DE69737894T2

DE69737894T2 - Abschaltsteuerung einer Brennkraftmachine in einem Parallelhybridfahrzeug

Info

Publication number: DE69737894T2
Application number: DE69737894T
Authority: DE
Inventors: Katsuhiko Aichi-ken Yamaguchi; Masaaki Aichi-ken Yamaoka; Takeshi Aichi-ken Kotani; Shoichi Aichi-ken Sasaki; Toshifumi Toyota-shi Aichi - Ken Takaoka; Hiroshi Toyota-shi Aichi - Ken Kanai
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1996-10-29
Filing date: 1997-10-28
Publication date: 2008-05-29
Anticipated expiration: 2017-10-29
Also published as: CN1073517C; KR100253856B1; EP1122112B1; DE69709033D1; US6278195B1; EP0839683A2; EP0839683A3; KR19980033387A; HK1041671B; DE69709033T2; EP0839683B1; CN1328936A; JPH10306739A; JP3216589B2; CN1263617C; EP1122112A3; DE69737894D1; EP1122112A2; HK1041671A1; CN1181322A

Description

1. Technisches Gebiet der Erfindung
Die gegenwärtige Erfindung bezieht sich auf eine Leistungsabgabevorrichtung, auf eine Verbrennungsmotor-Regelungsvorrichtung, auf Verfahren zur Regelung der Leistungsabgabevorrichtung und eines Verbrennungsmotors und eines Parallel-Hybridsystem-Fahrzeugs. Insbesondere betrifft die gegenwärtige Erfindung ein Verfahren zum Stoppen des Betriebs eines Verbrennungsmotors in einem System, das den Verbrennungsmotor zum Ausgeben von Leistung durch Verbrennen eines Kraftstoffs und einen Motor, der über einen Dämpfer mit einer Ausgangswelle des Verbrennungsmotors verbunden ist, aufweist, und sie betrifft auch ein Verfahren zum Stoppen des Betriebs eines Verbrennungsmotors in einer Leistungsabgabevorrichtung zum Ausgeben von Leistung zu einer Antriebswelle.
2. Stand der Technik
Bekannte Leistungsabgabevorrichtungen zum Durchführen einer Drehmomentumwandlung von Leistung, die von einem Verbrennungsmotor ausgegeben wurde, und zum Ausgeben der umgewandelten Leistung zu einer Antriebswelle weisen eine Kombination aus einem auf Fluid basierenden Drehmomentwandler und einem Getriebe auf. In einer solchen Leistungsabgabevorrichtung ist der Drehmomentwandler zwischen einer Ausgangswelle des Verbrennungsmotors und einer Drehwelle, die mit dem Getriebe verbunden ist, angeordnet, und er überträgt die Leistung zwischen der Drehwelle und der Ausgangswelle durch einen Fluss des eingeschlossenen Fluids. Weil der Drehmomentwandler die Leistung durch einen Fluss des Fluids überträgt, gibt es zwischen der Ausgangswelle und der Drehwelle ein Gleiten, das zu einem Energieverlust führt, welcher dem Gleiten entspricht. Der Energieverlust ist als Produkt aus der Drehzahldifferenz zwischen der Drehwelle und der Ausgangswelle und dem Drehmoment, das zu der Ausgangswelle übertragen wird, dargestellt, und er wird als Wärme verbraucht.
In einem Fahrzeug mit einer solchen Leistungsabgabevorrichtung, die daran als seine Leistungsquelle angebracht ist, senkt zu dem Zeitpunkt, an dem es zwischen der Drehwelle und der Ausgangswelle ein starkes Gleiten gibt, das heißt, wenn eine beträchtlich hohe Leistung erforderlich ist, beispielsweise zum Zeitpunkt, an dem das Fahrzeug gestartet wird oder das Fahrzeug mit einer geringen Geschwindigkeit einen starken Anstieg hochgefahren wird, ein großer Energieverlust in dem Drehmomentwandler unerwünscht die Energieeffizienz. Sogar in einem stationärem Fahrzustand beträgt die Effizienz der Leistungsübertragung durch den Drehmomentwandler keine 100%, und die Kraftstoffverbrauchsrate in der herkömmlichen Leistungsabgabevorrichtung ist dadurch geringer als die in einem manuellem Schaltgetriebe.
Um solche Probleme zu lösen, haben die Anmelder ein System vorgeschlagen, das keinen auf Fluid basierenden Drehmomentwandler aufweist, sondern einen Verbrennungsmotor, eine Planetengetriebeeinheit als Dreiwellen-Leistungsaufnahme/-abgabe-Mittel, einen Generator, einen Motor und eine Batterie, und die Leistung von dem Motor zu der Antriebswelle dadurch abgibt, dass die Leistung, die von dem Verbrennungsmotor ausgegeben wird, oder elektrische Leistung, die in der Batterie gespeichert ist, verwendet wird (siehe die japanische offengelegte patentamtliche Druckschrift Nr. JP 50-030223 A ). In diesem Dokument ist jedoch keine Beschreibung des Regelungsverfahrens vorhanden, wenn der Betrieb des Verbrennungsmotors gestoppt ist.
In dieser Leistungsabgabevorrichtung sind die Ausgangswelle des Verbrennungsmotors und die Drehwelle des Motors durch das Dreiwellen-Leistungsaufnahme/-abgabe-Mittel miteinander mechanisch verbunden, und sie bilden somit mechanisch ein Schwingungssystem. Wenn der Verbrennungsmotor beispielsweise ein Verbrennungsmotor mit innerer Verbrennung ist, verursacht eine Drehmomentschwankung aufgrund einer Gasexplosion oder aufgrund von Hin- und Herbewegungen des Kolbens in dem Verbrennungsmotor mit innerer Verbrennung Torsionsschwingungen an der Ausgangswelle des Verbrennungsmotors mit innerer Verbrennung und an der Drehwelle des Motors. Wenn die natürliche Frequenz der Welle mit der zwangsläufigen Frequenz übereinstimmt, tritt eine Resonanz auf. Dies kann zu einem Fremdrauschen von dem Dreiwellen-Leistungsaufnahme/-abgabe-Mittel und in einigen Fällen sogar zu einem Ermüdungsbruch der Welle führen. Eine derartige Resonanz tritt in vielen Fällen bei einer Drehzahl auf, die geringer ist als das Minimum eines betriebsfähigen Drehzahlbereichs des Verbrennungsmotors, obwohl sie von dem Typ des Verbrennungsmotors und der Struktur des Dreiwellen-Leistungsaufnahme/-abgabe-Mittels abhängt.
In dem Vorgang, bei dem von dem Motor auf die Ausgangswelle des Verbrennungsmotors ein Drehmoment übertragen wird, um den Betrieb des Verbrennungsmotors zu stoppen, kann der Steuerungsablauf des Motors bewirken, dass die Drehzahl der Ausgangswelle des Verbrennungsmotors unterschwingt und geringer als null wird. Dies kann zu unerwünschten Schwingungen der gesamten Leistungsabgabevorrichtung führen. In einem Fall, in dem die Leistungsabgabevorrichtung beispielsweise an einem Fahrzeug angebracht ist, werden die Schwingungen aufgrund des Unterschwingens zu dem Fahrzeugkörper übertragen, und sie machen es für den Fahrer ungemütlich.
Die Resonanz der Torsionsschwingungen, die in dem System zu dem Zeitpunkt auftreten kann, an dem der Betrieb des Verbrennungsmotors gestoppt wird, wird nicht nur in der Leistungsabgabevorrichtung bemerkt, sondern auch in jedem Antriebssystem, worin die Ausgangswelle des Verbrennungsmotors und die Drehwelle des Motors miteinander mechanisch verbunden sind. Die erste Gegenmaßnahme gegen diese Probleme ist die, dass die Ausgangswelle des Verbrennungsmotors und die Drehwelle des Motors miteinander durch einen Dämpfer mechanisch verbunden sind. Die Dampfer, die auf die Verringerung der Amplitude der Torsionsschwingungen einen bedeutenden Einfluss haben, erfordern jedoch einen bestimmten Dämpfungsmechanismus. Dies erhöht die erforderliche Anzahl von Teilen und macht den Dämpfer unerwünscht unförmig. Andererseits haben die kleinen einfach aufgebauten Dämpfer geringe Wirkungen.
Der Motor befindet sich im Allgemeinen unter der PI-Regelung. In dem Ablauf zum Ausgeben eines Drehmoments von dem Motor zu der Ausgangswelle des Verbrennungsmotors und dadurch zum ganz sicheren Stoppen des Betriebs des Verbrennungsmotors kann der I-Ausdruck (Integralterm) zu einem Unterschwingen der Ausgangswelle des Verbrennungsmotors führen, was ein Schwingen des gesamten Antriebssystems verursacht. Wenn das Antriebssystem beispielsweise an einem Fahrzeug angebracht ist, wird die Schwingung aufgrund eines Unterschwingens zu dem Fahrzeugkörper übertragen, und sie macht es für den Fahrer unbequem.
Dieses Problem findet man nicht nur in der Struktur, welche Leistung direkt ausgibt, sondern auch in der Struktur eines serienmäßigen Hybrids, der einen Motor und einen Generator aufweist, die miteinander direkt verbunden sind, und der ein Drehmoment durch den Motor erzielt, der durch die elektrische Leistung angetrieben wird, welche von dem Generator erzeugt wird, während das Fahrzeug gefahren wird.
Eine andere bekannte Leistungsvorrichtung (siehe Dokument EP 0725474 ), die als der nächstkommende Stand der Technik betrachtet wird, schlägt eine Leistungsabgabevorrichtung vor, die einen Verbrennungsmotors mit einer Ausgangswelle, einen ersten Motor, einen zweiten Motor, ein Parallel-Hybridsystem und ein Mittel zum Befehlen eines Kraftstoffstoppens, um einen Befehl zum Stoppen einer Kraftstoffzufuhr zu dem Verbrennungsmotor zu geben, wenn eine Bedingung zum Stoppen des Betriebs des Verbrennungsmotors erfüllt ist, aufweist. Es ist jedoch keine Beschreibung der Regelungsprozedur enthalten, um den Verbrennungsmotor abzuschalten.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Aufgabe der gegenwärtigen Erfindung ist es, eine Leistungsabgabevorrichtung und eine Verbrennungsmotor-Regelungsvorrichtung, die eine Resonanz von Torsionsschwingungen verhindern können, die auftreten kann, wenn der Betrieb des Verbrennungsmotors gestoppt ist, sowie ein Verfahren zur Regelung einer solchen Leistungsabgabevorrichtung bzw. einer solchen Verbrennungsmotor-Regelungsvorrichtung bereitzustellen. Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der Ansprüche 1, 11, 20 bzw. 21 gelöst.
Wenn die Bedingung zum Stoppen des Betriebs des Verbrennungsmotors erfüllt ist, gibt die Leistungsabgabevorrichtung der gegenwärtigen Erfindung eine Anweisung aus, die Kraftstoffzufuhr zu dem Verbrennungsmotor zu stoppen, und sie führt die Stoppzeitregelung aus. Die Stoppzeitregelung überträgt auf die Ausgangswelle des Verbrennungsmotors ein Drehmoment und schränkt dadurch die Verzögerung der Drehzahl der Ausgangswelle auf einen vorgegebenen Bereich ein, so dass der Betrieb des Verbrennungsmotors gestoppt wird. Das Drehmoment kann entweder von dem ersten Motor oder von dem zweiten Motor auf die Ausgangswelle des Verbrennungsmotors übertragen werden.
Dieser Ablauf schränkt die Verzögerung der Drehzahl der Ausgangswelle auf einen vorgegebenen Bereich ein und ermöglicht es, dass die Drehzahl der Ausgangswelle schnell durch einen Bereich von Torsionsschwingungen hindurchgelangt. Diese Struktur spart auch den Verbrauch von elektrischer Leistung durch den Motor ein.
Bei der Stoppzeitregelung kann eine Vielzahl von Strukturen verwendet werden. Eine mögliche Struktur führt eine Steuerung des Drehmoments durch, das auf die Ausgangswelle übertragen wird. In diesem Fall weist die Leistungsabgabevorrichtung ferner ein Solldrehmoment-Speichermittel zur Bestimmung einer zeitabhängigen Veränderung eines Sollwerts des auf die Ausgangswelle des Verbrennungsmotors übertragenen Drehmoments auf der Grundlage eines Verhaltens zum Zeitpunkt des Stop pens des Betriebs des Verbrennungsmotors auf. Das Stoppzeitregelungsmittel weist ein Mittel zum Ansteuern des ersten Motors als die Stoppzeitregelung auf, um ein Drehmoment, das dem Sollwert entspricht, auf die Ausgangswelle des Verbrennungsmotors in einer Zeitspanne nach dem Stoppen der Kraftstoffzufuhr zu dem Verbrennungsmotor über das Parallel-Hybridsystem zu übertragen.
Diese Struktur führt die Rückkopplungsregelung, die auf der Drehzahl der Ausgangswelle basiert, nicht durch, und sie verringert demgemäß die Änderung des Drehmoments bei der Antriebswelle, ohne dass eine Änderung des Drehmoments aufgrund des Zustands der Leistungsabgabevorrichtung oder aufgrund einer externen Störung verursacht wird. Sogar wenn sich die Drehzahl der Ausgangswelle von einer Solldrehzahl (im Allgemeinen gleich null unter der Bedingung, dass das Fahrzeug gestoppt ist) beträchtlich unterscheidet, führt diese Struktur die Rückkopplungsregelung, die auf der Drehzahldifferenz basiert, nicht durch, um ein hohes Drehmoment auszugeben, und sie spart somit effektiv den Verbrauch von elektrischer Leistung ein.
Um eine solche Steuerung zu optimieren, kann die Leistungsabgabevorrichtung ferner Folgendes aufweisen: Ein Verzögerungsberechnungsmittel zur Berechnung der Verzögerung der Drehzahl der Ausgangswelle während der Stoppzeitregelung; ein Lernmittel zur Veränderung eines gelernten Wertes entsprechend der von dem Verzögerungsberechnungsmittel berechneten Verzögerung und zur Speicherung des gelernten Wertes; und ein Verzögerungsbereich-Bestimmungsmittel zur Bestimmung des vorbestimmten Bereichs in der von dem Stoppzeitregelungsmittel ausgeführten Stoppzeitregelung auf der Grundlage des von dem Lernmittel gespeicherten gelernten Wertes. Diese Struktur lernt den Verzögerungsbereich und realisiert dadurch die bevorzugte Steuerung.
Gemäß einer anderen möglichen Anwendung weist die Leistungsabgabevorrichtung ferner ein Drehzahlerfassungsmittel zur Messung der Drehzahl der Ausgangswelle auf, und das Stoppzeitregelungsmittel umfasst ferner ein Mittel zur Ansteuerung des ersten Motors als die Stoppzeitregelung, so dass sich die Drehzahl der Ausgangswelle, die von dem Drehzahlerfassungsmittel gemessen worden ist, über einen vorbestimmten Weg einem vorbestimmten Wert annähern kann. Dieser vorbestimmte Weg stellt einen zeitlichen Kurs der Drehzahl der Ausgangswelle des Verbrennungsmotors nach dem Stoppen der Kraftstoffzufuhr zu dem Verbrennungsmotor dar.
Als Reaktion auf die Anweisung zum Stoppen des Betriebs des Verbrennungsmotors ermöglicht es die Leistungsabgabevorrichtung dieser Struktur, dass sich die Dreh zahl der Ausgangswelle des Verbrennungsmotors über einen vorbestimmten Weg einem vorbestimmten Wert annähert. Die Drehzahl der Ausgangswelle des Verbrennungsmotors kann so erzeugt werden, dass sie den vorbestimmten Wert innerhalb eines kurzen Zeitraums oder innerhalb eines relativ langen Zeitraums erreicht, in dem der vorbestimmte Weg geregelt wird. In dem Fall, dass der vorbestimmte Wert gleich null ist, kann die Drehung der Ausgangswelle des Verbrennungsmotors schnell oder sanft gestoppt werden.
In der Leistungsabgabevorrichtung mit dieser Struktur kann die Stoppzeitregelung den ersten Motor derart ansteuern, dass auf die Ausgangswelle über das Parallel-Hybridsystem ein Drehmoment umgekehrt zu der Drehung der Ausgangswelle übertragen wird, bis die Drehzahl der Ausgangswelle, die von dem Drehzahlerfassungsmittel erfasst worden ist, mit dem vorbestimmten Wert übereinstimmt. Diese Struktur ermöglicht es, dass sich die Drehzahl der Ausgangswelle des Verbrennungsmotors dem vorbestimmten Wert schneller annähert. Wenn zwischen dem vorbestimmten Wert und der Drehzahl der Ausgangswelle des Verbrennungsmotors an dem Zeitpunkt, an dem die Anweisung zum Stoppen des Betriebs des Verbrennungsmotors gegeben ist, ein bestimmter Drehzahlbereich, der eine Resonanz einer Torsionsschwingung verursacht, vorhanden ist, gestattet es die Struktur, dass die Drehzahl der Ausgangswelle des Verbrennungsmotors durch diesen bestimmten Bereich rasch hindurchgelangt, und sie verhindert dadurch effektiv eine Resonanz.
In der Leistungsabgabevorrichtung dieser Struktur kann als Teil der Stoppzeitregelung der erste Motor derart angesteuert werden, dass ein vorbestimmtes Drehmoment in der Drehrichtung der Ausgangswelle über das Parallel-Hybridsystem auf die Ausgangswelle übertragen wird, wenn sich die Drehzahl der Ausgangswelle, die von dem Drehzahlerfassungsmittel erfasst worden ist, auf einen Bezugswert verringert, der nicht größer ist als der vorbestimmte Wert. Diese Struktur verhindert es, dass die Drehzahl des Verbrennungsmotors unterschwingt, und sie verringert die mögliche Schwingung während des Stoppens der Drehung der Ausgangswelle.
Es kann eine Vielzahl von Verfahren angewandt werden, um den Bezugswert zu bestimmen. Eine mögliche Anordnung berechnet die Verzögerung der Drehzahl der Ausgangswelle während des Ablaufs der Stoppzeitregelung, und sie legt für den Bezugswert gegenüber einem größeren Absolutwert der Verzögerung einen größeren Wert fest. Der größere Bezugswert für die stärkere Verzögerung verhindert effektiv, dass die Drehzahl der Ausgangswelle unterschwingt. Eine andere mögliche Anordnung bestimmt die Höhe einer Bremskraft, die auf die Antriebswelle während des Ablaufs der Stoppzeitregelung aufgebracht wird, und sie legt für den Bezugswert einen größeren Wert fest, wenn das Bremskrafterfassungsmittel bestimmt, dass die Bremskraft eine größere Größe hat. Während des Anlegens der Bremskraft kann angenommen werden, dass eine große Bremskraft angelegt wird, um den Verbrennungsmotor zu stoppen. Der größere Bezugswert verhindert demgemäß, dass die Drehzahl der Ausgangswelle unterschwingt.
In der Leistungsabgabevorrichtung der gegenwärtigen Erfindung kann die Stoppzeitregelung den ersten Motor ansteuern, um die Leistung, die auf die Drehwelle übertragen und von dieser abgegeben wird, gleich null zu machen. Der erste Motor verbraucht keine elektrische Leistung, so dass diese Anordnung die Energieeffizienz der gesamten Leistungsabgabevorrichtung verbessert. Weil der erste Motor den Ansteuerungszustand der Ausgangswelle des Verbrennungsmotors nicht zwangsweise ändert, kann der Drehmomentstoß aufgrund eines Betriebsstopps des Verbrennungsmotors effektiv verringert werden. Der Verbrennungsmotor und der erste Motor werden in dem Ansteuerungszustand, der die letzte Summe der dadurch verbrauchten Energien aufweist (beispielsweise die Reibungsarbeit), stabil gehalten.
In der Leistungsabgabevorrichtung der gegenwärtigen Erfindung kann der vorbestimmte Wert eine Drehzahl sein, die in einem System, das die Ausgangswelle und das Parallel-Hybridsystem umfasst, geringer als ein Resonanzbereich von Torsionsschwingungen ist. Diese Anordnung verhindert effektiv Torsionsschwingungen.
Gemäß einer anderen bevorzugten Anordnung wird der zweite Motor angesteuert, um auf die Antriebswelle weiterhin Leistung zu übertragen und von dieser abzugeben, wenn die Anweisung zum Stoppen des Betriebs des Verbrennungsmotors. während der kontinuierlichen Leistungszufuhr und -abgabe zu und von der Antriebswelle gegeben worden ist. Diese Struktur ermöglicht es, dass der Betrieb des Verbrennungsmotors gestoppt wird, während die Leistung der Antriebswelle kontinuierlich zugeführt und von dieser kontinuierlich abgegeben wird. Das Aufnehmen und Abgeben der Leistung von der Antriebswelle wird durch den zweiten Motor durchgeführt.
In der Leistungsabgabevorrichtung der gegenwärtigen Erfindung weist das Parallel-Hybridsystem ein Dreiwellen-Leistungsaufnahme/-abgabe-Mittel auf, das drei Wellen umfasst, die mit der Antriebswelle, der Ausgangswelle bzw. der Drehwelle verbunden sind, wobei das Dreiwellen-Leistungsaufnahme/-abgabe-Mittel Leistung an eine verbleibende Welle abgibt und von dieser aufnimmt, und zwar auf der Grundlage von vorbestimmten Leistungen, die an zwei von den drei Wellen abgegeben und von diesen aufgenommen werden.
Gemäß der gegenwärtigen Erfindung weist die Verbrennungsmotor-Regelungsvorrichtung einen Verbrennungsmotor zur Ausgabe von Leistung durch Verbrennung eines Kraftstoffs und einen Motor, der mit einer Ausgangswelle des Verbrennungsmotors verbunden ist, auf. Die Verbrennungsmotor-Regelungsvorrichtung regelt den Betrieb und das Stoppen des Verbrennungsmotors und weist Folgendes auf: ein Kraftstoffstoppmittel zum Stoppen einer Kraftstoffzufuhr zu dem Verbrennungsmotor, wenn eine Bedingung zum Stoppen des Betriebs des Verbrennungsmotors erfüllt ist; und ein Stoppzeitregelungsmittel zum Bewirken, dass auf die Ausgangswelle des Verbrennungsmotors ein Drehmoment übertragen wird und dadurch eine Verzögerung der Drehzahl der Ausgangswelle auf einen vorbestimmten Bereich als Reaktion auf das Stoppen der Kraftstoffzufuhr zu dem Verbrennungsmotor eingeschränkt wird, so dass eine Stoppzeitregelung zum Stoppen des Betriebs des Verbrennungsmotors durchgeführt wird.
Gemäß der gegenwärtigen Erfindung weist das Verfahren zur Regelung eines Stoppens eines Verbrennungsmotors, der durch Verbrennung eines Kraftstoffs Leistung ausgibt und der eine Ausgangswelle aufweist, die mit einem Motor verbunden ist, folgende Schritte auf:
Stoppen der Kraftstoffzufuhr zu dem Verbrennungsmotor, wenn eine Bedingung zum Stoppen des Betriebs des Verbrennungsmotors erfüllt ist; und
Bewirken, dass auf die Ausgangswelle des Verbrennungsmotors ein Drehmoment übertragen wird und dass dadurch eine Verzögerung der Drehzahl der Ausgangswelle auf einen vorbestimmten Bereich als Reaktion auf das Stoppen der Kraftstoffzufuhr zu der Brennkraftmaschine eingeschränkt wird, so dass eine Stoppzeitregelung zum Stoppen des Betriebs des Verbrennungsmotors durchgeführt wird.
Die Verbrennungsmotor-Regelungsvorrichtung und das entsprechende Verfahren der gegenwärtigen Erfindung regeln das Stoppen des Verbrennungsmotors, der eine mit einem Motor verbundene Ausgangswelle aufweist, und sie verringern die Torsionsschwingungen, die an der Ausgangswelle des Verbrennungsmotors, die über einen Dämpfer mit dem Motor verbunden ist, auftreten können. Wenn die Bedingung zum Stoppen des Betriebs des Verbrennungsmotors erfüllt ist, stoppt die Verbrennungsmotor-Regelungsvorrichtung die Kraftstoffzufuhr zu dem Verbrennungsmotor, und sie überträgt ein Drehmoment zu der Ausgangswelle des Verbrennungsmotors, wodurch die Verzögerung der Drehzahl der Ausgangswelle auf einen vorbestimmten Bereich eingeschränkt wird und der Betrieb des Verbrennungsmotors gestoppt wird. Es besteht die Neigung, dass die Torsionsschwingungen an der Ausgangswelle bei einer vorbestimmten Verzögerung auftreten. Die Einschränkung der Verzögerung der Drehzahl der Ausgangswelle auf den vorbestimmten Bereich verringert somit effektiv die Torsionsschwingungen.
Bei der Stoppzeitregelung kann eine Vielzahl von Anordnungen verwendet werden, welche die Verzögerung der Drehzahl der Ausgangswelle auf einen vorbestimmten Bereich einschränken. Eine nutzbare Anordnung führt eine Steuerung durch, die eine Änderung des Sollwertes des Drehmoments, das auf die Antriebswelle übertragen wird, entlang der Zeitachse bestimmt. In diesem Fall weist die Verbrennungsmotor-Regelungsvorrichtung ferner ein Solldrehmoment-Speichermittel zur Bestimmung einer zeitabhängigen Veränderung eines Sollwertes des auf die Ausgangswelle des Verbrennungsmotors übertragenen Drehmoments auf der Grundlage eines Verhaltens zum Zeitpunkt des Stoppens des Betriebs des Verbrennungsmotors auf. Das Stoppzeitregelungsmittel umfasst ein Mittel zum Ansteuern des Motors als Stoppzeitregelung, um ein Drehmoment, das dem Sollwert entspricht, auf die Ausgangswelle des Verbrennungsmotors in einer Zeitspanne nach dem Stoppen des Verbrennungsmotors zu übertragen.
Diese Anordnung führt nicht die Rückkopplungsregelung, die auf der Drehzahl der Ausgangswelle basiert, aus, und sie ändert demgemäß das Drehmoment nicht, das durch eine externe Störung auf die Ausgangswelle übertragen wird. Sogar wenn sich die Drehzahl der Ausgangswelle von einer Solldrehzahl (die unter der Bedingung, dass das Fahrzeug gestoppt ist, im Allgemeinen gleich null ist) beträchtlich unterscheidet, führt diese Struktur die Rückkopplungsregelung, die auf der Drehzahldifferenz basiert, nicht durch, um ein großes Drehmoment auszugeben, und sie sichert somit effektiv den Verbrauch von elektrischer Energie.
Um eine solche Steuerung zu optimieren, kann die Verbrennungsmotor-Regelungsvorrichtung ferner Folgendes aufweisen: ein Verzögerungsberechnungsmittel zur Berechnung der Verzögerung einer Drehzahl der Ausgangswelle während des Ablaufs der Stoppzeitregelung; ein Lernmittel zur Veränderung eines gelernten Wertes entsprechend der von dem Verzögerungsberechnungsmittel berechneten Verzögerung und zur Speicherung des gelernten Wertes; und ein Verzögerungsbereich-Bestimmungsmittel zur Bestimmung des vorbestimmten Bereichs in der von dem Stoppzeitregelungsmittel ausgeführten Stoppzeitregelung auf der Grundlage des von dem Lernmittel gespeicherten gelernten Wertes. Diese Struktur lernt den Verzögerungsbereich, und sie realisiert dadurch die bevorzugte Regelung.
Gemäß einer anderen möglichen Anwendung weist die Verbrennungsmotor-Regelungsvorrichtung ferner ein Drehzahlerfassungsmittel zur Messung der Drehzahl der Ausgangswelle auf, und das Stoppzeitregelungsmittel weist ein Mittel zum Ansteuern des Motors als die Stoppzeitregelung auf, um zu ermöglichen, dass sich die Drehzahl der Ausgangswelle, die von dem Drehzahlerfassungsmittel erfasst worden ist, über einen vorbestimmten Weg einem vorbestimmten Wert annähert. Der vorbestimmte Wert stellt einen zeitlichen Ablauf der Drehzahl der Ausgangswelle des Verbrennungsmotors nach dem Stoppen der Kraftstoffzufuhr zu dem Verbrennungsmotor dar.
Als Reaktion auf die Anweisung zum Stoppen des Betriebs des Verbrennungsmotors ermöglicht es die Verbrennungsmotor-Regelungsvorrichtung dieser Struktur, dass sich die Drehzahl der Ausgangswelle des Verbrennungsmotors über einen vorbestimmten Weg einem vorbestimmten Wert annähert. Die Drehzahl der Ausgangswelle des Verbrennungsmotors kann so hergestellt sein, dass sie den vorbestimmten Wert innerhalb eines kurzen Zeitraums oder innerhalb eines relativ langen Zeitraums erreicht, indem der vorbestimmte Weg geregelt wird. In jedem Fall wird die Verzögerung auf einen vorbestimmten Bereich eingeschränkt, der sich außerhalb eines bestimmten Bereichs befindet, welcher Torsionsschwankungen an der Ausgangswelle verursacht.
In der Verbrennungsmotor-Regelungsvorrichtung mit dieser Anordnung kann die Stoppzeitregelung den Motor derart ansteuern, dass an die Ausgangswelle ein zu der Drehung der Ausgangswelle umgekehrtes Drehmoment aufgebracht wird, bis die Drehzahl der Ausgangswelle, die von dem Drehzahlerfassungsmittel gemessen wird, mit dem vorbestimmten Wert übereinstimmt. Diese Struktur ermöglicht es, dass sich die Drehzahl der Ausgangswelle des Verbrennungsmotors dem vorbestimmten Wert schneller annähert. Wenn zwischen dem vorbestimmten Wert und der Drehzahl der Ausgangswelle des Verbrennungsmotors an dem Zeitpunkt, an dem die Anweisung zum Stoppen des Betriebs des Verbrennungsmotors gegeben worden ist, ein bestimmter Drehzahlbereich, der eine Resonanz einer Torsionsschwingung verursacht, vorhanden ist, gestattet es die Struktur, dass die Drehzahl der Ausgangswelle des Verbrennungsmotors durch diesen bestimmten Bereich schnell hindurchgelangt, und
sie verhindert dadurch effektiv eine Resonanz.
In der Verbrennungsmotor-Regelungsvorrichtung dieser Anordnung kann als Teil der Stoppzeitregelung der Motor derart angetrieben werden, dass ein vorbestimmtes Drehmoment in der Drehrichtung der Ausgangswelle auf die Ausgangswelle übertragen wird, wenn sich die Drehzahl der Ausgangswelle, die von dem Drehzahlerfassungsmittel erfasst worden ist, auf einen Bezugswert verringert, der nicht größer als der vorbestimmte Wert ist. Diese Struktur verhindert, dass die Drehzahl des Verbrennungsmotors unterschwingt, und sie verringert die mögliche Schwingung während des Stoppens der Drehung der Ausgangswelle.
Eine Vielzahl von Verfahren kann verwendet werden, um den Bezugswert zu bestimmen. Eine mögliche Anordnung berechnet die Verzögerung der Drehzahl der Ausgangswelle während des Ablaufs der Stoppzeitregelung, und sie legt für den Bezugswert gegenüber einem größeren Absolutwert der Verzögerung einen größeren Wert fest. Der größere Bezugswert für die stärkere Verzögerung verhindert effektiv, dass die Drehzahl der Ausgangswelle unterschwingt.
In der Verbrennungsmotor-Regelungsvorrichtung der gegenwärtigen Erfindung kann der vorbestimmte Wert eine Drehzahl sein, die niedriger ist als ein Resonanzbereich von Torsionsschwingungen in einem System, das die Ausgangswelle und einen Läufer des Motors umfasst. Diese Anordnung verhindert effektiv Torsionsschwingungen.
In der Verbrennungsmotor-Regelungsvorrichtung dieser Struktur ist der Motor vorzugsweise mit der Ausgangswelle des Verbrennungsmotors über einen Dämpfer verbunden.
Die gegenwärtige Erfindung ist ferner auf ein Parallel-Hybridfahrzeug gerichtet, das Folgendes umfasst: einen Verbrennungsmotor mit innerer Verbrennung, der eine Ausgangswelle aufweist; einen Generator, der mit wenigstens einem Teil der Ausgangswelle von dem Verbrennungsmotor mit innerer Verbrennung angetrieben wird; einen Motor, der mit der elektrischen Leistung betrieben wird, die von dem Generator erzeugt wird, und der wenigstens einen Teil seiner Leistung an eine Antriebswelle ausgibt; eine erste Einheit, welche den Generator derart betätigt, dass er Leistung erzeugen kann, während der Verbrennungsmotor mit innerer Verbrennung betrieben wird; und eine zweite Einheit, die in den Leistungsbetrieb des Generators umschaltet, so dass die Verzögerung der Drehzahl der Ausgangswelle des Verbrennungsmotors mit innerer Verbrennung innerhalb eines vorbestimmten Bereichs geregelt wird, wenn der Betrieb des Verbrennungsmotors mit innerer Verbrennung gestoppt ist.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 stellt schematisch eine Struktur einer Leistungsabgabevorrichtung 110 dar, welche die gegenwärtige Erfindung verkörpert;
2 ist eine vergrößerte Darstellung, welche einen wesentlichen Teil der Leistungsabgabevorrichtung 110 der Ausführungsform zeigt;
3 stellt schematisch eine allgemeine Struktur eines Fahrzeugs mit einer darin enthaltenen Leistungsabgabevorrichtung 110 der Ausführungsform dar;
4 ist eine grafische Darstellung, welche das Betriebsprinzip der Leistungsabgabevorrichtung 110 der Ausführungsform zeigt;
5 ist ein Nomogramm, welches das Verhältnis zwischen der Drehzahl und dem Drehmoment an den drei Wellen zeigt, die mit dem Planetengetriebe 120 in der Leistungsabgabevorrichtung 110 der Ausführungsform verbunden sind;
6 ist ein Nomogramm, welches das Verhältnis zwischen der Drehzahl und dem Drehmoment an den drei Wellen zeigt, die mit dem Planetengetriebe 120 in der Leistungsabgabevorrichtung 110 der Ausführungsform verbunden sind;
7 ist ein Ablaufdiagramm, das eine Routine zur Regelung des Stoppens des Verbrennungsmotors zeigt, welche durch die Steuer-CPU 190 der Regelungsvorrichtung 180 ausgeführt wird;
8 ist eine Darstellung, welche das Verhältnis zwischen dem Zeitzähler TC und der Solldrehzahl Ne* des Verbrennungsmotors 150 zeigt;
9 ist ein Ablaufdiagramm, das eine Routine zum Festlegen des erforderlichen Drehmoments zeigt, die durch die Steuer-CPU 190 der Regelungsvorrichtung 180 ausgeführt wird;
10 zeigt das Verhältnis zwischen der Drehzahl Nr der Hohlradwelle 126, der Fahrpedalposition AP und des Drehmomentbefehlswertes Tr*;
11 ist ein Ablaufdiagramm, das eine Routine zur Regelung des ersten Motors MG1 zeigt, die von der Steuer-CPU 190 der Regelungsvorrichtung 180 ausgeführt wird;
12 ist ein Ablaufdiagramm, das eine Routine zur Regelung des zweiten Motors MG2 zeigt, die von der Steuer-CPU 190 der Regelungsvorrichtung 180 ausgeführt wird;
13 ist ein Nomogramm, das den Zustand zeigt, wenn die Routine zur Regelung des Stoppens des Verbrennungsmotors von 7 zum ersten Mal ausgeführt wird;
14 ist ein Nomogramm, das den Zustand zeigt, wenn der Ablauf von Schritt S106 bis S116 in der Routine zur Regelung des Stoppens des Verbrennungsmotors wiederholt durchgeführt worden ist;
15 ist ein Nomogramm, das den Zustand zeigt, wenn die Drehzahl Ne des Verbrennungsmotors 150 gleich oder geringer als der Grenzwert Nref wird;
16 zeigt Änderungen in der Drehzahl Ne des Verbrennungsmotors 150 und des Drehmoments Tm1 des ersten Motors MG1;
17 ist ein Ablaufdiagramm, das eine modifizierte Routine zur Regelung des Stoppens des Verbrennungsmotors zeigt;
18 stellt schematisch eine andere Leistungsabgabevorrichtung 110A als ein modifiziertes Beispiel dar;
19 stellt schematisch noch eine andere Leistungsabgabevorrichtung 110B als anderes modifiziertes Beispiel dar;
20 stellt schematisch eine Struktur einer anderen Leistungsabgabevorrichtung 110 als eine zweite Ausführungsform gemäß der gegenwärtigen Erfindung dar;
21 stellt eine beispielhafte Struktur eines Mechanismus 153 zum Ändern des Öffnungs-/Schließzeitpunkts dar;
22 ist ein Ablaufdiagramm, das eine Routine zur Regelung des Stoppens des Verbrennungsmotors zeigt, die in der zweiten Ausführungsform ausgeführt wird;
23 ist eine grafische Darstellung, welche das Verringerungsdrehmoment STGmn zeigt, das gegenüber der Fahrzeuggeschwindigkeit dargestellt wurde;
24 ist eine grafische Darstellung, welche die Ablaufzeit mntg der langsameren Geschwindigkeitsverringerung zeigt, welche gegenüber der Fahrzeuggeschwindigkeit dargestellt wurde;
25 ist ein Ablaufdiagramm, das eine Steuerroutine zeigt;
26 ist ein Ablaufdiagramm, das eine Verarbeitungsroutine zum Verhindern eines Unterschwingens zeigt;
27 ist eine grafische Darstellung, die ein Beispiel des Regelungsvorgangs zeigt, der in der zweiten Ausführungsform durchgeführt wird;
28 stellt schematisch eine Struktur eines vierradgetriebenen Fahrzeugs mit einer darin enthaltenen Leistungsabgabevorrichtung 110C dar; und
29 stellt schematisch als anderes modifiziertes Beispiel eine andere Leistungsabgabevorrichtung 310 dar.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Ein Modus zum Ausführen der gegenwärtigen Erfindung ist als eine bevorzugte Ausführungsform beschrieben. 1 stellt schematisch eine Struktur einer Leistungsabgabevorrichtung 110 dar, welche die gegenwärtige Erfindung verkörpert; 2 ist eine vergrößerte Ansicht, welche einen wesentlichen Teil der Leistungsabgabevorrichtung 110 der Ausführungsform zeigt; und 3 stellt schematisch eine allgemeine Struktur eines Fahrzeugs mit der darin enthaltenen Leistungsabgabevorrichtung 110 der Ausführungsform dar. Die allgemeine Struktur des Fahrzeugs wird der einfacheren Erklärung halber als Erstes beschrieben.
Es wird auf 3 Bezug genommen. Das Fahrzeug ist mit einem Verbrennungsmotor 150 versehen, der als Kraftstoff Benzin verbraucht und Leistung ausgibt. Die Luft, die von einem Luftzuführsystem über ein Drosselventil 166 aufgenommen wird, wird mit einem Kraftstoff, d. h. in dieser Ausführungsform Benzin, gemischt, der von einem Kraftstoffeinspritzventil 151 eingespritzt wird. Die Luft-/Kraftstoffmischung wird einer Verbrennungskammer 152 zugeführt, so dass sie explosiv gezündet und verbrannt wird. Eine lineare Bewegung eines Kolbens 154, der durch die Explosion der Luft-/Kraftstoffmischung nach unten gedrückt wird, wird in eine Drehbewegung einer Kurbelwelle 156 umgewandelt. Die Drosselklappe 166 wird so angetrieben, dass sie durch ein Betätigungselement 168 geöffnet und geschlossen wird. Eine Zündkerze 162 wandelt eine hohe Spannung, die von einer Zündvorrichtung 158 über einen Verteiler 160 angelegt worden ist, in einen Funken um, der die Luft-/Kraftstoffmischung explosionsartig zündet und verbrennt.
Der Betrieb des Verbrennungsmotors 150 wird durch eine elektronische Steuereinheit (die im Folgenden als EFIECU bezeichnet wird) 170 gesteuert. Die EFIECU 170 empfängt Informationen von verschiedenen Sensoren, welche Betriebsbedingungen des Verbrennungsmotors 150 erfassen. Diese Sensoren umfassen einen Drosselklappenpositionssensor 167 zum Erfassen einer Klappenbewegug oder -position der Drosselklappe 166, einen Krümmervakuumsensor 172 zum Messen einer Belastung, die auf den Verbrennungsmotor 150 aufgebracht wird, einen Wassertemperatursensor 174 zum Messen der Temperatur von Kühlwasser in dem Verbrennungsmotor 150 und einen Geschwindigkeitssensor 176 und einen Winkelsensor 178, die an dem Verteiler 160 zum Messen der Drehzahl (der Anzahl von Umdrehungen pro vorbestimmtem Zeitraum) und des Drehwinkels der Kurbelwelle 156 angebracht sind. Ein Starterschalter 179 zum Erfassen einer Startbedingung ST eines Zündschlüssels (nicht dargestellt) ist auch mit der EFIECU 170 verbunden. Andere Sensoren und Schalter, die mit der EFIECU 170 verbunden sind, sind aus der Darstellung weggelassen worden.
Die Kurbelwelle 156 des Verbrennungsmotors 150 ist mit einem Planetengetriebe 120, einem ersten Motor MG1, einem zweiten Motor MG2 (die später beschrieben werden) über einen Dämpfer 157 verbunden, welcher die Amplitude von Torsionsschwingungen verringert, die an der Kurbelwelle 156 auftreten. Die Kurbelwelle 156 ist ferner mit einem Differenzialgetriebe 114 über ein Kraftübertragungszahnrad 111 verbunden, das mit einer Antriebswelle 112 verbunden ist, die als Drehwelle des Leistungsübertragungsrades 111 arbeitet. Die Leistungsausgabe von der Leistungsabgabevorrichtung 110 wird schließlich zu den linken und rechten Antriebsrädern 116 und 118 übertragen. Der erste Motor MG1 und der zweite Motor MG2 sind mit einer Regelungsvorrichtung 180 elektrisch verbunden und werden von dieser geregelt. Die Regelungsvorrichtung 180 weist eine innere Steuer-CPU auf, und sie empfängt von einem Schalthebelpositionssensor 184, der an einem Schalthebel 182 angebracht ist, einem Fahrpedalpositionssensor 164a, der an einem Fahrpedal 164 angebracht ist, und einem Bremspedalpositionssensor 165a, der an einem Bremspedal 165 angebracht ist, Eingaben, wie es später im Detail beschrieben wird. Die Regelungsvorrichtung 180 sendet und empfängt durch Datenübertragung eine Vielzahl von Daten und Informationen zu und von der EFIECU 170. Details des Regelungsablaufs, die ein Datenübertragungsprotokoll enthält, werden später beschrieben.
Es wird auf 1 Bezug genommen. Die Leistungsabgabevorrichtung 110 der Ausführungsform umfasst primär den Verbrennungsmotor 150, den Dämpfer 157 zum Verbinden der Kurbelwelle 156 des Verbrennungsmotors 150 mit einer Trägerwelle 127, um die Amplitude der Torsionsschwankungen der Kurbelwelle 156 zu verringern, das Planetengetriebe 120, das einen Planetenradträger 124 aufweist, der mit der Trägerwelle 127 verbunden ist, den ersten Motor MG1 der mit einem Sonnenrad 121 des Planetengetriebes 120 verbunden ist, den zweiten Motor MG2, der mit einem Hohlrad 122 des Planetengetriebes 120 verbunden ist, und die Regelungsvorrichtung 180 zum Ansteuern und Regeln der ersten und zweiten Motoren MG1 und MG2.
Das Folgende beschreibt eine Struktur des Planetengetriebes 120 und der ersten und zweiten Motoren MG1 und MG2 basierend auf 2. Das Planetengetriebe 120 umfasst das Sonnenrad 121, das mit einer hohlen Sonnenradwelle 125 verbunden ist, durch die die Trägerwelle 127 hindurchgeht, das Hohlrad 122, das mit einer Hohlradwelle 126 koaxial mit der Trägerwelle 127 verbunden ist, eine Vielzahl von Planetenrädern 123, die zwischen dem Sonnenrad 121 und dem Hohlrad 122 derart angeordnet sind, dass sie sich um das Sonnenrad 121 drehen, während es sich auf seiner Achse dreht, und den Planetenradträger 124, der mit einem Ende der Trägerwelle 127 verbunden ist, um die Trägerwellen der Planetenräder 123 zu halten. In dem Planetengetriebe 120 arbeiten drei Wellen, d. h. die Sonnenradwelle 125, die Hohlradwelle 126 und die Trägerwelle 127, die jeweils mit dem Sonnenrad 121, dem Hohlrad 122 und dem Planetenradträger 124 verbunden sind, als Eingangs- und Ausgangswellen der Leistung. Eine Bestimmung der Leistung, die an zwei von den drei Wellen eingegeben oder von diesen ausgegeben wird, bestimmt automatisch die Leistungsaufnahme zu oder die Leistungsausgabe von der restlichen einen Welle. Die Details des Aufnahme- und Ausgabebetriebs der Leistung an die drei Wellen des Planetengetriebes 120 und von diesen werden später erläutert. An der Sonnenradwelle 125, der Hohlradwelle 126 bzw. der Trägerwelle 127 sind Drehmelder 139, 149 und 159 zum Erfassen der Drehwinkel θs, θr und θc der Sonnenradwelle 125, der Hohlradwelle 126 und der Trägerwelle 127 angebracht.
Ein Leistungszuführrad 128 zum Entnehmen der Leistung ist mit dem Hohlrad 122 verbunden und auf der Seite des ersten Motors MG1 angeordnet. Das Leistungszuführrad 128 ist ferner über einen Kettenriemen 129 mit dem Leistungsübertragungsgetriebe 111 verbunden, so dass die Leistung zwischen dem Leistungszuführrad 128 und dem Leistungsübertragungsgetriebe 111 übertragen wird.
Der erste Motor MG1 ist als Synchronmotor-Generator aufgebaut, und er umfasst einen Läufer 132, der an seiner äußeren Fläche eine Vielzahl von Dauermagneten 135 aufweist, und einen Ständer 133, der daran gewickelte Dreiphasenspulen 134 aufweist, um ein Drehmagnetfeld auszubilden. Der Läufer 132 ist mit der Sonnenradwelle 125 verbunden, die mit dem Sonnenrad 121 des Planetengetriebes 120 verbunden ist. Der Ständer 133 wird so vorbereitet, dass drei dünne Platten von nicht ausgerichtetem elektromagnetischem Stahl eine auf die andere gelegt wird, und er ist an einem Gehäuse 119 befestigt. Der erste Motor MG1 arbeitet als ein Motor zum Drehen des Läufers 132 durch Wechselwirkung zwischen einem Magnetfeld, das durch die Dauermagneten 135 erzeugt wird, und einem Magnetfeld, das durch die Dreiphasenspulen 134 erzeugt wird, oder er arbeitet als ein Generator zum Erzeugen einer elektromotorischen Kraft an beiden Enden der Dreiphasenspulen 134 durch die Wechselwirkung zwischen dem Magnetfeld, das durch die Dauermagneten 135 erzeugt wird, und der Drehung des Läufers 132.
Wie der erste Motor MG1 ist auch der zweite Motor MG2 als Synchronmotor-Generator aufgebaut, und er umfasst einen Läufer 142, der eine Vielzahl von Dauermagneten 145 an seiner Außenfläche aufweist, und einen Ständer 143, der daran gewickelte Dreiphasenspulen aufweist, um einen Drehmagnetfeld auszubilden. Der Läufer 142 ist mit der Hohlradwelle 126 verbunden, die mit dem Hohlrad 122 des Planetengetriebes 120 verbunden ist, wohingegen der Ständer 143 an dem Gehäuse 119 befestigt ist. Der Ständer 143 des Motors MG2 wird auch dadurch hergestellt, dass dünne Platten von nicht ausgerichtetem elektromagnetischem Stahl eine auf die andere gelegt wird. Wie der erste Motor arbeitet der zweite Motor MG2 auch als ein Motor oder als ein Generator.
Die Regelungsvorrichtung 180 zum Ansteuern und Regeln der ersten und zweiten Motoren MG1 und MG2 weist den folgenden Aufbau auf. Es wird erneut auf 1 Bezug genommen. Die Regelungsvorrichtung 180 umfasst einen ersten Steuerkreis 191 zum Ansteuern des ersten Motors, einen zweiten Steuerkreis 192 zum Ansteuern des zweiten Motors, eine Steuer-CPU 190 zum Steuern der beiden ersten und zweiten Steuerkreise 191 und 192 und eine Batterie 194, die eine Anzahl von sekundären Zellen beinhaltet. Die Steuer-CPU 190 ist ein Einchip-Mikroprozessor, welcher einen RAM 190a, der als Arbeitsspeicher verwendet wird, einen ROM 190b, in welchem verschiedene Steuerprogramme gespeichert sind, einen Eingangs-/Ausgangsanschluss (nicht dargestellt) und einen seriellen Verbindungsanschluss (nicht dargestellt) umfasst, durch den Daten von der EFIECU 170 gesendet und von dieser empfangen werden. Die Steuer-CPU 190 empfängt über den Eingangsanschluss eine Vielzahl von Daten. Die Eingangsdaten umfassen einen Drehwinkel θs der Sonnenradwelle 125, der mit dem Drehmelder 139 gemessen wird, einen Drehwinkel θr der Hohlradwelle 126, der mit dem Drehmelder 149 gemessen wird, einen Drehwinkel θc der Trägerwelle 127, der mit dem Drehmelder 159 gemessen wird, eine Fahrpedalposition AP (einen Draufsteigebetrag des Fahrpedals 164), die von dem Fahrpedalpositionssensor 164a ausgegeben wird, eine Bremspedalposition BP (einen Draufsteigebetrag des Bremspedals 165), die von dem Bremspedalpositionssensor 165a ausgegeben wird, eine Schalthebelposition SP, die von dem Schalthebelpositionssensor 184 ausgegeben wird, Werte von Strömen Iu1 und Iv1 von zwei Amperemessgeräten 195 und 196, die in dem ersten Steuerkreis 191 angeordnet sind, Werte von Strömen Iu2 und Iv2 von zwei Amperemessgeräten 197 und 198, die in dem zweiten Steuerkreis 192 angeordnet sind, und eine Restladung BRM der Batterie 194, die mit einem Restladungsmessgerät 199 gemessen wird. Das Restladungsmessgerät 199 kann die Restladung BRM der Batterie 194 durch jedes bekannte Verfahren bestimmen; beispielsweise durch Messen der spezifischen Erdanziehungskraft einer elektrolytischen Lösung in der Batterie 194 oder des Gesamtgewichts der Batterie 194, durch Berechnen der Ströme und der Ladungszeit und der Entladungszeit, oder durch Bewirken eines sofortigen Kurzschlusses zwischen Anschlüssen der Batterie 194 und durch Messen eines Innenwiderstandes gegenüber dem elektrischen Strom.
Die Steuer-CPU 190 gibt ein erstes Steuersignal SW1 zum Antreiben von sechs Transistoren Tr1 bis Tr6, die als Schaltelemente des ersten Steuerkreises 191 arbeiten, und ein zweites Steuersignal SW2 zum Ansteuern von sechs Transistoren Tr11 bis Tr16, die als Schaltelemente des zweiten Steuerkreises 192 arbeiten, aus. Die sechs Transistoren Tr1 bis Tr6 in dem ersten Steuerkreis 191 bilden einen Transistorinverter und sind in Paaren angeordnet, um als Source und als Drain hinsichtlich eines Paars von Energieleitungen L1 und L2 zu arbeiten. Die Dreiphasenspulen (U, V, W) 134 des ersten Motors MG1 sind mit den jeweiligen Kontakten der paarweisen Transistoren in dem ersten Steuerkreis 191 verbunden. Die Energieleitungen L1 und L2 sind jeweils mit Plus- und Minusanschlüssen der Batterie 194 verbunden. Das Steuersignal SW1, das von der Steuer-CPU 190 ausgegeben wird, steuert somit sukzessiv den Energie-EIN-Zeitpunkt der gepaarten Transistoren Tr1–Tr6. Die elektrischen Ströme, die durch die Dreiphasenspulen 134 strömen, machen eine PWM-(Pulsweitenmodulations-)Steuerung durch, um Quasi-Sinuswellen zu erzeugen, die es ermöglichen, dass die Dreiphasenspulen 134 ein Drehmagnetfeld ausbilden.
Die sechs Transistoren Tr11–Tr16 in dem zweiten Steuerkreis 192 bilden auch einen Transistorinverter und sind in der gleichen Art und Weise wie die Transistoren Tr1– Tr6 in dem ersten Steuerkreis 191 angeordnet. Die Dreiphasenspulen (U, V, W) 144 des zweiten Motors MG2 sind mit den jeweiligen Kontakten der paarweisen Transistoren in dem zweiten Steuerkreis 191 verbunden. Das zweite Steuersignal SW2, das von der Steuer-CPU 190 ausgegeben wird, steuert sukzessiv die Leistung-EIN-Zeit der paarweisen Transistoren Tr11–Tr16. Die elektrischen Ströme, die durch die Dreiphasenspulen 144 strömen, machen eine PWM-Steuerung durch, um Quasi-Sinuswellen zu erzeugen, die es ermöglichen, dass die Dreiphasenspulen 144 ein Drehmagnetfeld ausbilden.
Das Folgende beschreibt den Betrieb der Leistungsabgabevorrichtung 110 der ersten Ausführungsform mit dem obigen Aufbau. In der folgenden Erläuterung wird der Ausdruck "Leistung" durch das Produkt aus dem Drehmoment, das auf eine Welle wirkt, und aus der Drehzahl der Welle ausgedrückt, und er repräsentiert die Höhe der Energieausgabe pro Zeiteinheit. Der Ausdruck "Leistungszustand" kennzeichnet einen Ansteuerungspunkt, der aus einer Kombination des Drehmoments und der Drehzahl definiert ist und der eine bestimmte Leistung ergibt. Es gibt jedoch zahlreiche Kombinationen aus dem Drehmoment und der Drehzahl, um einen Ansteuerungspunkt zu definieren, der eine bestimmte Leistung ergibt. Die Leistungsabgabevorrichtung wird auf der Grundlage des Energieflusses zu jeden Zeitpunkt geregelt, mit anderen Worten, auf der Grundlage der Energiebalance pro Zeiteinheit. Der Ausdruck "Energie" wird hier somit als Synonym für "Leistung" verwendet und repräsentiert die Energie pro Zeiteinheit. Auf die gleiche Art und Weise repräsentiert sowohl der Ausdruck "elektrische Leistung" und "elektrische Energie" elektrische Energie pro Zeiteinheit.
Die Leistungsabgabevorrichtung 110 der Ausführungsform, die somit aufgebaut ist, arbeitet gemäß den Betriebsprinzipien, die unten erläutert sind, insbesondere mit dem Prinzip der Drehmomentumwandlung. Als Beispiel wird angenommen, dass der Verbrennungsmotor 150 bei einem Ansteuerungspunkt P1 der Drehzahl Ne und des Drehmoments Te angesteuert wird, und dass die Hohlradwelle 126 bei einem anderen Ansteuerungspunkt P2 angesteuert wird, der durch eine andere Drehzahl Nr und durch ein anderes Drehmoment Tr definiert ist, aber einen Energiebetrag liefert, der mit einer Energie Pe identisch ist, die von dem Verbrennungsmotor 150 ausgegeben wird. Das bedeutet, dass die Leistung, die von dem Verbrennungsmotor 150 ausgegeben wird, einer Drehmomentumwandlung unterzogen wird und auf die Hohlradwelle 126 übertragen wird. Das Verhältnis zwischen dem Drehmoment und der Drehzahl des Verbrennungsmotors 150 und der Hohlradwelle 126 unter solchen Bedingungen ist in der grafischen Darstellung von 4 gezeigt.
Gemäß der Mechanik kann das Verhältnis zwischen der Drehzahl und dem Drehmoment der drei Wellen in dem Planetengetriebe 120 (d. h. der Sonnenwelle 125, der Hohlradwelle 126 und der Trägerwelle 127) als Nomogramme ausgedrückt werden, die in den 5 und 6 dargestellt sind, und es kann geometrisch gelöst werden. Das Verhältnis zwischen der Drehzahl und dem Drehmoment der drei Wellen in dem Planetengetrieben 120 kann numerisch durch Berechnung von Energien der jeweiligen Wellen ohne Verwendung der Nomogramme analysiert werden. Zur besseren Erläuterung werden in dieser Ausführungsform die Nomogramme verwendet.
In dem Nomogramm von 5 sind die Drehzahl der drei Wellen als Ordinate und das Positionsverhältnis der Koordinatenachsen der drei Wellen als Abszisse gezeichnet. Wenn eine Koordinatenachse S der Sonnenradwelle 125 und eine Koordinatenachse R der Hohlradwelle 126 an beiden Enden eines Liniensegments positioniert ist, ergibt sich eine Koordinatenachse C der Trägerwelle 127 als Innenteilung der Achsen S und R mit einem Verhältnis von 1 zu ρ, worin ρ ein Verhältnis der Zähneanzahl des Sonnenrades 121 zur Zähneanzahl des Hohlrades 122 darstellt und durch die folgende Gleichung ausgedrückt wird: ρ = Zähneanzahl des SonnenradesZähneanzahl des Hohlrades (1)
Wie oben erwähnt wird der Verbrennungsmotor 150 bei der Drehzahl Ne angesteuert, während die Hohlradwelle 126 bei der Drehzahl Nr angesteuert wird. Die Drehzahl Ne des Verbrennungsmotors 150 kann somit auf der Koordinatenachse C der Trägerwelle 127, die mit der Kurbelwelle 156 des Verbrennungsmotors 150 verbunden ist, dargestellt werden, und die Drehzahl Nr der Hohlradwelle 126 kann auf der Koordinatenachse R der Hohlradwelle 126 dargestellt werden. Es wird eine Gerade gezogen, die durch beide Punkte hindurchgeht, und es ergibt sich aus dem Schnittpunkt dieser Geraden und der Koordinatenachse S eine Drehzahl Ns der Sonnenradwelle 125. Diese Gerade wird im Folgenden als dynamische kollineare Linie bezeichnet. Die Dreh zahl Ns der Sonnenradwelle 125 kann aus der Drehzahl Ne des Verbrennungsmotors 150 und aus der Drehzahl Nr der Hohlradwelle 126 gemäß einem Proportionalitätsausdruck, der sich aus der folgenden Gleichung (2) ergibt, berechnet werden. In dem Planetengetriebe 120 resultiert die Bestimmung der Drehungen der zwei Räder von dem Sonnenrad 121, dem Hohlrad 122 und dem Planetenradträger 124 in einem automatischen Einstellen der Drehung des verbleibenden einen Rades. Ns = Nr – (Nr – Ne)1+ρρ (2)
Anschließend wird das Drehmoment Te des Verbrennungsmotors 150 (in der Zeichnung nach oben) auf die dynamische kollineare Linie auf der Koordinatenachse der Trägerwelle 127, welche die Funktion einer Wirkungslinie hat, aufgebracht. Die dynamische kollineare Linie gegenüber dem Drehmoment kann als starrer Körper betrachtet werden, auf den eine Kraft als Vektor aufgebracht wird. Auf der Grundlage des Verfahrens zum Teilen der Kraft in zwei unterschiedliche parallele Wirkungslinien wird das Drehmoment Te, das auf die Koordinatenachse C wirkt, in ein Drehmoment Tes auf der Koordinatenachse S und in ein Drehmoment Ter auf der Koordinatenachse R geteilt. Die Höhen der Drehmomente Tes und Ter ergeben sich durch die folgenden Gleichungen (3) und (4): Tes = Te × ρ1+ρ (3) Ter = Te × 11+ρ (4)
Das Gleichgewicht von Kräften an der dynamischen kollinearen Linie ist für den stabilen Zustand der dynamischen kollinearen Linie wesentlich. Gemäß einem konkreten Ablauf wird auf die Koordinatenachse S ein Drehmoment Tm1 aufgebracht, das zwar die gleiche Höhe, aber die entgegengesetzte Richtung wie das Drehmoment Tes hat, wohingegen auf die Koordinatenachse R ein Drehmoment Tm2 aufgebracht wird, das zwar die gleiche Höhe, aber die entgegengesetzte Richtung zu einer resultierenden Kraft aus dem Drehmoment Ter und aus dem Drehmoment hat, das die gleiche Höhe, aber die entgegengesetzte Richtung zu dem von der Hohlradwelle 126 ausgegebenen Drehmoment Tr hat. Das Drehmoment Tm1 wird durch den ersten Motor MG1 und das Drehmoment Tm2 wird durch den zweiten Motor MG2 erzeugt. Der erste Motor MG1 verwendet das Drehmoment Tm1 umgekehrt zu seiner Drehung, und er ar beitet dadurch als Generator, um eine elektrische Energie Pm1, die sich als Produkt aus dem Drehmoment Tm1 und der Drehzahl Ns ergibt, von der Sonnenradwelle 125 zu regenerieren. Der zweite Motor MG2 verwendet das Drehmoment Tm2 in seiner Drehrichtung und arbeitet dadurch als Motor, um als eine Leistung zu der Hohlradwelle eine elektrische Energie Pm2 auszugeben, die sich als Produkt aus dem Drehmoment Tm2 und der Drehzahl Nr ergibt.
In dem Fall, dass die elektrische Energie Pm1 mit der elektrischen Energie Pm2 identisch ist, kann die gesamte elektrische Leistung, die von dem zweiten Motor MG2 verbraucht wird, durch den ersten Motor MG1 regeneriert und zugeführt werden. Um einen solchen Zustand zu erzielen, sollte die gesamte eingegebene Energie ausgegeben werden; d. h. die Energie Pe, die von dem Verbrennungsmotor 150 ausgegeben wird, sollte gleich einer Energie Pr sein, die zu der Hohlradwelle 126 ausgegeben wird. Genauer gesagt wird die Energie Pe, die als das Produkt aus dem Drehmoment Te und aus der Drehzahl Ne ausgedrückt wird, gleich der Energie Pr, die als Produkt aus dem Drehmoment Tr und aus der Drehzahl Nr ausgedrückt wird. Es wird auf 4 Bezug genommen. Die Leistung, die als das Produkt aus dem Drehmoment Te und aus der Drehzahl Ne ausgedrückt wird und von dem Verbrennungsmotor 150 ausgegeben wird, der bei dem Ansteuerungspunkt P1 angesteuert wird, wird einer Drehmomentumwandlung unterworfen und an die Hohlradwelle 126 zwar als die Leistung mit der gleichen Energie ausgegeben, aber sie wird als das Produkt aus dem Drehmoment Tr und aus der Drehzahl Nr ausgedrückt. Wie oben erläutert wird die Leistung, die zu der Hohlradwelle 126 ausgegeben wird, über das Leistungszuführrad 128 und das Leistungsübertragungsgetriebe 111 an die Antriebswelle 112 und über das Differenzialgetriebe 114 weiter zu den Antriebsrädern 116 und 118 übertragen. Zwischen der Leistung, die zu der Hohlradwelle 126 ausgegeben wird, und der Leistung, die zu den Antriebsrädern 116 und 118 übertragen wird, wird demgemäß ein lineares Verhältnis gehalten. Die Leistung, die zu den Antriebsrädern 116 und 118 übertragen wird, kann somit dadurch geregelt werden, dass die Leistung, die zu der Hohlradwelle 126 ausgegeben wird, eingestellt wird.
Obwohl die Drehzahl Ns der Sonnenradwelle 125 in dem Nomogramm von 5 positiv ist, kann sie gemäß der Drehzahl Ne des Verbrennungsmotors 150 und gemäß der Drehzahl Nr der Hohlradwelle 126 negativ sein, wie es in dem Nomogramm von 6 gezeigt ist. In dem letzteren Fall verwendet der erste Motor MG1 das Drehmoment in seiner Drehrichtung und arbeitet dadurch als Motor, um die elektrische Energie Pm1 zu verbrauchen, die sich als Produkt aus dem Drehmoment Tm1 und aus der Drehzahl Ns ergibt. Andererseits verwendet der zweite Motor MG2 das Drehmoment entgegengesetzt zu seiner Drehrichtung und arbeitet dadurch als Generator, um die elektrische Energie Pm2, die sich als Produkt aus dem Drehmoment Tm2 und aus der Drehzahl Nr ergibt, von der Hohlradwelle 126 zu regenerieren. In dem Fall, dass die elektrische Energie Pm1, die von dem ersten Motor MG1 verbraucht wird, gleich der elektrischen Energie Pm2, die von dem zweiten Motor MG2 unter solchen Bedingungen verbraucht wird, gemacht wird, kann die gesamte elektrische Leistung, die von dem ersten Motor MG1 verbraucht wird, von dem zweiten Motor MG2 geliefert werden.
Die obige Beschreibung bezieht sich auf die fundamentale Drehmomentumwandlung in der Leitungsabgabevorrichtung 110 der Ausführungsform. Die Leistungsabgabevorrichtung 110 kann jedoch andere Betriebsweisen genauso wie die obige fundamentale Betriebsweise durchführen, welche die Drehmomentumwandlung für die gesamte von dem Verbrennungsmotor 150 ausgegebene Leistung durchführt und welche das umgewandelte Drehmoment zu der Hohlradwelle 126 ausgibt. Die möglichen Betriebsweisen umfassen eine Betriebsweise zum Laden der Batterie 194 mit der überschüssigen elektrischen Energie und eine Betriebsweise zum Ergänzen einer unzureichenden elektrischen Energie mit der elektrischen Leistung, die in der Batterie 194 gespeichert ist. Diese Betriebsweisen werden dadurch realisiert, dass die Leistung, die von dem Verbrennungsmotor 150 ausgegeben wird (d. h. das Produkt aus dem Drehmoment Te und aus der Drehzahl Ne), die elektrische Energie Pm1, die von dem ersten Motor MG1 regeneriert oder verbraucht wird, und die elektrische Energie Pm2, die von dem zweiten Motor MG2 regeneriert oder verbraucht wird, geregelt werden.
Das oben erläuterte Betriebsprinzip basiert auf der Annahme, dass die Effizienz der Leistungsumwandlung durch das Planetengetriebe 120, durch die Motoren MG1 und MG2 und durch die Transistoren Tr1 bis Tr16 gleich dem Wert "1" ist, der 100 % repräsentiert. In dem tatsächlichen Zustand ist die Umwandlungseffizienz jedoch geringer als der Wert "1", und es ist erforderlich, die Energie Pe, die von dem Verbrennungsmotor 150 ausgegeben wird, ein wenig größer zu machen als die Energie Pr, die zu der Hohlradwelle 126 ausgegeben wird, oder alternativ die Energie Pr, die zu der Hohlradwelle 126 ausgegeben wird, etwas geringer zu machen als die Energie Pe, die von dem Verbrennungsmotor 150 ausgegeben wird. Als Beispiel kann die Energie Pe, die von dem Verbrennungsmotor 150 ausgegeben wird, dadurch berechnet werden, dass die Energie Pr, die zu der Hohlradwelle 126 ausgegeben wird, mit dem Kehrwert der Umwandlungseffizienz multipliziert wird. In dem Zustand des Nomogramms von 5 kann das Drehmoment Tm2 des zweiten Motors MG2 dadurch berechnet werden, dass die elektrische Leistung, die durch den ersten Motor MG1 regeneriert wird, mit den Effizienzen der beiden Motoren MG1 und MG2 multipliziert wird. In dem Zu stand des Nomogramms von 6 kann andererseits das Drehmoment Tm2 des zweiten Motors MG2 dadurch berechnet werden, dass die elektrische Leistung, die von dem ersten Motor MG1 verbraucht wird, durch die Effizienzen der beiden Motoren MG1 und MG2 geteilt wird. In dem Planetengetriebe 120 gibt es aufgrund einer mechanischen Reibung oder dergleichen einen Energieverlust oder einen Wärmeverlust, obwohl der Betrag des Energieverlustes im Vergleich zu dem Gesamtbetrag der betreffenden Energie bedeutend gering ist. Die Effizienz der Synchronmotoren, die als die ersten und zweiten Motoren MG1 und MG2 verwendet werden, liegt sehr nahe an dem Wert "1". Bekannte Vorrichtungen, wie z.B. GTOs, die bei den Transistoren Tr1 bis Tr16 verwendet werden können, haben einen extrem geringen EIN-Widerstand. Die Effizienz der Leistungsumwandlung ist somit praktisch gleich dem Wert "1". Der Bequemlichkeit halber wird bei der folgenden Erklärung der Ausführungsform die Effizienz so lange so angesehen, dass sie gleich dem Wert "1" ist (= 100 %), bis etwas anderes angegeben wird.
Das Folgende beschreibt einen Regelungsablauf zum Stoppen des Betriebs des Verbrennungsmotors 150, während das Fahrzeug durch die obige Drehmomentregelung gefahren wird, und zwar auf der Grundlage einer Routine zur Regelung des Stoppens des Verbrennungsmotors, die in dem Ablaufdiagramm von 7 dargestellt ist. Die Routine zur Regelung des Stoppens des Verbrennungsmotors von 7 wird ausgeführt, wenn der Fahrer an den Motoransteuerungsmodus nur mit dem zweiten Motor MG2. eine Schaltanweisung gibt oder wenn die Steuer-CPU 190 der Regelungsvorrichtung 180 eine (nicht dargestellte) Routine zur Bestimmung eines Betriebsmodus durchführt und den Motoransteuerungsmodus nur mit dem zweiten Motor MG2 auswählt.
Wenn das Programm in die Routine zur Regelung des Stoppens des Verbrennungsmotors eintritt, gibt die Steuer-CPU 190 der Regelungsvorrichtung 180 als Erstes an die EFIECU 170 in Schritt S100 durch Datenübertragung ein Signal zum Stoppen des Verbrennungsmotorbetriebes aus, um den Betrieb des Verbrennungsmotors 150 zu stoppen. Als Reaktion auf das Signal zum Stoppen des Verbrennungsmotorbetriebes stoppt die EFIECU 170 die Kraftstoffeinspritzung von dem Kraftstoffeinspritzventil 151 und das Anlegen einer Spannung an die Zündkerze 162, und sie schließt die Drosselklappe 166 vollständig. Diese Abläufe stoppen den Betrieb des Verbrennungsmotors 150.
Anschließend liest die Steuer-CPU 190 in Schritt S102 die Drehzahl Ne des Verbrennungsmotors 150 ein. Die Drehzahl Ne des Verbrennungsmotors 150 kann aus dem Drehwinkel θc der Trägerwelle 127, der aus dem Drehmelder 159 ausgelesen wird, berechnet werden, welcher an der Trägerwelle 127 angebracht ist, welche mit der Kurbelwelle 156 über den Dämpfer 157 verbunden ist. Als Alternative kann die Drehzahl Ne des Verbrennungsmotors 150 direkt mit dem Geschwindigkeitssensor 176, der an dem Verteiler 160 angebracht ist, gemessen werden. In letzterem Fall empfängt die Steuer-CPU 190 Daten der Drehzahl Ne von der EFIECU 170, die mit dem Geschwindigkeitssensor 176 durch Datenübertragung verbunden ist.
Nach dem Empfangen der Drehzahl Ne des Verbrennungsmotors 150 legt die Steuer-CPU 190 auf der Grundlage der empfangenen Drehzahl Ne in Schritt S104 einen Anfangswert an einem Zeitzähler TC fest. Der Zeitzähler TC ist ein Parameter, der verwendet wird, um in Schritt S108 (der später beschrieben wird) eine Solldrehzahl Ne* des Verbrennungsmotors 150 festzulegen, und er wird in Schritt S106 jedes Mal, wenn der Ablauf von Schritt S106 bis S116 wiederholt wird, um eins erhöht. Der Anfangswert an dem Zeitzähler TC wird auf der Grundlage einer Abbildung festgelegt, welche das Verhältnis zwischen dem Zeitzähler TC als Parameter und der Solldrehzahl Ne* des Verbrennungsmotors 150 zeigt, beispielsweise eine Abbildung, die in 8 dargestellt ist. Gemäß einem konkreten Ablauf wird der Wert des Zeitzählers TC, welcher der Eingangsdrehzahl Ne (Solldrehzahl Ne*) entspricht, die auf der Ordinate gezeichnet ist, aus der Abbildung von 8 gelesen.
Die Steuer-CPU 190 erhöht in Schritt S106 den voreingestellten Zeitzähler TC, und sie legt die Solldrehzahl Ne* des Verbrennungsmotors 150, die dem erhöhten Zeitzähler TC entspricht, unter Verwendung der in 8 gezeigten Abbildung in Schritt S108 fest. Gemäß einem konkreten Ablauf wird die Solldrehzahl Ne*, die dem Zeitzähler TC entspricht und auf der Abszisse gezeichnet ist, aus der Abbildung von 8 ausgelesen. In der Abbildung von 8 ist ein Ablauf zum Bestimmen der Solldrehzahl Ne* gezeigt, die dem Wert "TC + 1" entspricht, welcher der Anfangswert auf dem Zeitzähler TC plus eins ist. Die Steuer-SPU 190 empfängt anschließend in Schritt S110 die Drehzahl Ne des Verbrennungsmotors 150, und sie legt in Schritt S112 einen Drehmomentbefehlswert Tm1* des ersten Motors MG1 auf der Grundlage der eingegebenen Drehzahl Ne und der voreingestellten Solldrehzahl Ne* gemäß der folgenden Gleichung (5) fest. Der erste Term auf der rechten Seite der Gleichung (5) ist ein Proportionalitätsterm, um die Abweichung der Istdrehzahl Ne von der Solldrehzahl Ne* zu beseitigen, und der zweite Term auf der rechten Seite ist ein Integralterm, um die stationäre Abweichung zu beseitigen. K1 und K2 kennzeichnen Proportionalitätskonstanten. TM1* ← K1(Ne* – Ne) + K2 ∫(Ne* – Ne)dt (5)
Anschließend legt die Steuer-CPU 190 in Schritt S114 einen Drehmomentbefehlswert Tm2 des zweiten Motors MG2 auf der Grundlage eines Drehmomentbefehlswertes Tr*, der an die Hohlradwelle 126 ausgegeben werden soll, und des voreingestellten Drehmomentbefehlswertes Tm* des ersten Motors MG1 gemäß der folgenden Gleichung (6) fest. Der zweite Term auf der rechten Seite von Gleichung (6) repräsentiert ein Drehmoment, das über das Planetengetriebe 120 auf die Hohlradwelle 126 übertragen wird, wenn das Drehmoment, das durch den Drehmomentbefehlswert Tm1* definiert ist, von dem ersten Motor MG1 ausgegeben wird, während der Verbrennungsmotor 150 gestoppt ist. K3 kennzeichnet eine Proportionalitätskonstante. In dem Gleichgewichtszustand an der dynamischen kollinearen Linie in den Nomogramm beträgt die Proportionalitätskonstante K3 eins. In einem vorübergehenden Zustand im Verlauf des Stoppens des Betriebs des Verbrennungsmotors 105 wird ein Teil des Drehmoments, das von dem ersten Motor MG1 ausgegeben wird, verwendet, um die Bewegung des Trägheitssystems zu ändern, das aus dem Verbrennungsmotor 150 und dem ersten Motor MG1 besteht. Die Proportionalitätskonstante K3 ist demgemäß kleiner als eins. Ein konkreter Ablauf zum genauen Bestimmen dieses Drehmomentes berechnet ein Drehmoment (ein Trägheitsdrehmoment), das verwendet wird, um die Bewegung des Trägheitssystems zu ändern, indem ein Trägheitsmoment, das aus dem ersten Motor MG1 des Trägheitssystems zu sehen ist, mit einer Winkelbeschleunigung der Sonnenradwelle 125 multipliziert wird, er subtrahiert das Trägheitsdrehmoment von dem Drehmomentsbefehlswert Tm1* und er teilt die Differenz durch das Zähneverhältnis p. Weil der Drehmomentbefehlswert Tm1*, der durch diese Routine festgelegt wird, ein relativ kleiner Wert ist, verwendet der Ablauf dieser Ausführungsform die Proportionalitätskonstante K3, um die Berechnung zu vereinfachen. Der Drehmomentbefehlswert Tr*, der zu der Hohlradwelle 126 ausgegeben werden soll, wird auf der Grundlage des Draufdrückbetrages des Fahrpedales 164 durch den Fahrer gemäß einer Routine zum Festlegen des erforderlichen Drehmoments, die in dem Ablaufdiagramm von 9 gezeigt ist, festgelegt. Das Folgende erläutert den Ablauf zum Einstellen des Drehmomentbefehlswertes Tr*. Tm2* ← Tr* – K3 × Tm1*ρ (6)
Die Routine zum Festlegen des erforderlichen Drehmoments von 9 wird an vorbestimmten Zeitintervallen (beispielsweise alle 8 ms) wiederholt ausgeführt. Wenn das Programm in die Routine von 9 eintritt, liest die Steuer-CPU 190 der Regelungsvorrichtung 180 als erstes in Schritt S130 die Drehzahl Nr der Hohlradwelle 126 ein. Die Drehzahl Nr der Hohlradwelle 126 kann aus dem Drehwinkel θr der Hohlradwelle 126 berechnet werden, der von dem Drehmelder 149 gelesen wird. Anschließend liest die Steuer-CPU 190 in Schritt S132 die Fahrpedalposition AP ein, die durch den Fahrpedalpositionssensor 164a erfasst wird. Der Fahrer tritt auf das Fahrpedal 164, wenn er ein unzureichendes Ausgangsdrehmoment fühlt. Der Wert der Fahrpedalposition AP repräsentiert demgemäß das Solldrehmoment, das an die Hohlradwelle 126 und schließlich an die Antriebsräder 116 und 118 ausgegeben werden soll. Die Steuer-CPU 190 bestimmt anschließend in Schritt S134 den Drehmomentbefehlswert Tr*, d. h. das Solldrehmoment, das an die Hohlradwelle 126 ausgegeben werden soll, und zwar auf der Grundlage der eingegebenen Drehzahl Nr der Hohlradwelle 126 und der eingegebenen Fahrpedalposition AP. Hier wird aus der Fahrpedalposition AP und aus der Drehzahl Nr nicht das Drehmoment, das an die Antriebsräder 116 und 118 ausgegeben werden soll, sondern das Drehmoment, das an die Hohlradwelle 126 ausgegeben werden soll, berechnet. Der Grund dafür ist der, dass die Hohlradwelle 126 mit den Antriebsrädern 116 und 118 über das Leistungszuführrad 128, das Kraftübertragungsgetriebe 111 und das Differenzialgetriebe 114 mechanisch verbunden ist, und die Bestimmung des Drehmoments, das an die Hohlradwelle 126 ausgegeben werden soll, resultiert somit in einer Bestimmung des Drehmoments, das an die Antriebsräder 116 und 118 ausgegeben werden soll. In dieser Ausführungsform wird eine Abbildung, welche das Verhältnis zwischen dem Drehmomentbefehlswert Tr*, der Drehzahl Nr der Hohlradwelle 126 und der Fahrpedalposition AP darstellt, im Voraus vorbereitet und in dem ROM 190b gespeichert. Gemäß einem konkreten Ablauf wird in Schritt S134 der Drehmomentbefehlswert Tr*, welcher der eingegebenen Fahrpedalposition AP und der eingegebenen Drehzahl Nr der Hohlradwelle 126 entspricht, aus der Abbildung, die in dem ROM 190b gespeichert ist, gelesen. Ein Beispiel von erhältlichen Abbildungen ist in 10 gezeigt.
Es wird wieder auf das Ablaufdiagramm von 7 Bezug genommen. Nachdem in Schritt S112 der Drehmomentbefehlswert Tm1* des ersten Motors MG1 und in Schritt S114 der Drehmomentbefehlswert Tm2* des zweiten Motors MG2 festgelegt worden sind, führt das Programm wiederholt eine Routine zur Regelung des ersten Motors MG1, die in dem Ablaufdiagramm von 11 gezeigt ist, und eine Routine zur Regelung des zweiten Motors MG2, die in dem Ablaufdiagramm von 12 dargestellt ist, an vorbestimmten Zeitintervallen (beispielsweise alle 4 ms) durch einen Unterbrechungsvorgang durch, wodurch der erste Motor MG1 und der zweite Motor MG2 so geregelt werden, dass sie die Drehmomente ausgeben, die durch die voreingestellten Drehmomentbefehlswerte definiert sind. Die Regelabläufe des ersten Motors MG1 und des zweiten Motors MG2 werden später beschrieben.
Anschließend vergleicht die Steuer-CPU 190 der Regelungsvorrichtung 180 in Schritt S116 die Drehzahl Ne des Verbrennungsmotors 150 mit einem Grenzwert Nref. Der Grenzwert Nref ist so festgelegt, dass er nahe an der Solldrehzahl Ne* des Verbrennungsmotors 150 liegt, die durch den Ablauf in dem Motoransteuerungsmodus mit nur dem zweiten Motor MG2 bestimmt wird. In dieser Ausführungsform ist die Solldrehzahl Ne* des Verbrennungsmotors 150, die durch den Ablauf in dem Motoransteuerungsmodus mit nur dem zweiten Motor MG2 bestimmt wird, gleich null, und der Grenzwert Nref ist so festgelegt, dass er fast null ist. Der Grenzwert Nref ist kleiner als die untere Grenze eines bestimmten Drehzahlbereichs, in welchem das System, das mit der Kurbelwelle 156 und der Trägerwelle 127 verbunden ist, die miteinander durch den Dämpfer 157 verbunden sind, eine Resonanz verursacht. In dem Fall, dass die Drehzahl Ne des Verbrennungsmotors 150 größer als der Grenzwert Nref ist, bestimmt das Programm einen Übergangszustand im Verlauf des Stoppens des Betriebs der Verbrennungsmotors 150 und dass die Drehzahl Ne des Verbrennungsmotors 150 noch nicht geringer ist als die untere Grenze des bestimmten Drehzahlbereichs, welcher eine Resonanz erzeugt. Das Programm kehrt demgemäß zu Schritt S106 zurück und wiederholt den Ablauf von Schritt S106 bis S116. Jedes Mal, wenn der Ablauf von S106 bis S116 wiederholt wird, wird der Zeitzähler TC erhöht, und es wird aus der in 8 gezeigten Abbildung ein kleinerer Wert ausgelesen und als die Solldrehzahl Ne* des Verbrennungsmotors 150 festgelegt. Die Drehzahl Ne des Verbrennungsmotors 150 verringert sich daher um eine zu der Steigung der Solldrehzahl Ne*, die in der Abbildung von 8 gezeigt ist, ähnlichen Steigung. In dem Fall, dass die Steigung der Solldrehzahl Ne* so festgelegt ist, dass sie nicht geringer ist als die Steigung einer natürlichen Änderung in der Drehzahl Ne zum Zeitpunkt des Stoppens des Kraftstoffeinspritzens zu dem Verbrennungsmotor 150, kann die Drehzahl Ne des Verbrennungsmotors 150 abrupt verringert werden. In dem Fall, dass die Steigung der Solldrehzahl Ne* so festgelegt ist, dass sie geringer ist als die Steigung der natürlichen Änderung der Drehzahl Ne, kann im Gegensatz dazu die Drehzahl Ne des Verbrennungsmotors 150 sanft verringert werden. In dieser Ausführungsform ist die Steigung der Solldrehzahl Ne* so festgelegt, dass sie nicht geringer ist als die Steigung der natürlichen Änderung der Drehzahl Ne, mit der Annahme, dass die Drehzahl Ne durch den bestimmten Drehzahlbereich hindurchgelangt, der eine Resonanz verursacht.
In dem Fall, dass in Schritt S116 die Drehzahl Ne des Verbrennungsmotors kleiner oder gleich dem Grenzwert Nref wird, legt das Programm andererseits in Schritt S118 für den Drehmomentbefehlswert Tm1* des ersten Motors MG1 ein Beendigungsdrehmoment Tc fest, es legt in Schritt S120 den Drehmomentbefehlswert Tm2* des zweiten Motors MG2 gemäß der obigen Gleichung (6) fest, und es wartet in Schritt S122 für einen vorbestimmten Zeitraum. Das Beendigungsdrehmoment Tc verhindert, dass die Drehzahl Ne des Verbrennungsmotors 150 einen negativen Wert annimmt, d. h., dass sie unterschwingt. Der Grund dafür, warum die Drehzahl Ne des Verbrennungsmotors 150 unterschwingt, wenn der Betrieb des Verbrennungsmotors 150 durch den ersten Motor MG1 unter der PI-Regelung positiv gestoppt worden ist, ist im Voraus beschrieben worden.
Nachdem der vorbestimmte Zeitraum verstrichen ist, während der erste Motor MG1 das Beendigungsdrehmoment Tc ausgibt, legt das Programm in Schritt S124 den Drehmomentbefehlswert Tm1* des ersten Motors MG1 so fest, dass er gleich null ist, und es legt den Drehmomentbefehlswert Tm2* des zweiten Motors MG2. in Schritt S126 so fest, dass er dem Drehmomentbefehlswert Tr* entspricht. Anschließend verlässt das Programm diese Routine und führt den Ablauf in dem Motoransteuerungsmodus mit nur dem zweiten Motor MG2 aus (nicht dargestellt).
Der Regelungsbetrieb des ersten Motors MG1 folgt auf die Routine zur Regelung des ersten Motors MG1, die in dem Ablaufdiagramm von 11 dargestellt ist. Wenn das Programm in die Routine von 11 eintritt, empfängt die Steuer-CPU 190 der Regelungsvorrichtung 180 als Erstes in Schritt S180 den Drehwinkel θs der Sonnenradwelle 125 von dem Drehmelder 139, und sie berechnet in Schritt S181 einen Elektrowinkel θ1 des ersten Motors MG1 von dem Drehwinkel θs der Sonnenradwelle 125. Weil in dieser Ausführungsform als der erste Motor MG1 ein Synchronmotor eines Vierpolpaares (d. h. vier N-Pole und vier S-Pole) verwendet wird, ist der Drehwinkel θs der Sonnenradwelle 125 vervierfacht, um den Elektrowinkel θ1 zu liefern (θ1 = 4 θs). Anschließend erfasst die CPU 190 in Schritt S182 Werte von Strömen Iu1 und Iv1, die durch die U-Phase und die V-Phase der Dreiphasenspulen 134 in dem ersten Motor MG1 fließen, mit Amperemessgeräten 195 und 196. Obwohl die Ströme natürlich durch alle drei Phasen U, V und W fließen, ist eine Messung nur für die Ströme erforderlich, die durch die zwei Phasen hindurchgehen, weil die Summe der Ströme gleich null ist. In dem anschließenden Schritt S184 führt die Steuer-CPU 190 Koordinatentransformationen (Dreiphasen- bis Zweiphasentransformation) durch, wobei die in Schritt S182 erzielten Werte von Strömen verwendet werden, die durch die drei Phasen hindurchströmen. Die Koordinatentransformation bildet die Werte von Strömen, die durch die drei Phasen fließen, auf die Werte von Strömen, die durch d- und q-Achsen des Synchronmotors des Dauermagnettyps hindurchgehen, ab, und sie wird gemäß folgender Gleichung (7) ausgeführt. Die Koordinatentransformation wird ausgeführt, weil die Ströme, die durch die d- und q-Achsen fließen, für die Drehmomentregelung in dem Synchronmotor des Dauermagnettyps essenziell sind. Als Alternative kann die Drehmomentregelung direkt mit den Strömen durchgeführt werden, die durch die drei Phasen fließen.
Nach der Transformation auf die Ströme der zwei Achsen berechnet die Steuer-CPU 190 Abweichungen der Ströme Id1 und Iq1, die tatsächlich durch die d- und q-Achsen fließen, von den Strombefehlswerten Id1* und Iq1* der jeweiligen Achsen, die aus dem Drehmomentbefehlswert Tm1* des ersten Motors MG1 berechnet werden, und sie bestimmt anschließend in Schritt S186 Spannungsbefehlswerte Vd1 und Vq1 hinsichtlich der d- und q-Achse. Gemäß einem konkreten Ablauf führt die Steuer-CPU 190 arithmetische Operationen der folgenden Gleichungen (8) und der folgenden Gleichungen (9) durch. In den Gleichungen (9) repräsentieren Kp1, Kp2, Ki1 und Ki2 Koeffizienten, die so festgelegt sind, dass sie für die Eigenschaften des verwendeten Motors geeignet sind. Jeder Spannungsbefehlswert Vd1 (Vq1) weist einen Teil proportional zu der Abweichung ΔI von dem Strombefehlswert I* (der erste Term auf der rechten Seite von Gleichung (9)) und eine Summierung von historischen Daten der Abweichungen ΔI für "i" Male (der zweite Term auf der rechten Seite) auf. ΔId1 = Id1* – Id1 ΔIg1 = Iql* – Iq1 (8) Vd1 = Kp1·ΔId1 + ΣKi1·ΔId1 Vq1 = Kp2·ΔIg2 + ΣKi2·ΔIg1 (9)
Die Steuer-CPU 190 transformiert anschließend in Schritt S188 die Koordinaten der somit erzielten Spannungsbefehlswerte (eine Zweiphasen- bis Dreiphasentransformation) zurück. Dies entspricht einer inversen Transformation der in Schritt S184 durchgeführten Transformation. Die inverse Transformation bestimmt Spannungen Vu1, Vv1 und Vw1, die an die Dreiphasenspulen 134 tatsächlich angelegt werden, wie sie durch die folgenden Gleichungen (10) ausgedrückt werden:
Die tatsächliche Spannungssteuerung wird durch einen EIN-AUS-Betrieb der Transistoren Tr1 bis Tr6 in dem ersten Steuerkreis 191 ausgeführt. Im Schritt S189 wird die EIN- und AUS-Zeit der Transistoren Tr1 bis Tr6 in dem ersten Steuerkreis 191 PWM-(Pulsweitenmodulations-) gesteuert, um die Spannungsbefehlswerte Vu1, Vv1 und Vw1 zu erzielen, die durch die obigen Gleichungen (10) erhalten werden.
Es wird angenommen, dass der Drehmomentbefehlswert Tm1* des ersten Motors MG1 positiv ist, wenn das Drehmoment Tm1 in der Richtung aufgebracht wird, die in den Nomogrammen von 5 und 6 dargestellt ist. Für einen identischen positiven Drehmomentbefehlswert Tm1* wird der erste Motor MG1 derart geregelt, dass er den regenerativen Betrieb ausführt, wenn der Drehmomentbefehlswert Tm1* entgegengesetzt zu der Drehung der Sonnenradwelle 125 wie in dem Zustand des Nomogramms von 5 wirkt, und er wird so geregelt, dass er den Leistungsbetrieb ausführt, wenn der Drehmomentbefehlswert Tm1* in der Drehrichtung der Sonnenradwelle 125 wirkt, wie in dem Zustand des Nomogramms von 6. Für den positiven Drehmomentbefehlswert Tm1* führt sowohl der regenerative Betrieb als auch der Leistungsbetrieb des ersten Motors MG1 die identische Schaltungsregelung. Gemäß einem konkreten Ablauf werden die Transistoren Tr1 bis Tr6 in dem ersten Steuerkreis 191 derart gesteuert, dass an die Sonnenradwelle 125 durch die Kombination aus dem Magnetfeld, das von dem Dauermagneten 135 erzeugt wird, die sich an der Außenfläche des Läufers 132 befinden, mit dem Drehmagnetfeld, das durch die Ströme erzeugt wird, welche durch die Dreifarbenspulen 134 fließen, ein positives Drehmoment aufgebracht werden kann. Die identische Schaltsteuerung wird sowohl für den regenerativen Betrieb als auch für den Leistungsbetrieb des ersten Motors MG1 so lange durchgeführt, bis das Zeichen des Drehmomentbefehlswertes Tm1* nicht verändert wird. Die Routine zur Regelung des ersten Motors, die in dem Ablaufdiagramm von 11 dargestellt ist, kann somit sowohl bei dem regenerativen Betrieb als auch bei dem Leistungsbetrieb verwendet werden. Wenn der Drehmomentbefehlswert Tm1* negativ ist, wird der Drehwinkel θs der Sonnenradwelle 125, der in Schritt S180 ausgelesen wird, in einer entgegengesetzten Richtung verändert. Die Routine zur Regelung des ersten Motors MG1, die in 11 dargestellt ist, kann somit auch in diesem Fall verwendet werden.
Der Regelungsbetrieb des zweiten Motors MG2 folgt auf die Routine zur Regelung des zweiten Motors MG2, die in dem Ablaufdiagramm von 12 dargestellt ist. Der Regelungsvorgang des zweiten Motors MG2 ist zu dem des ersten Motors MG1 identisch, mit Ausnahme, dass der Drehmomentbefehlswert Tm2* und der Drehwinkel θr der Hohlradwelle 126 anstelle des Drehmomentbefehlswertes Tm1* und des Dreh- Winkels θs der Sonnenradwelle 125 verwendet werden. Wenn das Programm in die Routine von 12 eintritt, empfängt die Steuer-CPU 190 der Regelungsvorrichtung 180 als Erstes in Schritt S190 den Drehwinkel θr der Hohlradwelle 126 von dem Drehmelder 149, und sie berechnet in Schritt S191 einen Elektrowinkel θ2 des zweiten Motors MG2 von dem wahrgenommenen Drehwinkel θr der Hohlradwelle 126. In dem anschließenden Schritt S192 werden Phasenströme Iu2 und Iv2 des zweiten Motors MG2 mit den Amperemessgeräten 197 und 198 gemessen. Die Steuer-CPU 190 führt anschließend in Schritt 194 Koordinatentransformationen für die Phasenströme durch, sie berechnet in Schritt S196 Spannungsbefehlswerte Vd2 und Vq2, und sie führt in Schritt S198 eine inverse Transformation von Koordinaten für die Spannungsbefehlswerte durch. Anschließend bestimmt die Steuer-CPU 190 die EIN- und AUS-Zeit der Transistoren Tr11 bis Tr16 in dem zweiten Steuerkreis 192 für den zweiten Motor MG2, und sie führt in Schritt S199 eine PWM-Steuerung durch.
Der zweite Motor MG2 wird auch so geregelt, dass er entweder den regenerativen Betrieb oder den Leistungsbetrieb ausführt, und zwar auf der Grundlage des Verhältnisses zwischen der Richtung des Drehmomentbefehlswertes Tm2* und der Drehrichtung der Hohlradwelle 126. Wie der erste Motor MG1 kann der Regelungsvorgang des zweiten Motors MG2, der in dem Ablaufdiagramm von 12 dargestellt ist, sowohl bei dem regenerativen Betrieb als auch bei dem Leistungsbetrieb verwendet werden. In dieser Ausführungsform wird angenommen, dass der Drehmomentbefehlswert Tm2* des zweiten Motors MG2 positiv ist, wenn das Drehmoment Tm2 in der Richtung aufgebracht wird, die in dem Nomogramm von 5 gezeigt ist.
Das Folgende beschreibt Änderungen bei der Drehzahl Ne des Verbrennungsmotors 150 und des Drehmoments Tm1 des ersten Motors MG1 während des Regelungsvorgangs zum Stoppen des Verbrennungsmotors 150 mit den Nomogrammen der 13 bis 15 und der grafischen Darstellung von 16. 13 ist ein Nomogramm, das den Zustand zeigt, wenn die Routine zur Regelung des Stoppens des Verbrennungsmotors von 7 zum ersten Mal ausgeführt wird; 14 ist ein Nomogramm, das den Zustand zeigt, wenn der Ablauf von Schritt S106 bis S116 in der Routine zur Regelung des Stoppens des Verbrennungsmotors wiederholt durchgeführt worden ist; und 15 ist ein Nomogramm, das den Zustand zeigt, wenn die Drehzahl Ne des Verbrennungsmotors 150 gleich oder geringer als der Grenzwert Nref wird. Wie oben erläutert, ist in dieser Ausführungsform die Steigung der Solldrehzahl Ne* in der Abbildung von 8 so festgelegt, dass sie nicht geringer ist als die Steigung der natürlichen Änderung der Drehzahl Ne. Wie in den 13 und 14 gezeigt ist, wirkt das Drehmoment Tm1, das von dem ersten Motor MG1 ausgegeben wird, somit derart, dass die Drehzahl Ne des Verbrennungsmotors 150 zwangsweise verringert wird. Wenn die Routine zur Regelung des Stoppens des Verbrennungsmotors zum ersten Mal durchgeführt wird, wird das Drehmoment Tm1 entgegengesetzt zu der Drehung der Sonnenradwelle 125 aufgebracht, und der erste Motor MG1 hat demgemäß die Funktion eines Generators. Anschließend nimmt die Drehzahl Ns der Sonnenradwelle 125 einen negativen Wert an, wie es in 14 gezeigt ist, und der erste Motor MG1 hat die Funktion eines Motors. In diesem Moment befindet sich der erste Motor MG1 unter der PI-Regelung auf der Grundlage der Drehzahl Ne des Verbrennungsmotors 150 und der Solldrehzahl Ne*. Die Drehzahl Ne des Verbrennungsmotors 150 ändert sich somit mit einer kleinen Verzögerung von der Solldrehzahl Ne*, wie es in 16 gezeigt ist. Wie oben mit dem Nomogramm von 6 erläutert worden ist, kann die Drehzahl Ns der Sonnenradwelle 125 gemäß der Drehzahl Ne des Verbrennungsmotors 150 und der Drehzahl Nr der Hohlradwelle 126 in dem Zustand vor der Ausgabe einer Anweisung zum Stoppen eines Verbrennungsmotorbetriebes einen negativen Wert annehmen. Das Nomogramm von 14 kann demgemäß den Zustand darstellen, wenn die Routine zur Regelung des Stoppens des Verbrennungsmotors zum ersten Mal ausgeführt wird. In diesem Fall hat der erste Motor MG1 von Anfang an die Funktion eines Motors.
In dem Zustand der Nomogramme der 13 und 14 wird die Kraftstoffzufuhr zu dem Verbrennungsmotor 150 gestoppt, und es wird von dem Verbrennungsmotor 150 demgemäß kein Drehmoment ausgegeben. Der erste Motor MG1 gibt das Drehmoment Tm1 aus, das die Drehzahl Ne des Verbrennungsmotors 150 zwangsweise verringert, und an die Trägerwelle 127 wird als Reaktion auf das Drehmoment Tm1 ein Drehmoment Tsc aufgebracht. Andererseits empfängt die Hohlradwelle 126 das Drehmoment Tm2, das von dem zweiten Motor MG2 ausgegeben wird, und ein Drehmoment Tsr, das über das Planetengetriebe 120 ausgegeben wird, das von dem Drehmoment Tm1 begleitet wird, welches von dem ersten Motor MG1 ausgegeben wird. Das Drehmoment Tsr, das auf die Hohlradwelle 126 aufgebracht wird, kann dadurch berechnet werden, dass das Gleichgewicht an der dynamischen kollinearen Linie und die Änderung der Bewegung des Trägheitssystems, das aus dem Verbrennungsmotor 150 und dem ersten Motor MG1 besteht, in Betracht gezogen werden. Das Drehmoment Tsr entspricht beinahe dem zweiten Term auf der rechten Seite von Gleichung (6). Genauer gesagt wird das Drehmoment, das ungefähr dem Drehmomentbefehlswert Tr* entspricht, somit zu der Hohlradwelle 126 ausgegeben.
Wenn in Schritt S116 in der Routine zur Regelung des Stoppens des Verbrennungsmotors von 7 die Drehzahl Ne des Verbrennungsmotors 150 kleiner oder gleich als der Grenzwert Nref wird, gibt der erste Motor MG1 das Beendigungsdrehmoment Tc aus. Der Verbrennungsmotor 150 stoppt demgemäß, ohne dass die Drehzahl Ne des Verbrennungsmotors 150 unterschwingt, wie es durch die gestrichelte Linie in 16 dargestellt ist, und der Betriebsmodus wird sanft in den Motoransteuerungsmodus mit nur dem zweiten Motor MG2 umgeschalten. In dieser Ausführungsform ist der Drehmomentbefehlswert Tm1* des ersten Motors MG1 in dem Motorantriebsmodus mit nur dem zweiten Motor MG2 auf null festgelegt. Die dynamische kollineare Linie wird somit in dem Zustand stabil gehalten, welcher die letzte Summe der Energie, die für das Laufen des Verbrennungsmotors 150 erforderlich ist, und der Energie, die für das Laufen des ersten Motors MG1 erforderlich ist, hat. Weil der Verbrennungsmotor 150 in der Ausführungsform ein Benzinverbrennungsmotor ist, ist die Energie, die für das Laufen des Verbrennungsmotors 150 erforderlich ist, d. h. die Energie, die für die Reibung und Kompression des Kolbens in dem Verbrennungsmotor 150 erforderlich ist, größer als die Energie, die für das Laufen des Läufers 132 des ersten Motors MG1 erforderlich ist. Die dynamische kollineare Linie ist demgemäß in dem Zustand des Stoppens des Verbrennungsmotors 150 und des Laufens des ersten Motors MG1 so, wie in dem Nomogramm von 15 gezeigt ist. In dem Nomogramm von 15 ist auch das Beendigungsdrehmoment Tc gezeigt, das von dem ersten Motor MG1 ausgegeben wird.
Wie oben erläutert, verringert die Leistungsabgabevorrichtung 110 der Ausführungsform die Drehzahl Ne des Verbrennungsmotors 150 als Reaktion auf eine Anweisung zum Stoppen des Betriebs des Verbrennungsmotors 150 schnell auf null. Dadurch kann die Drehzahl Ne des Verbrennungsmotors 150 schnell durch den bestimmten Drehzahlbereich hindurchgelangen, der an dem Verbrennungsmotor 150 und dem ersten Motor MG1 als Trägheitsmasse eine Resonanz der Torsionsschwingungen verursacht. Dies führt dazu, dass die vereinfachte Struktur des Dämpfers 157 möglich ist, um die Amplitude der Torsionsschwingungen zu verringern.
In der Leistungsabgabevorrichtung 110 der Ausführungsform gibt der erste Motor MG1 das Beendigungsdrehmoment Tc in der Richtung aus, in der die Drehzahl Ne des Verbrennungsmotors 150 erhöht wird, unmittelbar bevor die Drehzahl Ne des Verbrennungsmotors 150 gleich null wird. Diese Struktur verhindert effektiv, dass die Drehzahl Ne des Verbrennungsmotors 150 unterschwingt, wodurch ein Auftreten einer Schwingung und eines Fremdrauschens aufgrund des Unterschwingens verhindert wird.
Die Leistungsabgabevorrichtung 110 der Ausführungsform verwendet die Abbildung, worin die Steigung der Solldrehzahl Ne* größer ist als die Steigung der natürli chen Änderung der Drehzahl Ne des Verbrennungsmotors 150 (beispielsweise die Abbildung von 8), und demgemäß ist es dem ersten Motor MG1 möglich, das Drehmoment Tm1 auszugeben, das die Drehzahl Ne des Verbrennungsmotors 150 zwangsweise verringert. Gemäß einer alternativen Anwendung wird anstelle der Abbildung von 8 eine andere Abbildung verwendet, in welcher die Steigung der Solldrehzahl Ne* geringer als die Steigung der natürlichen Änderung der Drehzahl Ne des Verbrennungsmotors 150 ist, so dass eine sanfte Änderung der Drehzahl Ne des Verbrennungsmotors 150 ermöglicht wird. Diese alternative Struktur gestattet es, dass die Drehzahl Ne des Verbrennungsmotors 150 sanft verändert wird.
Gemäß noch einer anderen möglichen Anwendung wird anstelle der Abbildung von 8 eine andere Abbildung verwendet, in welcher die Steigung der Solldrehzahl Ne* identisch mit der Steigung der natürlichen Änderung der Drehzahl Ne des Verbrennungsmotors 150 ist, so dass eine natürliche Änderung der Drehzahl Ne des Verbrennungsmotors 150 ermöglicht wird. In diesem Fall ist der Drehmomentbefehlswert Tm1* des ersten Motors MG1 auf null festgelegt, wenn der Betrieb des Verbrennungsmotors 150 gestoppt ist. Das Ablaufdiagramm von 17 zeigt eine Routine zur Regelung des Stoppens des Verbrennungsmotors in dieser modifizierten Anwendung. In dieser Routine legt das Programm in Schritt S202 den Drehmomentbefehlswert Tm1* des ersten Motors MG1 auf null fest, und es legt in Schritt S210 den Drehmomentbefehlswert Tm2* des zweiten Motors MG2 gleich dem Drehmomentbefehlswert Tr* fest. Von dem ersten Motor MG1 wird demgemäß kein Drehmoment ausgegeben. Weil die kinetische Energie des Verbrennungsmotors 150 und des ersten Motors MG1 durch die Reibung und durch die Kompression des Kolbens in dem Verbrennungsmotor verbraucht wird, wird die dynamische kollineare Linie in den Zustand verschoben, welcher die letzte Summe aus der Energie, die für das Laufen des Verbrennungsmotors 150 erforderlich ist, und der Energie, die für das Laufen des ersten Motors MG1 erforderlich ist, aufweist (d. h. der Zustand in dem Nomogramm von 15). Wenn von dem ersten Motor MG1 kein Drehmoment ausgegeben wird, verbraucht der erste Motor MG1 keine elektrische Leistung. Diese Struktur verbessert demgemäß die Energieeffizienz der gesamten Leistungsabgabevorrichtung. Die Routine zur Regelung des Stoppens des Verbrennungsmotors von 17 kann als Verarbeitungsroutine in dem Motorantriebsmodus mit nur dem zweiten Motor MG2 betrachtet werden.
In der Leistungsabgabevorrichtung 110 der Ausführungsform ist die Solldrehzahl Ne* des Verbrennungsmotors 150 in dem Motorantriebsmodus mit nur dem zweiten Motor MG2 auf null festgelegt, und der Grenzwert Nref ist anschließend so festgelegt, dass er ungefähr oder gleich null ist. Gemäß einer anderen möglichen Anwendung kann die Solldrehzahl Ne* des Verbrennungsmotors 150 in dem Motoransteuerungsmodus mit nur dem zweiten Motor MG2 so festgelegt sein, dass sie gleich einem bestimmten Wert ist, der ungleich null ist. In diesem Fall ist der Grenzwert Nref so festgelegt, dass er ungefähr oder gleich dem spezifischen Wert ist. Als Beispiel ist die Leerlaufdrehzahl auf die Solldrehzahl Ne* des Verbrennungsmotors 150 eingestellt, und der Grenzwert Nref ist so festgelegt, dass er ungefähr oder gleich der Leerlaufdrehzahl ist.
In der Leistungsabgabevorrichtung 110 der Ausführungsform, die oben erläutert worden ist, wird ein Regelungsablauf verwendet, um die Drehzahl Ne des Verbrennungsmotors 150 an dem Zeitpunkt des Stoppens des Betriebs des Verbrennungsmotors 150 zu regeln, während das Fahrzeug gefahren wird, das heißt, während sich die Hohlradwelle 126 dreht. Der Regelungsablauf kann auch verwendet werden, um die Drehzahl Ne des Verbrennungsmotors 150 an dem Zeitpunkt des Stoppens des Betriebs des Verbrennungsmotors 150 zu regeln, während das Fahrzeug gestoppt ist, das heißt, während sich die Hohlradwelle 126 nicht dreht.
In der Leistungsabgabevorrichtung 110 der Ausführungsform sind der Drehmomentbefehlswert Tm1* des ersten Motors MG1 und der Drehmomentbefehlswert Tm2* des zweiten Motors MG2 in der Routine zur Regelung des Stoppens des Verbrennungsmotors festgelegt. Gemäß einer alternativen Anwendung ist der Drehmomentbefehlswert Tm1* des ersten Motors MG1 in der Routine zur Regelung des ersten Motors MG1 festgelegt, und der Drehmomentbefehlswert Tm2* des zweiten Motors MG2 ist in der Routine zur Regelung des zweiten Motors MG2 festgelegt.
In der Leistungsabgabevorrichtung 110 der Ausführungsform wird die Leistung, die zu der Hohlradwelle 126 ausgegeben wird, aus der Anordnung zwischen dem ersten Motor MG1 und dem zweiten Motor MG2 über das Leistungszuführrad 128, das mit dem Hohlrad 122 verbunden ist, entnommen. Wie eine andere Leistungsabgabevorrichtung 110a, die in 18 als ein modifiziertes Beispiel gezeigt ist, kann jedoch die Leistung aus dem Gehäuse 119 entnommen werden, von dem sich die Hohlradwelle 126 erstreckt. 19 zeigt noch eine andere Leistungsabgabevorrichtung 110b als anderes modifiziertes Beispiel, worin der Verbrennungsmotor 150, das Planetengetriebe 120, der zweite Motor MG2 und der erste Motor MG1 in dieser Reihenfolge angeordnet sind. In diesem Fall braucht eine Sonnenradwelle 125B keine hohle Struktur haben, wogegen eine hohle Hohlradwelle 126B erforderlich ist. Diese modifizierte Struktur ermöglicht es, dass die Leistung, die zu der Hohlradwelle 126B ausgegeben wird, aus der Anordnung zwischen dem Verbrennungsmotor 150 und dem zweiten Motor MG2 entnommen wird.
Das Folgende beschreibt eine andere Leistungsabgabevorrichtung 110' als eine zweite erfindungsgemäße Ausführungsform. Die Leistungsabgabevorrichtung 110' der zweiten Ausführungsform, die in 20 gezeigt ist, weist eine ähnliche Hardware Struktur auf wie die Leistungsabgabevorrichtung 110 der ersten Ausführungsform, mit Ausnahme, dass der Verbrennungsmotor 150 einen Mechanismus 153 zum Ändern des Öffnungs-/Schließzeitpunkts in der zweiten Ausführungsform hat. Der Unterschied in der Hardware-Struktur, die im Folgenden erläutert wird, führt zu den unterschiedlichen Verarbeitungsroutinen, die durch die Regelungsvorrichtung 180 ausgeführt werden.
Es wird auf 20 Bezug genommen. Der Mechanismus 153 zum Ändern des Öffnungs-/Schließzeitpunkts stellt den Öffnungs-/Schließzeitpunkt eines Einlassventils 150a des Verbrennungsmotors 150 ein. 21 zeigt die detaillierte Struktur des Mechanismus 153 zum Ändern des Öffnungs-/Schließzeitpunkts. Das Einlassventil 150 wird im Allgemeinen durch einen Nocken geöffnet und geschlossen, der an einer Einlassnockenwelle 240 angebracht ist, wohingegen ein Auslassventil 150b durch einen Nocken geöffnet und geschlossen wird, der an einer Auslassnockenwelle 244 angebracht ist. Ein Einlassnockenwellen-Zeitgeberzahnrad 242, das mit der Einlassnockenwelle 240 verbunden ist, und ein Auslassnockenwellen-Zeitgeberzahnrad 246, das mit der Auslassnockenwelle 244 verbunden ist, sind über einen Steuerriemen 248 mit der Kurbelwelle 156 verbunden, um das Einlassventil 150a und das Auslassventil 150b an einem Zeitpunkt zu öffnen und zu schließen, welcher der Drehzahl des Verbrennungsmotors 150 entspricht. Zusätzlich zu diesen herkömmlichen Elementen weist der Mechanismus 153 zum Ändern des Öffnungs-/Schließzeitpunkts ferner ein OCV 254 auf, das mit dem Einlassnockenwellen-Zeitgeberzahnrad 242 und der Einlassnockenwelle 240 über eine öldruckangetriebene VVT-Riemenscheibe 250 verbunden ist und die Funktion eines Regelventils für die Eingabe eines Öldrucks der VVT-Riemenscheibe 250 hat. Die VVT-Riemenscheibe 250 weist einen Satz von beweglichen Kolben 252 auf, die sich in einer axialen Richtung durch den Öldruck hin- und herbewegen. Die Öldruckeingabe zu der VVT-Riemenscheibe 250 wird durch eine Verbrennungsmotorölpumpe 256 zugeführt.
Der Mechanismus 153 zum Ändern eines Öffnungs-/Schließzeitpunkts arbeitet auf der Grundlage des folgenden Betriebsprinzips. Die EFIECU 170 bestimmt den Öffnungs-/Schließzeitpunkt des Ventils gemäß den Ansteuerungsbedingungen des Verbrennungsmotors 150, und sie gibt ein Steuersignal aus, um den EIN-/AUS-Zustand des OCV 254 zu steuern. Das ausgegebene Steuersignal ändert den Öldruck, welcher der VVT-Riemenscheibe 250 zugeführt wird, und dadurch werden die beweglichen Kolben 252 in der axialen Richtung verschoben. Die beweglichen Kolben 252 haben Gewinde, die in einer schrägen Richtung hinsichtlich der Achse verlaufen. Die Bewegung in der axialen Richtung bewirkt demgemäß eine Drehung der beweglichen Kolben 252 und ändert die Ausrichtung der Eingangsnockenwelle 240 und des Einlassnockenwellen-Zeitgeberzahnrades 242, das mit dem beweglichen Kolben 252 verbunden ist. Dies resultiert in einer Änderung des Öffnungs-/Schließzeitpunkts des Einlassventils 150a und in einer Änderung der Ventilüberlappung. In dem Beispiel von 21 ist die VVT-Riemenscheibe 250 nur auf der Seite der Einlassnockenwelle 240 angeordnet und existiert nicht auf der Seite der Auslassnockenwelle 244, so dass das Ventilüberlappen dadurch gesteuert wird, dass der Öffnungs-/Schließzeitpunkt des Einlassventils 150a geregelt wird.
Die Regelungsvorrichtung 180 führt in der zweiten Ausführungsform den folgenden Regelungsbetrieb durch. 22 ist ein Ablaufdiagramm, das eine Routine zur Regelung des Stoppens des Verbrennungsmotors zeigt, die in der zweiten Ausführungsform durchgeführt wird. Die Routine zur Regelung des Stoppens des Verbrennungsmotors wird alle 8 ms durch Unterbrechen des Betriebs ausgeführt, nachdem die Regelungsvorrichtung 180 bestimmt, dass der Verbrennungsmotor 150 gestoppt werden soll, und zwar auf der Grundlage des Ansteuerungszustands des Fahrzeugs und der restlichen Ladung SOC der Batterie 194, und sie sendet an die EFIECU 170 eine Stoppanweisung, so dass die Kraftstoffeinspritzung in den Verbrennungsmotor 150 endet. Wenn das Programm in die Routine von 22 eintritt, legt die Steuer-CPU 190 der Regelungsvorrichtung 180 (siehe 1) in Schritt S300 eine Variable STGoId als Stromsolldrehmoment STG des ersten Motors MG1 fest, sie legt in Schritt S305 ein Verringerungsdrehmoment STGmn fest, und sie legt in Schritt S310 eine Verarbeitungszeit mntg einer langsameren Geschwindigkeitsverringerung fest. Das Verringerungsdrehmoment STGmn ist im Voraus gegenüber der Drehzahl Nr der Hohlradwelle 126, d. h. der Fahrzeuggeschwindigkeit, festgelegt, wie es in der grafischen Darstellung von 23 gezeigt ist. Gemäß einem konkreten Ablauf dieser Ausführungsform wird in Schritt S305 das Verringerungsdrehmoment STGmn, das der Drehzahl Nr der Hohlradwelle 126 entspricht, von einer Abbildung ausgelesen, welche das Verhältnis von 23 repräsentiert und im Voraus in dem ROM 190b gespeichert ist. Das Verringerungsdrehmoment STGmn kennzeichnet ein Drehmoment, das durch den ersten Motor MG1 auf die Trägerwelle 127 und dadurch auf die Kurbelwelle 156 aufgebracht wird, um die Drehzahl des Verbrennungsmotors 150 unter der Beendigungsbedingung der Kraftstoffeinspritzung zu verringern. Die Verarbeitungszeit mntg einer langsameren Geschwindigkeitsverringerung stellt einen Zeitraum dar, der als ein Entlastungsgrad der Verringerungsrate der Drehzahl in dem Geschwindigkeitsverringerungsablauf einer Steuerung, die später erläutert wird, spezifiziert ist, um einen Drehmomentstoß zu hindern. Die Verarbeitungszeit mntg einer langsameren Geschwindigkeitsverringerung ist gemäß der Drehzahl Nr der Hohlradwelle 126 auf einen kleinen Wert festgelegt, wie es in der grafischen Darstellung von 24 gezeigt ist. Die Drehzahl Nr der Hohlradwelle 126 entspricht der Fahrzeuggeschwindigkeit, so dass die längere Bearbeitungszeit mntg einer langsameren Geschwindigkeitsverringerung wünschenswerterweise für die langsamere Fahrzeuggeschwindigkeit festgelegt wird, um die Verringerungsrate des Drehmomentbefehlswertes zu entlasten. Dies verhindert effektiv einen Drehmomentstoß. Die Verarbeitungszeit mntg wird in der Steuerung ausführlicher erläutert, die in Schritt S350 ausgeführt wird.
Nachdem diese Variablen festgelegt worden sind, bestimmt die Steuer-CPU 190 in Schritt S320, ob die Bedingung 1 erfüllt ist oder nicht. Die Bedingung 1 repräsentiert eine voreingestellte Bedingung, um einen Start der Regelung zum Stoppen des Verbrennungsmotors zu gestatten, und bedeutet in dieser Ausführungsform, dass 300 ms verstrichen sind, seit eine Anweisung gegeben wurde, die Kraftstoffeinspritzung zu dem Verbrennungsmotor 150 zu beenden. Die Anweisung, die Kraftstoffeinspritzung zu beenden, darf keine sofortige Verringerung des Ausgangsdrehmoments des Verbrennungsmotors 150 verursachen. Die Wartezeit von 300 ms dient somit dazu, sicherzustellen, dass das Ausgangsdrehmoment des Verbrennungsmotors 150 bestimmt verringert worden ist. Als Reaktion auf eine Anweisung der EFIECU 170 nach dem Kraftstoffabschneidebetrieb steuert der Verbrennungsmotor 150 den Mechanismus 153 zum Ändern eines Öffnungs-/Schließzeitpunkts so, dass der Öffnungs-/Schließzeitpunkt des Ventils auf den größten Verzögerungswinkel festgelegt ist. Ein solches Festlegen verringert die Belastung, die an dem Zeitpunkt eines Wiederstarts des Verbrennungsmotors 150 angelegt wird, und es verringert den Stoß bei dem Vorgang, den Verbrennungsmotor 150 zu starten. In dem Fall, dass die Bedingung 1 nicht erfüllt ist, fährt das Programm mit Schritt S330 fort, um die PID-Regelung fortzusetzen, und zwar auf der Grundlage der Differenz zwischen der Istdrehzahl und der Solldrehzahl des Verbrennungsmotors 150, und es hält die Drehzahl des Verbrennungsmotors 150.
In dem Fall, dass die Bedingung 1 erfüllt ist und ein Start der Regelung zum Stoppen des Verbrennungsmotors gestattet ist, fährt andererseits das Programm mit Schritt S340 fort, um die Drehzahl Ne des Verbrennungsmotors 150 mit einem vorbe stimmten Wert Nkn zu vergleichen. Der hier verwendete vorbestimmte Wert Nkn ist eine Bedingung, um die Steuerung zu stoppen, wenn die Ausführung der Regelung zum Stoppen des Verbrennungsmotors die Drehzahl Ne des Verbrennungsmotors 150 verringert hat. In dieser Ausführungsform ist der vorbestimmte Wert Nkn unter der Bedingung, dass das Fahrzeug gestoppt ist, auf 200 rpm festgelegt, er ist unter der Bedingung, dass das Fahrzeug ohne Bremsen gefahren wird, auf 250 rpm festgelegt, und er ist unter der Bedingung, dass das Fahrzeug gefahren wird, wobei die Bremsen eingeschaltet sind, auf 350 rpm festgelegt. Diese Werte wurden experimentell bestimmt, um zu verhindern, dass die Drehzahl des Verbrennungsmotors 150 unterschwingt.
In dem Fall, dass die Verbrennungsmotordrehzahl Ne nicht kleiner als der vorbestimmte Wert Nkn in Schritt S340 ist, fährt das Programm mit Schritt 350 fort, um die Steuerung durchzuführen, und es verringert die Verbrennungsmotordrehzahl. Die Steuerung wird später mit dem Ablaufdiagramm von 25 erläutert. Die Ausführung der Steuerung verringert allmählich die Drehzahl Ne des Verbrennungsmotors 150. Wenn die Drehzahl Ne des Verbrennungsmotors 150 so verringert worden ist, dass sie niedriger als der vorbestimmte Wert Nkn ist, wird in Schritt S360 bestimmt, ob das Stromsolldrehmoment STG im Wesentlichen gleich null ist oder nicht. In dem Fall, dass das Stromsolldrehmoment STG im Wesentlichen ungleich null ist, fährt das Programm mit Schritt S370 fort, um den Ablauf durchzuführen, zu verhindern, dass die Drehzahl des Verbrennungsmotors 150 unterschwingt.
Nach dem Ablauf von einem der Schritte S330, S350, S360 und S370 fährt das Programm mit Schritt S380 fort, um den Drehmomentbereich zu begrenzen, und es fährt mit Schritt S390 fort, um ein berechnetes Solldrehmoment ttg, das dem Ablauf dem Drehmomentbereich-Einschränkung unterworfen worden ist, als Solldrehmoment STG festzulegen. Anschließend verlässt das Pragramm diese Routine. Der Ablauf der Drehmomentbereich-Einschränkung begrenzt das berechnete Solldrehmoment ttg auf den Nenndrehmomentbereich des ersten Motors MG1 oder auf einen erhältlichen Drehmomentbereich, der auf der Restladung der Batterie 194 basiert.
Der obige Ablauf wird wiederholt durchgeführt, um die Drehzahl des Verbrennungsmotors 150 zu steuern. Bis 300 ms verstrichen sind seit einem Stopp der Kraftstoffzufuhr zu dem Verbrennungsmotor 150, wird die PID-Regelung ausgeführt, um die Verbrennungsmotorgeschwindigkeit auf der Solldrehzahl zu halten (Schritte S320 und S330). Nachdem 300 ms verstrichen sind, wird die PID-Regelung durch die Steuerung ersetzt, um ein Drehmoment von dem ersten Motor MG1 an die Ausgangswelle des Verbrennungsmotors 150 oder an die Kurbelwelle 156 umgekehrt zu der Drehung der Kurbelwelle 156 aufzubringen und um dadurch die Drehzahl des Verbrennungsmotors 150 in einem vorbestimmten Bereich der Verzögerung zu verringern (Schritte S320, 340 und S350). Dieser Ablauf ist in dem Abschnitt A von 27 gezeigt. Wenn die Drehzahl Ne des Verbrennungsmotors 150 geringer als der vorbestimmte Wert Nkn wird, wird die Steuerung abgeschlossen, und der Ablauf wird ausgeführt, das Unterschwingen zu verhindern (Schritte S320, S340, S360 und S370). Dieser Ablauf bewirkt, dass das Solldrehmoment allmählich verringert wird und sich null annähert, wie es durch den Abschnitt B von 27 gezeigt ist.
Das Ablaufdiagramm von 25 zeigt die Details der Steuerung, die in Schritt S350 durchgeführt wird. Wenn das Programm in die Steuerroutine eintritt, wird als Erstes in Schritt S351 bestimmt, ob das Fahrzeug gestoppt oder gefahren wird. In dem Fall, dass das Fahrzeug gefahren wird, fährt das Programm mit Schritt S352 fort, um den Ablauf einer langsameren Drehzahlverringerung durchzuführen, wobei das Solldrehmoment STGold und das Verringerungsdrehmoment STGmn, das beim Start der Regelung zum Stoppen des Verbrennungsmotors festgelegt worden ist, verwendet werden, und um ein vorläufiges Solldrehmoment ttg zu berechnen. Der Ablauf einer langsameren Drehzahlverringerung wird für die Verarbeitungszeit nmtg fortgeführt, die im Voraus gemäß der Fahrzeuggeschwindigkeit festgelegt worden ist (siehe Schritt S310 in dem Ablaufdiagramm von 22 und 24). Der Ablauf einer langsameren Drehzahlverringerung repräsentiert mathematisch einen Integrationsprozess, aber er kann durch Berechnen eines Gewichtungsdurchschnitts des gegenwärtig beobachteten Wertes und des Sollwertes berechnet werden, und zwar in dem Fall, dass der Ablauf an vorbestimmten Intervallen wie in dieser Ausführungsform wiederholt durchgeführt wird. In dieser Ausführungsform wird die Berechnung des Gewichtungsdurchschnitts bei jeder Verarbeitungszeit nmtg durchgeführt, und die Gewichtung, die dem gegenwärtig betrachteten Wert zugeführt wird, ist ungefähr 1/16 der Gewichtung, die dem Sollwert zugeführt wird. Unmittelbar nachdem das Programm in den Ablauf zum Stoppen des Verbrennungsmotors 150 eintritt, wird das Solldrehmoment STG durch die oben beschriebene PID-Regelung (siehe 22, Schritt S330) auf einen bestimmten Wert festgelegt. Der Ablauf einer langsameren Drehzahlverringerung legt somit nicht abrupt das Verringerungsdrehmoment STGmn für das Solldrehmoment fest, unmittelbar nach dem Start der Regelung zum Stoppen des Verbrennungsmotors, aber er erzeugt den Wert des vorläufigen Solldrehmoments ttg allmählich, der sich dem Verringerungsdrehmoment STGmn annähert und auf der Grundlage der Abbildung von 23 festgelegt worden ist. Für die langsamere Fahrzeuggeschwindigkeit ist die längere Verarbeitungszeit nmtg einer langsameren Drehzahlverringerung festgelegt. Das vorläufige Solldrehmoment ttg nähert sich demgemäß dem Verringerungsdrehmoment STGmn bei der sanfteren Rate gegenüber der geringeren Fahrzeuggeschwindigkeit an.
Wenn in Schritt S351 bestimmt wird, dass das Fahrzeug gestoppt ist, besteht keine Notwendigkeit, die Ablaufzeit einer langsameren Geschwindigkeitsverringerung gemäß der Fahrzeuggeschwindigkeit zu verändern. Das Programm fährt somit mit Schritt S353 fort, um den Ablauf einer langsameren Geschwindigkeitsverringerung für eine feststehende Bearbeitungszeit (in dieser Ausführungsform 128 ms) auszuführen. Der Unterschied von dem Ablauf in Schritt S353 unter der Bedingung, dass das Fahrzeug gestoppt ist, zu dem Ablauf in Schritt S352 unter der Bedingung, dass das Fahrzeug bewegt wird, liegt darin, dass das Verringerungsdrehmoment STGmn, das gemäß der Fahrzeuggeschwindigkeit festgelegt worden ist, durch die Summe aus dem festen Verringerungsdrehmoment und einem gelernten Wert stgkg des Solldrehmoments ersetzt wird. Gemäß einem konkreten Ablauf wird in Schritt S353 die Bearbeitung der langsameren Geschwindigkeitsverringerung durchgeführt, wobei das gegenwärtige Solldrehmoment STGold und das Drehmoment (–14 + stgkg)-STGold verwendet werden. Während das Fahrzeug bewegt wird, fühlt der Fahrer stark den Drehmomentstoß aufgrund eines Stoppens des Verbrennungsmotors 150. Während das Fahrzeug gestoppt ist, fühlt andererseits der Fahrer schnell den Drehmomentstoß aufgrund eines Stoppens des Verbrennungsmotors 150. Das Programm lernt demgemäß das Verhalten einer Verringerung des Solldrehmoments unter der Bedingung, dass das Fahrzeug gestoppt ist, und es ermöglicht es somit dem Verbrennungsmotor 150, im Wesentlichen ohne Unterschwingen gestoppt zu werden. Der konkrete Ablauf, bei dem der gelernte Wert stgkg erzielt wird, wird später erläutert.
Die obige Abarbeitung wird an bestimmten Zeitintervallen ausgeführt, so dass das vorläufige Solldrehmoment dem Verringerungsdrehmoment STGmn bei der Rate in Abhängigkeit von der Abarbeitungszeit nmtg der langsameren Geschwindigkeitsverringerung sich allmählich annähert. Nachdem das vorläufige Solldrehmoment ttg mit dem Verringerungsdrehmoment STGmn in Übereinstimmung gebracht wird, gibt der erste Motor MG1 ein im Wesentlichen feststehendes Drehmoment aus.
Nach der Abarbeitung einer langsameren Geschwindigkeitsverringerung entweder unter der Bedingung, dass das Fahrzeug gefahren wird, oder unter der Bedingung, dass das Fahrzeug gestoppt ist, wird in Schritt S354 bestimmt, ob eine Bedingung 2 erfüllt wird oder nicht. Die Bedingung 2 umfasst die folgenden drei Bedingungen:

(1) Die Drehzahl Ne des Verbrennungsmotors 150 ist nicht größer als 400 rpm;
(2) das Fahrzeug ist gestoppt; und
(3) der gelernte Wert stgkg ist noch nicht aktualisiert worden (das heißt, ein Merker Xstg, welcher die Ausführung des Lernprozesses repräsentiert, ist ungleich eins).

In dem Fall, dass eine dieser drei Bedingungen nicht erfüllt ist, fährt das Programm unmittelbar mit dem Schritt NEXT fort, und es verlässt diese Routine. In dem Fall, das andererseits alle drei Bedingungen erfüllt sind, hält das Programm die Drehmomentverringerung und startet den Ablauf, um das Solldrehmoment allmählich auf null herabzusenken. In Schritt S355 wird eine Verzögerung ΔN der Drehzahl berechnet.
Die Verzögerung ΔN der Drehzahl ist als Unterschied zwischen der vorhergehenden Drehzahl, die in einem vorhergehenden Zyklus erfasst worden ist, und der gegenwärtigen Drehzahl, die in einem gegenwärtigen Zyklus erfasst worden ist, definiert. In dieser Ausführungsform wird die Erfassung der Drehzahl Ne alle 16 ms ausgeführt. Das Programm fährt anschließend mit Schritt S356 fort, um zu bestimmen, ob die Verzögerung ΔN der Drehzahl in einem Bereich von –54 bis –44 liegt oder nicht. In dem Fall, dass die Verzögerung ΔN der Drehzahl in diesem Bereich liegt, fährt das Programm mit Schritt NEXT fort und verlässt diese Routine. In dem Fall, dass die Verzögerung ΔN der Drehzahl größer ist als der Wert –44, wird in Schritt S357 ein vorläufiger gelernter Wert tstg um eins vermindert. In dem Fall, dass die Verzögerung ΔN der Drehzahl kleiner ist als der Wert –54, wird andererseits der vorläufige gelernte Wert tstg in Schritt S358 um eins erhöht. Der Ablauf überprüft die Verringerungsrate der Verbrennungsmotordrehzahl Ne in Abschnitt A von 27 und ändert den vorläufigen gelernten Wert tstg, um den gelernten Wert stgkg in dem Ablauf zum Bestimmen des Verringerungsdrehmoments unter der Bedingung, dass das Fahrzeug gestoppt ist, in einem anschließenden Zyklus der Steuerung zu beeinflussen. In dem Fall der kleineren Verringerungsrate erhöht eine derartige Änderung des vorläufigen gelernten Wertes tstg den Absolutwert des Sollverringerungsdrehmoments, welcher ein negativer Wert ist und als (–14 + stgkg)-STGold) ausgedrückt ist, was in Schritt S353 berechnet wird. In dem Fall der größeren Verringerungsrate verringert andererseits die Änderung den Absolutwert. Die Verringerungsrate der Drehzahl Ne des Verbrennungsmotors 150 zum Zeitpunkt des Stoppens des Verbrennungsmotors 150 wird demgemäß durch die Lernsteuerung auf den geeigneten Bereich von –54 Nm/16 ms bis –44 Nm/16 ms eingestellt.
Das Programm fährt anschließend mit Schritt S359 fort, um den vorläufigen gelernten Wert tstg auf einen vorbestimmten Bereich zu begrenzen und um den Merker Xstg, welcher die Ausführung des Lernablaufs repräsentiert, auf eins einzustellen. Der Ablauf legt den gelernten Wert stgkg nicht direkt fest, sondern er legt den vorläufigen gelernten Wert tstg fest, um zu verhindern, dass der für den Ablauf einer langsameren Geschwindigkeitsverringerung verwendete gelernte Wert (Schritt S353) bei jedem Durchlauf dieser Steuerroutine geändert wird. Der gelernte Wert stgkg wird in einem anschließenden Zyklus der Regelung zum Stoppen des Verbrennungsmotors verwendet.
Die oben erläuterte Steuerroutine wird durchgeführt, nachdem 300 ms seit einem Stoppen der Kraftstoffzufuhr zu dem Verbrennungsmotor 150 verstrichen sind, und sie erhöht allmählich die Höhe des negativen Drehmoments, das von dem ersten Motor MG1 auf die Ausgangswelle des Verbrennungsmotors 150 übertragen wird (das heißt, das Drehmoment, das entgegengesetzt zu der Drehrichtung der Ausgangswelle übertragen wird), auf das endgültige Drehmoment, das gemäß dem Zustand des Fahrzeugs bestimmt wird, d. h. gemäß einem Stoppen oder einem Fahren. Wenn sich die Drehzahl Ne des Verbrennungsmotors 150 in einem Fall, dass das Fahrzeug gestoppt ist, auf oder unter 400 rpm allmählich verringert, wie es in Abschnitt A von 27 dargestellt ist, hängt der gelernte Wert tstg von der Verzögerung ΔN der Drehzahl ab.
In dem Fall, dass sich die Drehzahl Ne des Verbrennungsmotors 150 allmählich verringert und schließlich kleiner als der vorbestimmte Wert Nkn wird, wird die Steuerung durch den Ablauf zum Verhindern eines Unterschwingens ersetzt (der in Schritt S370 in dem Ablaufdiagramm von 22 ausgeführt wird). Das Ablaufdiagramm von 26 zeigt die Details des Ablaufs zum Verhindern eines Unterschwingens. Wenn das Programm in die Routine von 26 eintritt, wird das vorläufige Solldrehmoment ttg in Schritt S371 gemäß der folgenden Gleichung berechnet: ttg = STGold + 2 [Nm]
In Schritt S372 wird anschließend bestimmt, ob das berechnete vorläufige Solldrehmoment ttg größer als –2 ist oder nicht. In dem Fall, dass ttg größer als –2 ist, wird in Schritt S373 das vorläufige Solldrehmoment ttg auf –2 festgelegt. Der Ablauf von Schritt S372 und S373 legt demgemäß die obere Grenze (= –2) des vorläufigen Solldrehmoments ttg fest.
Dieser Ablauf verringert allmählich die Höhe des Drehmoments, das übertragen worden ist, um die Drehzahl Ne der Ausgangswelle des Verbrennungsmotors 150 zu verringern, innerhalb eines Bereiches, der –2 [Nm] nicht überschreitet. Die Änderung bei dem vorläufigen Solldrehmoment ttg gemäß der obigen Gleichung vermindert die Höhe des Drehmoments, das in der Richtung der Verzögerung der Ausgangswelle des Verbrennungsmotors 150 aufgebracht worden ist, alle 8 ms um 2 [Nm], welches der Zeitraum des Unterbrechungsablaufes ist. Das Drehmoment nähert sich somit allmählich null an (siehe Abschnitt B von 27).
Nach dem Ablauf von entweder Schritt S372 oder Schritt S373 wird in Schritt S374 bestimmt, ob die Drehzahl Ne des Verbrennungsmotors 150 geringer als 40 rpm ist oder nicht. In dem Fall, dass die Drehzahl Ne des Verbrennungsmotors 150 geringer als 40 rpm ist, bestimmt das Programm, dass es weiter nicht notwendig ist, das Bremsdrehmoment auf die Ausgangswelle des Verbrennungsmotors 150 zu übertragen, und es legt in Schritt S375 das vorläufige Solldrehmoment ttg auf null fest.
Das Programm fährt anschließend mit Schritt S376 weiter, um zu bestimmen, ob eine Bedingung 3 erfüllt ist oder nicht. Die Bedingung 3 umfasst die folgenden zwei Bedingungen:

(1) Das Fahrzeug ist gestoppt; und
(2) der gelernte Wert stgkg ist aktualisiert worden (das heißt, der Merker Xstg, welcher die Ausführung des Lernablaufes repräsentiert, ist gleich eins).

In dem Fall, dass eine dieser zwei Bedingungen nicht erfüllt ist, fährt das Programm mit Schritt NEXT fort und verlässt diese Routine. In dem Fall, dass beide Bedingungen erfüllt sind, fährt das Programm andererseits mit Schritt S377, um den vorläufigen gelernten Wert tstg auf einen gelernten Wert STGkg festzulegen, und mit Schritt S378, um den Merker Xstg auf null rückzustellen, fort. Nach der Abarbeitung verlässt das Programm diese Routine.
Der Ablauf zum Verhindern eines Unterschwingens verringert die Höhe des Drehmoments, das auf die Ausgangswelle des Verbrennungsmotors 150 aufgebracht wird, auf –2, wie es in dem Abschnitt B von 27 dargestellt ist. Wenn die Drehzahl Ne des Verbrennungsmotors 150 kleiner als 40 rpm wird, wird das Bremsdrehmoment auf null festgelegt. Dieser Ablauf verhindert effektiv, dass die Drehzahl Ne des Verbrennungsmotors 150 kleiner als null wird, das heißt, er verhindert ein Unterschwingen.
Im Folgenden werden die Hauptwirkungen der zweiten Ausführungsform aufgeführt:

(1) Während die Anforderung nach einem kontinuierlichen Betrieb des Verbrennungsmotors 150 besteht, wird die PID-Regelung ausgeführt, um die Drehzahl Ne des Verbrennungsmotors 150 auf einer Solldrehzahl zu halten.
(2) Wenn keine Anforderung nach einem kontinuierlichen Betrieb des Verbrennungsmotors 150 besteht, stoppt die EFIECU 170 die Kraftstoffzufuhr zu dem Verbrennungsmotor 150. Nachdem seit dem Stoppen der Kraftstoffzufuhr 300 ms verstrichen sind, wird die Steuerung ausgeführt, um zu bewirken, dass der erste Motor MG1 das Drehmoment entgegengesetzt zu der Drehung der Ausgangswelle des Verbrennungsmotors 150 auf die Trägerwelle 127 aufbringt, die mit der Kurbelwelle 156 der Ausgangswelle des Verbrennungsmotors 150 verbunden ist. Die Steuerung führt nicht die Rückkopplungsregelung des Solldrehmoments des ersten Motors MG1 auf der Grundlage der Abweichung der Drehzahl Ne des Verbrennungsmotors 150 von der Solldrehzahl (= 0) durch, sondern sie bestimmt das Solldrehmoment auf der Grundlage eines vorbestimmten Algorithmus. Wie in 27 gezeigt ist, erhöht in der obigen Ausführungsform der Algorithmus allmählich die Höhe des Solldrehmoments auf eine vorbestimmte Rate. Eine solche Steuerung verhindert effektiv, dass ein hohes Drehmoment entgegengesetzt zu der Drehung des Verbrennungsmotors 150 zum Zeitpunkt des Stoppens des Verbrennungsmotors 150 abrupt aufgebracht wird, so dass ein Drehmomentstoß verursacht und das Fahrverhalten verschlechtert werden. Wie in 27 gezeigt ist, wird nach dem Ablauf der langsameren Geschwindigkeitsverringerung das Drehmoment mit einer festen Höhe entgegengesetzt zu der Drehung der Ausgangswelle des Verbrennungsmotors 150 aufgebracht. Dies bewirkt, dass das Reaktionsdrehmoment konstant ist, und dies verbessert weiter das Fahrverhalten.
(3) Der erste Motor MG1 überträgt das Drehmoment entgegengesetzt zu der Drehung der Ausgangswelle des Verbrennungsmotors 150, so dass die Drehzahl Ne der Ausgangswelle des Verbrennungsmotors 150 auf eine vorbestimmte Verzögerung verringert wird (in dieser Ausführungsform ungefähr –50 rpm/16 ms). Die Verzögerung ist auf den Bereich begrenzt, der keine Torsionsschwingungen der Ausgangswelle verursacht, und an der Kurbelwelle 156 und an der Trägerwelle 127, die miteinander über den Dämpfer 157 verbunden sind, treten demgemäß keine Torsionsschwingungen auf.
(4) Wenn die Drehzahl Ne des Verbrennungsmotors 150 kleiner als ein vorbestimmtes Niveau wird (in dieser Ausführungsform 400 rpm), und zwar in dem Fall, dass das Fahrzeug gestoppt ist, wird der Lernprozess ausgeführt, damit sich die Verzögerung in einem nächsten Durchlauf der Regelung zum Stoppen des Verbrennungsmotors in einem vorgegebenen Bereich befindet.
(5) Wenn sich die Drehzahl Ne des Verbrennungsmotors 150 weiter auf oder unter den vorbestimmten Wert Nkn verringert (in dieser Ausführungsform 200 rpm bis 350 rpm), wird die Höhe des durch den ersten Motor MG1 aufgebrachten Drehmoments allmählich bei einer vorbestimmten Rate auf null verringert. Dieser Ablauf verhindert effektiv, dass die Drehzahl Ne der Ausgangswelle des Verbrennungsmotors 150 kleiner als null wird, das heißt, er verhindert die entgegengesetzte Drehung der Kurbelwelle 156. Die Kurbelwelle 156 ist im Allgemeinen auf der Annahme von keiner entgegengesetzten Drehung ausgestaltet. Die entgegengesetzte Drehung der Kurbelwelle 156 kann beispielsweise ein Blockieren des Winkels des Senkbleis in dem Mechanismus 153 zum Ändern des Öffnungs-/Schließzeitpunkts bewirken. In der Struktur dieser Ausführungsform wird die Höhe des Drehmoments, das auf die Ausgangswelle des Verbrennungsmotors 150 aufgebracht wird, mit einer Verringerung der Drehzahl Ne des Verbrennungsmotors 150 verringert. Wenn die Drehzahl Ne des Verbrennungsmotors 150 kleiner als 40 rpm wird, wird das Bremsdrehmoment auf null festgelegt. Diese Struktur verhindert effektiv die umgekehrte Drehung der Kurbelwelle 156.
(6) Der vorbestimmte Wert Nkn, der als Kriterium des Regelungsablaufs verwendet wird, wird unter der Bedingung, dass das Fahrzeug gestoppt ist, auf 200 rpm festgelegt, er wird unter der Bedingung, dass das Fahrzeug mit Bremse AUS gefahren wird, auf 250 rpm festgelegt, und er wird unter der Bedingung, dass das Fahrzeug mit Bremse EIN gefahren wird, auf 350 rpm festgelegt. Dies ermöglicht es, dass ungeachtet des Fahrzustandes des Fahrzeugs das Drehmoment, das auf die Ausgangswelle des Verbrennungsmotors 150 in der Richtung der Reduzierung der Drehzahl aufgebracht wird, im Wesentlichen konstant ist. Die Drehzahl des Verbrennungsmotors 150, welche der Steuerung unterworfen wird, kann somit sanft auf null verringert werden.

Die Leistungsabgabevorrichtungen 110 und 110' der ersten und zweiten Ausführungsformen und ihre modifizierten Beispiele, die oben erläutert worden sind, werden bei einem zweiradgetriebenen Fahrzeug des FR-Typs oder des FF-Typs verwendet. Wie in 28 gezeigt ist, wird jedoch eine Leistungsabgabevorrichtung 110C, die als anderes modifiziertes Beispiel vorhanden ist, bei einem vierradgetriebenen Fahrzeug verwendet. In dieser Struktur ist der zweite Motor MG2 von der Hohlradwelle 126 getrennt und in dem Hinterradabschnitt des Fahrzeugs unabhängig angeordnet, um die hinteren Antriebsräder 117 und 119 anzutreiben. Andererseits ist die Hohlradwelle 126 über das Kraftzuführzahnrad 128 und über das Kraftübertragungsgetriebe 111 mit dem Differenzialgetriebe 114 verbunden, um die vorderen Antriebsräder 116 und 118 anzutreiben. Eine der Routinen zur Regelung des Stoppens des Verbrennungsmotors, die in den 7 und 22 gezeigt sind, kann bei dieser Struktur verwendet werden.
Die Leistungsabgabevorrichtung 110 der Ausführungsform und ihre modifizierten Beispiele, die oben erläutert worden sind, werden bei dem zweiradgetriebenen Fahrzeug des FR-Typs oder des FF-Typs verwendet. In einem anderen modifizierten Beispiel von 28 wird bei einem vierradgetriebenen Fahrzeug eine Leistungsabgabevorrichtung 110C verwendet. In dieser Struktur ist der zweite Motor MG2 von der Hohlradwelle 126 getrennt und in dem Hinterradabschnitt des Fahrzeugs unabhängig angeordnet, um die Hinterräder 117 und 119 anzutreiben. Die Hohlradwelle ist andererseits durch das Kraftzuführzahnrad 128 und das Kraftübertragungsgetriebe 111 mit dem Differenzialgetriebe 114 verbunden, um die vorderen Antriebsräder 116 und 118 anzutreiben. Die Routine zur Regelung des Stoppens des Verbrennungsmotors aus 7 kann auch bei dieser Struktur verwendet werden.
Als erster Motor MG1 und als zweiter Motor MG2 in der Leistungsabgabevorrichtung 110 der Ausführungsform werden Synchronmotore des Dauermagnet-(PM-)Typs verwendet. Gemäß den Anforderungen kann jedoch jeder andere Motor verwendet werden, der sowohl den regenerativen Betrieb als auch den Leistungsbetrieb durchführt, wie z. B. Synchronmotore des Typs mit veränderlicher Reluktanz (VR), Noniusmotore, Gleichstrommotore, Induktionsmotore, superleitende Motore und Schrittmotore.
Als die ersten und zweiten Steuerkreise 191 und 192 werden in der Leistungsabgabevorrichtung 110 der Ausführungsform Transistorinverter verwendet. Andere erhältliche Beispiele umfassen IGBT (Bipolartransistoren mit isoliertem Gate) Inverter, Thyristorinverter, Spannungs-PWM-(Pulsweitenmodulations-)Inverter, Quadratwelleninverter (Spannungsinverter und Strominverter) und Resonanzinverter.
Die Batterie 194 in der obigen Ausführungsform kann Pb-Zellen, NiMH-Zellen, Li-Zellen oder dergleichen umfassen. Anstelle der Batterie 194 kann ein Kondensator verwendet werden.
In der Leistungsabgabevorrichtung 110 der Ausführungsform ist die Kurbelwelle 156 des Verbrennungsmotors 150 mit dem ersten Motor MG1 über den Dämpfer 157 und das Planetengetriebe 120 verbunden. Wenn der Betrieb des Verbrennungsmotors 150 gestoppt ist, wird die Änderung der Drehzahl Ne des Verbrennungsmotors 150 durch das Ausgangsdrehmoment von dem ersten Motor MG1 über das Planetengetriebe 120 geregelt. Wie eine andere Leistungsabgabevorrichtung 310, die in 29 als noch anderes modifiziertes Beispiel dargestellt ist, ist eine Kurbelwelle CS eines Verbrennungsmotors EG mit einer Drehwelle RS eines Motors MG direkt über einen Dämpfer DNP verbunden. Die Änderung der Drehzahl Ne des Verbrennungsmotors EG wird durch den Motor MG geregelt, wenn der Betrieb des Verbrennungsmotors EG gestoppt ist. Diese Struktur übt die gleichen Wirkungen aus wie die der Leistungsabgabevorrichtung 110 der obigen Ausführungsform. In den obigen Ausführungsformen sind der erste Motor MG1 und der zweite Motor MG2 derart angeordnet, dass sie mit der Welle des Kraftübertragungssystems koaxial angeordnet sind. Die Anordnung dieser Motoren hinsichtlich der Welle des Kraftübertragungssystems kann jedoch willkürlich in Abhängigkeit von den Ausgestaltungsanforderungen bestimmt werden.
Die gegenwärtige Erfindung ist nicht auf die obige Ausführungsform oder ihre modifizierten Beispiele begrenzt, sondern es sind viele Modifikationen, Änderungen und Abwandlungen möglich, ohne dass der Grundgedanke der Haupteigenschaften der gegenwärtigen Erfindung verlassen wird. Beispielsweise, obwohl die Leistungsabgabevorrichtung in der obigen Ausführungsform an dem Fahrzeug angebracht ist, kann sie an einem anderen Transportmittel wie z. B. Schiffen und Flugzeugen sowie bei einer Vielzahl von Industriemaschinen angebracht sein.
Es sollte klar ersichtlich sein, dass die obige Ausführungsform nur illustrativ und in keiner Weise einschränkend ist. Der Grundgedanke der gegenwärtigen Erfindung wird nur durch die Bezeichnungen der beigefügten Ansprüche begrenzt.

Claims

Leistungsabgabevorrichtung zur Abgabe von Leistung an eine Antriebswelle, wobei die Leistungsabgabevorrichtung umfasst: – einen Verbrennungsmotor, der eine Ausgangswelle umfasst; – einen ersten Motor, der eine Drehwelle umfasst und über die Drehwelle Leistung aufnimmt und abgibt; – einen zweiten Motor, der Leistung an die Antriebswelle abgibt und von dieser aufnimmt; – ein Parallel-Hybridsystem, das aus einem Dreiwellen-Leistungsaufnahme-/Abgabe-Mittel besteht, das drei Wellen umfasst, die mit der Antriebswelle, der Ausgangswelle bzw. der Drehwelle verbunden sind, wobei das Dreiwellen-Leistungsaufnahme-/Abgabe-Mittel Leistung an eine verbleibende Welle abgibt und von dieser aufnimmt, und zwar auf der Grundlage von vorbestimmten Leistungen, die an zwei Wellen von den drei Wellen abgegeben und von diesen aufgenommen werden; – ein Kraftstoffstopp-Anweisungsmittel zur Ausgabe einer Anweisung an den Verbrennungsmotor, die Kraftstoffzufuhr zu stoppen, wenn eine Bedingung, den Betrieb des Verbrennungsmotors zu stoppen, erfüllt ist; – einen Inverter, der die dem ersten und zweiten Motor zugeführte Leistung durch die An/Aus-Operation eines Schaltelements regelt; und – ein Stoppzeitregelungsmittel zur Regelung des Inverters derart, dass er ein gewünschtes Drehmoment auf die Ausgangswelle des Verbrennungsmotors überträgt, wodurch eine Verzögerung einer Drehzahl der Ausgangswelle auf einen vorbestimmten Bereich in Antwort auf die Anweisung, die Kraftstoffzufuhr zu dem Verbrennungsmotor zu stoppen, begrenzt ist, um so eine Stoppzeitregelung zum Stoppen des Betriebs des Verbrennungsmotors zu implementieren.
Leistungsabgabevorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Leistungsabgabevorrichtung ferner umfasst: – ein Solldrehmoment-Speichermittel zur Bestimmung einer zeitabhängigen Veränderung eines Sollwerts des auf die Ausgangswelle des Verbrennungsmotors übertragenen Drehmoments auf der Grundlage eines Verhaltens zum Zeitpunkt des Stoppens des Betriebs des Verbrennungsmotors; – wobei das Stoppzeitregelungsmittel umfasst: – ein Mittel zum Ansteuern des ersten Motors als die Stoppzeitregelung, um ein Drehmoment, das dem Sollwert entspricht, auf die Ausgangswelle des Verbrennungsmotors in einer Zeitspanne nach dem Stoppen der Kraftstoffzufuhr zu dem Verbrennungsmotor über das Parallel-Hybridsystem zu übertragen.
Leistungsabgabevorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Leistungsabgabevorrichtung ferner umfasst: – ein Verzögerungsberechnungsmittel zur Berechnung der Verzögerung der Drehzahl der Ausgangswelle während der Stoppzeitregelung; – ein Lernmittel zur Veränderung eines gelernten Wertes entsprechend der von dem Verzögerungsberechnungsmittel berechneten Verzögerung und Speicherung des gelernten Wertes; und – ein Verzögerungsbereich-Bestimmungsmittel zur Bestimmung des vorbestimmten Bereichs in der von dem Stoppzeitregelungsmittel ausgeführten Stoppzeitregelung auf der Grundlage des von dem Lernmittel gespeicherten gelernten Wertes.
Leistungsabgabevorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Leistungsabgabevorrichtung ferner umfasst: – ein Drehzahlerfassungsmittel zur Messung der Drehzahl der Ausgangswelle; – wobei das Stoppzeitregelungsmittel ferner umfasst: – ein Mittel zur Ansteuerung des ersten Motors als die Stoppzeitregelung, so dass sich die Drehzahl der Ausgangswelle, gemessen von dem Drehzahlerfassungsmittel, entlang eines vorbestimmten Weges einem vorbestimmten Wert annähern kann.
Leistungsabgabevorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Leistungsabgabevorrichtung ferner umfasst: – ein Drehzahlerfassungsmittel zur Messung der Drehzahl der Ausgangswelle; – wobei das Stoppzeitregelungsmittel ferner umfasst: – ein Mittel zum Ansteuern des ersten Motors als die Stoppzeitregelung, um über das Parallel-Hybridsystem ein der Drehung der Ausgangswelle entgegengesetztes Drehmoment auf die Ausgangswelle zu übertragen, bis die Drehzahl der Ausgangswelle, gemessen von dem Drehzahlerfassungsmittel, mit dem vorbestimmten Wert zusammenfällt.
Leistungsabgabevorrichtung nach Anspruch 5, wobei das Stoppzeitregelungsmittel ferner ein Mittel zum Ansteuern des ersten Motors als Teil der Stoppzeitregelung umfasst, um über das Parallel-Hybridsystem ein vorbestimmtes Drehmoment in Richtung der Drehung der Ausgangswelle auf die Ausgangswelle zu übertragen, wenn die Drehzahl der Ausgangswelle, gemessen von dem Drehzahlerfassungsmittel auf einen Referenzwert abnimmt, der nicht größer als der vorbestimmte Wert ist.
Leistungsabgabevorrichtung nach Anspruch 5, wobei die Leistungsabgabevorrichtung ferner umfasst: – ein Verzögerungsberechnungsmittel zur Berechnung der Verzögerung der Drehzahl der Ausgangswelle während der Stoppzeitregelung; und – ein Referenzwerteinstellungsmittel zum Einstellen des Referenzwerts auf einen größeren Wert als einen größeren Absolutwert der Verzögerung.
Leistungsabgabevorrichtung nach Anspruch 5, wobei die Leistungsabgabevorrichtung ferner umfasst: – ein Bremskrafterfassungsmittel zum Bestimmen eines Betrages einer während der Stoppzeitregelung auf die Antriebswelle übertragenen Bremskraft; und – ein Referenzwerteinstellungsmittel zum Einstellen des Referenzwerts auf einen größeren Wert, wenn das Bremskrafterfassungsmittel bestimmt, dass die Bremskraft einen größeren Betrag hat.
Leistungsabgabevorrichtung nach Anspruch 5, wobei der vorbestimmte Wert eine Drehzahl ist, die niedriger als ein Resonanzbereich von Torsionsschwingungen in einem System ist, das die Ausgangswelle und das Parallel-Hybridsystem enthält.
Leistungsabgabevorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Leistungsabgabevorrichtung ferner umfasst: – ein Regelungsmittel für den zweiten Motor, um den zweiten Motor so anzusteuern, dass er weiterhin Leistung von der Antriebswelle aufnimmt und an diese abgibt, wenn die Anweisung zum Stoppen des Betriebs des Verbrennungsmotors während der fortgesetzten Aufnahme von Leistung von der Antriebswelle oder Abgabe an diese ausgegeben wird.
Verbrennugnsmotor-Regelungsvorrichtung mit einem Verbrennungsmotor zur Ausgabe von Leistung durch Verbrennung eines Kraftstoffs und einem Motor, der mit einer Ausgangswelle des Verbrennungsmotors verbunden ist, wobei die Verbrennungsmotor-Regelungsvorrichtung den Betrieb und das Stoppen des Verbrennungsmotors regelt und umfasst: – ein Kraftstoffstoppmittel zum Stoppen einer Kraftstoffzufuhr zu dem Verbrennungsmotor, wenn eine Bedingung zum Stoppen des Betriebs des Verbrennungsmotors erfüllt ist; – einen Inverter, der eine dem Motor zugeführte Leistung durch die An/Aus-Operation eines Schaltelements regelt; und – ein Stoppzeitregelungsmittel zur Regelung des Inverters derart, dass dieser ein gewünschtes Drehmoment auf die Ausgangswelle des Verbrennungsmotors überträgt, wodurch eine Verzögerung einer Drehzahl der Ausgangswelle auf einen vorbestimmten Bereich in Antwort auf das Stoppen der Kraftstoffzufuhr zu dem Verbrennungsmotor begrenzt ist, um so eine Stoppzeitregelung zum Stoppen des Betriebs des Verbrennungsmotors zu implementieren.
Verbrennungsmotor-Regelungsvorrichtung nach Anspruch 11, wobei die Verbrennungsmotor-Regelungsvorrichtung ferner umfasst: – ein Solldrehmoment-Speichermittel zur Bestimmung einer zeitabhängigen Veränderung eines Sollwerts des von dem Motor auf die Ausgangswelle des Verbrennungsmotors übertragenen Drehmoments auf der Grundlage eines Verhaltens zum Zeitpunkt des Stoppens des Betriebs des Verbrennungsmotors; – wobei das Stoppzeitregelungsmittel umfasst: – ein Mittel zur Ansteuerung des Motors als die Stoppzeitregelung, um ein Drehmoment, das dem Sollwert entspricht, auf die Ausgangswelle des Verbrennungsmotors in einer Zeitspanne nach dem Stoppen der Kraftstoffzufuhr zu dem Verbrennungsmotor zu übertragen.
Verbrennungsmotor-Regelungsvorrichtung nach Anspruch 12, wobei die Verbrennungsmotor-Regelungsvorrichtung ferner umfasst: – ein Verzögerungsberechungsmittel zur Berechnung der Verzögerung der Drehzahl der Ausgangswelle während der Stoppzeitregelung; – ein Lernmittel zum Verändern eines gelernten Wertes entsprechend der von dem Verzögerungsberechnungsmittel berechneten Verzögerung und Speichern des gelernten Wertes; und – ein Verzögerungsbereich-Bestimmungsmittel zur Bestimmung des vorbestimmten Bereichs der Stoppzeitregelung, ausgeführt von dem Stoppzeitregelungsmittel, auf der Grundlage des von dem Lernmittel gespeicherten gelernten Wertes.
Verbrennungsmotor-Regelungsvorrichtung nach Anspruch 11, wobei die Verbrennungsmotor-Regelungsvorrichtung umfasst: – ein Drehzahlerfassungsmittel zur Messung der Drehzahl der Ausgangswelle; – wobei das Stoppzeitregelungsmittel ferner umfasst: – ein Mittel zum Ansteuern des Motors als die Stoppzeitregelung, so dass sich die Drehzahl der Ausgangswelle, gemessen von dem Drehzahlerfassungsmittel, entlang eines vorbestimmten Weges einem vorbestimmten Wert annähern kann.
Verbrennungsmotor-Regelungsmittel nach Anspruch 11, wobei das Verbrennungsmotor-Regelungsmittel umfasst: – ein Drehzahlerfassungsmittel zur Messung der Drehzahl der Ausgangswelle; – wobei das Stoppzeitregelungsmittel umfasst: – ein Mittel zur Ansteuerung des Motors als die Stoppzeitregelung, um ein der Drehung der Ausgangswelle entgegengesetztes Drehmoment auf die Ausgangswelle zu übertragen, bis die Drehzahl der Ausgangswelle, gemessen von dem Drehzahlerfassungsmittel, mit dem vorbestimmten Wert zusammenfällt.
Verbrennungsmotor-Regelungsmittel nach Anspruch 11, wobei das Verbrennungsmotor-Regelungsmittel ferner umfasst: – ein Drehzahlerfassungsmittel zur Messung der Drehzahl der Ausgangswelle; – wobei das Stoppzeitregelungsmittel ferner ein Mittel zur Ansteuerung des Motors als Teil der Stoppzeitregelung umfasst, um ein vorbestimmtes Drehmoment in Richtung der Drehung der Ausgangswelle auf die Ausgangswelle zu übertragen, wenn die Drehzahl der Ausgangswelle, gemessen von dem Drehzahlerfassungsmittel, auf einen Referenzwert abnimmt, der nicht größer als der vorbestimmte Wert ist.
Verbrennungsmotor-Regelungsmittel nach Anspruch 15, wobei das Verbrennungsmotor-Regelungsmittel umfasst: – ein Verzögerungsberechnungsmittel zur Berechnung der Verzögerung der Drehzahl der Ausgangswelle während der Stoppzeitregelung; und – ein Referenzwerteinstellungsmittel zum Einstellen des Referenzwerts auf einen größeren Wert als ein größerer Absolutwert der Verzögerung.
Verbrennungsmotor-Regelungsmittel nach Anspruch 15, wobei der vorbestimmte Wert eine Drehzahl ist, die niedriger als ein Resonanzbereich von Torsionsschwingungen in einem System ist, das die Ausgangswelle und einen Rotor des Motors enthält.
Verbrennungsmotor-Regelungsmittel nach einem der Ansprüche 11 bis 18, wobei die Ausgangswelle des Verbrennungsmotors über einen Dämpfer mit dem Motor verbunden ist.
Verfahren zur Regelung eines Leistungsabgabevorrichtung, die umfasst: einen Verbrennungsmotor, der eine Ausgangswelle umfasst, einen ersten Motor, der eine Drehwelle umfasst und Leistung von der Drehwelle aufnimmt und an diese abgibt, einen zweiten Motor, der Leistung von der Antriebswelle aufnimmt und an diese abgibt, ein Parallel-Hybridsystem, das aus einem Dreiwellen-Leistungsaufnahme-/Abgabe-Mittel besteht, das drei Wellen umfasst, die mit der Antriebswelle, der Ausgangswelle bzw. der Drehwelle verbunden sind, wobei das Dreiwellen-Leistungsaufnahme-/Abgabe-Mittel Leistung auf eine verbleibende Welle überträgt und von dieser aufnimmt, und zwar auf der Grundlage von vorbestimmten Leistungen, die von zwei Wellen von den drei Wellen aufgenommen und abgegeben werden, und einen Inverter, der eine dem ersten und dem zweiten Motor zugeführte Leistung durch die An/Aus-Operation eines Schaltelements regelt, wobei das Verfahren die Schritte umfasst: – Ausgeben einer Anweisung zum Stoppen der Kraftstoffzufuhr zu dem Verbrennungsmotor, wenn eine Bedingung zum Stoppen des Betriebs des Verbrennungsmotors erfüllt ist; und – Regeln des Inverters derart, dass ein gewünschtes Drehmoment auf die Ausgangswelle des Verbrennungsmotors übertragen wird, wodurch eine Verzögerung der Drehzahl der Ausgangswelle auf einen vorbestimmten Bereich in Ant- Wort auf die Anweisung zum Stoppen der Kraftstoffzufuhr zu dem Verbrennungsmotor begrenzt wird, um so eine Stoppzeitregelung zum Stoppen des Betriebs des Verbrennungsmotors zu implementieren.
Verfahren zur Regelung des Stoppens eines Verbrennungsmotors, wobei der Verbrennungsmotor durch Verbrennung eines Kraftstoffs Leistung abgibt und eine Ausgangwelle umfasst, die mit einem Motor verbunden ist, wobei das Verfahren die Schritte umfasst: – Stoppen der Kraftstoffzufuhr zu dem Verbrennungsmotor, wenn eine Bedingung zum Stoppen des Betriebs des Verbrennungsmotors erfüllt ist; und – Regeln eines Inverters, der eine dem ersten Motor zugeführte Leistung durch die An/Aus-Operation eines Schaltelements regelt, um so ein gewünschtes Drehmoment auf die Ausgangswelle des Verbrennungsmotors zu übertragen, wodurch eine Verzögerung der Drehzahl der Ausgangswelle auf einen vorbestimmten Bereich in Antwort auf das Stoppen der Kraftstoffzufuhr zu dem Verbrennungsmotor begrenzt wird, um so eine Stoppzeitregelung zum Stoppen des Betriebs des Verbrennungsmotors erfüllt ist.
Verfahren nach Anspruch 21, wobei die Ausgangswelle des Verbrennungsmotors über einen Dämpfer mit dem Motor verbunden ist.