenrades 121 erläutert. Das Planetengetriebe 120, das drei Wellen besitzt, d.h. die Planetenträgerwelle 127, die Sonnenradwelle 125 und die Ringradwelle 126, hat eine Charakteristik, daß dann, wenn die Drehzahlen von zwei der drei sich drehenden Wellen und das Drehmoment von einer der drei sich dre henden Wellen (hiernach werden die Drehzahl und das Drehmoment einer Welle insgesamt als "Rotationszustand" bezeichnet) vorgegeben sind, die Rotationszustände sämtlicher rotierender Wellen festgelegt sind. Die Beziehung zwischen den Drehzahlen der drei rotierenden Wellen ist in Gleichung (1) wiedergegeben, während die Beziehung zwischen dem Drehmoment der drei rotierenden Wellen in den Gleichungen (2) und (3) wiedergegeben ist. Somit können die Beziehungen zwischen den Rotationszuständen der rotierenden Wellen durch mathematische Gleichungen ermittelt werden, die in der Mechanik bekannt sind. Die Beziehungen zwischen den Rotationszuständen der rotierenden Wellen können auch auf geometrische Weise aus einem Diagramm ermittelt werden, das als "Ausrichtungsdiagramm" bezeichnet wird.
14 zeigt ein Ausrichtungsdiagramm, in dem die Vertikalachse die Drehzahl einer jeden rotierenden Welle wiedergibt, während die Horizontalachse die Übersetzungsverhältnisse zwischen den Zahnrädern in einer Distanzbeziehung wiedergibt. Die Sonnenradwelle 125 (S in 14) und die Ringradwelle 126 (R in 14) sind an gegenüberliegenden Enden angegeben, die Position der Planetenträgerwelle 127 ist in der Position C angegeben, die intern die Strecke zwischen der Position S und der Position R in einem Verhältnis von 1:ñ unterteilt. Wie vorstehend erläutert, ist ñ das Verhältnis zwischen der Anzahl der Zähne des Sonnenrades 121 und der Anzahl der Zähne des Ringrades 122. In bezug auf die Positionen S, C, R auf der Horizontalachse sind die Drehzahlen Ns, Nc, Nr der Zahnräder angegeben. Das Pla netengetriebe 120 besitzt die Eigenschaft, daß die auf diese Weise angegebenen drei Punkte der Drehzahlen immer auf einer geraden Linie ausgerichtet sind. Diese gerade Linie wird als "gemeinsame Operationslinie" bezeichnet. Da eine einzige Gerade festgelegt wird, wenn zwei Punkte vorgegeben sind, macht es die Verwendung einer derartigen gemeinsamen Operationslinie möglich, die Drehzahl von einer der drei rotierenden Wellen aus den vorgegebenen Drehzahlen der anderen beiden rotierenden Wellen zu ermitteln. Wie vorstehend erläutert, ist die Kurbelwelle 156 des Verbrennungsmotors 150 mit der Planetenträgerwelle 127 verbunden, während der Rotor 132 des Motors MG1 mit der Sonnenradwelle 125 und der Rotor 142 des Motors MG2 mit der Ringradwelle, die mechanisch mit der Achse verbunden ist, verbunden sind, so daß die Drehzahlen der rotierenden Wellen den Drehzahlen des Verbrennungsmotors 150, des Motors MG1 und des Motors MG2 entsprechen.
Das Ausrichtungsdiagramm der 14 entspricht einem Zustand, in dem der Verbrennungsmotor 150 gestoppt ist und das Fahrzeug durch Betreiben des Motors MG2 läuft. Wenn der Verbrennungsmotor 150 gestoppt ist, wird die Drehzahl (Nc) der Planetenträgerwelle 127 zu 0. In diesem Fall dreht sich die Ringradwelle 126, die mit dem Motor MG2 verbunden ist, der eine vorgegebene Größe der Antriebskraft abgibt, mit einer Drehzahl (Nr), die der Fahrzeuggeschwindigkeit entspricht. Die mit dem Motor MG1 verbundene Sonnenradwelle 125, die kein Drehmoment abgibt, dreht sich mit einer Drehzahl (Ns), die durch die Drehzahlen der vorstehend erwähnten zwei rotierenden Wellen bestimmt wird. Wenn somit der Verbrennungsmotor 150 gestoppt ist und die Drehzahl der Planetenträgerwelle 127 Null beträgt, erhöhen Anstiege in der Fahrzeuggeschwindigkeit, d.h. Anstiege in der Drehzahl des Motors MG2 (d.h. Anstiege in der Drehzahl Nr der Ringradwelle 126), die Drehzahl Ns der Sonnenradwelle 125. Jedes der Zahnräder, die das Planetengetriebe 20 bilden, besitzt infolge seiner mechanischen Festigkeit eine obere Drehzahlgrenze. In einem Zustand, in dem das Hybridfahrzeug dieser Ausführungsform durch Betreiben des Motors MG2 läuft, während der Verbrennungsmotor 150 in einem gestoppten Zustand gehalten wird, erreicht die Drehzahl Ns der Sonnenradwelle 125 die mechanische Grenze der Sonnenradwelle 125, bevor die Drehzahl des Motors MG2, der das Fahrzeug antreibt, die Kapazitätsgrenze des Motors MG2 erreicht. Während der Verbrennungsmotor 150 gestoppt ist, beträgt die Fahrzeuggeschwindigkeit entsprechend einem Grenzwert der Drehzahl Nr der Ringradwelle 126, der so eingestellt ist, daß die Drehzahl Ns der Sonnenradwelle 125 ihre Grenze nicht übersteigt, im Hybridfahrzeug dieser Ausführungsform 100 km/h. In Schritt S220 des Verbrennungsmotorabnormalitätsverarbeitungsprogramms in 13 ist die maximale Fahrzeuggeschwindigkeit auf 100 km/h eingestellt, wenn die Steuerung verändert wird, um den Verbrennungsmotor 150 zu stoppen.
Wenn gemäß dem in der vorstehend beschriebenen Weise konstruierten Hybridfahrzeug dieser Ausführungsform eine Abnormalität im Verbrennungsmotor 150 auftritt, wird die Fahrt des Fahrzeuges unter Verwendung des Motors MG2 fortgesetzt, während eine maximale Fahrzeuggeschwindigkeit eingestellt wird, die der Grenze entspricht, die von der vorstehend erwähnten mechanischen Zahnradfestigkeit auferlegt wird. Selbst wenn daher eine Abnormalität im Verbrennungsmotor 150 detektiert wird, wird in Abhängigkeit von der Art der aufgetretenen Abnormalität ein ausreichendes Fahrverhalten sichergestellt, so daß eine Schutzmaßnahme getroffen werden kann. Mit anderen Worten, das Hybridfahrzeug dieser Ausführungsform macht es möglich, eine ausreichende Schutzmaßnahme zum Zeitpunkt des Auftretens einer Abnormalität zu treffen, und zwar selbst während einer Fahrt mit hoher Geschwindigkeit, und die Sicherheit des Fahrzeuges durch die vorstehend beschriebene Einstellung der maximalen Fahrzeuggeschwindigkeit zu verbessern.
Zur Zeit einer Abnormalität des Verbrennungsmotors 150 kann das Fahrzeug nur innerhalb eines Bereiches laufen, der durch die Energiemenge, die in der Batterie 194 gespeichert ist, festgelegt ist, wie vorstehend erläutert. Daher führt das Hybridfahrzeug dieser Ausführungsform zur Zeit einer Abnormalität des Verbrennungsmotors eine Leistungsbeschränkung (Beschränkung der Einstellung der maximalen Fahrzeuggeschwindigkeit) in Abhängigkeit von Abnahmen der verbleibenden Ladung der Batterie 194 durch, um eine mögliche Bewegungsstrecke für eine Schutzmaßnahme zu sichern. Wenn eine Abnormalität auftritt, sichert das Hybridfahrzeug ein bestimmtes Laufverhalten und garantiert dadurch eine Sicherheit zum Ergreifen einer Schutzmaßnahme während des Fahrens mit hoher Geschwindigkeit. Hiernach wird das Fahrverhalten allmählich begrenzt, um den Fahrzeuglenker zu veranlassen, eine erforderliche Maßnahme in bezug auf die vorhandene Abnormalität so bald wie möglich zu treffen und eine mögliche Fahrstrecke zum Fahren zu einem sicheren Platz sicherzustellen. Indem schließlich die maximale Fahrzeuggeschwindigkeit auf 20 km/h eingestellt wird, wird die Fähigkeit des Fahrzeuges zum Fahren sichergestellt, solange wie die zur Verfügung stehende Energie in der Batterie 194 verbleibt. Da die Abnormalität in bezug auf den Verbrennungsmotor 150 eine Abnormalität ist, die schließlich zur Unbeweglichkeit des Fahrzeuges führt (wenn die verbleibende Ladung der Batterie 194 zu Null wird), stellen diese Ausführungsformen ein ausreichendes Fahrverhalten unmittelbar nach dem Auftreten einer Abnormalität sicher und verschlechtern danach das Fahrverhalten schrittweise, um dieses in ausreichender Weise herabzusetzen, wie durch die Operationscharakteristiklinie (D in 3) dargestellt ist, und stellen eine längstmögliche Fahrdistanz zur Bewegung zu einem sicheren Platz sicher.
Bei dem in 13 gezeigten Verbrennungsmotorabnormalitätsverarbeitungsprogramm wird die maximale Fahrzeuggeschwindigkeit auf der Basis der Ermittlung, ob die verbleibende Ladung (SOC) der Batterie 194 auf einen vorgegebenen Wert (80 %, 70 %, 50 % etc.) abgefallen ist, auf einen speziellen Wert (60 km/h, 45 km/h, 20 km/h etc.) eingestellt. Der als Referenz dienende SOC-Wert und die Einstellung der maximalen Fahrzeuggeschwindigkeit sind nicht auf die in 13 gezeigten Werte beschränkt, sondern können auch in geeigneter Weise in verschiedenen Schritten auf diverse andere Werte in Abhängigkeit vom Fahrverhalten, das für das Fahrzeug zugelassen wird, eingestellt werden. Durch allmähliches Verstärken der Beschränkung der maximalen Fahrzeuggeschwindigkeit bei einem Abfallen der verbleibenden Ladung können die vorstehend aufgezeigten vorgegebenen Vorteile erzielt werden.
Wenn bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform eine Abnormalität des Verbrennungsmotors 150 detektiert wird, wird die maximale Fahrzeuggeschwindigkeit auf der Basis der durch die mechanische Festigkeit des Sonnenrades 121 auferlegten Beschränkung eingestellt. Es ist jedoch auch zweckmäßig, eine Fahrzeuggeschwindigkeit zur Zeit des Auftretens einer Abnormalität als maximale Fahrzeuggeschwindigkeit einzustellen, die geringer ist als eine Fahrzeuggeschwindigkeit, die durch die durch die mechanische Festigkeit auferlegte Beschränkung bestimmt wird. Wenn die Getriebeleistung und die Motorleistung ausreichen und das Fahrzeug mit hoher Geschwindigkeit fahren kann, kann die maximale Fahrzeuggeschwindigkeit in Abhängigkeit von der zur Zeit des Auftretens einer Verbrennungsmotorabnormalität detektierten Fahrzeuggeschwindigkeit eingestellt werden, wie dies im Falle einer Gaspedalsensorabnormalität zutrifft. Daher kann zur Zeit des Auftretens einer Abnormalität ein Fahrverhalten zum Ergreifen einer Schutzmaßnahme sichergestellt werden, und es kann ein unerwünschter Energieverbrauch im wesentlichen verhindert werden.
Bei der vorhergehenden Ausführungsform wird die Leistungsbeschränkung (Beschränkung der maximalen Fahrzeuggeschwindigkeit) schrittweise stärker eingestellt. Diese schrittweise durchgeführte stärkere Beschränkung der Ausgangsleistung kann ausgeführt werden, indem der Zeitablauf oder die Fahrstrecke nach dem Auftreten einer Verbrennungsmotorabnormalität berücksichtigt wird, wie dies bei der vorstehend beschriebenen Gaspedalsensorabnormalität o.ä. der Fall ist.
Wenn bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform eine Abnormalität detektiert wird, wird die maximale Fahrzeuggeschwindigkeit auf 100 km/h unabhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit zur Zeit der Detektion der Abnormalität eingestellt. Es ist jedoch auch zweckmäßig, die maximale Fahrzeuggeschwindigkeit in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit zur Zeit des Auftretens einer Abnormalität einzustellen. Auch diese Konstruktion stellt ein ausreichendes Fahrverhalten zur Zeit des Auftretens einer Abnormalität sicher und ermöglicht daher die Durchführung einer sichereren Schutzmaßnahme.
Vorstehend wurden die Operationen beschrieben, die beim Auftreten von diversen Abnormalitäten durchgeführt werden. Es können jedoch auch andere weitere Abnormalitäten im Hybridfahrzeug dieser Ausführungsform auftreten. Beispielsweise kann eine Abnormalität in einem anderen Sensor als den vorstehend erwähnten Sensoren, eine Abnormalität in einer ECU des Hybridfahrzeuges, eine Abnormalität in bezug auf die Kommunikationen zwischen ECUS und/oder CPUs, eine Abnormalität in der Batterie 194 oder einem Motor etc. auftreten. Die Anwendung der Erfindung macht es möglich, eine Ausgangsleistung zu sichern, die das Treffen einer Schutzmaßnahme in Abhängigkeit von der Art der Abnormalität ermöglicht. Wenn eine aufgetretene Abnormalität eine Abnormalität ist, die die Operation der Antriebskraft der Erzeugungsvorrichtung nicht direkt verschlechtert, kann der sichere Lauf des Fahrzeuges garantiert werden, indem die Ausgangsleistung durch die Einstellung der maximalen Fahrzeuggeschwindigkeit in Abhängigkeit von der Art der aufgetretenen Abnormalität beschränkt wird. Wenn eine aufgetretene Abnormalität eine Abnormalität ist, die die Operation der Antriebskrafterzeugungsvorrichtung direkt beeinflusst, wird die Steuerung auf eine Steuerung verändert, bei der kein Teil Verwendung findet, der die Abnormalität aufweist. Wenn diese Änderung der Steuerung eine Reduzierung der Ausgangsleistung gegenüber dem Normalniveau mit sich bringt, garantiert die aus der Änderung der Steuerung resultierende Ausgangsleistungsreduzierung einen sicheren Lauf des Fahrzeuges. Durch Nutzen der verbleibenden normalen Funktionen wird das bestmögliche Laufverhalten für eine Schutzmaßnahme sichergestellt. Nach Änderung der Steuerung zur Zeit des Auftretens einer Abnormalität und nach Verschlechterung des Laufverhaltens in Abhängigkeit von der Art der Abnormalität verhindern die weiteren schrittweise durchgeführten Verschlechterungen des Laufverhaltens eine Fortsetzung der Fahrt des Fahrzeuges länger als erforderlich mit der vorhandenen Abnormalität, wodurch die Sicherheit verbessert wird. Wenn die Ausgangsleistung zur Zeit des Auftretens einer Abnormalität beschränkt wird, wird be vorzugt, den Fahrzustand des Fahrzeuges für eine geeignete Ausgangsleistungsbeschränkung zu berücksichtigen. Beispielsweise kann unmittelbar nach dem Auftreten einer Abnormalität die Sicherheit zur Durchführung einer Schutzmaßnahme während des Fahrens mit hoher Geschwindigkeit verbessert werden, indem ein Fahrverhalten sichergestellt wird, das die Ausgangsleistungsbeschränkung, die üblicherweise einzustellen ist, überschreitet.

Claims

Betriebssteuervorrichtung, die in einem Hybridfahrzeug zum Steuern eines Fahrzeugzustandes eines Hybridfahrzeuges installiert werden kann, mit Antriebskrafterzeugungsvorrichtungen (150, 194), die einen Verbrennungsmotor (150), Elektromotoren (MG1, MG2) und eine Batterie (194) zum Antreiben der Motoren MG1, MG2) umfassen, und einer Steuereinheit (260, 270), die die Antriebskrafterzeugungsvorrichtungen (150, 194) in einem ersten Betriebsmodus und einem zweiten Betriebsmodus steuern kann, wobei die Steuereinheit (260, 270) eine Vielzahl von vorgegebenen Steuermodi während einer Abnormalität einschließlich des zweiten Modus speichert, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (260, 270) im ersten Betriebsmodus eine von den Antriebskrafterzeugungsvorrichtungen (150, 194) erzeugte Antriebskraft in Abhängigkeit von einer Antriebskrafterhöhungsanforderung von einem Fahrzeuglenker verändert und bei Detektion einer speziellen Art einer Abnormalität im Hybridfahrzeug die Antriebskrafterzeugungsvorrichtungen (150, 194) im zweiten Modus entsprechend dem Inhalt der detektierten Abnormalität steuert sowie die Steuereinheit (260, 270) im zweiten Modus die Antriebskrafterzeugungsvorrichtungen (150, 194) so steuert, dass diese Antriebskraft erzeugen, indem sie einen Teil hiervon verwenden, der normal funktionieren kann, wenn die Abnormalität auftritt, und die Steuereinheit (260, 270) die Antriebskraft verändert, wenn die Antriebskrafterhöhungsanforderung vom Fahrzeuglenker vorliegt, wobei der Anstieg der Antriebskraft desjenigen Teiles, der normal funktioniert, im Vergleich zum ersten Modus beschränkt ist.
Betriebssteuervorrichtung nach Anspruch 1, bei der im zweiten Modus die Steuereinheit (260, 270) eine Veränderung in der Antriebskraft in Abhängigkeit von einer Antriebskrafterhöhungsanforderung im Vergleich zu einer Änderung der Antriebskraft in Abhängigkeit von einer Antriebskrafterhöhungsanforderung, wenn die Abnormalität nicht detektiert wird, beschränkt.
Betriebssteuervorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Steuereinheit (260, 270) im zweiten Modus eine Beschleunigung des Hybridfahrzeuges unabhängig von einer Antriebskrafterhöhungsanforderung, nachdem die Geschwindigkeit des Hybridfahrzeuges eine spezielle Geschwindigkeit erreicht hat, verbietet.
Betriebssteuervorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (260, 270) im zweiten Modus die Erzeugung einer Antriebskraft entsprechend einer Antriebskrafterhöhungsanforderung ermöglicht, bis die Geschwindigkeit des Hybridfahrzeug eine spezielle Geschwindigkeit erreicht, wenn die Geschwindigkeit des Hybridfahrzeuges beim Detektieren der Abnormalität mindestens eine vorgegebene Geschwindigkeit ist.
Betriebssteuervorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (260, 270) im zweiten Modus die Erzeugung einer Antriebskraft entsprechend der Antriebskrafterhöhungsanforderung ermöglicht, bis die Geschwindigkeit des Hybridfahrzeuges die spezielle Geschwindigkeit desselben übersteigt, wenn mindestens eine von bestimmten Bedingungen erfüllt ist, die die folgenden Bedingungen umfassen: eine Bedingung, dass die abgelaufene Zeit nach der Detektion der Abnormalität geringer ist als eine vorgegebene Zeit, und eine Bedingung, dass die Fahrstrecke nach Detektion der Abnormalität geringer ist als eine vorgegebene Strecke.
Betriebssteuervorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Steuereinheit (260, 270) im zweiten Modus die Antriebskraft des Hybridfahrzeuges stufenweise auf der Basis von mindestens einem der nachfolgenden Parameter beschränkt: der abgelaufenen Zeit nach der Detektion der Abnormalität und der Fahrdistanz nach der Detektion der Abnormalität.
Betriebssteuervorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass sie des Weiteren eine Vielzahl von Detektoren (165a, 165b, 167a, 167b) aufweist, die eine spezielle Verschiebungsgröße in Bezug auf das Hybridfahrzeug detektieren, und dass die Abnormalität eine Abnormalität ist, die in mindestens einem (165a, 167a) der Detektoren auftritt, so dass eine Abnormalität, die in mindestens einem anderen Detektor (165b, 167b) auftritt, es unmöglich macht, die spezielle Verschiebungsgröße zu detektieren.
Betriebssteuervorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Steuereinheit (260, 270) im zweiten Modus bewirkt, dass die Antriebskrafterzeugungsvorrichtungen (150, 194) eine geringe Antriebskraft abgeben, die es ermöglicht, dass das Hybridfahrzeug über die Antriebskrafterzeugungsvorrichtungen (150, 194) unabhängig von einer Antriebskrafterhöhungsanforderung bewegt wird.
Betriebssteuervorrichtung nach Anspruch 1, die des Weiteren einen Abnormalitätsdetektor umfasst, der so angeordnet und ausgebildet ist, dass er eine spezielle Art von Abnormalität im Hybridfahrzeug detektiert, wo bei die Steuereinheit (260, 270) die Antriebskraft des Hy-bridfahrzeuges stufenweise beschränkt, wenn der Abnormalitätsdetektor die Abnormalität detektiert.
Betriebssteuervorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass sie des Weiteren eine Vielzahl von Detektoren (1651, 165b, 167a, 167b) umfasst, die so angeordnet und ausgebildet sind, dass sie eine spezielle Verschiebungsgröße in Bezug auf das Hybridfahrzeug detektieren, und dass die Abnormalität eine Abnormalität ist, die in mindestens einem (1651, 167a) der Detektoren auftritt, so dass es eine in mindestens einem anderen Detektor auftretende Abnormalität unmöglich macht, die spezielle Verschiebungsgröße zu detektieren.
Betriebssteuervorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (260, 270) die Antriebskraft auf der Basis von mindestens einem der folgenden Parameter beschränkt: die abgelaufene Zeit nach der Detektion der Abnormalität und die Fahrdistanz nach der Detektion der Abnormalität.
Hybridfahrzeug, das eine Betriebssteuervorrichtung nach Anspruch 1 umfasst.
Hybridfahrzeug nach Anspruch 12, das des Weiteren einen Abnormalitätsdetektor aufweist, der so angeordnet und ausgebildet ist, dass er eine spezielle Art von Abnormalität im Hybridfahrzeug detektieren kann, wobei die Steuereinheit (260, 270) die Antriebskraft des Hybridfahrzeuges stufenweise beschränkt, wenn der Abnormalitätsdetektor die Abnormalität detektiert.