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TECHNISCHES GEBIET
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Hybridfahrzeug und auf
ein Hybridfahrzeug-Steuerverfahren. Genauer bezieht sich die Erfindung
auf ein mit Leistung von einem Motor und einer Verbrennungskraftmaschine
angetriebenes Fahrzeug, wobei der Motor in der Lage ist, Leistung
an eine mit einer Achse verbundene Antriebswelle abzugeben, sowie auf
ein Verfahren zum Steuern des Hybridfahrzeuges.
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TECHNISCHER HINTERGRUND
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Aus
der
EP 0 983 894 A2 ist
ein Fahrzeuggeschwindigkeitssteuersystem bekannt, das zum Steuern
der Fahrzeuggeschwindigkeit in einer modifizierten Weise als Antwort
auf die Eingaben des Fahrers aktiviert werden kann. Wenn es aktiviert
ist, definiert eine Gaspedalstellung eine Zielgeschwindigkeit und das
Geschwindigkeitssteuergerät
steuert sowohl die Maschine als auch die Bremsen, um so die Fahrzeuggeschwindigkeit
auf die Zielgeschwindigkeit zu steuern.
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Ein
vorgeschlagener Typ eines Hybridfahrzeuges besitzt einen Kupplungsmotor,
der einen mit einer Kurbelwelle einer Maschine verbundenen inneren
Rotor sowie einen mit einer Antriebswelle, die mit einer Achse gekoppelt
ist, verbundenen äußeren Rotor,
und einen Hilfsmotor enthält,
der Leistung an die Antriebswelle abgibt (siehe z. B. die japanische
Patentoffenlegungsschrift
JP
09-207622 ). Wenn eine Zielfahrzeuggeschwindigkeit für einen
Konstantgeschwindigkeitsantrieb (Auto-Cruise) festgelegt wird, berechnet
das Hybridfahrzeug Energie zum Aufheben einer Differenz zwischen
der Zielfahrzeuggeschwindigkeit und einer beobachteten Fahrzeuggeschwindigkeit,
erhöht
die Energieabgabe von der Maschine um die berechnete Energie und
erhöht
das Drehmo ment des Hilfsmotors um ein der erhöhten abgegebenen Energie entsprechendes
Drehmoment. Das Hybridfahrzeug wird somit stabil mit der Zielfahrzeuggeschwindigkeit
angetrieben. Ein Mangel an Energie aufgrund einer Verzögerung einer
Antwort auf das Erhöhen
der Energieabgabe von der Maschine, d. h. der zum Erhöhen des
Drehmomentes des Hilfsmotors benötigten
Energie, wird von einer Batterie geliefert.
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Das
Automobil, sowie das Hybridfahrzeug, verwendet oft ein Kennfeld
zum Festlegen einer Fahrzeugantriebskraft, die einer Beschleunigeröffnung entspricht,
welche die Handlung des Gasgebens eines Fahrers widerspiegelt. Selbst
bei dem Konstantgeschwindigkeitsantrieb des Automobils mit der von
dem Fahrer festgelegten Zielfahrzeuggeschwindigkeit kann die Beschleunigeröffnung gemäß der beobachteten
Fahrzeuggeschwindigkeit und der Zielfahrzeuggeschwindigkeit festgelegt
werden. Die Steuerung bei dem Standardantrieb ist dann anwendbar
auf die Steuerung nach dem Festlegen der Beschleunigeröffnung bei
dem Konstantgeschwindigkeitsantrieb. Das Hybridfahrzeug steuert
die Verbrennungskraftmaschine und den Motor auf der Grundlage der
Beschleunigeröffnung.
Es ist daher wünschenswert,
dass die Steuerung bei dem Konstantgeschwindigkeitsantrieb einen
größeren Anteil der
Steuerung bei dem Standardantrieb teilt. Das zum Festlegen der Fahrzeugantriebskraft,
welche der Beschleunigeröffnung
entspricht, verwendete Kennfeld beinhaltet typischerweise eine Totzone,
in der die Fahrzeugantriebskraft unverändert auf Null gehalten wird
bei einer Änderung
der Beschleunigeröffnung.
Dies verhindert, dass die Fahrzeugantriebskraft häufig zwischen
den positiven Werten und den negativen Werten fluktuiert. Bei dem
Konstantgeschwindigkeitsantrieb auf einem Abhang mit dem die Totzone
enthaltenden Kennfeld variierte die Beschleunigeröffnung gemäß der beobachteten
Fahrzeuggeschwindigkeit und die Zielfahrzeuggeschwindigkeit kann
in die Totzone des Kennfeldes eintreten. In diesem Fall wird die
Fahrzeuggeschwindigkeit nicht auf die Zielfahrzeuggeschwindigkeit
stabilisiert.
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OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
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Es
ist die Aufgabe der Erfindung, ein Hybridfahrzeug und ein entsprechendes
Hybridfahrzeugsteuerverfahren bereitzustellen, welche die Fahrzeuggeschwindigkeit
auf eine Zielfahrzeuggeschwindigkeit stabilisieren, selbst bei einer
Fahrt auf einem Abhang, während
ein großer
gemeinsamer Anteil der Steuerung bei einem Konstantgeschwindigkeitsantrieb
und der Steuerung bei einem Standardantrieb sichergestellt wird.
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Die
Aufgabe wird gelöst
durch ein Hybridfahrzeug gemäß Anspruch
1 und durch ein Hybridfahrzeugsteuerverfahren gemäß Anspruch
7. Weiterentwicklungen sind in den abhängigen Ansprüchen gekennzeichnet.
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Ein
Hybridfahrzeug der vorliegenden Erfindung ist ein Hybridfahrzeug,
das mit Leistung von einem Motor und von einer Verbrennngskraftmaschine angetrieben
wird, wobei der Motor in der Lage ist, Leistung an eine mit einer
Achse verbundene Antriebswelle abzugeben, wobei das Hybridfahrzeug enthält: einen
Fahrzeuggeschwindigkeitssensor, der eine Fahrzeuggeschwindigkeit
misst; ein Zielfahrzeuggeschwindigkeitseinstellbauteil, das eine
Zielfahrzeuggeschwindigkeit für
einen Konstantgeschwindigkeitsantrieb festlegt als Antwort auf eine Einstellhandlung
des Fahrers; sowie ein Antriebssteuerbauteil, das in dem Fall, dass
die Zielfahrzeuggeschwindigkeit durch das Zielfahrzeuggeschwindigkeitseinstellbauteil
nicht festgelegt wird, eine Fahrzeugantriebsführungsgröße als Antwort auf die Handlung
des Gasgebens des Fahrers festlegt, auf ein nicht-lineares Einstellkennfeld
zum Festlegen einer der Fahrzeugantriebsführungsgröße entsprechenden Fahrzeugantriebskraft
Bezug nimmt und den Motor sowie die Verbrennungskraftmaschine antreibt
und steuert zum Antreiben des Hybridfahrzeugs mit der Einstellung
der Fahrzeugantriebskraft, während
in dem Fall des Festlegens der Zielfahrzeuggeschwindigkeit durch
das Zielfahrzeuggeschwindigkeitseinstellbauteil das Antriebsteuerbauteil
die Fahrzeugantriebsführungsgröße festlegt
auf der Grundlage der von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor gemessenen
Fahrzeuggeschwindigkeit und der Zielfahrzeuggeschwindigkeit, um
so das Hybridfahrzeug mit der Zielfahrzeuggeschwindigkeit anzutreiben,
wobei die Fahrzeugantriebskraft entsprechend der Fahrzeugantriebsführungsgröße festlegt wird,
um eine höhere
Linearität
zu haben als die der Fahrzeugantriebskraft, die von einem nicht-linearen Abschnitt
des nicht-linearen Einstellkennfeldes festgelegt ist mit Bezug auf
zumindest einen Teil der Fahrzeugantriebsführungsgröße, die dem nicht-linearen
Abschnitt äquivalent
ist, und wobei der Motor sowie die Verbrennungskraftmaschine angetrieben und
gesteuert werden zum Antreiben des Hybridfahrzeuges mit der Einstellung
der Fahrzeugantriebskraft.
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Wenn
die Fahrzeugantriebsführungsgröße als Antwort
auf die Handlung des Gasgebens des Fahrers festgelegt wird, nimmt
das Hybridfahrzeug der Erfindung Bezug auf das nicht-lineare Einstellkennfeld
zum Festlegen der Fahrzeugantriebskraft, die der Einstellung der
Fahrzeugantriebsführungsgröße entspricht.
Wenn die Fahrzeugantriebsführungsgröße auf der
Grundlage der Zielfahrzeuggeschwindigkeit, die für einen Konstantgeschwindigkeitsantrieb
festgelegt ist, und der beobachteten Fahrzeuggeschwindigkeit zum
Antreiben des Hybridfahrzeugs mit der Zielfahrzeuggeschwindigkeit
festgelegt ist, legt das Hybridfahrzeug der Erfindung die Fahrzeugantriebsgeschwindigkeit
derart fest, dass sie eine höhere
Linearität
besitzt als die der Fahrzeugantriebskraft, die in einem nicht-linearen
Abschnitt des nicht-linearen Einstellkennfeldes festgelegt ist mit
Bezug auf zumindest einen Teil der Fahrzeugsantriebsführungsgröße, der
dem nicht-linearen Abschnitt entspricht. Der Motor, der in der Lage
ist, Leistung an die Antriebswelle abzugeben, und die Verbrennungskraftmschine
werden angetrieben und gesteuert zum Antreiben des Hybridfahrzeugs
mit der Einstellung der Fahrzeugantriebskraft. Bei dem Konstantgeschwindigkeitsantrieb
wird die Fahrzeugantriebskraft derart festgelegt, dass sie eine
höhere Linearität zu der
Fahrzeugantriebsführungsgröße besitzt.
Die Steuerung bei dem Konstantgeschwindigkeitsantrieb legt die Fahrzeugantriebskraft
derart fest, dass sie die höhere
Linearität
zu einem Teil der Fahrzeugantriebsführungsgröße in dem nichtlinearen Abschnitt
des nicht-linearen Einstellkennfeldes besitzt, während ansonsten die Steuerung
bei dem Standardantrieb geteilt wird. Die verbesserte Linearität bei dem
Konstantgeschwindigkeitsantrieb stabilisiert wünschenswerterweise die Fahrzeuggeschwindigkeit
auf die Zielfahrzeuggeschwindigkeit, selbst wenn das Hybridfahrzeug
auf einem Abhang fährt.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
des Hybridfahrzeuges der Erfindung besitzt das nicht-lineare Einstellkennfeld
eine negative Zone, eine im wesentlichen auf gleich Null gehaltene
Totzone sowie eine positive Zone gegen die Fahrzeugantriebsführungsgröße, und
das Antriebsteuerbauteil legt die Fahrzeugantriebskraft gemäß dem nicht-linearen Einstellkennfeld
und der Fahrzeugantriebsführungsgröße fest,
die nicht geringer ist als eine voreingestellte Öffnung, welche in der Totzone
des nicht-linearen Einstellfeldes enthalten ist, auf Antwort auf
das Festlegen der Zielfahrzeuggeschwindigkeit, während die Fahrzeugantriebsführungsgröße korrigiert
wird, die geringer ist als die voreingestellte Öffnung, um einen Bereich zu
der voreingestellten Öffnung äquivalent
zu der negativen Zone zu machen, und die Fahrzeugantriebskraft gemäß dem nichtlinearen
Einstellkennfeld und der korrigierten Fahrzeugantriebsführungsgröße festgelegt
wird. Bei dieser Ausführungsform
wird die Fahrzeugantriebsführungsgröße, die geringer
ist als die voreingestellte Öffnung,
korrigiert, um einen Bereich zu der voreingestellten Öffnung äquivalent
zu der negativen Zone des nicht-linearen Einstellkennfeldes zu machen.
Eine solche Korrektur stellt die Anwendung der Steuerung bei dem
Standardantrieb auf die Steuerung bei dem Konstantgeschwindigkeitsantrieb
sicher. Hierbei kann das nicht-lineare Einstellkennfeld die Fahrzeugantriebskraft
bei einer Zunahme der Fahrzeugantriebsführungsgröße in der negativen Zone und
in der positiven Zone erhöhen.
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Bei
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
des Hybridfahrzeuges der Erfindung verwendet das Antriebssteuerbauteil
ein lineares Einstellkennfeld, das eine höhere Linearität aufweist
als das nicht-lineare Einstellkennfeld, um die der Fahrzeugantriebsführungsgröße entsprechende
Fahrzeugantriebskraft festzulegen als Antwort auf das Festlegen
der Zielfahrzeuggeschwindigkeit. Dies stellt die Anwendung der Steuerung
bei dem Standardantrieb auf die Steuerung bei dem Konstantgeschwindigkeitsantrieb
sicher durch eine einfache Änderung
des Kennfeldes der Fahrzeugantriebsführungsgröße, auf die Bezug genommen
werden soll. Bei dieser Ausführungsform
kann das nicht-lineare Einstellkennfeld eine negative Zone, eine
im wesentlichen auf gleich Null gehaltene Totzone sowie eine positive
Zone gegenüber
der Fahrzeugantriebsführungsgröße haben,
und das lineare Einstellkennfeld kann eine negative Zone, welche
einen höheren
Anteil hat, eine Totzone, welche im wesentlichen auf gleich Null
gehalten wird und einen geringeren Anteil hat, verglichen mit den
Anteilen der negativen Zone und der Totzone in dem nicht-linearen
Einstellkennfeld, sowie eine positive Zone hat. Hierbei kann das nicht-lineare
Einstellkennfeld und das lineare Einstellkennfeld die Fahrzeugantriebskraft
linear erhöhen
mit einer Zunahme der Fahrzeugantriebsführungsgröße in der negativen Zone und
in der positiven Zone.
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Als
ein bevorzugter Aufbau kann das Hybridfahrzeug der Erfindung weiter
ein Elektroleistung-Mechanische-Leistung-Aufnahme-Abgabe-Bauteil
enthalten, das mit einer Abtriebswelle der Verbrennungskraftmaschine
und der Antriebswelle verbunden ist und zumindest einen Teil der
Leistung von der Verbrennungskraftmaschine an die Antriebswelle
abgibt durch Aufnahme und Abgabe von elektrischer Leistung und mechanischer
Leistung. Bei diesem Aufbau kann das Elektroleistung-Mechanische-Leistung-Aufnahme-Abgabe-Bauteil
enthalten:
eine Dreiwellen-Typ-Leistungs-Aufnahme-Abgabe-Anordnung,
die mit drei Wellen, d. h. der Abtriebswelle der Verbrennungskraftmaschine,
der Antriebswelle und einer dritten Welle, verbunden ist, und Leistung
an eine verbleibende Welle eingibt und abgibt auf der Grundlage
von Leistungen, die von/an die zwei Wellen unter den drei Wellen
aufgenommen und abgegeben sind; sowie einen Generator, der Leistung
aufnimmt und abgibt von und zu der dritten Welle. Weiter kann bei
diesem Aufbau das Elektroleistungs-Mechanische-Leistung-Aufnahme-Abgabe-Bauteil
einen Paar-Rotor-Motor
enthalten, der einen mit der Abtriebswelle der Verbrennungskraftmaschine
verbundenen ersten Rotor sowie einen mit der Antriebswelle verbundenen
zweiten Rotor aufweist und zumindest einen Teil der Leistung von
der Verbrennungskraftmaschine an die Antriebswelle abgibt durch
Aufnahme und Abgabe der elektrischen Leistung durch elektromagnetische
Wechselwirkung zwischen dem ersten Rotor und dem zweiten Rotor.
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Die
Technik der vorliegenden Erfindung ist nicht beschränkt auf
das oben beschriebene Hybridfahrzeug, sondern ist auch anwendbar
auf ein Hybridfahrzeugsteuerverfahren.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 stellt
schematisch die Konstruktion eines Hybridfahrzeuges 20 mit
einer daran montierten Leistungsabgabevorrichtung gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung dar;
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2 ist
ein Flussdiagramm, das eine Antriebssteuerroutine zeigt, die von
einer elektronischen Hybridsteuereinheit 70 ausgeführt wird;
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3 zeigt Änderungen
des Drehmomentbedarfs Tr* gegen die Beschleunigeröffnung Acc
bei einem Standardantrieb und bei einem Konstantgeschwindigkeitsantrieb
mit einer voreingestellten Fahrzeuggeschwindigkeit;
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4 zeigt
ein Beispiel des Drehmomentbedarfeinstellkennfeldes;
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5 zeigt
ein Beispiel der effizienten Antriebskurve einer Maschine 22 sowie
das Verfahren des Festlegens einer Zieldrehzahl Ne* und eines Zieldrehmomentes
Te*;
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6 ist
ein Einstellungsdiagramm, das einen dynamischen Zusammenhang zwischen
der Drehzahl und dem Drehmoment mit Bezug auf Rotationselemente
bei einem Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus 30 zeigt;
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7 veranschaulicht
schematisch den Aufbau eines Hybridfahrzeuges 120 in einer
abgewandelten Ausführungsform;
und
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8 veranschaulicht
schematisch den Aufbau eines Hybridfahrzeugs 220 in einer
weiteren abgewandelten Ausführungsform
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BESTE ART DES AUSFÜHRENS DER
ERFINDUNG
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Eine
Art des Ausführens
der Erfindung wird unten als bevorzugte Ausführungsform behandelt. 1 veranschaulicht
schematisch den Aufbau eines Hybridfahrzeuges 20 mit einer
daran befestigten Leistungsabgabevorrichtung gemäß der Ausführungsform der Erfindung. Wie
dargestellt beinhaltet das Hybridfahrzeug 20 der Ausführungsform
eine Maschine 22, einen Dreiwellen-Typ-Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus 30,
der über
einen Dämpfer 28 mit
einer als Abtriebswelle arbeitenden Kurbelwelle 26 gekoppelt
ist, einen Motor MG1, der an den Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus 30 gekoppelt
ist und in der Lage ist, elektrische Leistung zu erzeugen, ein Untersetzungsgetriebe 35, das
an ein Hohlrad 32a befestigt ist, welches als eine mit
dem Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus 30 verbundene
Antriebswelle arbeitet, einen weiteren Motor MG2, der an das Untersetzungsgetriebe 35 gekoppelt
ist, sowie eine elektronische Hybridsteuereinheit 70, die
die gesamte Leistungsabgabevorrichtung steuert.
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Die
Maschine 22 ist eine Verbrennungskraftmaschine, die einen
Kohlenwasserstoff-Brennstoff, wie z. B. Benzin oder leichtes Öl, verwendet
zum Abgeben von Leistung. Eine elektronische Maschinensteuereinheit
(in folgenden als eine Maschinen-ECU bezeichnet) 24 empfängt Signale
von diversen Sensoren, welche die Betriebsbedingungen der Maschine 22 erfassen,
und sorgt für
die Betriebssteuerung der Maschine 22, z. B. Brennstoffeinspritzsteuerung, Zündsteuerung
sowie Ansaugluftflussregulierung. Die Maschinen-ECU 24 kommuniziert
mit der elektronischen Hybridsteuereinheit 70 zum Steuern
von Vorgängen
der Maschine 22 als Antwort auf Steuersignale, die von
der elektronischen Hybridsteuereinheit 70 übertragen
sind, während
sich auf die Betriebsbedingungen der Maschine 22 beziehende
Daten an die elektronische Hybridsteuereinheit 70 gemäß den Anforderungen
abgegeben werden.
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Der
Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus 30 besitzt
ein Sonnenrad oder Außenrad 31, ein
Hohlrad oder Innenzahnrad 32, das konzentrisch mit dem
Sonnenrad 31 angeordnet ist, mehrere Ritzel 33,
die sowohl in das Sonnenrad 31 als auch in das Hohlrad 32 eingreifen,
und einen Träger 34,
der die mehreren Ritzel 33 derart hält, dass er ihre Drehungen
und Rotationen um ihre Achsen erlaubt. Der Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus 30 ist aufgebaut
als ein Planetengetriebemechanismus, der Differenzialbewegungen
mit dem Sonnenrad 31, dem Hohlrad 32 und dem Träger 34 als
rotierende Elemente hat. In dem Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus 30 ist
der Träger 34 mit
der Kurbelwelle 26 der Maschine 22 verbunden,
ist das Sonnenrad 31 mit dem Motor MG1 verbunden und ist
das Hohlrad 32 mit dem Untersetzungsgetriebe 35 über die
Hohlradwelle 32a verbunden. Wenn der Motor MG1 als ein
elektrischer Generator arbeitet, wird die von der Maschine 22 abgegebene
Leistung durch den Träger 34 auf
das Sonnenrad 31 und das Hohlrad 32 mit ihrem Übersetzungsverhältnis verteilt. Wenn
der Motor MG1 als ein elektrischer Motor arbeitet wird andererseits
die von der Maschine 22 abgegebene und durch den Träger 34 übertragene Leistung
mit der von dem Motor MG1 abgegebenen und durch das Sonnenrad 31 übertragenen
Leistung zusammengefasst und an das Hohlrad 32 abgegeben.
Die an das Hohlrad 32 abgegebene Leistung wird schließlich an
die Antriebsräder 63a und 63b des
Fahrzeugs über
die Hohlradwelle 32a, einen Getriebemechanismus 60 und
ein Differenzialgetriebe 62 übertragen.
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Beide
Motoren MG1 und MG2 sind bekannte Synchron-Motorgeneratoren, die
als ein Generator und als ein Motor betrieben werden. Die Motoren MG1
und MG2 übertragen
elektrische Leistung zu und von einer Batterie 50 über Inverter 41 und 42. Stromleitungen 54,
welche die Inverter 41 und 42 mit der Batterie 50 verbinden,
sind als eine positive Elektrodenbusleitung und eine negative Elektrodenbusleitung,
welche von den Invertern 41 und 42 geteilt werden,
aufgebaut. Diese Anordnung ermöglicht, dass
die von einem der Motoren MG1 und MG2 erzeugte elektrische Leistung
von dem anderen Motor verbraucht wird. Die Batterie 50 wird
mit einem Überschuss
der von dem Motor MG1 oder MG2 erzeugten elektrischen Leistung geladen
und wird entladen zum Ergänzen
eines Mangels an elektrischer Leistung. Wenn das Leistungsgleichgewicht
zwischen den Motoren MG1 und MG2 erreicht wird, wird die Batterie 50 weder
geladen noch entladen. Vorgänge
von beiden Motoren MG1 und MG2 werden gesteuert durch eine elektronische
Motor-Steuereinheit (im folgenden als auch Motor-ECU bezeich net) 40.
Die Motor-ECU 40 empfängt
diverse Signale, die zum Steuern der Vorgänge der Motoren MG1 und MG2
benötigt
werden, z. B. Signale von Drehlageerfassungssensoren 43 und 44,
welche die Drehlagen der Rotoren in den Motoren MG1 und MG2 erfassen,
sowie an die Motoren MG1 und MG2 angelegte und von Stromsensoren
(nicht dargestellt) gemessene Phasenströme. Die Motor-ECU 40 gibt
Schaltsteuersignale an die Inverter 41 und 42 ab.
Die Motor-ECU 40 kommuniziert mit der elektronischen Hybridsteuereinheit 70 zum Steuern
der Vorgänge
der Motoren MG1 und MG2 als Antwort auf von der elektronischen Hybridsteuereinheit 70 übertragene
Steuersignale, während
sich auf die Betriebsbedingungen der Motoren MG1 und MG2 beziehende
Daten an die elektronische Hybridsteuereinheit 70 gemäß den Anforderungen
abgegeben werden.
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Die
Batterie 50 wird von einer elektronischen Batteriesteuereinheit
(im folgendem als auch eine Batterie-ECU bezeichnet) 52 gesteuert.
Die Batterie-ECU 52 empfängt verschiedene für die Steuerung der
Batterie 50 benötigte
Signale, z. B. eine Zwischenanschlussspannung, die von einem zwischen Anschlüssen der
Batterie 50 angeordneten Spannungssensor (nicht dargestellt)
gemessen wird, einen Lade-Entlade-Strom, der von einem Stromsensor
(nicht dargestellt), welcher an die mit dem Ausgangsanschluss der
Batterie 50 verbundene Stromleitung 54 angebracht
ist, gemessen wird, sowie eine Batterietemperatur, welche von einem
an die Batterie 50 angebrachten Temperatursensor (nicht
dargestellt) gemessen wird. Die Batterie-ECU 52 gibt sich auf
den Zustand der Batterie 50 beziehende Daten an die elektronische
Hybridsteuereinheit 70 gemäß den Anforderungen ab. Die
Batterie-ECU 52 berechnet einen Ladezustand (SOC) der Batterie 50 auf
der Grundlage des von dem Stromsensor gemessenen akkumulierten Lade-Entlade-Stroms zur
Steuerung der Batterie 50.
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Die
elektronische Hybridsteuereinheit 70 ist aufgebaut als
ein Mikroprozessor einschließlich
einer CPU 70, eines ROM 74, der Verarbeitungsprogramme
speichert, eines RAM 76, der Daten temporär speichert,
eines nicht dargestellten Eingabe-Ausgabe-Anschlusses sowie eines
nicht dargestellten Kommunikationsanschlusses. Die elektronische
Hybridsteuereinheit 70 empfängt verschiedene Signale über den
Eingangsan schluss: ein Zündsignal
von einem Zündschalter 80,
eine Gangschaltungsstellung SP von einem Gangschaltungs-Stellungssensor 82, der
die gegenwärtige
Stellung eines Schalthebels 81 erfasst, eine Beschleunigeröffnung Acc
von einem Gaspedalstellungssensor 84, der das Ausmaß des Tretens
eines Gaspedals 83 misst, eine Bremspedalstellung BP von
einem Bremspedalstellungssensor 86, der das Ausmaß des Tretens
eines Bremspedals 85 misst, eine Fahrzeuggeschwindigkeit
V von einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 88 sowie ein
Einstellsignal und ein Aufhebungssignal für Konstantgeschwindigkeitsantrieb
von einem Fahrtreglerschalter 90, der in der Nähe eines
Lenkrades angeordnet ist. Als Antwort auf die Eingabe des Einstellsignals
von dem Fahrtreglerschalter 90, setzt die elektronische Hybridsteuereinheit 70 die
gegenwärtige
Fahrzeuggeschwindigkeit auf eine Zielfahrzeuggeschwindigkeit V*
und aktiviert einen Konstantgeschwindigkeitsantriebsmodus (Auto-Cruise-Modus).
Als Antwort auf die Erfassung des Tretens eines Bremspedals 85 gemäß der Bremspedalstellung
BP von dem Bremspedalstellungssensor 86 oder als Antwort
auf die Eingabe des Aufhebungssignals von dem Fahrtreglerschalter 90 hebt
die elektronische Hybridsteuereinheit 70 die Einstellung
der Zielfahrzeuggeschwindigkeit V* auf und deaktiviert den Auto-Cruise-Modus. Die
elektronische Hybridsteuereinheit 70 ist mit der Maschinen-ECU 24,
der Motor-ECU 40 und der Batterie-ECU 52 über den
Kommunikationsanschluss verbunden und überträgt verschiedene Steuersignale
und Daten an und von der Maschinen-ECU 24, der Motor-ECU 40 und
der Batterie-ECU 52, wie oben erwähnt.
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Das
Hybridfahrzeug 20 der so aufgebauten Ausführungsform
berechnet einen an die Hohlradwelle 32a, die als die Antriebswelle
arbeitet, abzugebenden Drehmomentbedarf auf der Grundlage von beobachteten
Werten einer Fahrzeuggeschwindigkeit und einer Beschleunigeröffnung Acc,
die einem Ausmaß des
Tretens des Gaspedals 83 durch einen Fahrer entspricht.
Die Maschine 22 sowie die Motoren MG1 und MG2 werden einer
Betriebssteuerung derart unterzogen, dass sie einen benötigten Pegel an
Leistung an die Hohlradwelle 32a abgeben, der dem berechneten
Drehmomentbedarf entspricht. Die Betriebssteuerung der Maschine 22 sowie
der Motoren MG1 und MG2 bewirkt selektiv entweder einen Drehmomentwandlungsantriebsmodus,
einen Lade-Entlade-Antriebsmodus
oder einen Motorantriebsmodus. Der Drehmomentwandlungs antriebsmodus
steuert die Vorgänge
der Maschine 22 derart, dass eine Leistung äquivalent
zu dem benötigten Leistungspegel
abgegeben wird, während
die Motoren MG1 und MG2 derart angetrieben und gesteuert werden,
dass bewirkt wird, dass die gesamte Ausgangsleistung von der Maschine 22 einer
Drehmomentwandlung mittels des Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus 30 und
der Motoren MG1 und MG2 unterzogen wird und an die Hohlradwelle 32a abgegeben
wird. Der Lade-Entlade-Antriebsmodus steuert den Betrieb der Maschine 22 derart,
dass sie eine Leistung äquivalent
zu der Summe des benötigten
Leistungspegels und einer durch das Laden der Batterie 50 verbrauchten
oder durch das Entladen der Batterie 50 gelieferten elektrischen
Leistung abgibt, während
er die Motoren MG1 und MG2 derart antreibt und steuert, dass bewirkt
wird, dass die gesamte oder ein Teil der von der Maschine 22 abgegebenen
Leistung, die äquivalent
zu dem benötigten Leistungspegel
ist, der Drehmomentwandlung mittels des Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus 30 und
der Motoren MG1 und MG2 unterzogen wird und an die Hohlradwelle 32a abgegeben
wird, gleichzeitig mit dem Laden oder Entladen der Batterie 50. Der
Motorantriebsmodus beendet die Vorgänge der Maschine 22 und
treibt und steuert den Motor MG2 derart an, dass er eine Leistungsmenge äquivalent zu
dem benötigten
Leistungspegel an die Hohlradwelle 32a abgibt.
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Im
folgenden wird der Betrieb des Hybridfahrzeuges 20 der
so aufgebauten Ausführungsform, insbesondere
der Betrieb bei dem Konstantgeschwindigkeitsantrieb beschrieben. 2 ist
ein Ablaufdiagramm, das eine von der elektronischen Hybridsteuereinheit 70 ausgeführte Antriebssteuerroutine
darstellt. Diese Routine wird in voreingestellten Zeitabständen wiederholt
ausgeführt
(z. B. alle 8 msec). Zur Erklärung
des Betriebs bei dem Konstantgeschwindigkeitsantrieb (bei dem Auto-Cruise)
wird angenommen, dass das Hybridfahrzeug 20 in einem Drehmomentwandlungsantriebsmodus
oder in einen Lade-Entlade-Antriebsmodus angetrieben wird.
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Wenn
die Antriebssteuerroutine beginnt, gibt die CPU 72 der
elektronischen Hybridsteuereinheit 70 zunächst verschiedene
für die
Steuerung benötigte
Daten ein, nämlich
die Beschleunigeröffnung
Acc von dem Gaspedalstellungssensor 84, die gegenwär tige Fahrzeuggeschwindigkeit
V von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 88, die Einstellung
der Zielfahrzeuggeschwindigkeit V* und die Drehzahlen Nm1 und Nm2
der Motoren MG1 und MG2 (Schritt S100). Das Verfahren dieser Ausführungsform
liest aus und gibt ein die Zielfahrzeuggeschwindigkeit V*, die fest
gelegt wurde und bei einer bestimmten Adresse in dem RAM 76 gespeichert
wurde, als Antwort auf die Eingabe des Einstellsignals von dem Fahrtreglerschalter 90.
Das Verfahren dieser Ausführungsform
erhält
die Drehzahl Nm1 und Nm2 der Motoren MG1 und MG2, die gemäß den Drehlagen
der Rotoren in den Motoren MG1 und MG2 berechnet wurden, welche
von Drehlageerfassungssensoren 43 und 44 erfasst
werden, von der Motor-ECU 40 über Nachrichtenübermittlung.
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Nach
Eingabe der verschiedenen benötigten Daten
bestimmt die CPU 72, ob der Auto-Cruise-Modus aktiviert
ist, auf der Grundlage der Einstellung der Zielfahrzeuggeschwindigkeit
V* oder eines Einstellungs-Flag des Auto-Cruise-Modus (Schritt S110).
Wenn der Auto-Cruise-Modus aktiv ist, bestimmt die CPU 72 anschließend, ob
der Fahrer auf das Gaspedal 83 tritt (Schritt S120). Wenn
der Auto-Cruise-Modus inaktiv ist oder wenn der Fahrer in dem Auto-Cruise-Modus
auf das Gaspedal 83 tritt, führt das Programm eine nachfolgende
Serie von Verarbeitungsschritten (Verarbeitung von und nach Schritt
S160 wie später
erörtert)
auf der Grundlage der von dem Treten des Gaspedals 83 durch
den Fahrer festgelegten Beschleunigeröffnung Acc aus. Wenn der Auto-Cruise-Modus aktiv
ist und wenn der Fahrer nicht auf das Gaspedal 83 tritt,
führt das
Programm auf der anderen Seite eine Serie von Verarbeitungsschritten
durch zum Einstellen der Beschleunigeröffnung Acc (Schritte S120 bis
S150) und dann der nachfolgenden Serie von Verarbeitungsschritten (Schritte
S160 bis S220) auf der Grundlage der Einstellung der Beschleunigeröffnung Acc.
Die Beschreibung betrachtet zunächst
die Serie von Verarbeitungsschritten zum Festlegen der Beschleunigeröffnung Acc
in dem Auto-Cruise-Modus und dann die nachfolgende Serie von Verarbeitungsschritten
auf der Grundlage der Einstellung der Beschleunigeröffnung Acc.
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Wenn
der Auto-Cruise-Modus aktiv ist und wenn der Fahrer nicht auf das
Gaspedal 83 tritt, berechnet die CPU 72 eine Beschleunigeröffnung Acc aus
der eingegebenen Zielfahrzeuggeschwindigkeit V*, der eingegebenen
gegenwärtigen
Fahrzeuggeschwindigkeit V, einer vorhergehenden Fahrzeuggeschwindigkeit
V, die in einem früheren
Zyklus der Routine vor einer Zeitspanne tp gelesen wurde (vorhergehendes
V vor tp), sowie einer früheren
Beschleunigeröffnung
Acc, die in dem vorhergehenden Zyklus dieser Routine vor der Zeitspanne
tp verwendet wurde (vorhergehendes Acc vor tp) gemäß der unten
angegebenen Gleichung (1) (Schritt S130). In Gleichung (1) stellt „t" einen Koeffizienten
zum Berechnen einer Änderung
der Fahrzeuggeschwindigkeit nach einer vorgegebenen Zeitspanne (z.
B. nach 2 Sekunden oder 3 Sekunden) auf der Grundlage der Differenz
zwischen der gegenwärtigen
Fahrzeuggeschwindigkeit V und der vorherigen Fahrzeuggeschwindigkeit
V vor der Zeitspanne tp, und stellt „k" eine Zunahme eines proportionalen Terms
dar. Gleichung (1) wird daher als Proportionalsteuerung mit einer
geschätzten
Fahrzeuggeschwindigkeit nach der vorgegebenen Zeitspanne betrachtet. Acc ← Previous
Acc before tp + k{V* – V
+ t(V – Previous
V before tp)} (1)
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Nach
Berechnung der Beschleunigeröffnung Acc
wird die berechnete Beschleunigeröffnung Acc mit einer vorgegebenen Öffnung A2
verglichen (Schritt S140). 3 zeigt
Variationen des Drehmomentbedarfs Tr*, welcher das Drehmoment ist,
das für
das Hybridfahrzeug 20 (die Hohlradwelle 32a) benötigt wird,
gegen die Beschleunigeröffnung
Acc bei einem Standardantrieb und bei einem Konstantgeschwindigkeitsantrieb
mit vorgegebener Fahrzeuggeschwindigkeit (z. B. mit 50 km/h). Die
Kurve des Drehmomentbedarfs Tr* gegen die Beschleunigeröffnung Acc
bei dem Standardantrieb beinhaltet eine negative Zone, in der die
Beschleunigeröffnung
Acc geringer als eine Öffnung
A1 ist und der Drehmomentbedarf Tr* negative Werte annimmt und linear ansteigt,
eine tote Zone, in der die Beschleunigeröffnung Acc nicht geringer ist
als die Öffnung
A1, aber geringer als eine andere Öffnung A3 ist und der Drehmomentbedarf
Tr* auf Null gehalten wird, sowie eine positive Zone, in der die
Beschleunigeröffnung
Acc nicht geringer ist als die Öffnung
A3 und der Drehmomentbedarf Tr* positive Werte annimmt und linear
ansteigt. Das Vorhandensein der Totzone verhindert, dass der Drehmomentbedarf
Tr* häufig
zwischen den positiven Werten und den negativen Wer ten schwankt.
Die Totzone ist derart festgelegt, dass sie einen relativ weiten
Bereich einnimmt, durch Berücksichtigen
der Toleranz zu dem Treten des Gaspedals 83 durch den Fahrer.
Die vorgegebene Öffnung
A2 ist nahe der Öffnung
A3 in der Totzone bei dem Standardantrieb. Die Kurve des Drehmomentbedarfs
Tr* gegen die Beschleunigeröffnung
Acc bei dem Konstantgeschwindigkeitsantrieb wird später diskutiert
werden.
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Wenn
die berechnete Beschleunigeröffnung Acc
geringer als die vorgegebene Öffnung
A2 ist, wird die berechnete Beschleunigeröffnung Acc gemäß der unten
angegebenen Gleichung (2) korrigiert (Schritt S150). Gleichung (2)
wandelt die Beschleunigeröffnung
Acc zwischen dem Wert „0" und der vorgegebenen Öffnung A2
in die Beschleunigeröffnung Acc
zwischen dem Wert „0" und der Öffnung A1
proportional um. Die korrigierte Beschleunigeröffnung Acc ist somit geringer
als die Öffnung
A1. Acc ← Acc·A1/A2 (2)
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Der
der korrigierten Beschleunigeröffnung Acc
entsprechende Drehmomentbedarf Tr* wird aus der Kurve des Drehmomentbedarfs
Tr* gegen die Beschleunigeröffnung
Acc bei dem Standardantrieb, die in 3 gezeigt
ist, abgeleitet. Die korrigierte Beschleunigeröffnung Acc ist geringer als
die Öffnung A1,
so dass der Drehmomentbedarf Tr* aus der negativen Zone hergeleitet
wird. Die Beziehung zwischen der korrigierten Beschleunigeröffnung Acc
und dem Drehmoment Tr* ist zu erlangen aus der Beziehung zwischen
der Beschleunigeröffnung
Acc vor der Korrektur und dem Drehmomentbedarf Tr*. So ist die Beziehung
zwischen der korrigierten Beschleunigeröffnung Acc und dem Drehmomentbedarf
Tr* darstellbar als die Kurve des Drehmomentbedarfs Tr* gegen die
Beschleunigeröffnung
Acc bei dem Konstantgeschwindigkeitsantrieb, wie in 3 gezeigt ist.
Die vorgegebene Öffnung
A2 ist nicht identisch mit der Öffnung
A3. Solch ein Unterschied ergibt eine Totzone bei dem Konstantgeschwindigkeitsantrieb zum
Verhindern, dass der Drehmomentbedarf Tr* häufig zwischen den positiven
Werten und den negativen Werten schwankt. Wie eindeutig aus dem
Vergleich zwischen der Kurve bei dem Standardantrieb und der Kurve
bei dem Konstantgeschwindigkeitsantrieb verstanden wird erhöht die Korrektur
der Beschleunigeröff nung
Acc bei dem Konstantgeschwindigkeitsantrieb die Linearität der Kurve
des benötigten
Drehmomentes Tr* gegen die Beschleunigeröffnung Acc. Die Anteile der
negativen Zone (geringer als die Öffnung A1) und der Totzone
(zwischen den Öffnungen
A1 und A3) bei dem Standardantrieb werden derart geändert, dass
sie das höhere
Verhältnis der
negativen Zone (weniger als die vorgegebene Öffnung A2) bei dem Konstantgeschwindigkeitsantrieb
haben. Diese Steuerung führt
zu der höheren
Linearität
der Kurve bei dem Konstantgeschwindigkeitsantrieb als der bei dem
Standardantrieb.
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Nachdem
die Beschleunigeröffnung
Acc korrigiert ist, wenn die berechnete Beschleunigeröffnung Acc
nicht geringer als die vorbestimmte Öffnung A2 in dem Schritt S140
ist, wenn in dem Schritt S110 bestimmt wird, dass der Auto-Cruise-Modus
inaktiv ist oder wenn in dem Schritt S120 bestimmt wird, dass der
Fahrer in dem Auto-Cruise-Modus
auf das Gaspedal 83 tritt, legt die CPU 72 einen
Drehmomentbedarf Tr* und einen von der Maschine 22 abzugebenden
Leistungsbedarf Pe* fest auf der Grundlage der korrigierten Beschleunigeröffnung Acc,
der Einstellung der Beschleunigeröffnung Acc oder der Beschleunigeröffnung Acc
von dem Gaspedalstellungssensor 84 und der gegenwärtigen Fahrzeuggeschwindigkeit
V (Schritt S160). Das Verfahren der Ausführungsform spezifiziert im
Voraus Änderungen des
Drehmomentbedarfs Tr* gegenüber
der Beschleunigeröffnung
Acc und der Fahrzeuggeschwindigkeit V und speichert die spezifizierten Änderungen als
Drehmomentbedarfseinstellkennfeld in dem ROM 74. Das Verfahren
liest und legt fest den Drehmomentbedarf Tr*, der der gegebenen
Beschleunigeröffnung
Acc und der gegebenen Fahrzeuggeschwindigkeit V entspricht, aus
dem gespeicherten Drehmomentbedarfseinstellkennfeld. 4 zeigt
ein Beispiel eines Drehmomentbedarfseinstellkennfeldes. Der Leistungsbedarf
Pe* wird berechnet als die Summe des Produkts der Einstellung des
Drehmomentbedarfs Tr* und einer Drehzahl Nr der Hohlradwelle 32a,
einem Lade-Entlade-Bedarf Pb* der Batterie 50 sowie eines
Potentialverlustes. Die Drehzahl Nr der Hohlradwelle 32a kann
erhalten werden durch Multiplizieren der Fahrzeuggeschwindigkeit
V mit einem Umwandlungskoeffizienten k oder durch Teilen der Drehzahl
Nm2 des Motors MG2 mit einem Übersetzungsverhältnis Gr
des Untersetzungsgetriebes 35. Der Lade-Entlade-Bedarf
Pb* wird festgelegt gemäß dem Ladezustand
(SOC) der Batterie 50 und der Beschleunigeröffnung Acc.
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Nach
Festlegen des Drehmomentbedarfs Tr* und des Leistungsbedarfs Pe*
werden eine Zieldrehzahl Ne* und ein Zieldrehmoment Te* der Maschine 22 gemäß der Festlegung
des Leistungsbedarfs Pe* festgelegt (Schritt S170). Wenn der Drehmomentbedarf
Tr* auf dem Leistungsbedarf Pe* eingestellt ist, werden die Zieldrehzahl
Ne* und das Zieldrehmoment Te* gemäß einer effizienten Antriebskurve
für effizientes
Antreiben der Maschine 22 und der Festlegung des Leistungsbedarf
Pe* festgelegt. Ein Beispiel der effizienten Antriebskurve der Maschine 22 und
das Verfahren des Festlegens der Zieldrehzahl Ne* sowie des Zieldrehmomentes
Te* sind in 5 gezeigt. Wie dargestellt werden
die Zieldrehzahl Ne* und das Zieldrehmoment Te* als ein Schnittpunkt
der effizienten Antriebskurve und einer Kurve des konstanten Leistungsbedarfs
Pe* (= Ne* × Te*)
erhalten.
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Die
CPU 72 berechnet eine Zieldrehzahl Nm1* des Motors MG1
aus der Einstellung der Zieldrehzahl Ne*, der Drehzahl Nr (= Nm2/Gr)
der Hohlradwelle 32a und einem Übersetzungsverhältnis ρ des Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus 30 gemäß der unten
angegebenen Gleichung (3), während
sie eine Drehmomentführungsgröße Tm1* des
Motors MG1 aus der berechneten Zieldrehzahl Nm1* und der gegenwärtigen Drehzahl
Nm1 gemäß der unten
angegebenen Gleichung (4) berechnet (Schritt S180). Gleichung (3)
zeigt einen dynamischen Zusammenhang der Drehelemente in dem Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus 30. 6 ist
eine Anpassungskurve, die eine dynamische Beziehung zwischen der
Drehzahl und dem Drehmoment mit Bezug auf die Drehelemente in dem Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus 30 zeigt.
Eine Achse S zeigt die Drehzahl des Sonnenrads 31, die
gleich der Drehzahl Nm1 des Motors MG1 ist. Eine Achse C zeigt die
Drehzahl des Trägers 34,
die gleich der Drehzahl Ne der Maschine 22 ist. Eine Achse
R zeigt die Drehzahl Nr des Hohlrads 32, die durch Multiplizieren
der Drehzahl Nm2 des Motors MG2 mit dem Übersetzungsverhältnis Gr
des Untersetzungsgetriebes 35 erhalten wird. Gleichung (3) wird
leicht abgeleitet aus dieser Anpassungskurve. Zwei dicke Pfeile
auf der Achse R stellen jeweils ein auf die Hohlradwelle 32a wirkendes
Drehmoment dar, während
ein von der Maschine 22 abgegebenes Drehmoment Te* über den
Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus 30 übertragen
wird, während die
Maschine 22 stetig bei einem durch das Zieldrehmoment Te*
und die Zieldrehzahl Ne* bestimmten Antriebspunkt betrieben wird,
und ein auf die Hohlradwelle 32a als ein von dem Motor
MG2 abgegebenes Drehmoment Tm2* wirkendes Drehmoment über das
Untersetzungsgetriebe 35 übertragen wird. Gleichung (4)
zeigt einen Zusammenhang bei der Regelung zum Drehen des Motors
MG1 mit der Zieldrehzahl Nm1*. In Gleichung (4) stellt „k1" in dem zweiten Term
auf der rechten Seite eine Zunahme eines Proportionalterms dar und
stellt „k2" in dem dritten Term auf
der rechten Seite eine Zunahme eines Integralterms dar. Nm1* = Ne*·(1
+ ρ)/ρ – Nm2/(Gr·ρ) (3) Tm1* = Previous Tm1* + k1(Nm1* – Nm1) + k2∫(Nm1* – Nm1)dt (4)
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Nach
Berechnung der Zieldrehzahl Nm1* und der Drehmomentführungsgröße Tm1*
des Motors MG1 teilt die CPU 72 eine Differenz zwischen
der Abgabegrenze Wout der Batterie 50 und einer Leistungsaufnahme
(erzeugte Leistung) des Motors MG1, die das Produkt der berechneten
Drehmomentführungsgröße Tm1*
des Motors MG1 und der gegenwärtigen
Drehzahl Nm1 des Motors MG1 ist, durch die gegenwärtige Drehzahl
Nm2 des Motors MG2 gemäß der unten
angegebenen Gleichung (5) zum Berechnen einer Drehmomentgrenze Tmax
als eine obere Grenze des von dem Motor MG2 abgegebenen Drehmomentes
(Schritt S190). Die CPU 72 berechnet außerdem ein vorläufiges Motordrehmoment
Tm2tmp als ein von dem Motor MG2 abzugebendes Drehmoment aus dem
Drehmomentbedarf Tr*, der Drehmomentführungsgröße Tm1* und dem Übersetzungsverhältnis ρ des Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus 30 gemäß der unten
angegebenen Gleichung (6) (Schritt S200) und legt das kleinere von
der berechneten Drehmomentgrenze Tmax und des berechneten vorläufigen Motordrehmomentes
Tm2tmp als eine Drehmomentführungsgröße Tm2*
des Motors MG2 fest (Schritt S210). Festlegen der Drehmomentführungsgröße Tm2*
des Motors MG2 in dieser Art und Weise ermöglicht, dass der an die Hohlradwelle 32a als
die Antriebswelle abgegebene Drehmomentbedarf Tr* als ein beschränktes Drehmoment
in dem Bereich der Abgabegrenze der Batterie 50 festgelegt
wird. Gleichung (5) wird leicht abgeleitet aus der Anpassungskurve
der oben erörterten 6. Tmax = (Wout – Tm1*·Nm1)/Nm2 (5) Tm2tmp = (Tr* + Tm1*/ρ)/Gr (6)
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Nach
dem Festlegen der Zieldrehzahl Ne* und des Zieldrehmomentes Te*
der Maschine 22, der Zieldrehzahl Nm1* und der Drehmomentführungsgröße Tm1*
des Motors MG1 sowie der Drehmomentführungsgröße Tm2* des Motors MG2 sendet die
CPU 72 die Zieldrehzahl Ne* und das Zieldrehmoment Te*
der Maschine 22 an die Maschinen-ECU 24 und die
Zieldrehzahl Nm1* und die Drehmomentführungsgröße Tm1* des Motors MG1 sowie
die Drehmomentführungsgröße Tm2*
des Motors MG2 an die Motor-ECU 40 (Schritt S220), und
beendet diese Antriebssteuerroutine. Die Maschinen-ECU 24 empfängt die
Zieldrehzahl Ne* und das Zieldrehmoment Te* und führt Brennstoffeinspritzsteuerung
sowie Zündsteuerung
der Maschine 22 durch zum Betreiben der Maschine 22 an
einem durch die Zieldrehzahl Ne* und das Zieldrehmoment Te* definierten
Antriebspunkt. Die Motor-ECU 40 empfängt die Zieldrehzahl Nm1* und
die Drehmomentführungsgrößen Tm1*
und Tm2* und führt
Schaltsteuerung der Schaltelemente bei den Invertern 41 und 42 derart
aus, dass der Motor MG1 mit der Drehmomentführungsgröße Tm1* betrieben wird und
der Motor MG2 mit der Drehmomentführungsgröße Tm2* betrieben wird.
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Wie
oben beschrieben berechnet das Hybridfahrzeug 20 der Ausführungsform
die Beschleunigeröffnung
Acc aus der vorhergehenden Beschleunigeröffnung Acc, der Zielfahrzeuggeschwindigkeit
V* und der gegenwärtigen
Fahrzeuggeschwindigkeit V bei dem Konstantgeschwindigkeitsantrieb.
Wenn die berechnete Beschleunigeröffnung Acc geringer ist als
die vorgegebene Öffnung
A2 wird die berechnete Beschleunigeröffnung Acc derart korrigiert,
dass sie in dem Bereich von weniger als der Öffnung A1 ist. Die Beziehung
zwischen der Beschleunigeröffnung Acc
und dem Drehmomentbe darf Tr* bei dem Standardantrieb ist somit anwendbar
auf die Steuerung bei dem Konstantgeschwindigkeitsantrieb. Die Kurve des
Drehmomentbedarfs Tr* gegen die Beschleunigeröffnung Acc vor der Korrektur
bei dem Konstantgeschwindigkeitsantrieb hat den kleineren Anteil
an der Totzone und den größeren Anteil
an der negativen Zone derart, dass die Linearität erhöht wird, verglichen mit der
Kurve bei dem Standardantrieb. Dies stabilisiert in wünschenswerter
Weise die Fahrzeuggeschwindigkeit V auf die Zielfahrzeuggeschwindigkeit
V*. Wenn das Hybridfahrzeug 20 in dem Auto-Cruise-Modus auf einem Abhang
fährt stellt
die Anordnung eine sanfte Änderung
des Drehmomentbedarfs Tr* sicher und stabilisiert somit die Fahrzeuggeschwindigkeit
V auf die Zielfahrzeuggeschwindigkeit V*. Bei dem Konstantgeschwindigkeitsantrieb besitzt
die Kurve des Drehmomentbedarfs Tr* gegen die Beschleunigeröffnung Acc
vor der Korrektor die Totzone. Dies verhindert effektiv, dass der
Drehmomentbedarf Tr* häufig
zwischen den positiven Werten und den negativen Werten schwankt.
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Das
Hybridfahrzeug 20 der Ausführungsform führt proportionale
Steuerung mit einer geschätzten Fahrzeuggeschwindigkeit
nach einer voreingestellten Zeitspanne durch, um die Beschleunigeröffnung Acc
bei dem Konstantgeschwindigkeitsantrieb festzulegen. Die Beschleunigeröffnung Acc
bei dem Konstantgeschwindigkeitsantrieb kann festgelegt werden durch
allgemeine proportionale Steuerung auf der Grundlage der Differenz
zwischen der Zielfahrzeuggeschwindigkeit V* und der gegenwärtigen Fahrzeuggeschwindigkeit
V oder durch Berücksichtigen eines
Integralterms zusätzlich
zu dem Proportionalterm.
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Das
Hybridfahrzeug 20 der Ausführungsform verwendet die Kurve
des Drehmomentbedarfs Tr* gegen die Beschleunigeröffnung Acc
bei dem Standardantrieb, welche die linear zunehmende negative Zone
und positive Zone aufweist. Der Drehmomentbedarf Tr* kann entlang
einer Kurve oder schrittweise zunehmen.
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Wenn
die bei dem Konstantgeschwindigkeitsantrieb festgelegte Beschleunigeröffnung Acc geringer
ist als die vorgegebene Öffnung
A2, korrigiert das Hybridfahrzeug der Ausführungsform die Beschleunigeröffnung Acc
derart, dass sie in dem Bereich von weniger als der Öffnung A1
ist, durch proportionale Zuweisung. Die proportionale Zuweisung
ist in keiner Weise beschränkend,
und irgendeine andere geeignete Technik kann angewendet werden zum
Korrigieren der Beschleunigeröffnung
Acc derart, dass sie in dem Bereich von weniger als der Öffnung A1
ist.
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Wenn
die Beschleunigeröffnung
Acc, die bei dem Konstantgeschwindigkeitsantrieb geringer als die
vorgegebene Öffnung
A2 ist, korrigiert das Hybridfahrzeug 20 der Ausführungsform
die Beschleunigeröffnung
Acc derart, dass sie in dem Bereich von weniger als der Öffnung A1
um die proportionale Zuweisung ist. Der der korrigierten Beschleunigeröffnung Acc
und der Fahrzeuggeschwindigkeit V entsprechende Drehmomentbedarf
Tr* wird aus dem Kennfeld aus 4 abgeleitet.
Ein anderes verfügbares
Verfahren modifiziert das in 4 gezeigte Kennfeld
des Drehmomentbedarfs Tr* relativ zu der Beschleunigeröffnung Acc
und der Fahrzeuggeschwindigkeit V mit dem in dem unteren Graphen
von 3 gezeigten Zusammenhang zwischen der Beschleunigeröffnung Acc
und dem Drehmomentbedarf Tr* bei dem Konstantgeschwindigkeitsantrieb
und speichert das modifizierte Kennfeld als ein Konstantgeschwindigkeitsantrieb-Kennfeld
in dem ROM 74. Das Verfahren liest den der Einstellung
der Beschleunigeröffnung
Acc (der Beschleunigeröffnung
Acc vor der Korrektur) und der Fahrzeuggeschwindigkeit V entsprechenden
Drehmomentbedarf Tr* aus dem Konstantgeschwindigkeitsantrieb-Kennfeld.
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Das
Hybridfahrzeug 20 der Ausführungsform legt den Drehmomentbedarf
Tr* und den Leistungsbedarf Pe* auf der Grundlage der Beschleunigeröffnung Acc
und der Fahrzeuggeschwindigkeit V fest, und legt die Zieldrehzahl
Ne* sowie das Zieldrehmoment Te* der Maschine 22 auf der
Grundlage des Leistungsbedarfs Pe* fest. Die Zieldrehzahl Ne* und das
Zieldrehmoment Te* der Maschine 22 kann andererseits festgelegt
werden auf der Grundlage der Beschleunigeröffnung Acc, der Fahrzeuggeschwindigkeit
V und dem Bedarf von der Batterie 50.
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Bei
dem Hybridfahrzeug 20 der Ausführungsform wird die Leistung
des Motors MG2 einem Drehzahlbereichswechsel durch das Untersetzungsgetriebe 35 unterzo gen
und an die Hohlradwelle 32a abgegeben. Bei einer möglichen
Abwandlung, die als ein Hybridfahrzeug 120 in 7 dargestellt
ist, kann die Leistung des Motors MG2 an eine andere Achse (d. h.
eine mit den Rädern 64a und 64b verbundene Achse)
abgegeben werden, die verschieden von einer mit der Hohlradwelle 32a verbundenen
Achse (d. h. einer mit den Antriebsrädern 63a und 63b verbundenen
Achse) ist.
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Bei
dem Hybridfahrzeug 20 der Ausführungsform wird die Leistung
der Maschine 22 über den
Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus 30 an die Hohlradwelle 32a abgegeben,
die als die mit den Antriebsrädern 63a und 63b verbundene
Antriebswelle arbeitet. Bei einer anderen möglichen Abwandlung aus 8 kann
ein Hybridfahrzeug 220 einen Paar-Rotor-Motor 230 besitzen,
der einen mit der Kurbelwelle 26 der Maschine 22 verbundenen
inneren Rotor 232 sowie einen mit der Antriebswelle verbundenen äußeren Rotor 234 zum
Abgeben der Leistung an die Antriebsräder 63a, 63b aufweist
und einen Teil der von der Maschine 22 abgegebenen Leistung
an die Antriebswelle abgibt, während
er den restlichen Teil der Leistung in elektrische Leistung umwandelt.
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Bei
dem Hybridfahrzeug 20 der Ausführungsform und den Hybridfahrzeugen 120 und 220 der
abgewandelten Beispiele wird die Leistung von der Maschine 22 an
die als die mit der Achse verbundene Antriebswelle arbeitende Hohlradwelle 32a abgegeben
durch Aufnahme und Abgabe von elektrischer Leistung und mechanischer
Leistung. Alternativ kann die Leistung von der Maschine 22 nicht
an die mit der Achse verbundene Antriebswelle abgegeben werden.
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GEWERBLICHE ANWENDBARKEIT
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Die
Technik der Erfindung ist anwendbar auf die Automobilherstellung.