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Die vorliegende Erfindung betrifft
ein Steuersystem für
ein Hybridfahrzeug, das eine Maschine bzw. einem Motor für die Erzeugung
von Vortriebskräften
für das
Hybridfahrzeug und einen Elektromotor zum Erzeugen von Hilfskräften zusätzlich zu
den von der Maschine erzeugten Vortriebskräften und zum Absorbieren der
von der Maschine erzeugten Vortriebskräfte besitzt.
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In den letzten Jahren ist ein Hybridfahrzeug entwickelt
worden, das eine Maschine, die beispielsweise eine Brennkraftmaschine
für gewöhnliche Kraftfahrzeuge
ist, als Leistungs- bzw. Kraftquelle für die Erzeugung von Vortriebskräften (Fahrantriebskräften) für das Hybridfahrzeug
sowie außerdem
einen Elektromotor besitzt, der mit der Abtriebswelle der Maschine
verbunden ist, zum Erzeugen von Hilfsantriebskräften zusätzlich zu den von der Maschine
erzeugten Vortriebskräften,
d. h. zum Bereitstellen bzw. Anlegen von Hilfsantriebskräften an
die Abtriebswelle der Maschine, und der durch die Maschine als ein
elektrischer Generator betrieben wird (Rückgewinnungs-Betriebsart),
um die von der Maschine erzeugten Vortriebskräfte umzusetzen und sie als
elektrische Energie zu speichern. Um die Hilfsantriebskräfte zu erzeugen,
wird der Elektromotor von einer Energiespeichereinheit, wie etwa
eine Speicherbatterie, angeregt bzw. erregt. Wenn der Elektromotor
als elektrischer Generator betrieben wird, wird die erzeugte elektrische
Energie in der Speicherbatterie gespeichert.
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Ein derartiges Hybridfahrzeug ist
z. B. in der japanischen Patentveröffentlichung Nr. 6-1925 offenbart.
Bei dem offenbarten Hybridfahrzeug wird der Elektromotor dann, wenn
der Fahrer eine Motor-Betriebsart durch Betä tigen eines Schalters einstellt,
so gesteuert, dass in Abhängigkeit
davon, wie weit bzw. tief der Fahrer das Gaspedal niederdrückt, Hilfsantriebskräfte erzeugt
werden. Wenn der Fahrer durch Betätigung eines Schalters eine
Rückgewinnungs-Betriebsart
einstellt, wird der Elektromotor so gesteuert bzw. geregelt, dass
in Abhängigkeit
von der Stellung des Schalters elektrische Energie für das Aufbringen
von Bremskräften
erzeugt wird, wobei ein Teil der erzeugten elektrischen Energie
in der Speicherbatterie gespeichert wird.
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Da die Hilfsantriebskräfte, die
vom Elektromotor erzeugt werden, lediglich durch die Tiefe bestimmt
werden, auf die der Fahrer das Gaspedal niederdrückt, werden die vom Elektromotor
erzeugten Hilfsantriebskräfte
ebenfalls abrupt geändert,
wenn die Tiefe, auf die der Fahrer das Gaspedal niederdrückt, abrupt
geändert
wird. Deswegen neigt das Verhalten des Hybridfahrzeugs beim Fahren
dazu, träge
zu sein. Da der Entladestrom der Speicherbatterie außerdem abrupt
geändert
wird, wenn die vom Elektromotor erzeugten Hilfsantriebskräfte abrupt
geändert
werden, neigt die Speicherbatterie dazu, eine kurze Lebensdauer
zu besitzen.
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In der Motor-Betriebsart erzeugt
der Elektromotor keine elektrische Energie. Daher wird die gespeicherte
Energie der Speicherbatterie vermindert, mit dem Ergebnis, dass
die Speicherbatterie nicht mehr genug Energie an den Elektromotor
liefert, der dann keine ausreichenden Hilfsantriebskräfte mehr erzeugt.
Da der Elektromotor lediglich dann Hilfsantriebskräfte erzeugt,
wenn der Fahrer mit dem Schalter die Motor-Betriebsart einstellt,
kann der Elektromotor dann, wenn der Fahrer vergisst, den Schalter zu
betätigen
oder die Rückgewinnungs-Betriebsart eingeschaltet
lässt,
nicht die gewünschten
Hilfsantriebskräfte
erzeugen.
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In der Rückgewinnungs-Betriebsart werden die
durch die Generierung elektrischer Energie mit dem Elektromotor
erzeugten Bremskräfte
durch die Position bestimmt, in die der Schalter durch den Fahrer
verstellt wird. Daher kann der Elektromotor dann, wenn der Fahrer
den Schalter nicht richtig betätigt, der
Elektromotor kleinere bzw. größere Bremskräfte erzeugen,
als erforderlich sind.
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Da die Menge der erzeugten elektrischen Energie,
die die Bremskräfte
festlegt, durch die Position bestimmt wird, auf die der Schalter
durch den Fahrer verstellt wird, kann der Elektromotor möglicherweise
eine zu kleine Menge elektrischer Energie erzeugen, wenn die gespeicherte
elektrische Energie der Speicherbatterie klein ist, wobei die gespeicherte elektrische
Energie der Speicherbatterie unzureichend bleiben kann. Der Elektromotor
kann umgekehrt möglicherweise
eine zu große
Menge elektrischer Energie erzeugen, wenn die gespeicherte Energie
der Speicherbatterie groß ist,
wobei die überschüssige elektrische
Energie dann möglicherweise vergeudet
wird.
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Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
ein Steuersystem zu schaffen, das in der Lage ist, einen Elektromotor
in einem Hybridfahrzeug genau zu steuern, so dass Hilfsantriebskräfte oder elektrische
Energie in der Weise erzeugt werden, dass ein Beschleunigungs/Verzögerungszustand
des Hybridfahrzeugs und ein Zustand der gespeicherten Energie einer
Energiespeichereinheit übereinstimmen,
während
ermöglicht
wird, dass das Verhalten des Hybridfahrzeugs beim Fahren und der
Betriebszustand des Elektromotors allmählich geändert werden.
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Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der vorliegenden
Erfindung ein Steuersystem in einem Hybridfahrzeug geschaffen, das
eine Maschine für die
Erzeugung von Vor triebskräften,
einen Elektromotor zum wahlweisen Erzeugen von Hilfsantriebskräften zusätzlich zu
den Vortriebskräften
und von elektrischer Energie, die aus den Vortriebskräften umgesetzt
wird, und eine Energiespeichereinheit zum wahlweisen Liefern von
elektrischer Energie zum Elektromotor und zum Speichern von vom
Elektromotor umgesetzter elektrischer Energie enthält, mit
Beschleunigungs-/Verzögerungszustand-Erfassungsmitteln,
die einen Beschleunigungs-/Verzögerungszustand
des Hybridfahrzeugs erfassen, Fuzzy-Schlussfolgerungs-Speichermitteln,
die mehrere Fuzzy-Regeln und Mitgliedschaftsfunktionen speichern,
um einen Betriebszustand des Elektromotors anhand des Beschleunigungs-/Verzögerungszustands
in Übereinstimmung
mit einem Fuzzy-Schlussfolgerungsprozess zu bestimmen, Fitgüten- bzw.
Anpassungsgüten-
bzw. Eignungsgrad-Berechnungsmitteln,
die die jeweilige Fitgüte der
Fuzzy-Regeln auf
der Grundlage der Mitgliedschaftsfunktionen aus dem Beschleunigungs-/Verzögerungszustand,
wie er durch die Beschleunigungs-/Verzögerungszustand-Erfassungsmittel
erfasst wird, bestimmen, Fitgüten-Kombinationsmitteln, die
die jeweilige Fitgüte
wie durch die Fitgüten-Berechnungsmittel
bestimmt kombinieren, um einen Betriebszustand des Motors zu bestimmen,
und Motorsteuermitteln, die den Elektromotor auf der Grundlage des
Betriebszustandes des Motors wie durch die Fitgüten-Kombinationsmittel bestimmt
steuern.
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Auf Grundlage der Fuzzy-Regeln und
der Mitgliedschaftsfunktionen, die in den Fuzzy-Schlussfolgerungs-Speichermitteln
gespeichert sind, bestimmen die Fitgüten-Berechnungsmittel und die Fitgüten-Kombinationsmittel
einen Betriebszustand des Motors, d. h. einen Zustand der Hilfsantriebskräfte oder
die elektrische Energie (regenerative elektrische Energie), die
durch den Elektromotor erzeugt wird, anhand des Fuzzy-Schlussfolgerungsprozesses
aus dem Beschleunigungs-/Verzögerungszustand,
wie er durch die Beschleunigungs-/Verzögerungszustand-Erfassungsmittel
erfasst wird. Deswegen berücksichtigt
der Betriebszustand des Elektromotors, der für den Beschleunigungs-/Verzögerungszustand
des Hybridfahrzeugs als geeignet ermittelt wird, den durch die Fuzzy-Regeln
ausgedrückten
Beschleunigungs-/Verzögerungszustand
des Hybridfahrzeugs. Gemäß dem ermittelten
Betriebszustand des Elektromotors steuern die Motorsteuerungsmittel den
Elektromotor anhand des ermittelten Betriebszustands des Elektromotors.
Demzufolge erzeugt der Motor Hilfsantriebskräfte oder regenerative elektrische
Energie, die für
den Beschleunigungs-/Verzögerungszustand
des Hybridfahrzeugs geeignet ist, und der Betriebszustands des Elektromotors
wird allmählich
verändert,
wenn sich der Beschleunigungs-/Verzögerungszustand des Hybridfahrzeugs ändert, wodurch
das Verhalten des Hybridfahrzeugs beim Fahren gleichmäßig gemacht
wird.
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Deswegen erzeugt der Motor Hilfsantriebskräfte oder
regenerative elektrische Energie in Abhängigkeit des Beschleunigungs-/Verzögerungszustands
des Hybridfahrzeugs, während
gleichzeitig das Verhalten des Hybridfahrzeugs beim Fahren und der
Betriebszustand des Motors gleichmäßig geändert werden.
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Die Beschleunigungs-/Verzögerungszustand-Erfassungsmittel
umfassen vorzugsweise wenigstens eines der folgenden Mittel: Drosselklappenöffnung-Erfassungsmittel,
die eine Öffnung
einer Drosselklappe der Maschine erfassen; Drosselklappenöffnungänderungsraten-Erfassungsmittel,
die eine Änderungsrate
der Drosselklappenöffnung
erfassen; und Fahrgeschwindigkeit-Erfassungsmittel, die eine Fahrgeschwindigkeit
des Hybridfahrzeugs erfassen; wobei der Beschleunigungs-/Verzögerungszustand
durch die Drosselklappenöffnung-Erfassungsmittel
und/oder die Drosselklappenöffnungänderungsraten-Erfassungsmittel
und/oder die Fahrgeschwindigkeit-Erfassungsmittel erfasst werden
kann.
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Da die Öffnung der Drosselklappe, ihre Änderungsrate
und die Fahrgeschwindigkeit, die explizit erfasst werden, angeben,
ob das Hybridfahrzeug beschleunigt oder verzögert werden soll oder mit gleichmäßiger Geschwindigkeit
fährt,
d. h. den Beschleunigungs-/Verzögerungszustand
zwischen zwei Zeitpunkten angeben, kann der Beschleunigungs-/Verzögerungszustand
des Hybridfahrzeugs zwischen zwei Zeitpunkten auf Grundlage der
erfassten Werte erkannt werden. Es ist demzufolge möglich, einen Betriebszustand
des Motors zu erreichen, der dem Beschleunigungs/Verzögerungszustand
des Hybridfahrzeugs entspricht.
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Der Beschleunigungs-/Verzögerungszustand
wie durch die Beschleunigungs-/Verzögerungszustand-Erfassungsmittel
erfasst enthält
vorzugsweise Beschleunigungs- und Verzögerungsgrade, die vom Hybridfahrzeug
angefordert werden, wobei die Fuzzy-Regeln solche Fuzzy-Regeln enthalten,
die die Hilfsantriebskräfte,
die vom Elektromotor erzeugt werden, erhöhen, wenn der Beschleunigungsgrad
größer ist,
und Fuzzy-Regeln, die die von dem Elektromotor erzeugte elektrische
Energie erhöhen,
wenn der Verzögerungsgrad
größer ist.
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Der Elektromotor kann Hilfsantriebskräfte in Abhängigkeit
vom Beschleunigungsgrad, der vom Hybridfahrzeug angefordert wird,
erzeugen, um Vortriebskräfte
bereitzustellen, die für
den Beschleunigungsgrad geeignet sind. Der Elektromotor kann außerdem elektrische
Energie in Abhängigkeit
vom Beschleunigungsgrad, der vom Hybridfahrzeug angefordert wird,
erzeugen, um Bremskräfte
bereitzustellen, die für
den Verzögerungsgrad
geeignet sind.
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Der Beschleunigungs-/Verzögerungszustand,
wie durch die Beschleunigungs-/Verzögerungszustand-Erfassungsmittel
er fasst, enthält
vorzugsweise eine Fahrgeschwindigkeit des Hybridfahrzeugs, wenn
das Hybridfahrzeug im Wesentlichen mit gleichmäßiger Geschwindigkeit fährt, und
die Fuzzy-Regeln
enthalten Fuzzy-Regeln, die die von dem Elektromotor erzeugte elektrische
Energie erhöhen,
wenn die Fahrgeschwindigkeit höher
ist.
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Wenn das Hybridfahrzeug mit gleichmäßiger Geschwindigkeit
fährt,
wobei keine große
Vortriebskraft erforderlich ist, erzeugt lediglich die Maschine die
erforderlichen Vortriebskräfte
für das
Hybridfahrzeug und der Elektromotor erzeugt elektrische Energie
(regenerative elektrische Energie), um die Energiespeichereinheit
zu laden. Da die vom Elektromotor erzeugte elektrische Energie größer ist,
wenn die Fahrgeschwindigkeit höher
und die Ausgangsleistung der Maschine größer ist, kann die Energiespeichereinheit
effizient geladen werden.
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Das Steuer- bzw. Regelsystem umfasst
ferner Mittel für
die Erfassung gespeicherter Energie, die die Menge der gespeicherten
Energie der Energiespeichereinheit erfassen, wobei die Fuzzy-Regeln und
die Mitgliedschaftsfunktionen, die in den Fuzzy-Schlussfolgerungs-Speichermitteln gespeichert
sind, Fuzzy-Regeln und Mitgliedschaftsfunktionen enthalten, um den
Betriebszustand des Elektromotors entsprechend der erfassten Menge
der gespeicherten Energie zu bestimmen. Die Fitgüten-Berechnungsmittel umfassen
Mittel, die die Fitgüte
der Fuzzy-Regeln auf der Grundlage der Mitgliedschaftsfunktionen
aus dem Beschleunigungs/Verzögerungszustand
wie durch die Beschleunigungs- /Verzögerungszustand-Erfassungsmittel
erfasst und aus der Menge der gespeicherten Energie wie durch die
Mittel für
die Erfassung gespeicherter Energie erfasst bestimmen.
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Da der Betriebszustand des Motors
gemäß dem Fuzzy- Schlussfolgerungsprozess
nicht nur anhand des Beschleunigungs-/Verzögerungszustands des Hybridfahrzeugs,
sondern außerdem
anhand der gespeicherten Energie der Energiespeichereinheit wie
durch die Mittel für
die Erfassung gespeicherter Energie erfasst bestimmt wird, erzeugt
der Elektromotor Hilfsantriebskräfte
oder eine Menge elektrische Energie (regenerative elektrische Energie),
die nicht nur dem Beschleunigungs-/Verzögerungszustand des Hybridfahrzeugs,
sondern außerdem
der gespeicherten Energie der Energiespeichereinheit entspricht,
wobei der Betriebszustand des Elektromotors gleichmäßig verändert wird.
Somit wird eine abrupte Änderung
der gespeicherten Energie der Energiespeichereinheit verhindert.
Deswegen kann der Elektromotor Hilfsantriebskräfte oder elektrische Energie
genau erzeugen, nicht nur in Abhängigkeit
vom Beschleunigungs-/Verzögerungszustand
des Hybridfahrzeugs, sondern außerdem
in Abhängigkeit
von der gespeicherten Energie der Energiespeichereinheit, während gleichmäßige Änderungen
des Verhaltens des Hybridfahrzeugs beim Fahren, des Betriebszustands
des Elektromotors und der gespeicherten Energie der Energiespeichereinheit
bewirkt werden.
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Die in den Fuzzy-Schlussfolgerungs-Speichermitteln
gespeicherten Fuzzy-Regeln umfassen vorzugsweise, damit sie der
Menge gespeicherter Energie der Energiespeichereinheit entsprechen, Fuzzy-Regeln,
gemäß denen
entweder die durch den Elektromotor erzeugten Hilfsantriebskräfte verringert werden
oder gemäß denen
die durch den Elektromotor erzeugte elektrische Energie erhöht wird,
wenn die Menge gespeicherter Energie der Energiespeichereinheit
kleiner ist.
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Wenn die gespeicherte Energie der
Energiespeichereinheit klein ist, wird die Menge der elektrischen
Energie, die an den Elektromotor geliefert wird, (möglicherweise
auf "0") reduziert, um zu
verhindern, dass die gespeicherte Energie der Energiespeichereinheit
während
der Zeit, wenn der Elektromotor Hilfsantriebskräfte erzeugt, weiter reduziert wird,
und die vom Motor erzeugte elektrische Energie wird vergrößert, um
die Energiespeichereinheit während
der Zeit schnell zu laden, wenn der Elektromotor elektrische Energie
erzeugt. Die Menge der elektrischen Energie, die an den Elektromotor
geliefert wird, wird umgekehrt dann, wenn die gespeicherte Energie
der Energiespeichereinheit groß ist,
vergrößert, um
die vom Elektromotor erzeugten Hilfsantriebskräfte zu vergrößern, damit
ausreichende Vortriebskräfte
für das
Hybridfahrzeug während
der Zeit bereitgestellt werden, wenn der Elektromotor Hilfsantriebskräfte erzeugt,
während
die Menge der vom Elektromotor erzeugten elektrischen Energie (möglicherweise
auf "0") reduziert wird,
um während
der Zeit, wenn der Elektromotor elektrische Energie erzeugt, die überflüssige Erzeugung
elektrischer Energie zu verhindern.
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WO 95/32100 (Rover Group Limited)
offenbart ein Fuzzy-Logik-Steuersystem
für eine
Fahrzeug-Kraftübertragung.
EP 0 555 482 (Omron Corporation)
offenbart eine Theorie der Fuzzy-Logik sowie eine Fuzzy-Schlussfolgerungs-
und Überwachungsvorrichtung.
EP 0 739 772 (Honda Giken
K. K.) offenbart ein Steuersystem für eine Vorrichtung zur Erzeugung
elektrischer Leistung bei Hybridfahrzeugen (Stand der Technik gemäß Art. 54(3)
EPC). Physical Science and Technology, Bd. 5, S. 727–738 offenbart die
Prinzipien der Fuzzy-Logik.
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Die obigen sowie weitere Aufgaben,
Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der
folgenden Beschreibung deutlich, wenn diese in Verbindung mit der
beigefügten
Zeichnung erfolgt, die eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung beispielhaft darstellt.
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1 ist
ein Blockschaltplan eines Hybridsystems, das ein zugehöriges Steuersystem
gemäß der vorliegenden
Erfindung enthält;
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2 ist
ein detaillierter Blockschaltplan eines Abschnitts des in 1 gezeigten Steuersystems;
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3 ist
ein Diagramm, das Fuzzy-Regeln zeigt, die von dem in 1 gezeigten Steuersystem verwendet
werden;
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4(a) ist
ein Diagramm, das eine Mitgliedschaftsfunktion zeigt, die einer
Fuzzy-Regel der in 3 gezeigten
Regel Nr. 1 entspricht;
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4(b) ist
ein Diagramm, das eine Mitgliedschaftsfunktion zeigt, die der Fuzzy-Regel
der in 3 gezeigten Regel
Nr. 1 entspricht;
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4(c) ist
ein Diagramm, das eine Mitgliedschaftsfunktion zeigt, die der Fuzzy-Regel
der in 3 gezeigten Regel
Nr. 1 entspricht;
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5(a) ist
ein Diagramm, das eine Mitgliedschaftsfunktion zeigt, die einer
Fuzzy-Regel der in 3 gezeigten
Regel Nr. 2 entspricht;
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5(b) ist
ein Diagramm, das eine Mitgliedschaftsfunktion zeigt, die der Fuzzy-Regel
der in 3 gezeigten Regel
Nr. 2 entspricht;
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5(c) ist
ein Diagramm, das eine Mitgliedschaftsfunktion zeigt, die der Fuzzy-Regel
der in 3 gezeigten Regel
Nr. 2 entspricht;
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6(a) ist
ein Diagramm, das eine Mitgliedschaftsfunktion zeigt, die einer
Fuzzy-Regel der in 3 gezeigten
Regel Nr. 3 entspricht;
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6(b) ist
ein Diagramm, das eine Mitgliedschaftsfunktion zeigt, die der Fuzzy-Regel
der in 3 gezeigten Regel
Nr. 3 entspricht;
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6(c) ist
ein Diagramm, das eine Mitgliedschaftsfunktion zeigt, die der Fuzzy-Regel
der in 3 gezeigten Regel
Nr. 3 entspricht;
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7(a) ist
ein Diagramm, das eine Mitgliedschaftsfunktion zeigt, die einer
Fuzzy-Regel der in 3 gezeigten
Regel Nr. 4 entspricht;
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7(b) ist
ein Diagramm, das eine Mitgliedschaftsfunktion zeigt, die der Fuzzy-Regel
der in 3 gezeigten Regel
Nr. 4 entspricht;
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7(c) ist
ein Diagramm, das eine Mitgliedschaftsfunktion zeigt, die der Fuzzy-Regel
der in 3 gezeigten Regel
Nr. 4 entspricht;
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8(a) ist
ein Diagramm, das eine Mitgliedschaftsfunktion zeigt, die einer
Fuzzy-Regel der in 3 gezeigten
Regel Nr. 5 entspricht;
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8(b) ist
ein Diagramm, das eine Mitgliedschaftsfunktion zeigt, die der Fuzzy-Regel
der in 3 gezeigten Regel
Nr. 5 entspricht;
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8(c) ist
ein Diagramm, das eine Mitgliedschaftsfunktion zeigt, die der Fuzzy-Regel
der in 3 gezeigten Regel
Nr. 5 entspricht;
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9(a) ist
ein Diagramm, das eine Mitgliedschaftsfunktion zeigt, die einer
Fuzzy-Regel der in 3 gezeigten
Regel Nr. 6 entspricht;
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9(b) ist
ein Diagramm, das eine Mitgliedschaftsfunktion zeigt, die der Fuzzy-Regel
der in 3 gezeigten Regel
Nr. 6 entspricht;
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9(c) ist
ein Diagramm, das eine Mitgliedschaftsfunktion zeigt, die der Fuzzy-Regel
der in 3 gezeigten Regel
Nr. 6 entspricht;
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10(a) ist
ein Diagramm, das eine Mitgliedschaftsfunktion zeigt, die einer
Fuzzy-Regel der in 3 gezeigten
Regel Nr. 7 entspricht;
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10(b) ist
ein Diagramm, das eine Mitgliedschaftsfunktion zeigt, die der Fuzzy-Regel
der in 3 gezeigten Regel
Nr. 7 entspricht;
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10(c) ist
ein Diagramm, das eine Mitgliedschaftsfunktion zeigt, die der Fuzzy-Regel
der in 3 gezeigten Regel
Nr. 7 entspricht;
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11(a) ist
ein Diagramm, das eine Mitgliedschaftsfunktion zeigt, die einer
Fuzzy-Regel der in 3 gezeigten
Regel Nr. 8 entspricht;
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11(b) ist
ein Diagramm, das eine Mitgliedschaftsfunktion zeigt, die der Fuzzy-Regel
der in 3 gezeigten Regel
Nr. 8 entspricht;
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11(c) ist
ein Diagramm, das eine Mitgliedschaftsfunktion zeigt, die der Fuzzy-Regel
der in 3 gezeigten Regel
Nr. 8 entspricht;
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12(a) ist
ein Diagramm, das eine Mitgliedschaftsfunktion zeigt, die einer
Fuzzy-Regel der in 3 gezeigten
Regel Nr. 9 entspricht;
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12(b) ist
ein Diagramm, das eine Mitgliedschaftsfunktion zeigt, die der Fuzzy-Regel
der in 3 gezeigten Regel
Nr. 9 entspricht;
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12(c) ist
ein Diagramm, das eine Mitgliedschaftsfunktion zeigt, die der Fuzzy-Regel
der in 3 gezeigten Regel
Nr. 9 entspricht;
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13(a) ist
ein Diagramm, das eine Mitgliedschaftsfunktion zeigt, die einer
Fuzzy-Regel der in 3 gezeigten
Regel Nr. 10 entspricht;
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13(b) ist
ein Diagramm, das eine Mitgliedschaftsfunktion zeigt, die der Fuzzy-Regel
der in 3 gezeigten Regel
Nr. 10 entspricht;
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13(c) ist
ein Diagramm, das eine Mitgliedschaftsfunktion zeigt, die der Fuzzy-Regel
der in 3 gezeigten Regel
Nr. 10 entspricht;
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14(a) ist
ein Diagramm, das eine Mitgliedschaftsfunktion zeigt, die einer
Fuzzy-Regel der in 3 gezeigten
Regel Nr. 11 entspricht;
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14(b) ist
ein Diagramm, das eine Mitgliedschaftsfunktion zeigt, die der Fuzzy-Regel
der in 3 gezeigten Regel
Nr. 11 entspricht;
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14(c) ist
ein Diagramm, das eine Mitgliedschaftsfunktion zeigt, die der Fuzzy-Regel
der in 3 gezeigten Regel
Nr. 11 entspricht;
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15(a) ist
ein Diagramm, das eine Mitgliedschaftsfunktion zeigt, die einer
Fuzzy-Regel der in 3 gezeigten
Regel Nr. 12 entspricht;
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15(b) ist
ein Diagramm, das eine Mitgliedschaftsfunktion zeigt, die der Fuzzy-Regel
der in 3 gezeigten Regel
Nr. 12 entspricht;
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15(c) ist
ein Diagramm, das eine Mitgliedschaftsfunktion zeigt, die der Fuzzy-Regel
der in 3 gezeigten Regel
Nr. 12 entspricht;
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16(a) ist
ein Diagramm, das eine Mitgliedschaftsfunktion zeigt, die einer
Fuzzy-Regel der in 3 gezeigten
Regel Nr. 13 entspricht;
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16(b) ist
ein Diagramm, das eine Mitgliedschaftsfunktion zeigt, die der Fuzzy-Regel
der in 3 gezeigten Regel
Nr. 13 entspricht;
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16(c) ist
ein Diagramm, das eine Mitgliedschaftsfunktion zeigt, die der Fuzzy-Regel
der in 3 gezeigten Regel
Nr. 13 entspricht;
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16(d) ist
ein Diagramm, das eine Mitgliedschaftsfunktion zeigt, die der Fuzzy-Regel
der in 3 gezeigten Regel
Nr. 13 entspricht;
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17(a) ist
ein Diagramm, das eine Mitgliedschaftsfunktion zeigt, die einer
Fuzzy-Regel der in 3 gezeigten
Regel Nr. 14 entspricht;
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17(b) ist
ein Diagramm, das eine Mitgliedschaftsfunktion zeigt, die der Fuzzy-Regel
der in 3 gezeigten Regel
Nr. 14 entspricht;
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17(c) ist
ein Diagramm, das eine Mitgliedschaftsfunktion zeigt, die der Fuzzy-Regel
der in 3 gezeigten Regel
Nr. 14 entspricht;
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17(d) ist
ein Diagramm, das eine Mitgliedschaftsfunktion zeigt, die der Fuzzy-Regel
der in 3 gezeigten Regel
Nr. 14 entspricht;
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18(a) ist
ein Diagramm, das eine Mitgliedschaftsfunktion zeigt, die einer
Fuzzy-Regel der in 3 gezeigten
Regel Nr. 15 entspricht;
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18(b) ist
ein Diagramm, das eine Mitgliedschaftsfunktion zeigt, die der Fuzzy-Regel
der in 3 gezeigten Regel
Nr. 15 entspricht;
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18(c) ist
ein Diagramm, das eine Mitgliedschaftsfunktion zeigt, die der Fuzzy-Regel
der in 3 gezeigten Regel
Nr. 15 entspricht;
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18(d) ist
ein Diagramm, das eine Mitgliedschaftsfunktion zeigt, die der Fuzzy-Regel
der in 3 gezeigten Regel
Nr. 15 entspricht;
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19(a) ist
ein Diagramm, das eine Mitgliedschaftsfunktion zeigt, die einer
Fuzzy-Regel der in 3 gezeigten
Regel Nr. 16 entspricht;
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19(b) ist
ein Diagramm, das eine Mitgliedschaftsfunktion zeigt, die der Fuzzy-Regel
der in 3 gezeigten Regel
Nr. 16 entspricht;
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19(c) ist
ein Diagramm, das eine Mitgliedschaftsfunktion zeigt, die der Fuzzy-Regel
der in 3 gezeigten Regel
Nr. 16 entspricht;
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19(d) ist
ein Diagramm, das eine Mitgliedschaftsfunktion zeigt, die der Fuzzy-Regel
der in 3 gezeigten Regel
Nr. 16 entspricht;
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20(a) ist
ein Diagramm, das eine Mitgliedschaftsfunktion zeigt, die einer
Fuzzy-Regel der in 3 gezeigten
Regel Nr. 17 entspricht;
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20(b) ist
ein Diagramm, das eine Mitgliedschaftsfunktion zeigt, die der Fuzzy-Regel
der in 3 gezeigten Regel
Nr. 17 entspricht;
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20(c) ist
ein Diagramm, das eine Mitgliedschaftsfunktion zeigt, die der Fuzzy-Regel
der in 3 gezeigten Regel
Nr. 17 entspricht;
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20(d) ist
ein Diagramm, das eine Mitgliedschaftsfunktion zeigt, die der Fuzzy-Regel
der in 3 gezeigten Regel
Nr. 17 entspricht;
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21(a) ist
ein Diagramm, das eine Mitgliedschaftsfunktion zeigt, die einer
Fuzzy-Regel der in 3 gezeigten
Regel Nr. 18 entspricht;
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21(b) ist
ein Diagramm, das eine Mitgliedschaftsfunktion zeigt, die der Fuzzy-Regel
der in 3 gezeigten Regel
Nr. 18 entspricht;
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21(c) ist
ein Diagramm, das eine Mitgliedschaftsfunktion zeigt, die der Fuzzy-Regel
der in 3 gezeigten Regel
Nr. 18 entspricht;
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21(d) ist
ein Diagramm, das eine Mitgliedschaftsfunktion zeigt, die der Fuzzy-Regel
der in 3 gezeigten Regel
Nr. 18 entspricht;
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22 ist
ein Diagramm, das die Funktionsweise des in 1 gezeigten Steuersystems darstellt;
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23 ist
ein Diagramm, das die Funktionsweise des in 1 gezeigten Steuersystems darstellt;
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24 ist
ein Diagramm, das Fuzzy-Regeln zeigt, die von dem in 1 gezeigten Steuersystem verwendet
werden;
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25(a) ist
ein Diagramm, das eine Mitgliedschaftsfunktion zeigt, die einer
Fuzzy-Regel der in 24 gezeigten
Regel Nr. 19 entspricht;
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25(b) ist
ein Diagramm, das eine Mitgliedschaftsfunktion zeigt, die der Fuzzy-Regel
der in 24 gezeigten
Regel Nr. 19 entspricht;
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25(c) ist
ein Diagramm, das eine Mitgliedschaftsfunktion zeigt, die der Fuzzy-Regel
der in 24 gezeigten
Regel Nr. 19 entspricht;
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25(d) ist
ein Diagramm, das eine Mitgliedschaftsfunktion zeigt, die der Fuzzy-Regel
der in 24 gezeigten
Regel Nr. 19 entspricht;
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25(e) ist
ein Diagramm, das eine Mitgliedschaftsfunktion zeigt, die der Fuzzy-Regel
der in 24 gezeigten
Regel Nr. 19 entspricht;
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26(a) ist
ein Diagramm, das eine Mitgliedschaftsfunktion zeigt, die einer
Fuzzy-Regel der in 24 gezeigten
Regel Nr. 20 entspricht;
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26(b) ist
ein Diagramm, das eine Mitgliedschaftsfunktion zeigt, die der Fuzzy-Regel
der in 24 gezeigten
Regel Nr. 20 entspricht;
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26(c) ist
ein Diagramm, das eine Mitgliedschaftsfunktion zeigt, die der Fuzzy-Regel
der in 24 gezeigten Regel Nr. 20
entspricht;
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26(d) ist
ein Diagramm, das eine Mitgliedschaftsfunktion zeigt, die der Fuzzy-Regel
der in 24 gezeigten
Regel Nr. 20 entspricht;
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26(e) ist
ein Diagramm, das eine Mitgliedschaftsfunktion zeigt, die der Fuzzy-Regel
der in 24 gezeigten
Regel Nr. 20 entspricht;
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27(a) ist
ein Diagramm, das eine Mitgliedschaftsfunktion zeigt, die einer
Fuzzy-Regel der in 24 gezeigten
Regel Nr. 21 entspricht;
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27(b) ist
ein Diagramm, das eine Mitgliedschaftsfunktion zeigt, die der Fuzzy-Regel
der in 24 gezeigten
Regel Nr. 21 entspricht;
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27(c) ist
ein Diagramm, das eine Mitgliedschaftsfunktion zeigt, die der Fuzzy-Regel
der in 24 gezeigten
Regel Nr. 21 entspricht;
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27(d) ist
ein Diagramm, das eine Mitgliedschaftsfunktion zeigt, die der Fuzzy-Regel
der in 24 gezeigten
Regel Nr. 21 entspricht;
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27(e) ist
ein Diagramm, das eine Mitgliedschaftsfunktion zeigt, die der Fuzzy-Regel
der in 24 gezeigten
Regel Nr. 21 entspricht;
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28(a) ist
ein Diagramm, das eine Mitgliedschaftsfunktion zeigt, die einer
Fuzzy-Regel der in 24 gezeigten
Regel Nr. 22 entspricht;
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28(b) ist
ein Diagramm, das eine Mitgliedschaftsfunktion zeigt, die der Fuzzy-Regel
der in 24 gezeigten
Regel Nr. 22 entspricht;
-
28(c) ist
ein Diagramm, das eine Mitgliedschaftsfunktion zeigt, die der Fuzzy-Regel
der in 24 gezeigten
Regel Nr. 22 entspricht;
-
28(d) ist
ein Diagramm, das eine Mitgliedschaftsfunktion zeigt, die der Fuzzy-Regel
der in 24 gezeigten
Regel Nr. 22 entspricht;
-
28(e) ist
ein Diagramm, das eine Mitgliedschaftsfunktion zeigt, die der Fuzzy-Regel
der in 24 gezeigten
Regel Nr. 22 entspricht;
-
29(a) ist
ein Diagramm, das eine Mitgliedschaftsfunktion zeigt, die einer
Fuzzy-Regel der in 24 gezeigten
Regel Nr. 23 entspricht;
-
29(b) ist
ein Diagramm, das eine Mitgliedschaftsfunktion zeigt, die der Fuzzy-Regel
der in 24 gezeigten
Regel Nr. 23 entspricht;
-
29(c) ist
ein Diagramm, das eine Mitgliedschaftsfunktion zeigt, die der Fuzzy-Regel
der in 24 gezeigten
Regel Nr. 23 entspricht;
-
29(d) ist
ein Diagramm, das eine Mitgliedschaftsfunktion zeigt, die der Fuzzy-Regel
der in 24 gezeigten
Regel Nr. 23 entspricht;
-
29(e) ist
ein Diagramm, das eine Mitgliedschaftsfunktion zeigt, die der Fuzzy-Regel
der in 24 gezeigten
Regel Nr. 23 entspricht;
-
30(a) ist
ein Diagramm, das eine Mitgliedschaftsfunktion zeigt, die einer
Fuzzy-Regel der in 24 gezeigten
Regel Nr. 24 entspricht;
-
30(b) ist
ein Diagramm, das eine Mitgliedschaftsfunktion zeigt, die der Fuzzy-Regel
der in 24 gezeigten
Regel Nr. 24 entspricht;
-
30(c) ist
ein Diagramm, das eine Mitgliedschaftsfunktion zeigt, die der Fuzzy-Regel
der in 24 gezeigten
Regel Nr. 24 entspricht;
-
30(d) ist
ein Diagramm, das eine Mitgliedschaftsfunktion zeigt, die der Fuzzy-Regel
der in 24 gezeigten
Regel Nr. 24 entspricht;
-
30(e) ist
ein Diagramm, das eine Mitgliedschaftsfunktion zeigt, die der Fuzzy-Regel
der in 24 gezeigten
Regel Nr. 24 entspricht;
-
31 ist
ein Diagramm, das die Funktionsweise des in 1 gezeigten Steuersystems darstellt;
-
32(a) ist
ein Diagramm, das einen Betriebszustand des in 1 gezeigten Hybridfahrzeugs während der
Fahrt zeigt;
-
32(b) ist
ein Diagramm, das einen Betriebszustand des in 1 gezeigten Hybridfahrzeugs während der
Fahrt zeigt;
-
32(c) ist
ein Diagramm, das einen Betriebszustand des in 1 gezeigten Hybridfahrzeugs während der
Fahrt zeigt;
-
33(a) ist
ein Diagramm, das einen Betriebszustand des in 1 gezeigten Hybridfahrzeugs im Leerlauf
zeigt; und
-
33(b) ist
ein Diagramm, das einen Betriebszustand des in 1 gezeigten Hybridfahrzeugs im Leerlauf
zeigt.
-
Wie in 1 gezeigt
ist, enthält
ein Hybridsystem mit einem zugehörigen
Steuersystem gemäß der vorliegenden
Erfindung eine Maschine bzw. einen Motor 1, einen Elektromotor 2,
ein Getriebe 3 mit einer Kupplung 4, eine Speicherbatterie 5 als
Energiespeichereinheit, ein Antriebsrad 6, eine Maschinensteuereinheit 7,
eine Motorsteuereinheit 8, eine Getriebesteuereinheit 9 und
eine Batteriesteuereinheit 10.
-
Die Maschine 1, die Vortriebskräfte für das Hybridfahrzeug
erzeugt, besitzt eine Abtriebswelle (Kurbelwelle), die über den
Elektromotor 2 und das Getriebe 3 betriebsfähig mit
dem Antriebsrad 6 verbunden ist. Die Maschine 1 überträgt die erzeugten Vortriebskräfte über den
Elektromotor 2 und das Getriebe 3 an das Antriebsrad 6,
um das Hybridfahrzeug anzutreiben.
-
Die Maschine 1 ist mit einer
Motor-Zustandsgrößen-Erfassungsvorrichtung 16 mit
Sensoren 11–15 verbunden,
die Signale, die eine Maschinentemperatur Tw, eine Drehzahl NE,
einen Einlassdruck PB, einen Kurbelwellenwinkel CR bzw. eine Drosselklappenöffnung 0 der
Maschine 1 darstellen, an die Maschinensteuereinheit 7 liefern.
Die Maschine 1 ist außerdem
mit einem Maschinenantriebsmechanismus 20 verbunden, der
eine Zündeinheit 17 zum
Zünden
einer Luft/Kraftstoff-Mischung, die der Maschine 1 zugeführt wird,
eine Kraftstoffzufuhreinheit 18, die der Maschine 1 Kraftstoff
zuführt,
und einen Drosselaktuator
19 zum Betätigen einer Drosselklappe der
Maschine 1 enthält.
-
Der Elektromotor 2 kann
wahlweise als Motor (Motor-Betriebsart), der durch die Speicherbatterie 5 angeregt
wird, um Drehantriebskräfte
zu erzeugen, sowie als Generator (Rückgewinnungs-Betriebsart),
der von der Maschine 1 zum Erzeugen elektrischer Energie
angetrieben wird, betrieben werden. Der Elektromotor 2 liefert
elektrische Energie an die Speicherbatterie 5 bzw. empfängt elektrische
Energie von dieser über
eine Motoranregungssteuerschaltung (die nachfolgend als "PDU" bezeichnet wird)
21, die eine Inverterschaltung usw. umfasst. Wenn der Elektromotor 2 in
der Motor-Betriebsart betrieben wird, erzeugt er Drehantriebskräfte in derselben
Richtung wie die Vortriebskräfte
der Abtriebswelle der Maschine 1, und die erzeugten Drehantriebskräfte werden
als Hilfsantriebskräfte
gemeinsam mit den von der Maschine 1 erzeugten Vortriebskräften an
das Antriebsrad 6 übertragen.
Wenn das Hybridfahrzeug verzögert
wird, wird der Elektromotor 2 in der Rückgewinnungs-Betriebsart betrieben
und setzt einen Teil der Verzögerungsenergie
in elektrische Energie um. Wenn das Hybridfahrzeug mit gleichmäßiger Geschwindigkeit
fährt,
wird der Elektromotor 2 ebenfalls in der Rückgewinnungs-Betriebsart
betrieben und setzt die von der Maschine 1 erzeugten Vortriebskräfte in elektrische
Energie um. Die erzeugte elektrische Energie wird vom Elektromotor 2 über die PDU 21 an
die Speicherbatterie 5 geliefert.
-
Der Elektromotor 2 ist mit
einer Motor-Zustandsgrößen-Erfassungsvorrichtung 24 verbunden, die
Sensoren 22, 23 zum Liefern von Signalen, die
einen Strom IM bzw. eine Spannung VM darstellen, vom Elektromotor 2 an
die Motorsteuereinheit 8 enthält.
-
Die Speicherbatterie 5 ist
mit einer Batterie-Zustandsgrößen-Erfassungsvorrichtung 28 verbunden,
die Sensoren 25-27 zum Liefern von Signalen, die einen
Lade- /Entladestrom
IB, eine Spannung VB bzw. eine Temperatur TB dieser Vorrichtung
darstellen, an die Batteriesteuereinheit 10 enthält.
-
Das Getriebe 3 wird durch
die Kupplung 4 betrieben, um das Antriebsrad 6 von
der Maschine 1 und dem Elektromotor 2 zu trennen
oder um Antriebskräfte
bei einem gewählten Übersetzungsverhältnis von
der Maschine 1 und vom Elektromotor 2 an das Antriebsrad 6 zu übertragen.
Das Getriebe 3 ist mit einer Getriebe-Zustandsgrößen-Erfassungsvorrichtung 29 verbunden,
die einen Sensor 29 zum Liefern eines Signals, das eine
gewählte
Position eines (nicht gezeigten) Getriebewahlhebels darstellt, der
das Übersetzungsverhältnis des
Getriebes 3 steuert, an die Getriebesteuereinheit 9 enthält. Das Getriebe 3 ist
außerdem
mit einem Aktuator 30 zum Betätigen des Getriebes 3 verbunden,
um ein Übersetzungsverhältnis zu
wählen
und um außerdem
die Kupplung 4 einzurücken
bzw. auszurücken.
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Die Steuereinheiten 7–10 umfassen
jeweils Mikrocomputer und sind untereinander durch Busleitungen
oder durch eine Leitung verbunden, so dass sie Daten austauschen
können.
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Die Motor- bzw. Maschinensteuereinheit 7, die
zur Steuerung des Betriebs der Maschine 1 dient, wird mit
den erfassten Signalen von den Sensoren 11–15,
die mit der Maschine 1 verbunden sind, versorgt und wird
außerdem
mit einem Signal von einem Sensor 31, der eine Fahrgeschwindigkeit
VCAR des Hybridfahrzeug erfasst, und mit einem Signal von einem
Sensor 32, der einen Betrag des Niederdrückens eines
(nicht gezeigten) Gaspedals erfasst, versorgt. Anhand von Signalen
von diesen Sensoren 11–15, 31, 32 ermittelt
die Maschinensteuereinheit 7 einen Betriebszustand der
Maschine 1 und signalisiert den ermittelten Betriebszustand
an die Zündeinheit 17,
die Kraftstoffzufuhreinheit 18 und den Drosselaktuator 19,
um den Motorantriebsmechanismus 20 zu befähigen, den
Betrieb der Maschine 1 zu steuern.
-
Wie in 2 gezeigt
ist, besitzt die Maschinensteuereinheit 7 einen Drosseländerungsraten-Detektor 33 (Drosselklappenöffnungänderungsraten-Erfassungsmittel)
zum Erfassen einer Änderungsrate ΔΘth (die
nachfolgend als "Drosseländerungsrate" bezeichnet wird)
der Öffnung
der Drosselklappe der Maschine 1 anhand eines Signals vom Sensor 15,
einen Fahrgeschwindigkeitsdetektor 34 (Fahrgeschwindigkeit-Erfassungsmittel)
zum Erfassen einer Fahrgeschwindigkeit VCAR anhand eines Signals
vom Sensor 31 und einen Drehzahländerungsdetektor 35 (Rotationsänderungsdetektor)
zum Erfassen einer Drehzahländerung ΔNE der Maschine 1 in
Bezug auf eine vorgegebene Drehzahl der Maschine 1 während die
Maschine 1 im Leerlauf ist anhand eines Signals vom Sensor 21.
Die Maschinensteuereinheit 7 liefert erfasste Werte, die
einen Beschleunigungs- oder Verzögerungszustand
des Hybridfahrzeugs und einen Leerlaufzustand der Maschine 1 angeben,
an die Motorsteuereinheit B. Der Drosseländerungsraten-Detektor 33 erfasst
die Änderungsrate
der Drosselklappe pro Zeiteinheit als eine Änderungsrate ΔΘth. Der
Drehzahländerungsdetektor 35 erfasst
die Differenz zwischen einer tatsächlichen Drehzahl der Maschine 1 und
einer vorgegebenen Drehzahl (z. B. 750 min–1)
der Maschine 1 während
die Maschine 1 im Leerlauf ist als eine Drehzahländerung ΔNE.
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Der Drosseländerungsraten-Detektor 33 und der
Fahrgeschwindigkeitsdetektor 34 dienen gemeinsam als Beschleunigungs-/Verzögerungszustand-Erfassungsmittel
36 zum Erfassen eines Beschleunigungs-/Verzögerungszustands des Hybridfahrzeugs. Insbesondere
die Größe der Änderungsrate ΔΘth, die
einen positiven Wert besitzt (der eine Vergrößerung der Drosselklappenöffnung Θth angibt),
der durch den Drosseländerungsraten-Detektor 33 erfasst
wird, stellt eine angeforderte Beschleunigung des Hybridfahrzeugs
dar, und die Größe der Änderungsrate ΔΘth, die
einen negativen Wert besitzt (der eine Verminderung der Drosselklappenöffnung Θth angibt),
der durch den Drosseländerungsraten-Detektor 33 erfasst
wird, stellt eine angeforderte Verzögerung des Hybridfahrzeugs
dar. Die Fahrgeschwindigkeit VCAR, die durch den Fahrgeschwindigkeitsdetektor 34 erfasst
wird, wenn die Änderungsrate ΔΘth ausreichend
klein ist (ΔΘth = 0),
stellt eine Fahrgeschwindigkeit (gleichmäßige Geschwindigkeit) dar,
wenn das Hybridfahrzeug mit gleichmäßiger Geschwindigkeit fährt (Beschleunigung/Verzögerung ≈ 0).
-
Wenn die Änderungsrate ΔΘth, die
vom Drosseländerungsraten-Detektor 33 erfasst
wird, und die Fahrgeschwindigkeit VCAR, die durch den Fahrgeschwindigkeitsdetektor 34 erfasst
wird, im Wesentlichen null ("0") sind, geben sie
gemeinsam einen Leerlaufzustand der Maschine 1 an.
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Die Batteriesteuereinheit 10,
die dazu dient, den Zustand der Batterie 5 zu überwachen,
erhält
die erfassten Signale von den Sensoren 25–27,
die der Speicherbatterie 5 zugehörig sind. Wie in 2 gezeigt ist, enthält die Batteriesteuereinheit 10 einen Detektor 37 der
gespeicherten Energie (Erfassungsmittel der gespeicherten Energie)
zum Erfassen einer gespeicherten Menge der Energie der Speicherbatterie 5 anhand
des Lade- /Entladestroms
IB, einer Spannung VB und einer Temperatur TB der Speicherbatterie 5,
die durch die erfassten Signale von den Sensoren 25–27 angegeben
werden. Der Detektor 37 für gespeicherte Energie erfasst
eine Entladungs tiefe (depth-of-discharge, DOD) der Speicherbatterie 5 (eine
entladene Energiemenge in Bezug auf einen vollständig geladenen Zustand der Speicherbatterie 5),
die die gespeicherte Energiemenge der Speicherbatterie 5 angibt.
Der Detektor 37 für
die gespeicherte Energie integriert im Wesentlichen von Zeit zu
Zeit das Produkt aus Lade- /Entladestrom
IB und Spannung VB, die durch die erfassten Signale von den Sensoren 25, 26 angegeben werden,
d. h. die elektrische Leistung der Speicherbatterie 5 und
korrigiert den integrierten Wert mit der Temperatur TB der Speicherbatterie 5,
die durch das erfasste Signal vom Sensor 27 angegeben wird,
um dadurch einen Lade- /Entladebetrag
der elektrischen Energie in Bezug auf den vollständig geladenen Zustand der
Speicherbatterie 5 zu ermitteln, wodurch von Zeit zu Zeit
eine Entladetiefe DOD der Speicherbatterie 5 erfasst wird.
Die Entladetiefe DOD beträgt 0%,
wenn die Speicherbatterie 5 vollständig geladen ist, und 100%,
wenn die Speicherbatterie 5 vollständig entladen ist. Die Entladetiefe
DOD vergrößert sich
von 0% auf 100%, wenn die gespeicherte Energie (verbleibende Kapazität) der Speicherbatterie 5 vom
vollständig
geladenen Zustand abnimmt. Die Batteriesteuereinheit 10 liefert
die Entladetiefe DOD, die durch den Detektor 37 der gespeicherten
Energie erfasst wird, an die Motorsteuereinheit 8 und zeigt
die Entladetiefe DOD an einer (nicht gezeigten) Anzeigeeinheit im
Hybridfahrzeug an.
-
Die Motorsteuereinheit 8 dient
als ein Motorsteuerungsmittel zum Steuern des Betriebs des Elektromotors 2 über die
PDU 21. Die Motorsteuereinheit 8 wird mit Signalen
von von den Sensoren 22, 23, die dem Elektromotor 2 zugeordnet
sind, erfassten Werten, der Änderungsrate ΔΘth, der
Fahrgeschwindigkeit VCAR und der Drehzahländerung ΔNE der Maschine 1 von
der Maschinensteuereinheit 7 sowie mit einem erfassten
Wert der Entladetiefe DOD der Speicherbatterie 5 von der
Batteriesteuereinheit 10 versorgt. Die Motorsteuereinheit 8 umfasst
einen Speicher 39 (Fuzzy-Schlussfolgerungs-Speichermittel),
in den zuvor Mitgliedschaftsfunktionen und Fuzzy-Regeln für das Ausführen eines
Fuzzy-Steuerprozesses
(der später
beschrieben wird) eingespeichert wurden, eine Eignungsgrad-Berechnungseinrichtung 40 (Eignungsgrad-Berechnungsmittel)
und eine Eignungsgrad-Kombinationseinrichtung 41 (Eignungsgrad-Kombinationsmittel)
zum Ausführen
vorgegebener Berechnungen unter Verwendung der Mitgliedschaftsfunktionen
und Fuzzy-Regeln. Auf Grundlage der Änderungsrate ΔΘth, der
Fahrgeschwindigkeit VCAR, der Drehzahländerung ΔNE, der Entladetiefe DOD, die
von der Maschinensteuereinheit 7 und der Batteriesteuereinheit 10 geliefert werden,
und der Mitgliedschaftsfunktionen und Fuzzy-Regeln, die im Speicher 39 gespeichert
sind, bestimmen die Eignungsgrad-Berechnungseinrichtung 40 und
die Eignungsgrad-Kombinationseinrichtung 41 eine Beschleunigungs-/Verzögerungsstufe des
Hybridfahrzeugs und einen Betriebszustand des Elektromotors 2 während die
Maschine 1 im Leerlauf ist in Übereinstimmung mit einem Fuzzy-Schlussfolgerungsprozess.
Die Motorsteuereinheit 8 steuert den Elektromotor 2 über die
PDU 21 anhand des bestimmten Zustands. Einzelheiten des
Betriebs der Motorsteuereinheit 8 werden später beschrieben.
-
Die Getriebesteuereinheit 9 wird
mit einem erfassten Signal von dem Sensor 29a, der dem
Getriebe zugeordnet ist, versorgt und steuert den Aktuator 30,
um ein Übersetzungsverhältnis des
Getriebes zu wählen,
und rückt
die Kupplung 4 anhand einer gewählten Position SP, die durch
das gelieferte Signal dargestellt wird, ein und aus.
-
Die Funktionsweise des Hybridfahrzeugs wird
nachfolgend beschrieben.
-
Zuerst wird die Funktionsweise des
Hybridfahrzeugs während
der Fahrt beschrieben.
-
Wenn der Fahrer des Hybridfahrzeugs
das Gaspedal bei gestartetem Motor niederdrückt, überträgt die Maschine 1 Antriebskräfte an das
Antriebsrad 6, die das Hybridfahrzeug vorwärtsbewegen.
Die Änderungsrate ΔΘth und die
Fahrgeschwindigkeit VCAR, die von Zeit zu Zeit durch den Drosseländerungsraten-Detektor 33 und
den Fahrgeschwindigkeits-Detektor 34 erfasst werden, werden
als Daten, die eine Anzeige des Beschleunigungs-/Verzögerungszustands
des Hybridfahrzeugs darstellen, an die Motorsteuereinheit 8 geliefert.
Die Daten der Entladetiefe DOD, die von Zeit zu Zeit durch den Detektor 37 der
gespeicherten Energie erfasst werden, werden außerdem an die Motorsteuereinheit 8 geliefert.
-
Die Motorsteuereinheit 8 steuert
den Elektromotor 2 in der nachfolgend beschriebenen Weise. Vor
der Beschreibung der Steueroperationen der Motorsteuereinheit 8 werden
zunächst
nachfolgend die Fuzzy-Regeln und die Mitgliedschaftsfunktionen,
die im Speicher 39 gespeichert sind, beschrieben.
-
Der Speicher 39 der Motorsteuereinheit 8 speichert
mehrere Fuzzy-Regeln, die in 3 gezeigt
sind, sowie mehrere Mitgliedschaftsfunktionen, die in den 4(a), 4(b), 4(c) bis 21(a), 21(b), 21(c) , 21(d) gezeigt sind und die den Fuzzy-Regeln
entsprechen.
-
Die in 3 gezeigten
Fuzzy-Regeln beschreiben Betriebszustände des Elektromotors 2 in Bezug
auf verschiedene Beschleunigungs-/Verzögerungszustände des Hybridfahrzeugs und
Zustände der
gespeicherten Energie der Speicherbatterie 5, wobei die
Beschleunigungs-/Verzöge rungszustände und
die Zustände
der gespeicherten Energie als Voraussetzungen und die Betriebszustände des
Elektromotors 3 als Schlussfolgerungen definiert sind.
-
Gemäß den Fuzzy-Regeln zeigt ein
Beschleunigungs-/Verzögerungszustand
des Hybridfahrzeugs Beschleunigungs/Verzögerungsgrade, die vom Hybridfahrzeug
angefordert werden, und eine Fahrgeschwindigkeit (gleichmäßige Geschwindigkeit)
zu dem Zeitpunkt, wenn das Hybridfahrzeug mit gleichmäßiger Geschwindigkeit
fährt,
an. Die angeforderten Beschleunigungs-/Verzögerungsgrade werden jeweils
durch die Größe der Änderungsrate ΔΘth, die
einen positiven Wert besitzt (der eine Vergrößerung der Drosselklappenöffnung Θth angibt), und
durch die Größe der Änderungsrate ΔΘth, die
einen negativen Wert besitzt (der eine Verkleinerung der Drosselklappenöffnung Θth angibt),
dargestellt. Die gleichmäßige Fahrgeschwindigkeit
zu dem Zeitpunkt, wenn das Hybridfahrzeug mit gleichmäßiger Geschwindigkeit
fährt,
wird durch eine Fahrgeschwindigkeit VCAR zu dem Zeitpunkt, wenn
die Änderungsrate ΔΘth im Wesentlichen
null ("0") ist, dargestellt.
Ein Zustand der gespeicherten Energie der Speicherbatterie 5 wird
durch die Größe der Entladetiefe
DOD dargestellt (wobei der Zustand der gespeicherten Energie der
Speicherbatterie 5 kleiner ist, wenn die Entladetiefe DOD
größer ist).
Ein Betriebszustand des Elektromotors 2, der durch einen
Beschleunigungs-/Verzögerungszustand
des Hybridfahrzeugs und einen Zustand der gespeicherten Energie
vorgegeben ist, wird durch die Größe einer Ausgangsleistung PMOT
des Elektromotors 2 dargestellt, die positiv ist, wenn
der Elektromotor 2 in der Motor-Betriebsart betrieben wird,
um Hilfsantriebskräfte
für die
Maschine 1 zu erzeugen, und die negativ ist, wenn der Elektromotor 2 in
der Rückgewinnungs-Betriebsart
betrieben wird, um elektrische Energie zu erzeugen. Zum Beispiel
zeigt die Fuzzy-Regel der in
-
3 gezeigten
Regel Nr. 1, dass dann, wenn die Änderungsrate ΔΘth einen
großen
positiven Wert besitzt, der eine Anzeige eines vom Hybridfahrzeug
angeforderten großen
Beschleunigungsgrads ist, und die Entladetiefe DOD nicht sehr groß ist, was
anzeigt, dass die gespeicherte Energie der Speicherbatterie 5 nicht
sehr klein ist; die Ausgangsleistung PMOT des Elektromotors 2 ein
großer
positiver Wert ist, der den Elektromotor 2 so steuert,
dass Hilfsantriebskräfte
erzeugt werden.
-
Gemäß der Fuzzy-Regeln wird dann,
wenn die Änderungsrate ΔΘth einen
größeren positiven Wert
besitzt, d. h. der vom Hybridfahrzeug angeforderte Beschleunigungsgrad
ist größer, die
Ausgangsleistung PMOT des Elektromotors 2 als Hilfsantriebskräfte vergrößert, wie
durch die Fuzzy-Regeln der Regeln Nr. 1–3 angegeben wird, und es wird
dann, wenn die Änderungsrate ΔΘth einen
größeren negativen
Wert besitzt, d. h. der vom Hybridfahrzeug angeforderte Verzögerungsgrad
ist größer, die
Ausgangsleistung PMOT des Elektromotors 2 als regenerative
elektrische Energie vergrößert, wie
durch die Fuzzy-Regeln der Regeln Nr. 7–9 angegeben wird. Da die Entladetiefe
DOD der Speicherbatterie 5 groß ist (die gespeicherte Energie
der Speicherbatterie 5 ist klein), wenn die Änderungsrate ΔΘth einen positiven
Wert besitzt, d. h. wenn das Hybridfahrzeug beschleunigt wird, wird
die Ausgangsleistung PMOT des Elektromotors 2 als Hilfsantriebskräfte auf "0" gesetzt, wie durch die Fuzzy-Regeln
der Regeln Nr. 4–6 angegeben
wird. Da die Entladetiefe DOD der Speicherbatterie 5 klein
ist (die gespeicherte Energie der Speicherbatterie 5 ist
groß),
wenn die Änderungsrate ΔΘth einen
negativen Wert besitzt, d. h. wenn das Hybridfahrzeug verzögert wird,
wird die Ausgangsleistung PMOT des Elektromotors 2 als
regenerative elektrische Energie auf "0" gesetzt,
wie durch die Fuzzy-Regeln der Regeln Nr. 10–12 angegeben wird. Wenn das
Hybridfahrzeug mit gleichmäßiger Geschwin digkeit
fährt (ΔΘth ≈ 0), wird
der Elektromotor 2 in der Rückgewinnungs-Betriebsart betrieben
und die Ausgangsleistung PMOT des Elektromotors 2 als regenerative
elektrische Energie wird größer gemacht,
wenn die gleichmäßige Geschwindigkeit
VCAR höher
ist, wie durch die Fuzzy-Regeln
der Regeln Nr. 13–15
angegeben wird. Wenn die Entladetiefe DOD klein ist, d. h, wenn
die Speicherbatterie 5 im Wesentlichen vollständig geladen
ist, während das
Hybridfahrzeug mit gleichmäßiger Geschwindigkeit
fährt,
wird, wie durch die Fuzzy-Regeln der Regeln N. 16–18 angegeben
ist, die Ausgangsleistung PMOT des Elektromotors 2 als
regenerative elektrische Energie auf "0" gesetzt
und der Elektromotor 2 wird nicht in der Rückgewinnungs-Betriebsart
betrieben.
-
Die in den 4(a), 4(b), 4(c) bis 21(a), 21(b) , 21(c) gezeigten Mitgliedschaftsfunktionen werden
so aufgestellt, dass sie den in 3 gezeigten
Fuzzy-Regeln entsprechen. Die Mitgliedschaftsfunktionen definieren
die Beziehung zwischen Werten der Änderungsrate ΔΘth, der
Fahrgeschwindigkeit VCAR, der Entladetiefe DOD und der Ausgangsleistung
PMOT in den Fuzzy-Regeln und deren Graden (Güte des Fits bzw. Eignungsgrad).
Die Mitgliedschaftsfunktionen, die den Fuzzy-Regeln entsprechen,
drücken
insbesondere die Größen der Änderungsrate ΔΘth, der
Fahrgeschwindigkeit VCAR, der Entladetiefe DOD und der Ausgangsleistung
PMOT in den Fuzzy-Regeln in Bezug auf deren Grade in Abhängigkeit
von ihren Werten aus.
-
Wie z. B. in den 4(a) bis 4(c) gezeigt ist, werden die Mitgliedschaftsfunktionen,
die der Fuzzy-Regel der Regel Nr. 1 entsprechen, in Bezug auf die Änderungsrate ΔΘth, die
Entladetiefe DOD bzw. die Ausgangsleistung PMOT, die in dieser Fuzzy-Regel
verwendet werden, aufgestellt. Gemäß der Fuzzy-Regel der Regel
Nr. 1, die oben beschrieben wurde, wird die Ausgangsleistung PMOT
des Elektromotors 2 dann, wenn die Änderungsrate ΔΘth einen
großen
positiven Wert besitzt, was eine Anzeige eines großen Beschleunigungsgrads
ist, der von dem Hybridfahrzeug angefordert wird, und die Entladetiefe
DOD nicht sehr groß ist,
was anzeigt, dass die gespeicherte Energie der Speicherbatterie 5 nicht sehr
groß ist,
einen großen
positiven Wert besitzen, der den Elektromotor 2 so steuert,
dass er große Hilfsantriebskräfte erzeugt.
Deswegen besitzt die in 4(a) gezeigte
Mitgliedschaftsfunktion in Bezug auf die Änderungsrate ΔΘth Grade,
die größer sind, wenn
die Änderungsrate ΔΘth größer ist,
und die in (b) gezeigte Mitgliedschaftsfunktion
besitzt in Bezug auf die Entladetiefe DOD Grade, die größer sind,
wenn die Entladetiefe DOD kleiner ist. Die in 4(c) gezeigte
Mitgliedschaftsfunktion besitzt in Bezug auf die Ausgangsleistung
PMOT Grade, die größer sind,
wenn die Ausgangsleistung PMOT (positiv) größer ist.
-
Der Speicher 39 speichert
außerdem Fuzzy-Regeln
und Mitgliedschaftsfunktionen zum Festlegen des Betriebs des Elektromotors 2,
wenn die Maschine 1 im Leerlauf ist. Diese Fuzzy-Regeln und
die Mitgliedschaftsfunktionen werden später beschrieben.
-
Unter Verwendung der Fuzzy-Regeln
und der Mitgliedschaftsfunktionen bestimmt die Motorsteuereinheit 8 die
Ausgangsleistung PMOT des Elektromotors 2 gemäß einem
Fuzzy-Schlussfolgerungsprozess aus den tatsächlich erfassten Werten der Änderungsrate ΔΘth, der
Fahrgeschwindigkeit VCAR und der Entladetiefe DOD, die von der Maschinensteuereinheit 7 und
der Batteriesteuereinheit 10 geliefert werden. In der dargestellten
Ausführungsform
verwendet die Motorsteuereinheit 8 einen Prozess der Summe
aus minimalen Produkten als Fuzzy-Schlussfolgerungsprozess.
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In der Motorsteuereinheit 8 bestimmt
die Eignungsgrad-Berechnungseinrichtung 40 Grade
(Güte des
Fits) der erfassten Werte der Änderungsrate ΔΘth, der
Fahrgeschwindigkeit VCAR und der Entladetiefe DOD (die auch als
Regelparameter bezeichnet werden) auf Grundlage der Mitgliedschaftsfunktionen,
die jeder der Fuzzy-Regeln entsprechen. Die Motorsteuereinheit 8 bestimmt
anschließend
einen minimalen Grad der ermittelten Grade als allgemeinen Eignungsgrad
der erfassten Werte der Regelparameter in der Fuzzy-Regel. Wie insbesondere
in den 4(a), 4(b), 4(c) bis 6(a), 6(b), 6(c) gezeigt
ist, werden dann, wenn die erfassten Werte der Änderungsrate ΔΘth und der
Entladetiefe DOD ΔΘth = a1 (>>0) und DOD = a2 (≈0) sind, was anzeigt, dass der angeforderte
Beschleunigungsgrad groß ist
und die Entladetiefe DOD ausreichend klein ist, die Grade b1, b2,
b3 in Bezug auf den erfassten Wert a1 der Änderungsrate ΔΘth für die Fuzzy-Regeln
der Regeln Nr. 1–3
kleiner als ein Grad (= MAX) in Bezug auf den erfassten Wert a2
des Entladetiefe DOD sein. In diesem Fall werden die allgemeinen
Eignungsgrade in Bezug auf die Fuzzy-Regeln der Regeln Nr. 1–3 durch
b1, b2 bzw. b3 angegeben. Für
die Fuzzy-Regeln
der Regeln Nr. 4–18
beträgt
ein Grad "0" entweder in Bezug
auf den erfassten Wert a1 der Änderungsrate ΔΘth oder
in Bezug auf den erfassten Wert a2 der Entladetiefe DOD, wie aus
den 7(a), 7(b), 7(c) bis 21(a), 21(b), 21(c) deutlich
wird, und somit sind alle allgemeinen Eignungsgrade in Bezug auf diese
Fuzzy-Regeln "0".
-
Wie in den 16(a), 16(b), 16(c), 16(d) bis 18(a), 18(b), 18(c), 18(d) gezeigt ist, sind in ähnlicher Weise
dann, wenn die erfassten Werte der Änderungsrate ΔΘth, der
Fahrgeschwindigkeit VCAR und der Entladetiefe DOD ΔΘth = a3
= 0, VCAR = a4, DOD = a5 lauten, was anzeigt, dass das Hybridfahrzeug
mit einer verhältnismäßig großen gleichmäßigen Geschwindigkeit
fährt und
die Entladetiefe mittelgroß ist,
die allgemeinen Fitgüten
in Bezug auf die Fuzzy-Regeln der Regeln Nr. 13–15 b4, b5 bzw. b6. Für die Fuzzy-Regeln
der Regeln Nr. 1–12,
16–18
beträgt
ein Grad "0" in Bezug entweder
auf den erfassten Wert a3 (= 0) der Änderungsrate ΔΘth oder
auf den erfassten wert a5 der Entladetiefe DOD, wie aus den 4(a), 4(b), 4(c) bis 15(a), 15(b), 15(c) und aus
den 19(a), 19(b), 19(c), 19(d) bis 21(a), 21(b), 21(c), 21(d) deutlich
wird, und somit sind alle allgemeinen Eignungsgrade in Bezug auf
diese Fuzzy-Regeln "0".
-
Nachdem die Fitgüte- bzw. Eignungsgrad-Berechnungseinrichtung 40 die
allgemeine Fitgüte
der erfassten Werte der Regelparameter für die Fuzzy-Regeln ermittelt
hat, extrahiert die Fitgüte-Kombinationseinrichtung 41 Abschnitte
der Mitgliedschaftsfunktionen der Ausgangsleistung PMOT, die unter
dem allgemeinen Eignungsgrad liegen, aus den allgemeinen Eignungsgraden
für die
entsprechenden Fuzzy-Regeln
und den Mitgliedschaftsfunktionen der Ausgangsleistung PMOT und
kombiniert die extrahierten Abschnitte in Bezug auf alle Fuzzy-Regeln.
Die Fitgüte-Kombinationseinrichtung 41 ermittelt
anschließend
den Schwerpunkt der kombinierten Daten (Schwerpunktverfahren) und
bestimmt einen Wert der Ausgangsleistung PMOT an dem ermittelten
Schwerpunkt als eine Ausgangsleistung, die durch den Elektromotor 2 erzeugt
werden soll.
-
Insbesondere dann, wenn wie in den 4(a), 4(b), 4(c) bis 6(a), 6(b), 6(c) gezeigt
ist, die erfassten Werte der Änderungsrate ΔΘth und der Entladetiefe
DOD ΔΘth = a1
und DOD = a2 lauten, wobei die allgemeinen Eignungsgrade in Bezug
auf die Fuzzy-Regeln der Regeln Nr. 1–3 durch b1, b2 bzw. b3 angegeben
werden, sind Abschnitte der Mitgliedschaftsfunktionen der Ausgangsleistung
PMOT gemäß diesen
Fuzzy-Regeln unter den Eignungsgraden b1, b2, b3 in den 4(c), 5(c), 6(c) schraffiert gezeigt, und diese schraffierten
Abschnitte werden extrahiert. Für
die anderen Fuzzy-Regeln werden keine Abschnitte der Mitgliedschaftsfunktionen
extrahiert, da die allgemeinen Eignungsgrade "0" sind.
Die Fitgüte-Kombinationseinrichtung 41 überlappt
dann die extrahierten Abschnitte, wodurch eine in 22 gezeigte kombinierte Funktion erzeugt
wird, bestimmt einen Schwerpunkt G1 der kombinierten Funktion
und bestimmt einen Wert c1 (>0)
der Ausgangsleistung PMOT, der dem Schwerpunkt G1 als eine
Ausgangsleistung, die vom Elektromotor 2 erzeugt werden
soll, entspricht. Die Ausgangsleistung PMOT = c1 ermittelt somit Übereinstimmungsstellen in
den Fuzzy-Regeln der Regeln Nr. 1–3 bei Graden der allgemeinen
Fitgütegrade.
Da der allgemeine Fitgütegrad,
der der Fuzzy-Regel der Regel Nr. 1 entspricht, am höchsten ist,
ist die ermittelte Ausgangsleistung PMOT = c1 für den Elektromotor 2 zur
Erzeugung von Hilfsantriebskräften
verhältnismäßig groß.
-
Wie in den 16(a) , 16(b) , 16(c) , 16(d) bis 18(a) , 18(b), 18(c), 18(d) gezeigt ist, werden dann, wenn die
erfassten Werte der Änderungsrate ΔΘth, der
Fahrgeschwindigkeit VCAR und der Entladetiefe DOD ΔΘth = a3
= 0, VCAR = A4 und DOD = a5 lauten, da die allgemeinen Fitgütengrade
in Bezug auf die Fuzzy-Regeln der Regeln Nr. 13–15 durch b4, b5 bzw. b6 angegeben
werden (die allgemeinen Fitgütengrade,
die den anderen Fuzzy-Regeln entsprechen, sind "0"),
Abschnitte der Mitgliedschaftsfunktionen der Ausgangsleistung PMOT
gemäß diesen Fuzzy-Regeln
unter den allgemeinen Eignungsgraden b4, b5, b6 in den 16(d), 17(d), 18(d) schraffiert gezeigt und diese schraffierten
Abschnitte werden extrahiert. Die Fitgüte-Kombinationseinrichtung 41 überlappt
dann die extrahierten Abschnitte, wodurch eine in 23 gezeigte kombinierte Funktion erzeugt
wird, ermittelt einen Schwerpunkt G2 der kombinierten Funktion
und bestimmt einen Wert c2 (< 0)
der Ausgangsleistung PMOT, der dem Schwerpunkt G1 entspricht,
als eine Ausgangsleistung (regenerative Leistung), die durch den
Elektromotor 2 zu erzeugen ist. Da der allgemeine Fitgütengrad,
der der Fuzzy-Regel der Regel Nr. 13 entspricht, am höchsten ist,
ist die ermittelte Ausgangsleistung PMOT = c2 für den Elektromotor 2 zur
Erzeugung regenerativer elektrischer Energie verhältnismäßig groß.
-
Nachdem die Ausgangsleistung PMOT
des Elektromotors 2 gemäß dem Fuzzy-Schlussfolgerungsprozess
festgelegt wurde, führt
die Motorsteuereinheit 8 über die PDU 21 eine
Steuerung aus, so dass eine Menge elektrischer Energie von der Speicherbatterie 5 an
den Elektromotor 2 geliefert wird oder eine erzeugte Menge
elektrischer Energie vom Elektromotor 2 an die Speicherbatterie 5 geliefert
wird, derart, dass die tatsächliche
Ausgangsleistung des Elektromotors 2 wie durch Signale
von den Sensoren 22, 23 erkannt, d. h. Strom-
und Spannungssignale des Elektromotors 2, bis zur ermittelten Ausgangsleistung
ausgeglichen wird.
-
Der in dieser Weise gesteuerte Elektromotor 2 kann
Hilfsantriebskräfte
oder regenerative elektrische Energie in Abhängigkeit vom Beschleunigungs-/Verzögerungszustand
des Hybridfahrzeugs und der gespeicherten Energie der Speicherbatterie 5 genau
erzeugen.
-
Wenn z. B. die Änderungsrate ΔΘth eine
großen
positiven Wert besitzt, der einen größeren angeforderten Beschleunigungsgrad
anzeigt, und wenn die Entladetiefe DOD der Speicherbatterie 5 nicht sehr
groß ist,
was anzeigt, dass die gespeicherte Energie der Speicherbatterie 5 verhältnismäßig groß ist, wird
die Ausgangsleistung PMOT des Elektromotors 2 zum Erzeugen
von Hilfsantriebskräften
verhältnismäßig groß, da der
allgemeine Eignungsgrad der Fuzzy-Regel der Regel Nr. 1 vergrößert ist.
Da die Ausgangsleistung PMOT des Elektromotors 2 gemeinsam
mit der Ausgangsleistung der Maschine 1 an das Antriebsrad 6 angelegt
wird, kann das Antriebsrad 6 große Beschleunigungskräfte erzeugen.
-
Wenn die Änderungsrate ΔΘth einen
großen negativen
Wert besitzt, der einen größeren angeforderten
Verzögerungsgrad
anzeigt, und wenn die Entladetiefe DOD der Speicherbatterie 5 verhältnismäßig groß ist, die
angibt, dass die gespeicherte Energie der Speicherbatterie 5 verhältnismäßig klein
ist, wird die Ausgangsleistung PMOT des Elektromotors 2 zum
Erzeugen regenerativer elektrischer Energie verhältnismäßig groß, da der allgemeine Fitgütengrad
der Fuzzy-Regel der Regel Nr. 7 vergrößert ist. Da die regenerative
Ausgangsleistung PMOT, d. h. die regenerativen Bremskräfte des
Elektromotors 2 an das Antriebsrad 6 angelegt
werden, kann das Antriebsrad 6 große Verzögerungskräfte (Bremskräfte) erzeugen.
Zur gleichen Zeit wird die Speicherbatterie 5 mit einer
verhältnismäßig großen regenerativen elektrischen
Energie effektiv geladen.
-
Wenn die Entladetiefe DOD der Speicherbatterie 5 groß ist, was
anzeigt, dass die gespeicherte elektrische Energie der Speicherbatterie 5 klein
ist, und wenn das Hybridfahrzeug beschleunigt wird, wird, da der
allgemeine Fitgüten-
bzw. Eignungsgrad einer der Fuzzy-Regeln der Regeln Nr. 4–6 erhöht ist, die
Ausgangsleistung PMOT des Elektromotors 2 zum Erzeugen
von Hilfsantriebskräften
vermindert, so dass ein übermäßiger Verbrauch
der gespeicherten Energie der Speicherbatterie 5 verhindert
wird.
-
Wenn die Entladetiefe DOD der Speicherbatterie 5 klein
ist, was anzeigt, dass die gespeicherte Energie der Speicherbatterie 5 groß ist, und
wenn das Hybridfahrzeug verzögert
bzw. abgebremst wird, wird, da der allgemeine Fitgütengrad
einer der Fuzzy-Regeln der Regeln Nr. 10–12 erhöht ist, die Ausgangsleistung
PMOT des Elektromotors 2 zum Erzeugen regenerativer elektrischer
Energie vermindert, so dass ein übermäßiges Laden
der Speicherbatterie 5 verhindert wird.
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Wenn die Entladetiefe DOD der Speicherbatterie 5 verhältnismäßig groß ist, was
anzeigt, dass die gespeicherte Energie der Speicherbatterie 5 verhältnismäßig klein
ist, und wenn das Hybridfahrzeug mit gleichmäßiger Geschwindigkeit fährt, wird,
da der allgemeine Fitgütengrad
einer der Fuzzy-Regeln der Regeln Nr. 13–15 erhöht ist, der Elektromotor 2 zum Laden
der Speicherbatterie 5 in der Rückgewinnungs-Betriebsart betrieben.
Weil die regenerative Ausgangsleistung PMOT des Elektromotors 2 zu
diesem Zeitpunkt, wenn die gleichmäßige Fahrgeschwindigkeit VCAR
größer und
die Ausgangsleistung der Maschine 1 höher ist, größer ist, ist es möglich, die
Speicherbatterie 5 effektiv zu laden, wobei die Ausgangsleistung
der Maschine 1 effektiv verwendet wird. Wenn die Speicherbatterie 5 in
einem nahezu vollständig
geladenen Zustand ist, während das
Hybridfahrzeug mit gleichmäßiger Geschwindigkeit
fährt,
wird die regenerative Ausgangsleistung PMOT des Elektromotors 2 unterdrückt, wodurch
ein übermäßiges Laden
der Speicherbatterie 5 verhindert wird.
-
Da der auf diese Weise ermittelte
Betriebszustand (die Ausgangsleistung PMOT) des Elektromotors 2 im
Hinblick auf verschiedene Beschleunigungs-/Verzögerungszustände des Hybridfahrzeugs und
die Zustände
der gespeicherten Energie der Speicherbatterie 5 ermittelt
wird, wird der Betriebszustand des Elektromotors 2 gleichmäßig geändert, wenn
der vorhandene Beschleunigungs-/Verzögerungszustand des Hybridfahrzeugs
abrupt geändert wird.
Daher erzeugt der Elektromotor 2 keine übermäßigen Beschleunigungskräfte oder
Bremskräfte, so
dass das Hybridfahrzeug sein Fahrverhalten gleichmäßig ändern kann
und die Speicherbatterie 5 gleichmäßig geladen und entladen werden
kann.
-
Es wird nun nachfolgend die Funktionsweise des
Hybridfahrzeugs beschrieben, wenn die Maschine 1 im Leerlauf
ist.
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Wenn die Maschine 1 im Leerlauf
ist, während
das Hybridfahrzeug angehalten oder geparkt ist, wird die Maschine 1 durch
die Maschinensteuereinheit 7 im Wesentlichen so gesteuert,
dass er mit einer vorgegebenen Drehzahl von z. B. 750 min–1 läuft. Die Drehzahl
der Maschine 1 kann sich jedoch infolge verschiedener Ursachen
der Lastschwankungen verändern,
wobei diese Drehzahländerungen
für die Emissionsleistung
und die Vibrationsleistung der Maschine 1 unerwünscht sind.
Bei dem Hybridfahrzeug gemäß der vorliegenden
Erfindung werden Drehzahländerungen
der Maschine 1, während
die Maschine 1 im Leerlauf läuft, unterdrückt, indem
der Elektromotor 2 so betrieben wird, dass er Hilfsantriebskräfte oder
regenerative elektrische Energie erzeugt. Um den Elektromotor 2 beim
Leerlauf der Maschine 1 in derselben Weise wie beim Fahren
des Hybridfahrzeugs gemäß eines
Fuzzy-Schlussfolgerungsprozess zu steuern, speichert der Speicher 39 mehrere Fuzzy-Regeln,
die in 24 gezeigt sind,
und mehrere Mitgliedschaftsfunktionen, die in den 25(a), 25(b), 25(c), 25(d), 25(e) bis 30(a), 30(b), 30(c) , 30(d), 30(e) gezeigt sind und den Fuzzy-Regeln
entsprechen.
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Die in 24 gezeigten
Fuzzy-Regeln schreiben Betriebszustände des Elektromotors 3 in Bezug
auf verschiedene Beschleunigungs-/Verzögerungszustände des Hybridfahrzeugs und
Zustände der
gespeicherten Energie der Speicherbatterie 5 vor, während die
Maschine 1 im Leerlauf ist, wobei die Beschleunigungs-/Verzögerungszustände und die
Zustände
der gespeicherten Energie als Voraussetzungen und die Betriebszustände des
Elektromotors 3 als Schlussfolgerungen definiert sind.
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Gemäß dieser Fuzzy-Regeln wird
ein Zustand mit schwankender Drehzahl der Maschine 1, während sie
im Leerlauf läuft,
durch die Größe eines positiven
Werts (ansteigend) oder eines negativen Werts (abnehmend) der Drehzahländerung ΔNE der Maschine 1 dargestellt,
wenn die Änderungsrate ΔΘth und die
Fahrgeschwindigkeit VCAR im wesentlichen "0" sind.
Ein Zustand der gespeicherten Energie der Speicherbatterie 5 und
ein Betriebszustand des Elektromotors 2 werden durch die
Größe der Entladetiefe
DOD der Speicherbatterie 5 bzw. durch die Größe eines
positiven oder negativen Werts der Ausgangsleistung PMOT des Elektromotors 2 dargestellt,
wie dies bei den in den 4(a) bis 4(c) gezeigten Fuzzy-Regeln der Fall ist.
Gemäß der Fuzzy-Regel
der in 24 gezeigten
Regel Nr. 19 wird z. B. die Ausgangsleistung PMOT des Elektromotors 2 dann,
wenn die Maschine 1 im Leerlauf läuft, wobei die Änderungsrate ΔΘth und die
Fahrgeschwindigkeit VCAR im wesentlichen "0" sind
und die Entladetiefe DOD der Speicherbatterie 5 groß ist (die gespeicherte
Energie ist klein), klein gemacht mit einer Polarität, die der
Polarität
der Drehzahländerung ΔNE entgegengesetzt
ist (PMOT < 0 wenn ΔNE > 0, PMOT > 0 wenn ΔNE < 0).
-
Gemäß dieser Fuzzy-Regel wird grundsätzlich dann,
wenn die Drehzahländerung ΔNE der Maschine 1 ein
positiver Wert ist (wenn sich die Drehzahl vergrößert), die Ausgangsleistung
PMOT des Elektromotors 2 negativ gemacht, was anzeigt,
dass der Elektromotor 2 in der Rückgewinnungs-Betriebsart betrieben
wird, um regenerative elekt rische Energie zu erzeugen, und wenn
die Drehzahländerung ΔNE der Maschine 1 ein
negativer Wert ist (wenn sich die Drehzahl verkleinert), wird die
Ausgangsleistung PMOT des Elektromotors 2 positiv gemacht, was
anzeigt, dass der Elektromotor 2 in der Motor-Betriebsart
betrieben wird, um Hilfsantriebskräfte zu erzeugen. Wenn die Entladetiefe
DOD der Speicherbatterie 5 mittelgroß ist (die gespeichert Energie
ist mittelgroß),
wie bei den Fuzzy-Regeln der Regeln Nr. 20–22, wird die Ausgangsleistung
PMOT des Elektromotors 2 stärker negativ oder positiv gemacht,
wenn die Drehzahländerung ΔNE der Maschine 1 stärker positiv
bzw. stärker
negativ ist. Wenn die Drehzahl der Maschine 1 schwankt,
während
die Entladetiefe DOD der Speicherbatterie 5 groß ist (die
gespeicherte Energie ist klein) oder die Entladetiefe DOD der Speicherbatterie 5 klein
ist (die gespeicherte Energie ist groß) wie bei den Fuzzy-Regeln
der Regeln Nr. 19, 23, 24, wird die Ausgangsleistung PMOT
des Elektromotors 2 kleiner gemacht mit einer Polarität, die der
Polarität
der Drehzahländerung ΔNE entgegengesetzt
ist.
-
Die Mitgliedschaftsfunktionen, die
in den 25(a), 25(b), 25(c), 25(d), 25(e) bis 30(a), 30(b), 30(c), 30(d), 30(e) gezeigt
sind, werden so aufgestellt, dass sie den in 24 gezeigten Fuzzy-Regeln entsprechen.
Wie bei den in den 4(a), 4(b), 4(c) bis 21(a), 21(b), 21(c) gezeigten Mitgliedschaftsfunktionen
definieren die Mitgliedschaftsfunktionen die Beziehung zwischen
Werten der Änderungsrate ΔΘth, der
Fahrgeschwindigkeit VCAR, der Entladetiefe DOD und der Ausgangsleistung
PMOT in den Fuzzy-Regeln und deren Graden (Eignungsgrad). Die Mitgliedschaftsfunktionen,
die den Fuzzy-Regeln entsprechen, drücken insbesondere die Größen der Änderungsrate ΔΘth, der
Fahrgeschwindigkeit VCAR, der Entladetiefe DOD und der Ausgangsleistung
PMOT in den Fuzzy-Regeln der Regeln Nr. 19–24 in Bezug auf deren Grade
in Abhängigkeit von ihren
Werten aus. Die Mitgliedschaftsfunktionen drücken die Größen der Änderungsrate ΔΘth, der
Fahrgeschwindigkeit VCAR, der Entladetiefe DOD, der Drehzahländerung ΔNE und der
Ausgangsleistung PMOT in den Fuzzy-Regeln der Regeln Nr. 19–24 mit Graden,
die von ihren Werten abhängen,
aus.
-
1 Unter Verwendung der obigen Fuzzy-Regeln
und Mitgliedschaftsfunktionen ermittelt die Motorsteuereinheit 8 die
Ausgangsleistung PMOT des Elektromotors 2 gemäß einem
Fuzzy-Schlussfolgerungsprozess aus tatsächlich erfassten Werten der Änderungsrate ΔΘth, der
Fahrgeschwindigkeit VCAR, der Drehzahländerung ΔNE und der Entladetiefe DOD,
die von der Maschinensteuereinheit 7 und der Batteriesteuereinheit 10 geliefert
werden, wenn das Hybridfahrzeug mit gleichmäßiger Geschwindigkeit fährt.
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In der Motorsteuereinheit 8 ermittelt
die Eignungsgrad-Berechnungseinrichtung 40 Grade
(Eignungsgrad) aus erfassten Werten der Änderungsrate ΔΘth, der
Fahrgeschwindigkeit VCAR, der Entladetiefe DOD und der Drehzahländerung ΔNE anhand der
Mitgliedschaftsfunktionen, die jeder der Fuzzy-Regeln entsprechen.
Die Motorsteuereinheit 8 ermittelt dann einen minimalen
Grad der ermittelten Grade als einen allgemeinen Fitgütengrad
in der Fuzzy-Regel. Aus dem in dieser Weise in Bezug auf die Fuzzy-Regeln
und die Mitgliedschaftsfunktionen der Ausgangsleistung PMOT des
Elektromotors 2 für die
Fuzzy-Regeln ermittelten allgemeinen Fitgütengrad extrahiert die Motorsteuereinheit 8 Abschnitte der
Mitgliedschaftsfunktionen, die unter den Fitgütengraden liegen, und kombiniert
diese, ermittelt den Schwerpunkt der kombinierten Daten und ermittelt
einen Wert der Ausgangsleistung PMOT an dem ermittelten Schwerpunkt
als eine Ausgangsleistung, die von dem Elektromotor 2 erzeugt
werden soll.
-
Wie insbesondere in den 29(a), 29(b), 29(c), 29(d), 29(e) bis 30(a), 30(b), 30(c), 30(d), 30(e) gezeigt
ist, werden dann, wenn die erfassten Werte der Drehzahländerung ΔNE und der
Entladetiefe DOD ΔNE
= a6 (> 0) und DOD
= a7 (= 0) lauten, während
die Maschine 1 im Leerlauf ist, wobei die erfassten Werte
der Änderungsrate ΔΘth und der
Fahrgeschwindigkeit VCAR "0" sind, was anzeigt,
dass eine Drehzahländerung
der Maschine 1 sich mit einem Ansteigen der Drehzahl entwickelt
und dass die Entladetiefe DOD ausreichend klein ist, die Grade b7,
b8 in Bezug auf den erfassten Wert a6 der Drehzahländerung ΔNE für die Fuzzy-Regeln
der Regeln Nr. 23, 24 keiner als ein Grad (= MAX) in Bezug auf den
erfassten Wert der Änderungsrate ΔΘth und die
Fahrgeschwindigkeit VCAR. In diesem Fall werden die allgemeinen
Fitgütengrade
in Bezug auf die Fuzzy-Regeln der Regeln Nr. 23, 24 durch b7 bzw.
b8 angezeigt. Für
die Fuzzy-Regeln der Regeln Nr. 19–23 beträgt ein Grad "0" in Bezug auf den erfassten Wert a7 der
Entladetiefe DOD und somit sind alle allgemeinen Fitgütengrade
in Bezug auf diese Fuzzy-Regeln "0".
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Negative Abschnitte der Mitgliedschaftsfunktionen
der Ausgangsleistung PMOT gemäß den Fuzzy-Regeln
der Regeln Nr. 23, 24, die unter den allgemeinen Fitgütengraden
b7, b8 liegen, sind in den 29(e) und 30(e) schraffiert dargestellt und diese
schraffierten Abschnitte werden extrahiert. Die Fitgüten-bzw.
-Kombinationseinrichtung 41 überlappt anschließend die
extrahierten Abschnitte, wodurch eine kombinierte Funktion erzeugt
wird, die in 31 gezeigt
ist, ermittelt einen Schwerpunkt G3 der kombinierten Funktion
und ermittelt einen Wert c3 (< 0) der
Ausgangsleistung PMOT, der dem Schwerpunkt G3 entspricht,
als eine Ausgangsleistung, die durch den Elektromotor 2 erzeugt
werden soll. Da die Drehzahländerung ΔNE positiv
ist, was anzeigt, dass die Drehzahl der Maschine 1 ansteigt,
ist die auf diese Weise ermittelte Ausgangsleistung PMOT = c3 ein mittlerer.
Wert für
den Elektromotor 2 für
die Erzeugung regenerativer elektrischer Energie (PMOT < 0), d. h. zum Unterdrücken eines
Anstiegs der Drehzahl der Maschine 1.
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Nachdem die Ausgangsleistung PMOT
des Elektromotors 2 gemäß dem Fuzzy-Schlussfolgerungsprozess
bestimmt wurde, steuert die Motorsteuereinheit 8 über die
PDU 21 eine Menge elektrischer Energie, die von der Speicherbatterie 5 zum Elektromotor 2 geliefert
wird, oder eine erzeugte Menge elektrischer Energie, die vom Elektromotor 2 zur
Speicherbatterie 5 gelüftet
wird, so dass eine tatsächliche
Ausgangsleistung des Elektromotors 2 wie durch Signale
von den Sensoren 22, 23 erkannt, d. h. Strom-
und Spannungssignale des Elektromotors 2, bis zur bzw,
bezüglich
der ermittelten Ausgangsleistung PMOT in derselben Weise ausgeglichen
wird, als ob das Hybridfahrzeug fahren würde.
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Der auf diese Weise während die
Maschine 1 im Leerlauf ist, gesteuerte Elektromotor 2,
kann Drehzahländerungen
der Maschine 1 gleichmäßig unterdrücken, wobei
ein übermäßiges Entladen
oder Laden der Speicherbatterie 5 verhindert wird.
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Insbesondere dann, wenn die Drehzahl
der Maschine 1 ansteigt, während die Maschine 1 im Leerlauf
ist (ΔNE > 0), werden Bremskräfte an die Abtriebswelle
(Kurbelwelle) der Maschine 1 angelegt, um deren Drehzahl
zu vermindern, da die Ausgangsleistung PMOT des Elektromotors 2 für ein regeneratives
Bremsen gesteuert wird (PMOT < 0).
Umgekehrt werden dann, wenn die Drehzahl der Maschine 1 abfällt, während die
Maschine 1 im Leerlauf ist (ΔNE < 0), Antriebskräfte an die Abtriebswelle (Kurbelwelle)
der Maschine 1 angelegt, um deren Drehzahl zu erhöhen, da
die Ausgangsleistung PMOT des Elektromotors 2 für das Erzeugen
von Hilfsantriebskräften
gesteuert wird (PMOT > 0).
Deswegen werden Drehzahländerungen
der Maschine 1 unterdrückt.
Wie aus den Fuzzy-Regeln der Regeln Nr. 20–22 erkannt werden kann, ist
es möglich,
die Drehzahländerungen
der Maschine 1 ausreichend zu verringern, da der Wert der
Ausgangsleistung PMOT des Elektromotors 2 eine Größe besitzt,
die im Wesentlichen von der Größe der Drehzahländerung ΔNE der Maschine 1 abhängt. Da
außerdem
die Ausgangsleistung PMOT des Elektromotors 2 zum Unterdrücken von
Drehzahländerungen
der Maschine 1 durch den Fuzzy-Schlussfolgerungsprozess
ermittelt wird, wird die Ausgangsleistung PMOT des Elektromotors 2 in
Bezug auf Drehzahländerungen
der Maschine 1 gleichmäßig geändert, wodurch
Situationen eliminiert werden, bei denen die Drehzahl der Maschine 1 infolge
einer abrupten Veränderung
der Ausgangsleistung PMOT des Elektromotors 2 instabil werden
würde.
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Wenn die Entladetiefe DOD der Speicherbatterie 5 klein
ist, wobei die Speicherbatterie 5 nahezu vollständig geladen
ist, oder wenn die Entladetiefe DOD der Speicherbatterie 5 groß ist, wobei
die gespeicherte Energie klein ist, wird verhindert, dass die Speicherbatterie 5 durch
den Rückgewinnungs-Betrieb
des Elektromotors 2 übermäßig geladen
wird, während
die Speicherbatterie 5 vollständig geladen ist, und wird
verhindert, dass die gespeicherte Energie der Speicherbatterie 5 durch
die Erzeugung von Hilfsantriebskräften übermäßig verbraucht wird, während die
gespeicherte Energie des Speicherbatterie 5 klein ist,
da die Ausgangsleistung PMOT des Elektromotors 2 zum Unterdrücken der
Drehzahl der Maschine 1 durch die Fuzzy-Regeln der Regeln Nr. 19, 23, 24 auf
einen kleineren Wert begrenzt ist.
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Das Hybridfahrzeug gemäß dieser
Ausführungsform
kann somit Drehzahländerungen
der Maschine 1 gleichmäßig unterdrücken, wenn
die Maschine 1 im Leerlauf ist, während gleichzeitig der Betriebszustand
des Elektromotors 2 gleichmäßig verändert wird, und kann den Elektromotor 2 so
betreiben, dass Drehzahländerungen
der Maschine 1 in einem Gleichgewichtszustand mit der gespeicherten Energie
der Speicherbatterie 5 unterdrückt werden.
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Nachfolgend werden Simulationen der
speziellen Betriebsarten des Elektromotors 2 und der Speicherbatterie 5 im
Hybridfahrzeug unter Bezugnahme auf die 32(a), 32(b), 32(c) und 33(a), 33(b) beschrieben.
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32(a) zeigt
zeitliche Veränderungen
der Fahrgeschwindigkeit VCAR, bei der das Hybridfahrzeug fährt, und
die 32(b) und 32(c) zeigen
simulierte Änderungen
der Entladetiefe DOD und der Ausgangsleistung PMOT des Elektromotors 2,
wenn sich die Fahrgeschwindigkeit VCAR in der in 32(a) gezeigten
Weise ändert.
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Wie in den 32(a) und 32(c) gezeigt ist, erzeugt der Elektromotor 2 Hilfsantriebskräfte (PMOT > 0), wenn das Hybridfahrzeug
beschleunigt wird, und wird in der Rückgewinnungs-Betriebsart betrieben
(PMOT < 0), wenn
das Hybridfahrzeug verzögert
wird oder mit gleichmäßiger Geschwindigkeit fährt. Die
Ausgangsleistung PMOT des Elektromotors 2 ändert sich
nicht abrupt, sondern gleichmäßig.
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wie in 32(b) gezeigt
ist, vergrößert sich die
Entladetiefe DOD des Speicherbatterie 5, wenn der Elektromotor 2 Hilfsantriebskräfte erzeugt,
und die gespeicherte Energie der Speicherbatterie 5 wird verbraucht.
Wenn der Elektromotor 2 in der Rückgewinnungs-Betriebsart betrieben
wird, vermindert sich die Entladetiefe DOD der Speicherbatterie 5 und
die Speicherbatterie 5 wird geladen. Die Entladetiefe DOD
der Speicherbatterie 5 ändert
sich nicht abrupt, sondern gleichmäßig.
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Das Hybridfahrzeug gemäß der vorliegenden
Ausführungsform
kann Hilfsantriebskräfte
oder regenerative elektrische Energie vom Elektromotor 2 genau
erhalten, die mit dem Beschleunigungs-/Verzögerungszustand des Hybridfahrzeugs
und dem Zustand der gespeicherten Energie der Speicherbatterie 5 in Übereinstimmung
sind, während
der Betriebszustand des Elektromotors 2 und der Zustand
der gespeicherten Energie der Speicherbatterie 5 im Gleichgewicht
gehalten werden. Gleichzeitig kann das Hybridfahrzeug sein Fahrverhalten
gleichmäßig ändern und
die Speicherbatterie 5 kann gleichmäßig geladen und entladen werden.
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33(a) zeigt,
wie sich die Drehzahl der Maschine 1 ändert, was durch die Kurve
mit imaginärer
Linie dargestellt wird, wenn der Elektromotor 2 nicht gemäß der vorliegenden
Ausführungsform
gesteuert werden würde,
d. h. wenn der Elektromotor 2 nicht in der Motor-Betriebsart
oder in der Rückgewinnungs-Betriebsart
betrieben werden würde,
während die
Maschine 1 im Leerlauf ist. Die 33(a) und 33(b) zeigen, wie sich die Drehzahl der
Maschine 1 und die Ausgangsleistung PMOT des Elektromotors 2 ändern, was
durch die Kurven mit durchgehenden Linien angegeben wird, wenn der
Motor 2 gemäß der dargestellten
Ausführungsform
gesteuert wird.
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Die Kurven mit durchgehenden Linien,
die in den 33(a) und 33(b) gezeigt
sind, zeigen an, dass der Elektromotor 2 in der Rückgewinnungs-Betriebsart
betrieben wird (PMOT < 0),
wenn die Drehzahl des Elektromotors 2 steigt, und Hilfsantriebskräfte erzeugt
(PMOT > 0), wenn die
Drehzahl des Elektromotors 2 fällt, mit dem Ergebnis, dass
Drehzahländerungen
der Maschine 1 unterdrückt
werden. Ein Vergleich zwischen der Kurve mit durchgehenden Linien
und der Kurve mit imaginären
Linien in 33(a) zeigt, dass Drehzahländerungen
der Maschine
1 gemäß der dargestellten
Ausführungsform ausreichend
unterdrückt
werden. Gemäß der dargestellten
Ausführungsform ändert sich
die Ausgangsleistung PMOT des Elektromotors 2 gleichmäßig und nicht
abrupt, wie aus den Kurven mit durchgehenden Linien, die in den 33(a) und 33(b) gezeigt
sind, ersichtlich ist, und die Drehzahländerungen der Maschine 1 werden
gleichmäßig und
stabil unterdrückt.
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In der dargestellten Ausführungsform
wird ein Beschleunigungs-/Verzögerungszustand
des Hybridfahrzeugs lediglich in Bezug auf die Änderungsrate ΔΘth und die
Fahrgeschwindigkeit VCAR erkannt. Es kann jedoch die Öffnung der
Drosselklappe der Maschine 1 erfasst werden und ein Beschleunigungs-/Verzögerungszustand
des Hybridfahrzeugs kann in Bezug auf die Größe der Öffnung der Drosselklappe erkannt
werden. Ein Beschleunigungsgrad, der vom Hybridfahrzeug angefordert
wird, wird z. B. als größer bestimmt,
wenn die Öffnung
der Drosselklappe größer ist.
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In der dargestellten Ausführungsform
werden für
einen Leerlauf zustand der Maschine 1 Fuzzy-Regeln und
Mitgliedschaftsfunktionen im Wesentlichen für den Zweck des Unterdrückens von Drehzahländerungen
der Maschine 1 aufgestellt. Insofern jedoch die gespeicherte
Energie der Speicherbatterie 1 nicht so groß ist, können Fuzzy-Regeln
und Mitgliedschaftsfunktionen hinzugefügt werden, um die Ausgangsleistung
PMOT in der Rückgewinnungs-Betriebsart
für einen
Leerlaufzustand der Maschine 1 verhältnismäßig klein zu machen (PMOT < 0), so dass der
Elektromotor 2, während
die Maschine 1 im Leerlauf ist, mehr in der Rückgewinnungs-Betriebsart
arbeitet, um die Speicherbatterie 5 erfolgreich zu laden.
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Wenn die Speicherbatterie 5 als
Energiespeichereinheit verwendet wird, kann ein Kondensator mit
großer
Kapazität,
wie etwa ein elektrischer Doppelschicht-Kondensator, als Energiespeichereinheit
verwendet werden.
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In der dargestellten Ausführungsform
wird ein Leerlaufzustand der Maschine 1 erfasst, wenn die erfassten
Werte der Änderungsrate ΔΘth und der Fahrgeschwindigkeit
VCAR "0" sind. Es kann jedoch die Öffnung der
Drosselklappe der Maschine 1 erfasst werden und die Maschine 1 kann
als im Leerlauf betrieben erfasst werden, wenn die erfasste Öffnung der
Drosselklappe eine vorgegebene Öffnung
erreicht und die Fahrgeschwindigkeit VCAR "0" ist.
-
Obwohl eine bestimmte bevorzugte
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung gezeigt und genau beschrieben wurde,
sollte klar sein, dass daran verschiedene Änderungen und Modifikationen ausgeführt werden
können,
ohne vom Umfang der beigefügten
Ansprüche
abzuweichen.