DE102006000239B4 - Leistungsabgabevorrichtung, Motorfahrzeug, das mit einer Leistungsabgabevorrichtung ausgestattet ist, und Steuerverfahren für eine Leistungsabgabevorrichtung - Google Patents

Leistungsabgabevorrichtung, Motorfahrzeug, das mit einer Leistungsabgabevorrichtung ausgestattet ist, und Steuerverfahren für eine Leistungsabgabevorrichtung Download PDF

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Abstract

Leistungsabgabevorrichtung, die Leistung an eine Antriebswelle abgibt, wobei die Leistungsabgabevorrichtung folgendes aufweist: eine Brennkraftmaschine (22), die zum Abgeben von mechanischer Leistung betrieben wird; einen Übertragungsmechanismus (30) für ein Übertragen von elektrischer Leistung und/oder mechanischer Leistung, der mit einer Ausgangswelle (26) der Brennkraftmaschine (22) und mit einer Antriebswelle (32a) verbunden ist und zumindest einen Teil der Leistung der Brennkraftmaschine (22) an die Antriebswelle (32a) abgibt, wobei der Übertragungsmechanismus (30) die elektrische Leistung und mechanische Leistung integrieren und verteilen kann; eine Speichereinheit (50), die elektrische Leistung zu und von dem Übertragungsmechanismus (30) für elektrische Leistung und mechanische Leistung überträgt; eine Einlassluftströmungsreguliereinheit (139), die eine Einlassluftströmung zu der Brennkraftmaschine (22) steuert, und ein Steuermodul (24), das dann, wenn eine Temperatur der Speichereinheit (50) sich in einem voreingestellten sehr niedrigen Temperaturbereich, der unterhalb einer vorbestimmten Temperaturgrenze ist, befindet, die Einlassluftströmungsreguliereinheit (139) so steuert, dass eine voreingestellte Leerlaufeinlassluftströmung in dem voreingestellten sehr niedrigen Temperaturbereich zu der Brennkraftmaschine (22) unmittelbar nach ihrem Start zugeführt wird und ein Leerlaufbetrieb der Brennkraftmaschine (22) erzielt wird, wobei die voreingestellte Leerlaufeinlassluftströmung größer als in einem gewöhnlichen Temperaturbereich, der oberhalb der vorbestimmten Temperaturgrenze ist, eingerichtet ist, und das Steuermodul (24) die Leerlaufeinlassluftströmung als spezifischen Parameter so korrigiert, dass eine Drehzahl der Brennkraftmaschine (22) in dem Leerlaufbetrieb sich an eine vorbestimmte Leerlaufdrehzahl annähert, wobei nach der Korrektur des spezifischen Parameters das Steuermodul (24) die Brennkraftmaschine (22) unter Berücksichtigung der Korrektur des spezifischen Parameters steuert, und den Übertragungsmechanismus (30) für elektrische Leistung und mechanische Leistung so steuert, dass elektrische Leistung unter Verwendung der Leistung der Brennkraftmaschine (22) erzeugt wird und die Speichereinheit (50) mit einer erzeugten elektrischen Leistung, die unterhalb eines Aufladegrenzwertes der Speichereinheit (50) ist, aufgeladen wird, ...

Description

  • Technischer Bereich
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Leistungsabgabevorrichtung, ein Motorfahrzeug, das mit der Leistungsabgabevorrichtung ausgestattet ist, und ein Steuerverfahren für die Leistungsabgabevorrichtung.
  • Zugehöriger Stand der Technik
  • Eine bekannte Leistungsabgabevorrichtung, die Leistung an eine Antriebswelle abgibt, ist beispielsweise in der Japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. H11-187577 offenbart und hat einen Verbrennungsmotor, einen ersten Motor, einen zweiten Motor, einen Planetengetriebemechanismus, der einen Planetenträger, der mit einer Ausgangswelle des Verbrennungsmotors verknüpft ist, ein Sonnenrad, das mit einem Rotor des ersten Motors verknüpft ist, und einen Zahnkranz aufweist, der mit einem Rotor des zweiten Motors verknüpft ist, und eine Batterie, die mit einer elektrischen Leistung geladen wird, die von einem von den zwei Motoren oder beiden von diesen unter Verwendung eines Teils eines Ausgangsdrehmoments des Verbrennungsmotors erzeugt wird. Bei der Leistungsabgabevorrichtung nach diesem Stand der Technik ist eine Drehwelle des zweiten Motors mit der Antriebswelle über einen Getriebemechanismus oder einen anderen äquivalenten Mechanismus verbunden. Diese Leistungsabgabevorrichtung verwendet ein voreingestelltes Kennfeld zum Angeben einer Eingangsgrenze entsprechend der gemessenen Temperatur der Batterie und bestimmt ein zulässiges Ladeniveau der Batterie innerhalb der angegebenen Eingangsgrenze. Das Kennfeld ist so ausgelegt, dass es einen kleineren absoluten Wert der Eingangsgrenze in einem Niedertemperaturbereich unterhalb einer vorbestimmten Temperatur als den absoluten Wert der Eingangsgrenze in einem Bereich gewöhnlicher Temperatur abgibt.
  • Bei der Leistungsabgabevorrichtung nach dem Stand der Technik wird die Batterie mit der elektrischen Leistung geladen, die durch zumindest einen der zwei Motoren unter Verwendung des Ausgangsdrehmoments des Verbrennungsmotors erzeugt wird. Es kann sich eine Differenz zwischen der Einlassluftströmung, die tatsächlich dem Verbrennungsmotor zugeführt wird, und einer Soll-Einlassluftströmung ergeben, die dem Verbrennungsmotor zugeführt werden soll. Die Batterie kann über die Eingangsgrenze bei einer solchen Einlassluftströmungsdifferenz hinaus überladen werden, wenn die Temperatur der Batterie in den Niedertemperaturbereich eintritt, in dem die Eingangsgrenze einen kleineren absoluten Wert als der absolute Wert in dem Bereich der gewöhnlichen Temperatur hat.
  • Die Druckschrift US 6 075 346 A offenbart, dass Aufladen und Entladen entsprechend dem Batteriebetrieb und dem Batteriezustand ausgeführt werden. Unter Berücksichtigung einer spezifischen Temperatur, die sich auf die Batterie beziehen kann, wird ein Grenzwert für das Aufladen und das Entladen so bestimmt, dass er geringer als bei Normaltemperatur ist.
  • Die Druckschrift JP 2004 346 781 A offenbart, dass, wenn ein Verbrennungsmotor gestartet wird, während das Fahrzeug lediglich anhand der von einem Elektromotor bereitgestellten Antriebsenergie fährt, eine Solleistung für den Verbrennungsmotor genutzt wird, die das Moment beim Elektromotor berücksichtigt.
  • Die Druckschrift US 2003/0 132 730 A1 offenbart einen Batterieschutzabschnitt, der die Drehzahl eines Verbrennungsmotorerhöht oder die Lieferung von elektrischer Energie zu den Abnehmern unterbricht, wenn die Fahrzeugbatterie zu stark entladen ist.
  • Die Druckschrift DE 698 10 229 T2 offenbart eine Steuervorrichtung einer Brennkraftmaschine mit einer Kraftmaschinenstoppeinrichtung zum Stoppen einer Brennkraftmaschine in Übereinstimmung mit einem Fahrzustand des Fahrzeugs; einer Steuerwertlerneinrichtung zum Erlernen eines Steuerwerts zum Steuern der Brennkraftmaschine während dem Betrieb der Brennkraftmaschine; und einer Stoppverhinderungseinrichtung zum Verhindern, dass die Brennkraftmaschine durch die Kraftmaschinenstoppeinrichtung gestoppt wird, bis das Erlernen des Steuerwerts durch die Steuerwertlerneinrichtung vollendet ist.
  • Die Druckschrift US 6 879 888 B2 offenbart einen Temperatursensor zum Erfassen einer Batterietemperatur Aufladen. Eine Steuereinrichtung setzt einen Grenzwert für die Batterieentladung unter Berücksichtigung der erfassten Batterietemperatur fest.
  • Die Druckschrift DE 699 13 449 T2 offenbart eine weitere Vorrichtung und Verfahren zur Steuerung des Lade-/Entladezustandes der Batterie eines Hybridfahrzeuges.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Es ist die Aufgabe der Erfindung, die Nachteile des Stands der Technik zu beseitigen und eine Leistungsabgabevorrichtung, die verhindert, dass eine Speichereinheit, wie zum Beispiel eine Sekundärbatterie, über eine voreingestellte Ladegrenze überladen wird, ebenso wie ein Motorfahrzeug, das mit einer solchen Leistungsabgabevorrichtung ausgestattet ist, und ein Steuerverfahren für eine solche Leistungsabgabevorrichtung zu schaffen.
  • In Hinblick auf die Leistungsabgabevorrichtung ist die Aufgabe durch eine Leistungsabgabevorrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Ein Motorfahrzeug ist in Anspruch 8 definiert. Ein Steuerverfahren einer Leistungsabgabevorrichtung ist in Anspruch 9 definiert. Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
  • Die Leistungsabgabevorrichtung nach Anspruch 1 weist folgendes auf: eine Brennkraftmaschine, die zum Abgeben von Leistung betrieben wird; einen Übertragungsmechanismus für elektrische Leistung und mechanische Leistung, der mit einer Ausgangswelle der Brennkraftmaschine und mit der Antriebswelle verbunden ist und zumindest einen Teil der Leistung der Brennkraftmaschine an die Antriebswelle durch die Eingabe und Ausgabe der elektrischen Leistung und mechanischen Leistung abgibt; eine Speichereinheit, die elektrische Leistung zu und von dem Übertragungsmechanismus für elektrische Leistung und mechanische Leistung überträgt; und ein Steuermodul das einen spezifischen Parameter korrigiert, der sich auf eine Veränderung der Ausgangsleistung der Brennkraftmaschine bezieht, um zu ermöglichen, dass die Brennkraftmaschine unmittelbar nach ihrem Start eine Ausgangsleistung erzeugt, die im Wesentlichen äquivalent zu einer voreingestellten Verbrennungsmotorleistungsanforderung ist, die von der Brennkraftmaschine angefordert wird. Nach der Korrektur des spezifischen Parameters steuert das Steuermodul die Brennkraftmaschine mit der Wiedergabe der Korrektur des spezifischen Parameters und steuert den Übertragungsmechanismus für elektrische Leistung und mechanische Leistung, um elektrische Leistung unter Verwendung der Leistung der Brennkraftmaschine zu erzeugen und die Speichereinheit mit der erzeugten elektrischen Leistung innerhalb eines Aufladegrenzwertes der Speichereinheit zu laden.
  • Die Leistungsabgabevorrichtung der Erfindung korrigiert den spezifischen Parameter, der sich auf die Veränderung der Ausgangsleistung der Brennkraftmaschine bezieht, und ermöglicht dadurch, dass die Brennkraftmaschine unmittelbar nach ihrem Start die Ausgangsleistung erzeugt, die im Wesentlichen äquivalent zu der Verbrennungsmotorleistungsanforderung ist. Nach der Korrektur steuert die Leistungsabgabevorrichtung die Brennkraftmaschine mit der Wiedergabe der Korrektur des spezifischen Parameters und steuert den Übertragungsmechanismus für elektrische Leistung und mechanische Leistung, um elektrische Leistung unter Verwendung der Ausgangsleistung der Brennkraftmaschine zu erzeugen und die Speichereinheit mit der erzeugten elektrischen Leistung innerhalb des Aufladegrenzwertes der Speichereinheit zu laden. Die Brennkraftmaschine wird nämlich so gesteuert, dass sie die Ausgangsleistung erzeugt, die praktisch gleich der Verbrennungsmotorleistungsanforderung, die von der Brennkraftmaschine angefordert wird, vor dem Start des Ladens der Speichereinheit ist. Es besteht dem gemäß keine Gefahr, dass die Ausgangsleistung der Brennkraftmaschine die Verbrennungsmotorleistungsanforderung, die von der Brennkraftmaschine angefordert wird, in Beschränkung des Ladeniveaus der Speichereinheit übersteigt. Diese Anordnung verhindert wirksam, dass der Ladezustand der Speichereinheit, die mit der elektrischen Leistung geladen wird, die durch den Übertragungsmechanismus für elektrische Leistung und mechanische Leistung erzeugt wird, den Aufladegrenzwert übersteigt.
  • Der spezifische Parameter, der sich auf die Veränderung der Eingangsleistung der Brennkraftmaschine bezieht, kann einer oder eine Vielzahl von verschiedenartigen die Abgabe beeinflussenden Faktoren einschließlich einer Einlassluftmenge, einer Kraftstoffeinspritzmenge, einer Kraftstoffeinspritzzeitabstimmung und einer Zündzeitabstimmung sein. Der Fluss des elektrischen Stroms zu der Speichereinheit bei niedrigen Temperaturen kann einen signifikanten Spannungsanstieg über eine Spannungsbeständigkeit von einem jeweiligen Bauteil der Speichereinheit verursachen. Durch Berücksichtigen dieser Tatsache kann der Aufladegrenzwert der Speichereinheit so eingerichtet werden, dass sie einen kleineren absoluten Wert hat und sich ein zulässiges Ladeniveau mit einer Temperaturverringerung in einen Niedertemperaturbereich verringert.
  • In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung weist die Leistungsabgabevorrichtung ferner eine Einlassluftströmungseinstelleinheit auf, die eine Einlassluftströmung in die Brennkraftmaschine einstellt. Das Steuermodul steuert die Einlassluftströmungseinstelleinheit, um eine voreingestellte Leerlaufeinlassluftströmung der Luft zu der Brennkraftmaschine unmittelbar nach ihrem Start zuzuführen und einen Leerlaufbetrieb der Brennkraftmaschine zu erhalten, und korrigiert die Leerlaufeinlassluftströmung als spezifischen Parameter, um die Drehzahl der Brennkraftmaschine im Leerlaufbetrieb hinreichend eine vorbestimmte Leerlaufdrehzahl erreichen zu lassen. Nach der Korrektur der Leerlaufeinlassluftströmung als spezifischen Parameter steuert das Steuermodul die Brennkraftmaschine mit einer Wiedergabe der Korrektur des spezifischen Parameters und steuert Übertragungsmechanismus für elektrische Leistung und mechanische Leistung, um elektrische Leistung unter Verwendung der Leistung der Brennkraftmaschine zu erzeugen und die Speichereinheit mit der erzeugten elektrischen Leistung innerhalb des Aufladegrenzwertes der Speichereinheit zu laden. Wenn beispielsweise die Einlassluftströmung unmittelbar nach dem Start der Brennkraftmaschine signifikant größer als eine erforderliche Einlassluftströmung für eine Abgabe der Verbrennungsmotorleistungsanforderung ist, kann die Speichereinheit über den Aufladegrenzwert bei der Steuerung des Betriebs der Brennkraftmaschine ohne die Korrektur der Einlassluftströmung überladen werden. Die Leistungsabgabevorrichtung dieses Ausführungsbeispiels korrigiert jedoch die Einlassluftströmung, um die Drehzahl der Brennkraftmaschine in dem Leerlaufbetrieb hinreichend die vorbestimmte Leerlaufdrehzahl vor dem Laden der Speichereinheit erreichen zu lassen. Diese Anordnung verhindert wirksam das Überladen der Speichereinheit. In einer bevorzugten Anwendung dieses Ausführungsbeispiels führt das Steuermodul die Korrektur beim Start der Brennkraftmaschine durch, wenn eine Temperatur der Speichereinheit sich in einem voreingestellten sehr niedrigem Temperaturbereich befindet, und wird die Leerlaufeinlassluftströmung in dem voreingestellten sehr niedrigem Temperaturbereich auf einen größeren Wert als einen Wert in einem Bereich gewöhnlicher Temperatur eingerichtet. Wenn die Leerlaufeinlassluftströmung in dem voreingestellten sehr niedrigem Temperaturbereich signifikant größer als die Leerlaufeinlassluftströmung in dem Bereich gewöhnlicher Temperatur ist, ist es höchst wahrscheinlich, dass die Speichereinheit über den Aufladegrenzwert bei der Steuerung des Betriebs der Brennkraftmaschine ohne die Korrektur der Einlassluftströmung überladen wird. Die Anwendung der Technik dieser Erfindung ist somit insbesondere wirksam in dem sehr niedrigen Temperaturbereich.
  • In einer bevorzugten Anwendung der Leistungsabgabevorrichtung der Erfindung führt das Steuermodul die Korrektur durch, wenn eine maximale potentielle Abweichung zwischen der Verbrennungsmotoranforderung, die von der Brennkraftmaschine angefordert wird, und einer Ist-Ausgangsleistung der Brennkraftmaschine bei der Steuerung des Betriebs ohne die Korrektur den Aufladegrenzwert der Speichereinheit übersteigt, während sie die Korrektur nicht durchführt, wenn die maximale potentielle Abweichung den Aufladegrenzwert der Speichereinheit nicht übersteigt. Wenn die maximale mögliche Abweichung den Aufladegrenzwert der Speichereinheit nicht übersteigt, besteht keine Gefahr des Überladens der Speichereinheit über den Aufladegrenzwert. Dieser Zustand erfordert nicht die Korrektur des spezifischen Parameters, sondern er gestattet einen frühzeitigen Start des Ladens der Speichereinheit. Die maximale mögliche Abweichung zwischen der Verbrennungsmotorleistungsanforderung, die von der Brennkraftmaschine angefordert wird, und der Ist-Ausgangsleistung der Brennkraftmaschine bei der Steuerung ohne die Korrektur kann experimentell oder empirisch bestimmt werden. Beispielsweise kann die maximale mögliche Abweichung ein maximaler Wert der Abweichung gegenüber der Einstellung der Verbrennungsmotorleistungsanforderung auf ein minimales Niveau, beispielsweise 1 kW sein.
  • In einer weiteren bevorzugten Anwendung der Leistungsabgabevorrichtung der Erfindung führt dann, wenn eine Notanforderung zum Laden der Speichereinheit vorliegt, das Steuermodul die Korrektur nicht durch, sondern steuert die Brennkraftmaschine und den Übertragungsmechanismus für elektrische Leistung und mechanische Leistung, um elektrische Leistung unter Verwendung der Leistung der Brennkraftmaschine zu erzeugen und die Speichereinheit mit der erzeugten elektrischen Leistung innerhalb des Aufladegrenzwertes der Speichereinheit zu laden. Die Korrektur des spezifischen Parameters wird übersprungen, wenn eine Notanforderung zum Laden der Speichereinheit vorliegt (beispielsweise wenn die Speichereinheit einen beträchtlich niedrigen Ladezustand aufweist und eine Fehlfunktion ohne unmittelbare Ladung verursachen könnte). Diese Anordnung ermöglicht ein unmittelbares Laden der Speichereinheit.
  • In einer bevorzugten Anwendung der Leistungsabgabevorrichtung der Erfindung steuert das Steuermodul die Brennkraftmaschine nach der Korrektur zum Erzeugen einer im Wesentlichen feststehenden Ausgangsleistung und eine im Wesentlichen feststehende Drehzahl, und aktualisiert nachfolgend die Korrektur. In einer weiteren bevorzugten Anwendung der Leistungsabgabevorrichtung der Erfindung aktualisiert das Steuermodul die Korrektur nur dann, wenn die Brennkraftmaschine nach der Korrektur eine im Wesentlichen feststehende Ausgangsleistung erzeugt und eine im Wesentlichen feststehende Drehzahl hat. Die Korrektur des spezifischen Parameters, der unmittelbar nach dem Start der Brennkraftmaschine eingestellt wird, kann während des Betriebs der Brennkraftmaschine unangemessen werden. In einer dieser Anwendungen hält die Aktualisierung die Korrektur kontinuierlich angemessen. In diesen Anwendungen der Aktualisierung der Korrektur in einigen Bedingungen kann das Steuermodul die Korrektur mit der Begrenzung eines Grenzwerts aktualisieren, der eingestellt ist, um ein mögliches Stehenbleiben der Brennkraftmaschine zu verhindern.
  • Bei der Leistungsabgabevorrichtung der Erfindung kann der Übertragungsmechanismus für elektrische Leistung und mechanische Leistung folgendes aufweisen: einen Generator, der Leistung an eine Drehwelle abgibt; und ein Dreiwellenleistungseingabeausgabemodul, das mit drei Wellen verknüpft ist, nämlich einer Ausgangswelle der Brennkraftmaschine, der Drehwelle des Motors und der Antriebswelle, und das eine Leistung, die von einer restlichen Welle eingegeben und zu dieser abgegeben wird, auf der Grundlage von Leistungen bestimmt, die von zwei Wellen von den drei Wellen eingegeben und zu diesen abgegeben werden. Der Übertragungsmechanismus für elektrische Leistung und mechanische Leistung kann anderenfalls einen Rotorpaarmotor aufweisen, der einen ersten Rotor, der mit einer Ausgangswelle der Brennkraftmaschine verknüpft ist, und einen zweiten Rotor hat, der mit der Antriebswelle verknüpft ist, und der den ersten Rotor und den zweiten Rotor relativ zueinander dreht.
  • Die vorliegende Erfindung ist ferner auf ein Motorfahrzeug gerichtet, das mit der Leistungsabgabevorrichtung ausgestattet ist, die eine der vorstehend beschriebenen Anordnungen hat, nämlich mit der Leistungsabgabevorrichtung, die Leistung an eine Antriebswelle abgibt und folgendes aufweist: eine Brennkraftmaschine, die zum Abgeben von Leistung betrieben wird; einen Übertragungsmechanismus für elektrische Leistung und mechanische Leistung, der mit einer Ausgangswelle der Brennkraftmaschine und mit der Antriebswelle verbunden ist und zumindest einen Teil der Leistung der Brennkraftmaschine an die Antriebswelle durch die Eingabe und Ausgabe der elektrischen Leistung und mechanischen Leistung abgibt; und eine Speichereinheit, die elektrische Leistung zu dem Übertragungsmechanismus für elektrische Leistung und mechanische Leistung und von diesem überträgt; und ein Steuermodul, das einen spezifischen Parameter korrigiert, der sich auf eine Veränderung der abgegebenen Leistung der Brennkraftmaschine bezieht, um die Brennkraftmaschine unmittelbar nach ihrem Start in die Lage zu versetzen, eine Ausgangsleistung zu erzeugen, die im Wesentlichen äquivalent zu einer voreingestellten Verbrennungsmotorleistungsanforderung ist, die von der Brennkraftmaschine angefordert wird, und wobei nach der Korrektur des spezifischen Parameters das Steuermodul die Brennkraftmaschine mit der Wiedergabe der Korrektur des spezifischen Parameters steuert und den Übertragungsmechanismus für elektrische Leistung und mechanische Leistung steuert, um elektrische Leistung unter Verwendung der Leistung der Brennkraftmaschine zu erzeugen und die Speichereinheit mit der erzeugten elektrischen Leistung innerhalb des Aufladegrenzwertes der Speichereinheit zu laden.
  • Das Motorfahrzeug der Erfindung ist mit der Leistungsabgabevorrichtung ausgestattet, das eine der vorstehend beschriebenen Anordnung hat, und zeigt dem gemäß die ähnlichen Wirkungen wie diejenigen der Leistungsabgabevorrichtung der vorstehend beschriebenen Erfindung. Das Motorfahrzeug der Erfindung verhindert somit wirksam, dass der Ladezustand der Speichereinheit, die mit der elektrischen Leistung geladen wird, die durch den Übertragungsmechanismus für elektrische Leistung und mechanische Leistung erzeugt wird, den Aufladegrenzwert übersteigt.
  • In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung weist die Leistungsabgabevorrichtung ferner folgendes auf: einen Motor, der Leistung von der Antriebswelle eingibt und zu dieser abgibt; und eine Antriebskraftanweisungseinstelleinheit, die eine Antriebskraftanforderung einstellt, die von der Antriebswelle angefordert wird. Die Speichereinheit ist so aufgebaut, dass sie elektrische Leistung zu und von dem Motor überträgt. Das Steuermodul steuert die Brennkraftmaschine, den Übertragungsmechanismus für elektrische Leistung und mechanische Leistung und den Motor, um eine Antriebskraft, die praktisch die Antriebskraftanforderung erfüllt, die durch die Antriebskraftanforderungseinstelleinheit eingestellt wird, an die Antriebswelle abzugeben.
  • Die vorliegende Erfindung ist ferner auf ein Steuerverfahren einer Leistungsabgabevorrichtung gerichtet, die Leistung an eine Antriebswelle abgibt und die eine Brennkraftmaschine, einen Übertragungsmechanismus für elektrische Leistung und mechanische Leistung, der mit einer Ausgangswelle der Brennkraftmaschine und mit einer Antriebswelle verbunden ist und zumindest einen Teil der Leistung der Brennkraftmaschine an die Antriebswelle durch eine Eingabe und Ausgabe der elektrischen Leistung und mechanischen Leistung abgibt, und eine Speichereinheit aufweist, die elektrische Leistung zu und von dem Übertragungsmechanismus für elektrische Leistung und mechanische Leistung überträgt. Das Steuerverfahren weist die folgenden Schritte auf: (a) Korrigieren eines spezifischen Parameters, der sich auf eine Veränderung der Ausgangsleistung der Brennkraftmaschine bezieht, um die Brennkraftmaschine unmittelbar nach ihrem Start in die Lage zu versetzen, eine Ausgangsleistung zu erzeugen, die im Wesentlichen äquivalent zu einer voreingestellten Verbrennungsmotorleistungsanforderung ist, die von der Brennkraftmaschine angefordert wird; und (b) nach dem Schritt (a) Steuern der Brennkraftmaschine mit einer Wiedergabe der Korrektur des spezifischen Parameters in dem Schritt (a) und Steuern des Übertragungsmechanismus für elektrische Leistung und mechanische Leistung, um elektrische Leistung unter Verwendung der Leistung der Brennkraftmaschine zu erzeugen und die Speichereinheit mit der erzeugten elektrischen Leistung innerhalb des Aufladegrenzwertes der Speichereinheit zu laden.
  • Das Steuerverfahren der Erfindung korrigiert den spezifischen Parameter, der sich auf die Veränderung der Ausgangsleistung der Brennkraftmaschine bezieht, und setzt dadurch die Brennkraftmaschine unmittelbar nach ihrem Start in die Lage, die Ausgangsleistung zu erzeugen, die im Wesentlichen äquivalent zu der Verbrennungsmotorleistungsanforderung ist. Nach der Korrektur steuert das Verfahren die Brennkraftmaschine mit der Wiedergabe der Korrektur des spezifischen Parameters und steuert den Übertragungsmechanismus für elektrische Leistung und mechanische Leistung, um die elektrische Leistung unter Verwendung der Ausgangsleistung der Brennkraftmaschine zu erzeugen und die Speichereinheit mit der erzeugten elektrischen Leistung innerhalb des Aufladegrenzwertes der Speichereinheit zu laden. Die Brennkraftmaschine wird nämlich gesteuert, um die Ausgangsleistung zu erzeugen, die praktisch gleich der Verbrennungsmotorleistungsanforderung ist, die von der Brennkraftmaschine angefordert wird, nämlich vor dem Start des Ladens der Speichereinheit. Es besteht demgemäß keine Gefahr, dass die Ausgangsleistung der Brennkraftmaschine die Verbrennungsmotorleistungsanforderung, die von der Brennkraftmaschine angefordert wird, in Begrenzung des Ladeniveaus der Speichereinheit übersteigt. Diese Anordnung verhindert wirksam, dass der Ladezustand der Speichereinheit, die mit der elektrischen Leistung geladen wird, die durch den Übertragungsmechanismus für elektrische Leistung und mechanische Leistung erzeugt wird, den Aufladegrenzwert übersteigt.
  • In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung weist das Steuerverfahren ferner eine Einlassluftströmungsreguliereinheit auf, die eine Einlassluftströmung in die Brennkraftmaschine reguliert. In diesem Ausführungsbeispiel steuert der Schritt (a) die Einlassluftströmungsreguliereinheit, um eine voreingestellte Leerlaufeinlassluftströmung zu der Brennkraftmaschine unmittelbar nach ihrem Start zuzuführen und einen Leerlaufbetrieb der Brennkraftmaschine zu erhalten, und korrigiert die Leerlaufeinlassluftströmung als spezifischen Parameter, um eine Drehzahl der Brennkraftmaschine in dem Leerlaufbetrieb ausreichend eine vorbestimmte Leerlaufdrehzahl erreichen zu lassen. Nach dem Schritt (a) steuert der Schritt (b) die Brennkraftmaschine mit der Wiedergabe der Korrektur des spezifischen Parameters in dem Schritt (a) und steuert den Übertragungsmechanismus für elektrische Leistung und mechanische Leistung, um elektrische Leistung unter Verwendung der Leistung der Brennkraftmaschine zu erzeugen und die Speichereinheit mit der erzeugten elektrischen Leistung innerhalb des Aufladegrenzwertes der Speichereinheit zu laden.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • 1 stellt schematisch die Konfiguration eines Hybridfahrzeugs 20 eines Ausführungsbeispiels der Erfindung dar;
  • 2 stellt schematisch die Konfiguration eines Verbrennungsmotors 22 dar, der an einem Hybridfahrzeug 20 montiert ist;
  • 3 ist ein Ablaufdiagramm, das eine Antriebssteuerroutine zeigt, die durch eine elektronische Hybridsteuereinheit 70 ausgeführt wird;
  • 4 zeigt Veränderungen des Aufladegrenzwertes Win und Ausgabegrenze Wout einer Batterie 50 gegenüber einer Batterietemperatur Tb;
  • 5 zeigt Veränderungen von Korrekturfaktoren für den Aufladegrenzwert Win und der Ausgabegrenze Wout gegenüber dem Ladezustand SOC der Batterie 50;
  • 6 ist ein Beispiel eines Drehmomentanweisungseinstellkennfelds;
  • 7 zeigt ein Beispiel einer effizienten Betriebskurve des Verbrennungsmotors 22, um eine Soll-Drehzahl Ne* sowie ein Soll-Drehmoment Te* einzustellen;
  • 8 ist ein Ausrichtungsdiagramm, das eine Drehmoment-Drehzahl-Dynamik der jeweiligen Drehelemente zeigt, die in dem Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus 30 enthalten sind;
  • 9 ist ein Ablaufdiagramm, das eine Systemstartsteuerroutine zeigt, die durch die elektronische Hybridsteuereinheit 70 ausgeführt wird;
  • 10 ist ein Ablaufdiagramm, das eine durch eine Verbrennungsmotor-ECU 24 ausgeführte Luftströmungskorrekturroutine zeigt;
  • 11 ist ein Ablaufdiagramm, das eine durch die elektronische Hybridsteuereinheit ausgeführte Nachkorrekturantriebssteuerroutine zeigt;
  • 12 ist ein Ablaufdiagramm, das eine durch die Verbrennungsmotor-ECU ausgeführte Einlassluftströmungskorrekturaktualisierungsroutine zeigt;
  • 13 ist ein Zeitdiagramm, das ein konkretes Beispiel der durch die Routinen erhaltenen Korrektursteuerung zeigt;
  • 14 stellt schematisch die Konfiguration eines Hybridfahrzeugs 220 in einem abgewandelten Aufbau dar; und
  • 15 stellt schematisch die Konfiguration eines Hybridfahrzeugs 220 in einem weiteren abgewandelten Aufbau dar.
  • Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
  • 1 stellt schematisch die Konfiguration eines Hybridfahrzeugs 20 in einem Ausführungsbeispiel der Erfindung dar und 2 stellt schematisch die Konfiguration eines Verbrennungsmotors 22 dar, der an dem Hybridfahrzeug 20 montiert ist. Wie in 1 gezeigt ist, weist das Hybridfahrzeug 20 des Ausführungsbeispiels einen Verbrennungsmotor 22, einen Dreiwellenleistungsverteilungsintegrationsmechanismus 30, der mit einer Kurbelwelle 26 oder einer Ausgangswelle des Verbrennungsmotors 22 über einen Dämpfer 28 verknüpft ist, einen Motor MG1, der mit dem Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus 30 verbunden ist und die Fähigkeit zur Leistungserzeugung hat, ein Reduktionszahnrad 35, das an einer Zahnkranzwelle 32a oder einer Antriebswelle angebracht ist, die mit dem Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus 30 verknüpft ist, einen Motor MG2, der mit dem Reduktionszahnrad 35 verbunden ist, und eine elektronische Hybridsteuereinheit 70 auf, die die Betriebe des gesamten Hybridfahrzeugs 20 steuert.
  • Der Verbrennungsmotor 22 ist eine Brennkraftmaschine, die Kohlenwasserstoffkraftstoff, wie zum Beispiel Benzin oder leichtes Öl zu Abgeben von Leistung verbraucht. Wie in 2 gezeigt ist, wird Luft, die durch einen Luftreiniger 122 gereinigt wird und über ein Drosselventil 124 aufgenommen wird, mit dem zerstäubten Benzin gemischt, das durch ein Kraftstoffeinspritzventil 126 eingespritzt wird, um das Luft-Kraftstoff-Gemisch zu bilden. Das Luft-Kraftstoff-Gemisch wird in eine Brennkammer über ein Einlassventil 128 eingeführt. Das eingeführte Luftkraftstoffgemisch wird mit einem Funken gezündet, der durch eine Zündkerze 130 erstellt wird, um explosionsartig verbrannt zu werden. Die Hin- und Herbewegungen eines Kolbens 32 durch die Verbrennungsenergie werden in Drehbewegungen der Kurbelwelle 26 umgewandelt. Das Abgas aus dem Verbrennungsmotor 22 läuft durch den Wandler (katalytischer Dreiwegewandler) 134, der giftige Bestandteile, die in dem Abgas enthalten sind, nämlich Kohlenmonoxid (CO), Kohlenwasserstoffe (HC) und Stickoxide (NOx) in harmlose Bestandteile umwandelt, und wird zur Außenluft ausgestoßen.
  • Der Verbrennungsmotor 22 befindet sich unter einer Steuerung einer elektronischen Verbrennungsmotorsteuereinheit 24 (im Folgenden als Verbrennungsmotor-ECU 24 bezeichnet). Die Verbrennungsmotor-ECU 24 nimmt über ihren Eingabeanschluss (nicht gezeigt) Signale von verschiedenartigen Sensoren auf, die die Zustände des Verbrennungsmotors 22 messen und erfassen. Die Signale, die in die Verbrennungsmotor-ECU 24 eingegeben werden, weisen eine Kurbelposition von einem Kurbelpositionssensor 140, die als die Position der Kurbelwelle 26 gemessen wird, eine Kühlwassertemperatur von einem Kühlwassertemperatursensor 142, die als Temperatur des Kühlwassers für den Verbrennungsmotor 22 gemessen wird, eine Nockenposition von einem Nockenpositionssensor 144, die als Drehposition einer Nockenwelle gemessen wird, die zum Öffnen und Schließen des Einlassventils 128 und eines Auslassventils 129 für einen Gaseinlass und -auslass in die Brennkammer und aus dieser betrieben wird, eine Drosselventilposition von einem Drosselventilpositionssensor 146, die als Öffnung des Drosselventils 124 erfasst wird, und eine Einlassluftströmung in den Verbrennungsmotor 24 von einem Vakuumsensor 148 auf. Die Verbrennungsmotor-ECU 24 gibt über ihren Ausgabeanschluss (nicht gezeigt) diverse Steuersignale und Betriebssignale zum Antreiben und Steuern des Verbrennungsmotors 22 ab, beispielsweise Antriebssignale zu dem Kraftstoffeinspritzventil 126, Antriebssignale zu einem Drosselventilmotor 136 zum Regulieren der Position des Drosselventils 124, Steuersignale zu einer Zündspule 138, die mit einer Zündeinrichtung integriert ist, und Steuersignale zu einem variablen Ventilzeitabstimmungsmechanismus 154 zum Verändern der Öffnungs- und Schließzeitabstimmungen des Einlassventils 128. Die Verbrennungsmotor-ECU 24 kommuniziert mit der elektronischen Hybridsteuereinheit 70. Die Verbrennungsmotor-ECU 24 nimmt Steuersignale von der elektronischen Hybridsteuereinheit 70 zum Antreiben und Steuern des Verbrennungsmotors 22 auf, während sie Daten hinsichtlich der Betriebszustände des Verbrennungsmotors 22 an die elektronische Hybridsteuereinheit 70 gemäß den Anforderungen abgibt.
  • Der Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus 30 hat ein Sonnenrad oder ein Außenzahnrad 31, einen Zahnkranz oder ein Innenzahnrad 32, das konzentrisch mit dem Sonnenrad 31 angeordnet ist, mehrere Ritzel 33, die mit sowohl dem Sonnenrad 31 als auch dem Zahnkranz 32 eingreifen, und einen Träger 34, der die mehreren Ritzel 33 hält, um ihre Umläufe und Drehungen an ihren Achsen zu gestatten. Der Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus 30 ist als Planetengetriebemechanismus aufgebaut, der Differentialbewegungen mit dem Sonnenrad 31, dem Zahnkranz 32 und dem Träger 34 als Rotationselemente hat. Wenn der Motor MG1 als elektrischer Generator funktioniert, wird die von dem Verbrennungsmotor 22 und durch den Träger 34 übertragene Leistung zu dem Sonnenrad 31 und dem Zahnkranz 32 bei ihrem Übersetzungsverhältnis verteilt. Wenn der Motor MG1 als Elektromotor funktioniert, wird andererseits die von dem Verbrennungsmotor 22 abgegebene und durch den Träger 34 übertragene Leistung mit der von dem Motor MG1 und durch das Sonnenrad 31 übertragenen Leistung integriert und wird zu dem Zahnkranz 32 abgegeben. Die an den Zahnkranz 32 abgegebene Leistung wird demgemäß auf Antriebsräder 63a und 63b über eine Zahnkranzwelle 32a, den Getriebemechanismus 60 und das Differentialgetriebe 62 übertragen.
  • Beide Motoren MG1 und MG2 sind Synchronmotorgeneratoren, die als Generator und als Motor betrieben werden. Die Motoren MG1 und MG2 übertragen elektrische Leistung zu und von einer Batterie 50 über Wandler 41 und 42. Leistungsleitungen 54, die die Wandler 41 und 42 mit der Batterie 50 verbinden, sind als Positivelektrodenbusleitung und Negativelektrodenbusleitung aufgebaut, die von den Wandlern 41 und 42 geteilt werden. Die Anordnung ermöglicht, dass elektrische Leistung, die durch einen der Motoren MG1 und MG2 erzeugt wird, durch den anderen Motor verbraucht wird. Der Motor MG1 funktioniert ebenso als Starter zum Drehen der Kurbelwelle 26 des Verbrennungsmotors 22 beim Starten des Verbrennungsmotors. Betriebe von den beiden Motoren MG1 und MG2 werden durch eine elektronische Motorsteuereinheit (im Folgenden als Motor-ECU bezeichnet) 40 gesteuert. Die Motor-ECU 40 nimmt diverse Signale auf, die zum Steuern der Betriebe der Motoren MG1 und MG2 erforderlich sind, beispielsweise Signale von Drehpositionserfassungssensoren 43 und 44, die die Drehpositionen der Rotoren bei den Motoren MG1 und MG2 erfassen, und Phasenströme, die auf die Motoren MG1 und MG2 aufgebracht werden und durch nicht dargestellte Stromsensoren gemessen werden. Die Motor-ECU 40 gibt Schaltsteuersignale an die Wandler 41 und 42 ab. Die Motor-ECU 40 kommuniziert mit der elektronischen Hybridsteuereinheit 70 zum Steuern von Betrieben der Motoren MG1 und MG2 als Reaktion auf Steuersignale, die von der elektronischen Hybridsteuereinheit 70 übertragen werden, während sie Daten hinsichtlich Betriebsbedingungen der Motoren MG1 und MG2 an die elektronische Hybridsteuereinheit 70 gemäß den Anforderungen abgibt.
  • Die Batterie 50 ist eine Sekundärbatterie mit einer Lade-Entlade-Fähigkeit und befindet sich unter der Steuerung einer elektronischen Batteriesteuereinheit (im Folgenden als Batterie-ECU bezeichnet) 52. Die Batterie-ECU 52 nimmt diverse Signale auf, die für die Steuerung der Batterie 50 erforderlich sind, beispielsweise eine Anschlussspannung Vb, die durch einen nicht dargestellten Spannungssensor gemessen wird, der zwischen den Anschlüssen der Batterie 50 angeordnet ist, ein Lade-Entlade-Strom Ib, der durch einen nicht dargestellten Stromsensor gemessen wird, der an der Leistungsleitung 54 angebracht ist, die mit dem Ausgangsanschluss der Batterie 50 verbunden ist, und eine Batterietemperatur Tb, die durch einen Temperatursensor 57 gemessen wird, der an der Batterie 50 angebracht ist. Die Batterie-ECU 52 gibt Daten hinsichtlich des Zustands der Batterie 50 an die elektronische Hybridsteuereinheit 70 gemäß den Anforderungen ab. Die Batterie-ECU 52 berechnet einen Ladezustand (SOC) der Batterie 50 auf der Grundlage des akkumulierten Lade-Entlade-Stroms, der durch den Stromsensor gemessen wird, zur Steuerung der Batterie 50. Ein elektrischer Doppelschichtkondensator kann anstelle einer Sekundärbatterie verwendet werden, die in diesem Ausführungsbeispiel verwendet wird. Die elektronische Hybridsteuereinheit 70 ist als Mikroprozessor mit einer CPU 72, einem ROM 74, der Prozessprogramme speichert, einem RAM 76, der zeitweilig Daten speichert, einem nicht dargestellten Eingabe-Ausgabeanschluss und einem nicht dargestellten Kommunikationsanschluss aufgebaut. Die Hybrid-ECU 70 nimmt verschiedenartige Signale über den Eingabeanschluss auf: Ein Zündsignal IG von einem Zündschalter 80, eine Ganschaltposition SP von einem Gangschaltpositionssensor 82, der die gegenwärtige Position eines Gangschalthebels 81 erfasst, eine Beschleunigeröffnung Acc von einem Beschleunigerpedalpositionssensor 84, der einen Trittbetrag eines Beschleunigerpedals 83 misst, eine Bremspedalposition BP von einem Bremspedalpositionssensor 86, der einen Trittbetrag eines Bremspedals 85 misst, und eine Fahrzeuggeschwindigkeit V von einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 88. Die elektronische Hybridsteuereinheit 70 ist mit der Verbrennungsmotor-ECU 24, der Motor-ECU 40 und der Batterie-ECU 52 über den Kommunikationsanschluss verbunden und überträgt diverse Steuersignale und Daten zu und von der Verbrennungsmotor-ECU 24, der Motor-ECU 40 und der Batterie-ECU 52, wie vorstehend erwähnt ist.
  • Das Hybridfahrzeug 20 des Ausführungsbeispiels, das so aufgebaut ist, berechnet eine Drehmomentanforderung, die an die Zahnkranzwelle 32a abzugeben ist, die als Antriebswelle funktioniert, auf der Grundlage von überwachten Werten einer Fahrzeuggeschwindigkeit V und einer Beschleunigeröffnung Acc, die einem Fahrertrittbetrag des Beschleunigerpedals 83 entspricht. Der Verbrennungsmotor 22 und die Motoren MG1 und MG2 werden einer Betriebssteuerung zum Abgeben eines erforderlichen Leistungsniveaus entsprechend der berechneten Drehmomentanforderung an die Zahnkranzwelle 32a unterzogen. Die Betriebssteuerung des Verbrennungsmotors 22 und der Motoren MG1 und MG2 bewirkt selektiv eine von einer Drehmomentumwandlungsbetriebsart, einer Lade-Entlade-Betriebsart und einer Motorbetriebsart. Die Drehmomentumwandlungsbetriebsart steuert die Betriebe des Verbrennungsmotors 22 zum Abgeben einer Leistungsmenge, die äquivalent zu dem erforderlichen Leistungsniveau ist, während des Antriebs und der Steuerung der Motoren MG1 und MG2, um zu verursachen, dass die gesamte von dem Verbrennungsmotor 22 abgegebene Leistung einer Drehmomentumwandlung durch den Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus 30 und die Motoren MG1 und MG2 unterzogen wird und an die Zahnkranzwelle 32a abgegeben wird. Die Lade-Entlade-Betriebsart steuert die Betriebe des Verbrennungsmotors 22 zum Abgeben einer Leistungsmenge, die äquivalent zu der Summe des erforderlichen Leistungsniveaus und einer Größe der elektrischen Leistung ist, die durch das Laden der Batterie 55 verbraucht wird oder durch das Entladen der Batterie 55 zugeführt wird, während des Antreibens und Steuerns der Motoren MG1 und MG2, um zu verursachen, dass die gesamte von dem Verbrennungsmotor 22 abgegebene Leistung oder ein Teil davon, die Äquivalenz zu dem erforderlichen Leistungsniveau ist, das der Drehmomentwandlung durch den Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus 30 und die Motoren MG1 und MG2 ausgesetzt wird und an die Zahnkranzwelle 32a gleichzeitig mit dem Laden und Entladen der Batterie 55 abgegeben wird. Die Motorbetriebsart hält die Betriebe des Verbrennungsmotors 22 an und betreibt und steuert den Motor MG2 zum Abgeben einer Leistungsgröße, die äquivalent zu dem erforderlichen Leistungsniveau ist, an die Zahnkranzwelle 32a.
  • Die Beschreibung bezieht sich auf die Betriebe des Hybridfahrzeugs 20 des Ausführungsbeispiels mit dem vorstehend diskutierten Aufbau. 3 ist ein Ablaufdiagramm, das eine durch die elektronische Hybridsteuereinheit 70 ausgeführte Antriebssteuerroutine zeigt. Diese Routine wird wiederholt bei voreingestellten Zeitintervallen (beispielsweise alle 8 ms) nach dem Abschluss der später beschriebenen Systemstartsteuerung ausgeführt.
  • Bei der Antriebssteuerroutine gibt die CPU 72 der elektronischen Hybridsteuereinheit 70 zuerst verschiedenartige Daten ein, die für die Steuerung erforderlich sind, nämlich die Beschleunigeröffnung Acc von dem Beschleunigerpedalpositionssensor 84, die Fahrzeuggeschwindigkeit V von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 88, Drehzahlen Nm1 und Nm2 der Motoren MG1 und MG2, eine Drehzahl Ne des Verbrennungsmotors 22, ein Restladeniveau oder einen Ladezustand SOC der Batterie 50, die Batterietemperatur Tb von dem Temperatursensor 51, der an der Batterie 50 angebracht ist, die Anschlussspannung Vb und den elektrischen Lade-Entlade-Strom Ib der Batterie 50 und einen Aufladegrenzwert („Eingangsgrenze“ in 4 und den folgenden Figuren) Win und eine Ausgabegrenze Wout der Batterie 50 (Schritt S100). Die Drehzahl Ne des Verbrennungsmotors 22 wird aus einem Signal berechnet, das die Kurbelposition darstellt, die durch die Kurbelpositionssensor 140 erfasst wird, der an der Kurbelwelle 26 angebracht ist, und wird von der Verbrennungsmotor-ECU 24 durch eine Kommunikation aufgenommen. Die Drehzahlen Nm1 und Nm2 der Motoren MG1 und MG2 werden aus den Drehpositionen der jeweiligen Rotoren bei den Motoren MG1 und MG2 berechnet, die durch die Drehpositionserfassungssensoren 43 und 44 erfasst werden, und werden von der Motor-ECU 40 durch eine Kommunikation aufgenommen. Der Ladezustand SOC, die Batterietemperatur Tb, die Anschlussspannung Vb, der elektrische Lade-Entladestrom Ib, der Aufladegrenzwert Win und die Ausgabegrenze Wout der Batterie 50 werden von der Batterie-ECU 52 durch eine Kommunikation aufgenommen. Eine konkrete Prozedur zum Einstellen des Aufladegrenzwertes Win und der Ausgabegrenze Wout der Batterie 50 stellt Basiswerte des Aufladegrenzwertes Win und der Ausgabegrenze Wout entsprechend der gemessenen Batterietemperatur Tb ein, gibt einen Eingabegrenzkorrekturfaktor und einen Ausgabegrenzkorrekturfaktor entsprechend dem Ladezustand SOC der Batterie 50 an und multipliziert die Basiswerte des Aufladegrenzwertes Win und der Ausgabegrenze Wout mit dem angegebenen Aufladegrenzwertkorrekturfaktor und dem Ausgabegrenzkorrekturfaktor, um den Aufladegrenzwert Win und die Ausgabegrenze Wout der Batterie 50 zu bestimmen. 4 zeigt Veränderungen des Aufladegrenzwertes Win und der Ausgabegrenze Wout der Batterie 50 gegenüber der Batterietemperatur Tb. 5 zeigt Veränderungen des Aufladegrenzwertkorrekturfaktors für den Aufladegrenzwert Win und des Ausgabegrenzkorrekturfaktors für die Ausgabegrenze Wout gegenüber dem Ladezustand SOC der Batterie 50.
  • Nach der Dateneingabe stellt die CPU 72 eine Drehmomentanforderung Tr*, die an die Zahnkranzwelle 32a oder die Antriebswelle abzugeben ist, die mit den Antriebsrädern 63a und 63b verknüpft ist, als Drehmoment ein, das von dem Fahrzeug angefordert wird, und eine Verbrennungsmotorleistungsanforderung Pe*, die von dem Verbrennungsmotor 22 angefordert wird, auf der Grundlage der eingegebenen Beschleunigeröffnung Acc und der eingegebenen Fahrzeuggeschwindigkeit V (Schritt S110). Eine konkrete Prozedur zum Einstellen der Drehmomentanforderung Tr* in diesem Ausführungsbeispiel speichert im Voraus Veränderungen der Drehmomentanforderungen Tr* gegenüber der Beschleunigeröffnung Acc und der Fahrzeuggeschwindigkeit V als Drehmomentanforderungseinstellkennfeld in dem ROM 74 und liest die Drehmomentanforderung Tr* entsprechend der gegebenen Beschleunigeröffnung Acc und der gegebenen Fahrzeuggeschwindigkeit V aus diesem Drehmomentanforderungseinstellkennfeld ein. Ein Beispiel des Drehmomentanforderungseinstellkennfelds ist in 6 gezeigt. Die Verbrennungsmotorleistungsanforderung Pe* wird als Summe des Produkts der Drehmomentanforderung Tr* und einer Drehzahl Nr der Zahnkranzwelle 32a, einer Lade-Entlade-Leistungsanforderung Pb*, die in die Batterie 50 zu laden ist oder von dieser zu entladen ist, und einen potentiellen Verlust berechnet. Die Lade-Entlade-Leistungsanforderung Pb* nimmt einen positiven Wert als Leistungsanforderung an, die von der Batterie 50 zu entladen ist, und nimmt einen negativen Wert als Leistungsanforderung an, die in die Batterie 50 zu laden ist. Die Drehzahl Nr der Zahnkranzwelle 32a wird durch Multiplizieren der Fahrzeuggeschwindigkeit V mit einem Umwandlungsfaktor k oder durch Teilen der Drehzahl Nm2 des Motors MG2 durch ein Übersetzungsverhältnis Gr des Reduktionsgetriebes 35 erhalten.
  • Die CPU 72 stellt nachfolgend eine Soll-Drehzahl Ne* und ein Soll-Drehmoment Te* des Verbrennungsmotors 22 auf der Grundlage der Verbrennungsmotorleistungsanforderung Pe* ein (Schritt S120). Die Soll-Drehzahl Ne* und das Soll-Drehmoment Te* des Verbrennungsmotors 22 werden gemäß einer Effizienzbetriebskurve zum Sicherstellen eines effizienten Betriebs des Verbrennungsmotors 22 und einer Kurve der Verbrennungsmotorleistungsanforderung Pe* bestimmt. 7 zeigt eine Effizienzbetriebskurve des Verbrennungsmotors 22 zum Einstellen der Soll-Drehzahl Ne* und des Soll-Drehmoments Te*. Wie klar 7 entnehmbar ist, werden die Soll-Drehzahl Ne* und das Soll-Drehmoment Te* als Schnittpunkt der Effizienzbetriebskurve und einer Kurve einer konstanten Verbrennungsmotorleistungsanforderung Pe* gegeben (= Ne* × Te*).
  • Die CPU 72 berechnet dann eine Soll-Drehzahl Nm1* des Motors MG1 aus der Soll-Drehzahl Ne* des Verbrennungsmotors 22, der Drehzahl Nr (= Nm2/Gr) der Zahnkranzwelle 32a und einem Übersetzungsverhältnis ρ des Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus 30 gemäß der Gleichung (1) die nachstehend angegeben ist, während sie eine Drehmomentanweisung Tm1* des Motors MG1 aus der berechneten Soll-Drehzahl Nm1* und der gegenwärtigen Drehzahl Nm1 des Motors MG1 gemäß der Gleichung (2) berechnet, die nachstehend angegeben ist (Schritt S130): Nm1* = Ne* (1 + ρ)/ρ – Nm2/(Gr·ρ) (1) Tm1* = früheres Tm1* + k1(Nm1* – Nm1) + k2∫(Nm1* – Nm1)dt (2)
  • Die Gleichung (1) ist ein dynamischer Relationsausdruck der Drehelemente, die in dem Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus 30 enthalten sind. 8 ist ein Ausrichtungsdiagramm, das eine Drehmoment-Drehzahl-Dynamik der jeweiligen Drehelemente zeigt, die in dem Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus 30 enthalten sind. Die linke Achse „S“ stellt die Drehzahl des Sonnenrads 31 dar, die äquivalent zu der Drehzahl Nm1 des Motors MG1 ist. Die mittlere Achse „C“ stellt die Drehzahl des Trägers 34 dar, die äquivalent zu der Drehzahl Ne des Verbrennungsmotors 22 ist. Die rechte Achse „R“ stellt die Drehzahl Nr des Zahnkranzes 32 dar, die äquivalent zu der Teilung der Drehzahl Nm2 des Motors MG2 durch das Übersetzungsverhältnis Gr des Reduktionsgetriebes 35 ist. Die Gleichung (1) wird einfach aus diesem Ausrichtungsdiagramm von 8 eingeführt. Zwei nach oben weisende dicke Pfeile an der Achse „R“ zeigen jeweils ein Drehmoment, das auf die Zahnkranzwelle 32a übertragen wird, wenn das Drehmoment Te* von dem Verbrennungsmotor 22 abgegeben wird, das sich in einem stationären Betrieb bei einem spezifischen Betriebspunkt der Soll-Drehzahl Ne* und dem Soll-Drehmoment Te* befindet, und ein Drehmoment, das auf die Zahnkranzwelle 32a über das Reduktionsgetriebe 35 aufgebracht wird, wenn ein Drehmoment Tm2* von dem Motor MG2 abgegeben wird. Die Gleichung (2) ist ein Relationsausdruck einer Rückführregelung zum Betreiben und Drehen des Motors MG1 bei der Soll-Drehzahl Nm1*. Die Gleichung (2), die vorstehend angegeben ist, bezeichnet „k1“ in dem zweiten Ausdruck und „k2“ in dem dritten Ausdruck an der rechten Seite jeweils eine Verstärkung des Proportionalausdrucks und eine Verstärkung des Integralausdrucks.
  • Nach der Berechnung der Solldrehzahl Nm1* und der Drehmomentanweisung Tm1* des Motors MG1 berechnet die CPU 72 eine untere Drehmomentbegrenzung Tmin und eine obere Drehmomentbegrenzung Tmax als minimale und maximale Drehmomente, die von dem Motor MG2 abgegeben werden, gemäß den Gleichungen (3) und (4), die nachstehend angegeben sind (Schritt S140): Tmin = (Win – Tm1*·Nm1)/Nm2 (3) Tmax = (Wout – Tm1*·Nm1)/Nm2 (4)
  • Die untere Drehmomentbegrenzung Tmin und die obere Drehmomentbegrenzung Tmax warden jeweils durch Dividieren einer Differenz zwischen einem Aufladegrenzwert Win der Batterie 50 und der Leistungsaufnahme (Leistungserzeugung) des Motors MG1, die das Produkt der Drehmomentanweisung Tm1* und der eingegebenen gegenwärtigen Drehzahl Nm1 des Motors MG1 ist, und einer Differenz zwischen der Ausgangsgrenze Bout der Batterie 50 und der Leistungsaufnahme (Leistungserzeugung) des Motors MG1 durch die eingegebene gegenwärtige Drehzahl Nm2 des Motors MG2 gegeben. Die CPU 72 berechnet dann ein vorläufiges Motordrehmoment Tm2tmp, das von dem Motor MG2 abzugeben ist, aus der Drehmomentanforderung Tr*, der Drehmomentanweisung Tm1* des Motors MG1, dem Übersetzungsverhältnis ρ des Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus 30 und des Übersetzungsverhältnisses Gr des Reduktionsbetriebs 35 gemäß der Gleichung (5), wie nachstehend angegeben ist (Schritt S150): Tm2tmp = (Tr* + Tm1*/ρ)/Gr (5)
  • Die CPU 72 begrenzt das vorläufige Motordrehmoment Tm2tmp auf den Bereich zwischen der berechneten unteren Drehmomentbegrenzung Tmin und der oberen Drehmomentbegrenzung Tmax, um eine Drehmomentanweisung Tm2* des Motors MG2 einzustellen (Schritt S160). Das Einstellen der Drehmomentanweisung Tm2* des Motors MG2 auf diese Art und Weise begrenzt die Drehmomentanforderung Tr*, die an die Zahnkranzwelle 32a oder die Antriebswelle abzugeben ist, in den Bereich zwischen dem Aufladegrenzwert Win und der Ausgabegrenze Wout der Batterie 50. Die Gleichung (5) wird einfach von dem Ausrichtungsdiagramm von 8 eingeführt.
  • Nach dem Einstellen der Soll-Drehzahl Ne* und dem Soll-Drehmoment Te* des Verbrennungsmotors 22 und der Drehmomentanweisung Tm1* und Tm2* der Motoren MG1 und MG2 sendet die CPU 72 die Soll-Drehzahl Ne* und das Soll-Drehmoment Te* des Verbrennungsmotors 22 an die Verbrennungsmotor-ECU 24 und die Drehmomentanweisung Tm1* und Tm2* der Motoren MG1 und MG2 an die Motor-ECU 40 (Schritt S140) und verlässt diese Betriebssteuerroutine. Die Verbrennungsmotor-ECU 24 nimmt die Soll-Drehzahl Ne* und das Soll-Drehmoment Te* auf und führt die Kraftstoffeinspritzsteuerung und die Zündsteuerung des Verbrennungsmotors 22 zum Betreiben des Verbrennungsmotors 22 an dem angegebenen Betriebspunkt der Soll-Drehzahl Ne* und des Soll-Drehmoments Te* durch. Die Motor-ECU 40 nimmt die Drehmomentanweisungen Tm1* und Tm2* auf und führt eine Schaltsteuerung der Schaltelemente durch, die in den jeweiligen Wandlern 41 und 42 vorgesehen sind, um den Motor MG1 mit der Drehmomentanforderung Tm1* und dem Motor MG2 mit der Drehmomentanforderung Tm2* zu betreiben.
  • Die Beschreibung betrifft eine Reihe von Steuerbetrieben unmittelbar nach einem Systemstart bei dem Hybridfahrzeug 20 des Ausführungsbeispiels. 9 ist ein Ablaufdiagramm, das eine durch die elektronische Hybridsteuereinheit 70 ausgeführte Systemstartsteuerroutine zeigt. Diese Systemstartsteuerung wird durch eine Änderung eines Zündsignals IG ausgelöst, das von einem Zündschalter 80 (siehe 1) von AUS zu EIN während des Parkens des Hybridfahrzeugs 20 abgegeben wird, wobei die Einstellung der Gangschaltposition SP sich in einer Parkposition (P) befindet.
  • Bei der Systemstartsteuerroutine führt die CPU 72 der elektronischen Hybridsteuereinheit 70 zuerst eine Verbrennungsmotorstartsteuerung aus, um den Verbrennungsmotor 22 von einem angehaltenen Zustand neu zu starten (Schritt S300). Die Verbrennungsmotorstartsteuerung gibt eine Motoranweisung an die Motor-ECU 40 ab und gibt gleichzeitig eine Verbrennungsmotorstartverbrennungssteueranweisung an die Verbrennungsmotor-ECU 24 ab. Die Motor-ECU 40 nimmt die Motoranweisung auf und steuert den Motor MG1, der eine Zufuhr von elektrischer Leistung von der Batterie 50 zum Antreiben des Verbrennungsmotors 22 aufnimmt. Die Verbrennungsmotor-ECU 24 nimmt die Verbrennungsmotorstartverbrennungssteueranweisung auf und steuert den Verbrennungsmotor 22, um die Verbrennung für den Start des Verbrennungsmotors 22 einzuleiten. Gemäß einer konkreten Prozedur reguliert die Verbrennungsmotor-ECU 24 die Zeitabstimmung der Kraftstoffeinspritzung aus dem Kraftstoffeinspritzventil 126 und die Zündzeitabstimmung der Zündung des Luft-Kraftstoff-Gemischs mit einem elektrischen Funken der Zündkerze 130, um ein Drehmoment zu erzeugen, synchron mit den vertikalen Bewegungen des Kolbens 132 zum Öffnen und Schließen des Einlassventils 128 und des Auslassventils 129 durch Antreiben (Schleppen) des Verbrennungsmotors 22. Die Verbrennungsmotor-ECU 24 setzt die Verbrennungsmotorstartverbrennungssteuerung fort, bis der Verbrennungsmotor 22 vollständig startet, so dass er unabhängig betrieben wird. Bei einem vollständigen Start des Verbrennungsmotors 22 gibt die Verbrennungsmotor-ECU 24 ein Verbrennungsmotorstartabschlusssignal ab, das den vollständigen Start des Verbrennungsmotors 22 an die elektronische Hybridsteuereinheit 70 abgibt. Die elektronische Hybridsteuereinheit 70 nimmt das Verbrennungsmotorstartabschlusssignal auf, gibt eine Motorendanweisung an die Motor-ECU 40 ab und beendet die Verbrennungsmotorstartsteuerung. Die Motor-ECU 40 nimmt die Motorendanweisung auf und steuert den Motor MG1, um das Antreiben bzw. Schleppen des Verbrennungsmotors 22 zu beenden.
  • Beim Abschluss der Verbrennungsmotorstartsteuerung gibt die CPU 72 der elektronischen Hybridsteuereinheit 70 verschiedenartige Daten ein, die für die Steuerung erforderlich sind, nämlich die Beschleunigeröffnung Acc von dem Beschleunigerpedalpositionssensor 84, die Fahrzeuggeschwindigkeit V von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 88, die Drehzahlen Nm1 und Nm2 der Motoren MG1 und MG2, die Drehzahl Ne des Verbrennungsmotors 22, den Ladezustand SOC der Batterie 50, die Batterietemperatur Tb von dem Temperatursensor 51, der an der Batterie 50 angebracht ist, die Anschlussspannung Vb und den elektrischen Lade-Entladestrom Ib der Batterie 50 und die Eingangsgrenze eines Aufladegrenzwertes Win sowie die Ausgabegrenze Wout der Batterie 50 (Schritt S310). Die bei Schritt S310 eingegebenen Daten sind identisch mit den bei dem Schritt S100 in der Betriebssteuerroutine von 3 eingegebenen Daten und werden hier nicht gesondert beschrieben. Die CPU 72 gibt dann die Erfüllung oder Nichterfüllung einer Fortsetzungsbedingung dieser Systemstartsteuerroutine an (Schritt S320). In diesem Ausführungsbeispiel ist die Fortsetzungsbedingung, dass die Fahrzeuggeschwindigkeit V und die Beschleunigeröffnung Acc beide gleich 0 sind. Bei der Nichterfüllung der Fortsetzungsbedingung bei Schritt S320 beendet der Prozessablauf unmittelbar die Systemstartsteuerroutine und läuft zu der Betriebssteuerroutine von 3. Bei der Erfüllung der Fortsetzungsbedingung bei Schritt S320 wird andererseits die Lade-Entlade-Leistungsanweisung Pb* entsprechend dem eingegebenen Ladezustand SOC der Batterie 50 eingestellt (Schritt S330). In diesem Zustand gibt die Lade-Entlade-Leistungsanforderung Pb* eine Ladeleistungsanforderung an. Die Ladeleistungsanforderung soll den Ladezustand SOC in einem mittleren Ladeniveau der Batterie 50 halten und ist auf einen größeren Wert entsprechend dem niedrigeren Ladezustand SOC eingerichtet. Die Ladeleistungsanforderung darf nicht den Aufladegrenzwert Win der Batterie 50 übersteigen (darf nämlich nicht in einen schraffierten Bereich in 4 eintreten), und ist somit auf den Aufladegrenzwert Win der Batterie 50 beschränkt. Die Ladeleistungsanforderung ist gleich 0 eingestellt, wenn der Ladezustand SOC der Batterie 50 das mittlere Ladeniveau erreicht oder übersteigt. Die Summe der Lade-Entlade-Leistungsanforderung Pb* und eines potentiellen Verlusts wird als Verbrennungsmotorleistungsanforderung Pe* eingestellt, die von dem Verbrennungsmotor 22 angefordert wird (Schritt S340).
  • Die CPU 72 identifiziert nachfolgend den Wert einer Korrekturabschlussmarke F1 als 0 oder 1 (Schritt S350). Die Korrekturabschlussmarke F1 wird auf 0 als Reaktion auf eine Änderung des Zündsignals IG von AUS zu EIN zurückgesetzt und wird auf 1 beim Abschluss der Korrektur der Einlassluftströmung durch die Verbrennungsmotor-ECU 24 eingestellt. Bei der Identifikation der Korrekturabschlussmarke F1 als 0 bei Schritt S350 bestimmt die CPU 72, ob eine maximale mögliche Abweichung zwischen der Verbrennungsmotorleistungsanforderung Pe* und der Ist-Ausgangsleistung Pe des Verbrennungsmotors 22 den Aufladegrenzwert Win der Batterie 50 übersteigt (Schritt S360). Eine konkrete Prozedur zum Bestimmen der maximalen möglichen Abweichung stellt einen minimalen Anweisungswert der Verbrennungsmotorleistungsanforderung Pe* beispielsweise auf 1 kW ein, gibt empirisch einen maximalen Wert der veränderlichen Verbrennungsmotorabgabeleistung Pe gegenüber der Einstellung des minimalen Anweisungswerts an und berechnet eine Differenz zwischen dem minimalen Anweisungswert der Verbrennungsmotorleistungsanforderung Pe* und dem angegebenen maximalen Wert der sich verändernden Verbrennungsmotorabgabeleistung Pe als maximal mögliche Abweichung. Die Ausgangsleistung Pe des Verbrennungsmotors 22 verändert sich mit einer Veränderung der Dichte der Einlassluft in dem Verbrennungsmotor 22, die von der Temperatur abhängt, oder mit einer Veränderung der Reibung des Verbrennungsmotors 22, die von der Viskosität von Schmieröl in dem Verbrennungsmotor 22 abhängt. Wie in 4 gezeigt ist, ist in einem voreingestellten sehr niedrigem Temperaturbereich der absolute Wert des Aufladegrenzwertes Win so eingestellt, dass er sich mit einer Temperaturverringerung verringert. Das liegt daran, dass der Fluss des elektrischen Stroms zu der Batterie 50 in einem sehr niedrigen Temperaturbereich beträchtlich die Anschlussspannung Vb auf oder über Spannungsbeständigkeiten von Batteriebauteilen, beispielsweise eines Kondensators vergrößert. Eine solche Einstellung des Aufladegrenzwertes Win erhöht die Wahrscheinlichkeit, dass die maximal mögliche Abweichung den Aufladegrenzwert Win übersteigt. Wenn die maximale mögliche Abweichung des Aufladegrenzwertes Win der Batterie 50 bei Schritt S360 übersteigt, bestimmt die CPU 72 nachfolgend, ob eine Notanforderung zum Laden der Batterie 50 vorliegt (Schritt S370). Es gibt eine Notanforderung zum Laden der Batterie 50, wenn die Batterie 50 eine Fehlfunktion ohne unmittelbare Ladung verursachen könnte, wenn beispielsweise die Lebensdauer der Batterie 50 ohne einheitliche Ladung von mehreren 100 Zellen verkürzt werden könnte, die die Batterie 50 bilden.
  • Unter Bedingungen, dass die Korrekturabschlussmarke F1 gleich 0 bei Schritt S350 ist, übersteigt die maximale mögliche Abweichung des Aufladegrenzwertes Win der Batterie 50 bei Schritt 360 und besteht keine Notanforderung zum Laden der Batterie 50 bei Schritt S370, wobei die CPU 270 die Soll-Drehzahl Ne* des Verbrennungsmotors 22 auf eine voreingestellte Leerlaufsoll-Drehzahl Nidl und das Soll-Drehmoment Te* des Verbrennungsmotors 22 auf 0 einstellt (Schritt S380). Die CPU 72 stellt dann die Drehmoment-Anweisungen Tm1* und Tm2* der Motoren MG1 und MG2 auf 0 ein (Schritt S390). Derartige Einstellungen verursachen, dass ein Drehmoment Tm1 des Motors MG1 an der Achse „S“, ein Drehmoment Te des Verbrennungsmotors 22 an der Achse „C“ und Teilungsdrehmomente Tes und Ter des Verbrennungsmotordrehmoments Te an den Achsen „S“ und „R“ alle in dem Ausrichtungsdrehmoment von 8 0 sind. Die Drehzahl Ne des Verbrennungsmotors 22 wird demgemäß bei lastfreier Bedingung reguliert. Nach dem Einstellen der Soll-Drehzahl Ne* und des Soll-Drehmoments Te* des Verbrennungsmotors 22 und der Drehmomentanweisung Tm1* und Tm2* der Motoren MG1 und MG2 sendet die CPU 72 die Soll-Drehzahl Ne* und das Soll-Drehmoment Te* des Verbrennungsmotors 22 an die Verbrennungsmotor-ECU 24 und die Drehmomentanweisung Tm1* und Tm2* der Motoren MG1 und MG2 an die Motor-ECU 40 (Schritt S400). Die Verbrennungsmotor-ECU 24 nimmt die Soll-Drehzahl Ne*, die gleich Nidl ist, und das Soll-Drehmoment Te*, das gleich 0 ist, auf und führt die Kraftstoffeinspritzsteuerung sowie die Zündsteuerung des Verbrennungsmotors 22 zum Leerlaufen des Verbrennungsmotors 22 durch. Die Motor-ECU 40 nimmt die Drehmoment-Anweisungen Tm1* und Tm2*, die gleich 0 sind, auf und führt die Schaltsteuerung der Schaltelemente durch, die in den jeweiligen Wandlern 41 und 42 enthalten sind, um den Motor MG2 mit der Drehmomentanweisung Tm1* und dem Motor MG2 mit der Drehmomentanweisung Tm2* anzutreiben. Die CPU 72 bestimmt dann, ob ein Einlassluftströmungskorrekturabschlusssignal von der Verbrennungsmotor-ECU 24 empfangen wurde (Schritt S450). Bei keinem Empfang des Einlassluftströmungskorrekturabschlusssignals läuft die CPU 72 zurück zu dem Schritt S310 und wiederholt den Prozess von Schritt S310 und darauf. Beim Empfang des Einlassluftströmungskorrekturabschlusssignals stellt andererseits die CPU 72 die Korrekturabschlussmarke F1 auf 1 ein (Schritt S460) und wiederholt dann den Prozess von Schritt S310 und danach. Die Verbrennungsmotor-ECU 24 sendet das Einlassluftströmungskorrekturabschlusssignal bei einer spezifischen Zeitabstimmung, die durch einen später beschriebenen Einlassluftströmungskorrekturprozess bestimmt wird.
  • Die Identifizierung der Korrekturabschlussmarke F1 als gleich 1 bei Schritt S350 gibt andererseits an, dass eine Leerlaufeinlassluftströmung Qidl oder eine Einlassluftströmung bei einem Leerlaufzustand des Verbrennungsmotors 22 schon korrigiert wurde. In diesem Zustand besteht keine Gefahr, dass die Ausgangsleistung Pe des Verbrennungsmotors 22 die Verbrennungsmotorleistungsanforderung Pe* übersteigt. Die CPU 72 stellt dann die Soll-Drehzahl Ne* und das Soll-Drehmoment Te* des Verbrennungsmotors 22 ein, um die Verbrennungsmotorleistungsanforderung Pe* zu erfüllen, die bei Schritt S340 eingestellt wurden (Schritt S410), berechnet die Soll-Drehzahl Nm1* und die Drehmomentanweisung Tm1* des Motors MG1 (Schritt S420), stellt die Drehmomentanweisung Tm2* des Motors MG2 ein (Schritt S430) und sendet die Soll-Drehzahl Ne* und das Soll-Drehmoment Te* des Verbrennungsmotors 22 zu der Verbrennungsmotor-ECU 24 und die Drehmomentanweisung Tm1* und Tm2* der Motoren MG1 und MG2 zu der Motor-ECU 40 (Schritt S440). Die CPU läuft dann zurück zu Schritt S310 und wiederholt den Prozess von Schritt S310 und danach. Der Prozess von Schritt S410 ist identisch mit dem Prozess von Schritt S120 in der Betriebssteuerroutine von 3. Der Prozess von Schritt S420 ist identisch mit dem Prozess von Schritt 130 in der Betriebssteuerroutine von 3. Der Prozess von Schritt S430 ist identisch mit dem Prozess der Schritte S140 bis S160 in der Betriebssteuerroutine von 3. Diese Schritte S410, S420, S430 werden somit hier nicht gesondert beschrieben. Diese Reihe der Prozesse bei den Schritten S410 bis S430 ermöglicht, dass der Verbrennungsmotor 22 die Ausgangsleistung Pe hat, die im Wesentlichen äquivalent zu der Verbrennungsmotoranforderung Pe* ist. Der Motor MG1 erzeugt elektrische Leistung unter Verwendung der Ausgangsleistung Pe des Verbrennungsmotors 22 und lädt die Batterie 50 mit der erzeugten elektrischen Leistung innerhalb des Aufladegrenzwertes Win der Batterie 50. Wenn die maximale mögliche Abweichung den Aufladegrenzwert Win der Batterie 50 bei Schritt S360 nicht übersteigt, liegt die Differenz zwischen der Verbrennungsmotorausgangsleistung Pe und der Verbrennungsmotorleistungsanforderung Pe*, falls vorhanden, ständig innerhalb des Aufladegrenzwertes Win. Es gibt dem gemäß keine Gefahr des Überladens der Batterie 50 über den Aufladegrenzwert Win. In diesem Zustand führt die CPU 72 den Prozess der Schritt S410 bis S440 aus, wie vorstehend beschrieben ist. Wenn eine Notanforderung zum Laden der Batterie 50 bei Schritt S370 vorhanden ist, wird der Prozess der Schritte S410 bis S440 zum Starten des Ladens der Batterie 50 unmittelbar so früh wie möglich ausgeführt.
  • Die Verbrennungsmotor-ECU 24 führt den Einlassluftströmungskorrekturprozess als Reaktion auf den Empfang einer Leerlaufantriebsanweisung von der elektronischen Hybridsteuereinheit 70 unmittelbar nach dem Start des Verbrennungsmotors 22 aus. Die Leerlaufantriebsanweisung stellt die Soll-Drehzahl Ne* und das Soll-Drehmoment Te* des Verbrennungsmotors 22 jeweils auf gleich die Leerlaufsoll-Drehzahl Nidl und gleich 0 ein. Der Einlassluftströmungskorrekturprozess wird nachstehend unter Bezugnahme auf das Ablaufdiagramm von 10 beschrieben.
  • In der Einlassluftströmungskorrekturroutine von 10 liest die Verbrennungsmotor-ECU 24 zuerst die Verbrennungsmotorwassertemperatur oder die Temperatur des Kühlwassers in dem Verbrennungsmotor 22 von dem Wassertemperatursensor 142 ein und stellt die Leerlaufeinlassluftströmung Qidl auf der Grundlage der Verbrennungsmotorwassertemperatur ein (Schritt S500). Die Leerlaufeinlassluftströmung Qidle wird entsprechend der Leerlaufsoll-Drehzahl Nidl eingestellt. Zum Verhindern eines möglichen Stehenbleibens des Verbrennungsmotors wird die Leerlaufeinlassluftströmung Qidl höher als ein spezifisches Niveau entsprechend einer bestimmten Leistung eingestellt, die mit der Reibung des Verbrennungsmotors 22 im Gleichgewicht steht. Verschiedenartige Schmieröle haben unterschiedliche Viskositäten und die Viskosität des Schmieröls erhöht sich mit einer Temperaturverringerung. Die Leerlaufeinlassluftströmung Qidl wird demgemäß so eingestellt, dass sie sich mit einer Verringerung der Verbrennungsmotorwassertemperatur unter der Annahme erhöht, dass das ausgewählte Schmieröl, das für den Verbrennungsmotor 22 zu verwenden ist, eine extrem hohe Viskosität hat. Die Anwendung der Leerlaufeinlassluftströmung Qidl auf niedrige Temperaturen kann verursachen, dass die Ausgangsleistung Pe des Verbrennungsmotors 22 die bestimmte Leistung übersteigt, die im Gleichgewicht mit der Reibung des Verbrennungsmotors 22 steht.
  • Die Verbrennungsmotor-ECU 24 gibt dann die gegenwärtige Drehzahl Ne des Verbrennungsmotors 22 ein (Schritt S510) und berechnet eine Soll-Einlassluftströmung Qe* (Schritt S520). In einem ersten Zyklus dieser Routine wird die Soll-Einlassluftströmung Qe* auf gleich die Leerlaufeinlassluftströmung Qidl eingestellt, die bei Schritt S500 eingestellt wird. In nachfolgenden Zyklen dieser Routine wird die Soll-Einlassluftströmung Qe*, aus der Leerlaufsoll-Drehzahl Nidl, die auf die Soll-Drehzahl Ne* des Verbrennungsmotors 22 eingestellt wird, und der eingegebenen gegenwärtigen Drehzahl Ne des Verbrennungsmotors 22 gemäß der Gleichung 6 berechnet, die nachstehend angegeben ist. Q e* = früheres Qe* + k3(Nidl – Ne) + k4∫(Nidl – Ne)dt (6)
  • Die Gleichung (6) ist ein Relationsausdruck einer Rückführregelung zum Betreiben und Drehen des Verbrennungsmotors 22 bei der Leerlaufsoll-Drehzahl Nidl. In der Gleichung (6), die vorstehend angegeben ist, bezeichnen „k3“ in dem zweiten Ausdruck und „k4“ in dem dritten Ausdruck an der rechten Seite jeweils eine Verstärkung des Proportionalausdrucks und eine Verstärkung des Integralausdrucks.
  • Die Verbrennungsmotor-ECU 24 berechnet nachfolgend eine Kraftstoffeinspritzzeit T des Kraftstoffeinspritzventils 126 auf der Grundlage der Soll-Einlassluftströmung Qe* (Schritt S530). Die Kraftstoffeinspritzzeit T stellt eine Zeitdauer dar, die zum Einspritzen einer gewissen Menge des Kraftstoffs aus dem Kraftstoffeinspritzventil 126 erforderlich ist, gegenüber der Soll-Einlassluftströmung Qe* zum Erhalten eines voreingestellten Luft-Kraftstoff-Verhältnisses. Da diese Routine unmittelbar nach dem Start des Verbrennungsmotors 22 ausgeführt wird, ist das voreingestellte Luft-Kraftstoff-Verhältnis fetter als das stoichiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis. Die Kraftstoffeinspritzzeit T kann gemäß der Verbrennungsmotorwassertemperatur verändert werden. Das Kraftstoffeinspritzventil 126 hat ein relativ schlechtes Ansprechverhalten bei niedrigen Temperaturen, so dass die Kraftstoffeinspritzzeit T so eingestellt werden kann, dass sie sich mit einer Verringerung der Verbrennungsmotorwassertemperatur erhöht.
  • Die Verbrennungsmotor-ECU 24 betätigt den Drosselventilmotor 136 zum Regulieren der Position des Drosselventils 124 entsprechend der Soll-Einlassluftströmung Qe* und aktiviert das Kraftstoffeinspritzventil 126 zum Öffnen bei einer angemessenen Zeitabstimmung bei jedem Zylinder für die Kraftstoffeinspritzzeit T (Schritt S540). Die Verbrennungsmotor-ECU 24 vergleicht dann eine Differenz zwischen der Ist-Drehzahl Ne und der Soll-Ne* des Verbrennungsmotors 22 mit einem vorbestimmten kleinen Referenzwert (Schritt S550). Dieser Vergleich bestimmt, ob die Drehzahl Ne des Verbrennungsmotors 22 ausreichend mit der Soll-Drehzahl Ne* konvergiert. Wenn die Differenz noch größer als der vorbestimmte kleine Referenzwert ist, wenn nämlich die Drehzahl Ne des Verbrennungsmotors 22 nicht ausreichend mit der Soll-Drehzahl Ne* bei Schritt S550 konvergiert, läuft die Verbrennungsmotor-ECU 24 zurück zu Schritt S510 und wiederholt den Prozess von Schritt S510 und danach. Wenn die Differenz nicht größer als der vorbestimmte kleine Referenzwert wird, wenn nämlich die Drehzahl Ne des Verbrennungsmotors 22 ausreichend mit der Soll-Drehzahl Ne* bei Schritt S550 konvergiert, subtrahiert andererseits die Verbrennungsmotor-ECU 24 die Soll-Einlassluftströmung Qe* von der Leerlaufeinlassluftströmung Qidl, stellt die Differenz auf einen Einlassluftströmungskorrekturwert Qec ein und speichert den Einlassluftströmungskorrekturwert Qec in einem RAM (nicht gezeigt) der Verbrennungsmotor-ECU 24 (Schritt S560). Die Verbrennungsmotor-ECU 24 sendet dann das Einlassluftströmungskorrekturabschlusssignal an die elektronische Hybridsteuereinheit 70 (Schritt S570) und verlässt die Einlassluftströmungskorrektursteuerroutine.
  • Die in dem nachfolgenden Lastbetrieb des Verbrennungsmotors 22 berechnete Soll-Einlassluftströmung Qe* berücksichtigt diesen Einlassluftströmungskorrekturwert Qec. Die Verbrennungsmotor-ECU 24 nimmt die Soll-Drehzahl Ne* und das Soll-Drehmoment Te* von der elektronischen Hybridsteuereinheit 70 bei Schritt S440 in der Systemstartsteuerroutine von 9 auf und stellt die Soll-Einlassluftströmung Qe* auf der Grundlage der empfangenen Soll-Drehzahl Ne*, des empfangenen Soll-Drehmoments Te* und der Verbrennungsmotorwassertemperatur ein. Die Verbrennungsmotor-ECU 24 subtrahiert den Einlassluftströmungskorrekturwert Qec von der Soll-Einlassluftströmung Qe*, aktualisiert die Soll-Einlassluftströmung Qe* auf das Ergebnis der Subtraktion und betätigt und steuert den Drosselventilmotor 36 mit der aktualisierten Soll-Einlassluftströmung Qe*. Wenn die aktualisierte Soll-Einlassluftströmung Qe* niedriger als ein unterer Grenzwert ist, der gemäß der Wassertemperatur als Einlassluftströmung zum Verhindern eines möglichen Stehenbleibens des Verbrennungsmotors in dem Leerlaufbetrieb eingestellt wird, wird die aktualisierte Soll-Einlassluftströmung Qe* auf gleich dem unteren Grenzwert eingestellt.
  • Die elektronische Hybridsteuereinheit 70 führt nach dem Empfang des Einlassluftströmungskorrekturabschlusssignals von der Verbrennungsmotor-ECU 24 eine Nachkorrekturantriebssteuerung aus. Die Nachkorrekturantriebssteuerung wird nachstehend unter Bezugnahme auf das Ablaufdiagramm von 11 beschrieben. Bei der Nachkorrekturantriebssteuerroutine von 11 führt die CPU 72 der elektronischen Hybridsteuereinheit 70 den Prozess der Schritte S100 bis S170 in der Antriebssteuerroutine von 3 aus (Schritt S700). Die CPU 72 bestimmt dann, ob der Verbrennungsmotor 22 sich in dem Lastbetrieb befindet, auf der Grundlage der Angabe der Verbrennungsmotorleistungsanforderung Pe*, die gleich 0 ist oder nicht gleich 0 ist (Schritt S710). Wie in 7 gezeigt ist, wird dann, wenn die Soll-Drehzahl Ne* des Verbrennungsmotors 22 geringer als ein voreingestelltes Referenzniveau Nref ist, die Betriebseffizienz des Verbrennungsmotors 22 beträchtlich verschlechtert. Das Soll-Drehmoment Te* und dem gemäß die Verbrennungsmotorleistungsanforderung Pe* werden in diesem Zustand auf gleich 0 gesetzt. Wenn der Verbrennungsmotor 22 sich in dem Lastbetrieb in Schritt S710 befindet, bestimmt die CPU 72 nachfolgend, ob die gegenwärtige Verbrennungsmotorleistungsanforderung Pe* im Wesentlichen gleich einer vorhergehenden Verbrennungsmotorleistungsanforderung Pe* ist (Schritt S720) und ob die gegenwärtige Soll-Drehzahl Ne* im Wesentlichen gleich einer vorherigen Soll-Drehzahl Ne* ist (Schritt S730). Bei dem Vorfall einer negativen Antwort auf einen der Schritte S720 und S730 verlässt die CPU 72 die Nachkorrekturantriebssteuerroutine ohne jeglichen weiteren Prozess. Wenn die gegenwärtige Verbrennungsmotorleistungsanforderung Pe* im Wesentlichen gleich der vorhergehenden Verbrennungsmotorleistungsanforderung Pe* bei Schritt S720 ist und die gegenwärtige Soll-Drehzahl Ne* im Wesentlichen gleich der vorhergehenden Soll-Drehzahl Ne* bei Schritt S730 ist, berechnet andererseits die CPU 72 das Drehmoment Tm1 des Motors MG1 aus dem gemessenen Wert des elektrischen Stroms in dem Motor MG1 und schätzt das Drehmoment Te des Verbrennungsmotors 22 aus dem berechneten Drehmoment Tm1 (Schritt S740). In dem stationären Betrieb des Verbrennungsmotors 22 kann das Drehmoment Tm1 des Motors MG1 durch eine Gleichung des Drehmoments Te des Verbrennungsmotors 22 und das Übersetzungsverhältnis ρ des Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus 30 ausgedrückt werden. Das Drehmoment Te des Verbrennungsmotors 22 kann nämlich durch eine Gleichung des Drehmoments Tm1 des Motors MG1 und das Übersetzungsverhältnis ρ ausgedrückt werden, wie in 8 gezeigt ist. Das Drehmoment Te des Verbrennungsmotors 22 ist so aus dem Drehmoment Tm1 des Motors MG1 schätzbar. Die CPU 72 sendet dann das geschätzte Drehmoment Te des Verbrennungsmotors 22 und eine Korrekturwertaktualisierungsanweisung an die Verbrennungsmotor-ECU 24 zum aktualisieren des Einlassluftströmungskorrekturwerts Qec durch eine Rückführregelung auf der Grundlage einer Drehmomentdifferenz (Schritt S750) und verlässt die Nachkorrekturantriebssteuerroutine. Wenn der Verbrennungsmotor 22 sich nicht in dem Lastbetrieb sondern in dem lastfreien Betrieb (dem Leerlaufbetrieb) bei Schritt S710 befindet, sendet andererseits die CPU 72 eine Korrekturwertaktualisierungsanweisung an die Verbrennungsmotor-ECU 24 zum Aktualisieren des Einlassluftströmungskorrekturwerts Qec durch eine Rückführregelung auf der Grundlage einer Drehzahldifferenz (Schritt S760) und verlässt die Nachkorrekturantriebssteuerroutine. Die Angemessenheit des Einlassluftströmungskorrekturwerts Qec kann mit einer Temperaturveränderung verändert werden. Die Einlassluftströmungskorrektur ist somit bei angemessenen Zeitabstimmungen in dem lastfreien Betrieb ebenso wie in dem Lastbetrieb des Verbrennungsmotors 22 zu aktualisieren.
  • Die Verbrennungsmotor-ECU 24 führt einen Einlassluftströmungskorrekturaktualisierungsprozess als Reaktion auf den Empfang der Korrekturwertaktualisierungsanweisung von der elektronischen Hybridsteuereinheit 70 aus. Der Einlassluftströmungskorrekturaktualisierungsprozess wird nachstehend unter Bezugnahme auf das Ablaufdiagramm von 12 beschrieben.
  • In der Einlassluftströmungskorrekturaktualisierungsroutine von 12 identifiziert die Verbrennungsmotor-ECU 24 zuerst, ob die gegenwärtig empfangene Korrekturwertaktualisierungsanweisung eine Anweisung zum Aktualisieren einer Rückführregelung auf der Grundlage der Drehzahldifferenz oder eine Anweisung zum Aktualisieren durch eine Rückführregelung auf der Grundlage der Drehmomentdifferenz ist (Schritt S910). Bei der Identifizierung der gegenwärtig empfangenen Korrekturwertaktualisierungsanweisung als Anweisung zum Aktualisieren durch eine Rückführregelung auf der Grundlage der Drehmomentdifferenz bei Schritt S910 berechnet die Verbrennungsmotor-ECU 24 erneut die Soll-Einlassluftströmung Qe* auf der Grundlage der Drehmomentdifferenz (Schritt S912). Eine konkrete Prozedur von Schritt S912 berechnet die Soll-Einlassluftströmung Qe* aus dem gegenwärtigen Soll-Drehmoment Te* und dem geschätzten Drehmoment Te des Verbrennungsmotors 22 erneut, das von der elektronischen Hybridsteuereinheit 70 empfangen wird, gemäß der nachstehend angegebenen Gleichung (7): Qe* = früheres Qe* + k5(Te* – Te) + k6∫(Te* – Te)dt (7)
  • Die Gleichung (7) ist ein Relationsausdruck einer Rückführregelung zum Verursachen, dass der Verbrennungsmotor 22 das Soll-Drehmoment Te* erzeugt. In Gleichung (7), die vorstehend angegeben ist, bezeichnen „k5“ in dem zweiten Ausdruck und „k6“ in dem dritten Ausdruck an der rechten Seite jeweils eine Verstärkung des Proportionalausdrucks und eine Verstärkung des Integralausdrucks.
  • Die Verbrennungsmotor-ECU 24 berechnet nachfolgend die Kraftstoffeinspritzzeit T des Kraftstoffeinspritzventils 126 auf der Grundlage der erneut berechneten Soll-Einlassluftströmung Qe* (Schritt S914). Die Verbrennungsmotor-ECU 24 betätigt den Drosselventilmotor 136, um die Position des Drosselventils 124 entsprechend der erneut berechneten Soll-Einlassluftströmung Qe* zu regulieren, und aktiviert das Kraftstoffeinspritzventil 26, um sich bei einer angemessenen Öffnung bei jedem Zylinder für die Kraftstoffeinspritzzeit T zu öffnen (Schritt S916). Die Verbrennungsmotor-ECU 24 vergleicht dann eine Differenz zwischen dem Ist-Drehmoment Te und dem Soll-Drehmoment Te* des Verbrennungsmotors 22 mit einem vorbestimmten kleinen Referenzwert (Schritt S918). Dieser Vergleich bestimmt, ob das Drehmoment Te des Verbrennungsmotors 22 ausreichend mit dem Soll-Drehmoment Te* konvergiert. Wenn die Differenz noch größer als der vorbestimmte kleine Referenzwert ist, wenn nämlich das Drehmoment Te des Verbrennungsmotors 22 nicht ausreichend mit dem Soll-Drehmoment Te* bei Schritt S918 konvergiert, läuft die Verbrennungsmotor-ECU 24 zurück zu Schritt S912 und wiederholt den Prozess von Schritt S912 und danach.
  • Bei der Identifizierung der gegenwärtig empfangenen Korrekturwertaktualisierungsanweisung als Anweisung zum Aktualisieren durch eine Rückführregelung auf der Grundlage der Drehzahldifferenz bei Schritt S910 berechnet andererseits die Verbrennungsmotor-ECU 24 die Soll-Einlassluftströmung Qe* erneut auf der Grundlage der Drehzahldifferenz (Schritt S920). Die Verbrennungsmotor-ECU 24 berechnet nachfolgend die Kraftstoffeinspritzzeit T des Kraftstoffeinspritzventils 126 auf der Grundlage der neu berechneten Soll-Einlassluftströmung Qe* (Schritt S922). Die Verbrennungsmotor-ECU 24 betätigt den Drosselventilmotor 136, um die Position des Drosselventils 124 entsprechend der neu berechneten Soll-Einlassluftströmung Qe* zu regulieren, und aktiviert das Kraftstoffeinspritzventil 126, um sich bei einer angemessenen Zeitabstimmung bei jedem Zylinder für die Kraftstoffeinspritzzeit T zu öffnen (Schritt S924). Die Verbrennungsmotor-ECU 24 vergleicht dann eine Differenz zwischen der Ist-Drehzahl Ne und der Soll-Drehzahl Ne* des Verbrennungsmotors 22 mit einem vorbestimmten kleinen Referenzwert (Schritt S926). Dieser Vergleich bestimmt, ob die Drehzahl Ne des Verbrennungsmotors 22 ausreichend mit der Soll-Drehzahl Ne* konvergiert. Wenn die Differenz noch größer als der vorbestimmte kleine Referenzwert ist, wenn nämlich die Drehzahl Ne des Verbrennungsmotors 22 nicht ausreichend mit der Soll-Drehzahl Ne* bei Schritt S926 konvergiert, läuft die Verbrennungsmotor-ECU 24 zurück zu Schritt S920 und wiederholt den Prozess von Schritt S920 und danach.
  • Wenn das Drehmoment Te des Verbrennungsmotors 22 ausreichend mit dem Soll-Drehmoment Te* bei Schritt S918 konvergiert oder wenn die Drehzahl Ne des Verbrennungsmotors 22 ausreichend mit der Soll-Drehzahl Ne* bei Schritt S926 konvergiert, aktualisiert die Verbrennungsmotor-ECU 24 den Einlassluftströmungskorrekturwert Qec auf der Grundlage der Soll-Einlassluftströmung Qe* in dem konvergierenden Zustand (Schritt S928) und verlässt die Einlassluftströmungskorrekturaktualisierungsroutine. Der Einlassluftströmungskorrekturwert Qec kann wie folgt aktualisiert werden: Aktualisierter Qec = vorhergehender Qec – (Qe* nach Konvergieren – Qe* vor Konvergieren)
  • Ein konkretes Beispiel der Korrektursteuerung ist nachstehend unter Bezugnahme auf das Zeitdiagramm von 13 beschrieben. Wenn sich das Hybridfahrzeug 20 in einem sehr niedrigen Temperaturbereich befindet, wie in 4 gezeigt ist, wird der Verbrennungsmotor 22 in den Leerlaufbetrieb unmittelbar nach seinem Start eingestellt, der durch eine Änderung des Zündsignals IG von AUS zu EIN ausgelöst wird. In diesem Zustand berechnet die Verbrennungsmotor-ECU 24 den Einlassluftströmungskorrekturwert Qec gemäß dem Ablaufdiagramm von 10 (siehe Bereich A in 13). In einem frühen Stadium des Bereichs A ist die Ist-Drehzahl Ne des Verbrennungsmotors 22 höher als die Soll-Drehzahl Ne*. Wie vorhergehend erwähnt ist, wird die Leerlaufeinlassluftströmung Qidl in dem sehr niedrigen Temperaturbereich auf ein Niveau entsprechend einer Leistung eingestellt, dass die Reibung des Verbrennungsmotors 22 übersteigt und ein mögliches Stehenbleiben des Verbrennungsmotors unter der Annahme verhindert, dass das ausgewählte Schmieröl, das für den Verbrennungsmotor 22 zu verwenden ist, eine extrem hohe Viskosität hat. In diesem tatsächlichen Zustand hat jedoch das ausgewählte Schmieröl eine relativ niedrige Viskosität. Das führt zu einer größeren Ausgangsleistung als ein erwartetes Niveau und macht die Ist-Verbrennungsmotordrehzahl Ne höher als die Soll-Drehzahl Ne*. In dem letzten Stadium des Bereichs A wird andererseits die Rückführregelung auf der Grundlage der Drehzahldifferenz zum Konvergieren der Drehzahl Ne des Verbrennungsmotors 22 mit der Soll-Drehzahl Ne* durchgeführt. Die Ist-Drehzahl Ne des Verbrennungsmotors 22 ist nämlich gleich der Soll-Drehzahl Ne* in diesem letzten Stadium des Bereichs A. Das Ergebnis der Subtraktion einer Einlassluftströmung Qe in diesem konvergierenden Zustand von der Leerlaufeinlassluftströmung Qidl wird eingestellt und als Einlassluftströmungskorrekturwert Qec gespeichert.
  • In dem Lastbetrieb des Verbrennungsmotors 20 mit einer im Wesentlichen konstanten Verbrennungsmotorleistungsanforderung Pe* (siehe Bereich B in 13) beispielsweise in dem Lastbetrieb des Verbrennungsmotors 22 mit einer im Wesentlichen feststehenden Lade-Entlade-Leistungsanforderung Pb* und der Drehmoment-Anforderung Tr*, die praktisch gleich 0 ist, wird die Rückführregelung auf der Grundlage der Drehmomentdifferenz durchgeführt, um den Einlassluftströmungskorrekturwert Qec zu aktualisieren. Der Einlassluftströmungskorrekturwert Qec tendiert zur Erhöhung mit einer Temperaturverringerung. Unter der Bedingung einer Temperaturerhöhung von dem sehr niedrigen Temperaturbereich nach dem Start des Verbrennungsmotors 22 kann eine Subtraktion des nicht aktualisierten Einlassluftströmungskorrekturwerts Qec von der Einlassluftströmung Qe verursachen, dass die korrigierte Einlassluftströmung Qe einen übermäßig kleinen Wert hat und somit ein Stehenbleiben des Verbrennungsmotors in dem Leerlaufbetrieb des Verbrennungsmotors 22 auslösen kann. Eine Untergrenze der Einlassluftströmung Qe, die frei von einem möglichen Stehenbleiben des Verbrennungsmotors auch im Leerlaufbetrieb des Verbrennungsmotors 22 ist, wird empirisch gemäß der Verbrennungsmotorwassertemperatur bestimmt und als unterer Grenzwert eingestellt. Wenn die korrigierte Einlassluftströmung Qe niedriger als dieser untere Grenzwert ist, wird die korrigierte Einlassluftströmung Qe auf gleich den unteren Grenzwert eingestellt. Das verhindert wirksam ein mögliches Stehenbleiben des Verbrennungsmotors.
  • Der Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus 30 und der Motor MG1 dieses Ausführungsbeispiels sind äquivalent zu dem Übertragungsmechanismus für elektrische Leistung und mechanische Leistung der Erfindung. Genauer gesagt entsprechen der Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus 30 und der Motor MG1 des Ausführungsbeispiels jeweils dem Dreiwellenleistungseingabeausgabemodul und dem Generator der Erfindung. Die Batterie 50 des Ausführungsbeispiels entspricht der Speichereinheit der Erfindung. Die elektronische Hybridsteuereinheit 70 und die Verbrennungsmotor-ECU 24 des Ausführungsbeispiels sind äquivalent zu dem Steuermodul der Erfindung. Der Drosselventilmotor 136 des Ausführungsbeispiels entspricht der Einlassluftströmungsreguliereinheit der Erfindung. Die vorstehend angegebene Beschreibung des Ausführungsbeispiels stellt die Betriebe des Hybridfahrzeugs 20 ebenso wie das Steuerverfahren der an dem Hybridfahrzeug 20 montierten Leistungsabgabevorrichtung klar.
  • Wie vorstehend beschrieben ist, korrigiert das Hybridfahrzeug 20 des Ausführungsbeispiels die Leerlaufeinlassluftströmung Qidl, um den Verbrennungsmotor 22 in die Lage zu versetzen, unmittelbar nach seinem Start die Ausgangsleistung Pe zu erzeugen, die praktisch äquivalent zu der Verbrennungsmotorleistungsanforderung Pe* ist. Nach der Korrektur der Leerlaufeinlassluftströmung Qidl korrigiert das Hybridfahrzeug 20 die Einlassluftströmung Qe des Verbrennungsmotors 22 mit der Wiedergabe des Einlassluftströmungskorrekturwerts Qec und steuert den Motor MG1, um die elektrische Leistung unter Verwendung der Ausgangsleistung Pe des Verbrennungsmotors 22 zu erzeugen und die Batterie 50 mit der erzeugten elektrischen Leistung innerhalb des Aufladegrenzwertes Win zu laden. Eine solche Steuerung versetzt den Verbrennungsmotor 22 in die Lage, die Ausgangsleistung Pe zu erzeugen, die im Wesentlichen gleich der Verbrennungsmotorleistungsanforderung Pe* ist, nämlich vor dem Laden der Batterie 50. Es besteht nämlich nicht die Gefahr, dass die Ausgangsleistung Pe des Verbrennungsmotors 22 die Verbrennungsmotorleistungsanforderung Pe* in Begrenzung des Ladeniveaus der Batterie 50 übersteigt. Diese Anordnung verhindert wirksam, dass der Ladezustand SOC der Batterie 50, die mit der elektrischen Leistung geladen wird, die durch den Motor MG1 erzeugt wird, den Aufladegrenzwert Win übersteigt.
  • Wenn die Temperatur der Batterie 50 sich in dem voreingestellten sehr niedrigen Bereich befindet (siehe 4), wird die Leerlaufeinlassluftströmung Qidl auf einen großen Wert eingestellt, um ein mögliches Stehenbleiben des Verbrennungsmotors unter der Annahme zu verhindern, dass das ausgewählte Schmieröl, das für den Verbrennungsmotor 22 zu verwenden ist, eine extrem hohe Viskosität hat. Unter solchen Bedingungen besteht eine hohe Wahrscheinlichkeit, dass die Ausgangsleistung Pe des Verbrennungsmotors 22 die Verbrennungsmotorleistungsanforderung Pe* ohne die Steuerung des Ausführungsbeispiels übersteigt. Die Anwendung der Technologie der Erfindung ist somit insbesondere wirksam in diesem sehr niedrigen Temperaturbereich.
  • Wenn die maximale mögliche Abweichung zwischen der Ist-Verbrennungsmotorausgangsleistung Pe und der Verbrennungsmotorleistungsanforderung Pe* bei der Steuerung des Verbrennungsmotors 22 ohne die Korrektur der Einlassluftströmung den Aufladegrenzwert Win der Batterie 50 nicht übersteigt, besteht keine Gefahr des Überladens der Batterie 50 über den Aufladegrenzwert Win. Dieser Zustand erfordert nicht die Korrektur der Einlassluftströmung, sondern ermöglicht einen frühzeitigen Start des Ladens der Batterie 50.
  • Wenn es eine Notanforderung zum Laden der Batterie 50 gibt (wenn beispielsweise die Batterie 50 einen beträchtlich niedrigen Ladezustand hat und eine Fehlfunktion ohne unmittelbares Laden verursachen kann), überspringt die Steuerung die Korrektur der Einlassluftströmung. Das ermöglicht das unmittelbare Laden der Batterie 50.
  • Der Einlassluftströmungskorrekturwert Qec, der unmittelbar nach dem Start des Verbrennungsmotors 50 eingestellt wird, kann während des Betriebs des Verbrennungsmotors 50 unangemessen werden. Die Steuerprozedur des Ausführungsbeispiels aktualisiert den Einlassluftströmungskorrekturwert Qec in dem Lastbetrieb ebenso wie in dem lastfreien Betrieb des Verbrennungsmotors 22. Eine solche Aktualisierung hält den Einlassluftströmungskorrekturwert Qec kontinuierlich angemessen. Die Aktualisierung des Einlassluftströmungskorrekturwerts Qec wird auf ein gewisses Ausmaß durchgeführt, das die korrigierte Einlassluftströmung Qe sich nicht unter den unteren Grenzwert verringert. Das verhindert wirksam ein mögliches Stehenbleiben des Verbrennungsmotors 22.
  • Das vorstehend diskutierte Ausführungsbeispiel soll in allen Gesichtspunkten als darstellend und nicht als beschränkend betrachtet werden. Es kann viele Abwandlungen, Änderungen und Modifikationen ohne Abweichen von dem Grundgedanken oder Konzept der Hauptcharakteristik der vorliegenden Erfindung geben.
  • Die Steuerprozedur des Ausführungsbeispiels korrigiert die Leerlaufeinlassluftströmung Qidl des Verbrennungsmotors 22 als Parameter, der sich auf die Leistungsveränderung des Verbrennungsmotors 22 bezieht. Die Korrektur der Leerlaufeinlassluftströmung Qidl kann durch das Korrigieren der Menge der Kraftstoffeinspritzung, die Kraftstoffeinspritzzeitabstimmung oder die Zündzeitabstimmung ersetzen.
  • Die Systemstartsteuerroutine des Ausführungsbeispiels, das in 9 gezeigt ist, bestimmt, ob die maximale mögliche Abweichung den Aufladegrenzwert Win bei Schritt S360 übersteigt. Dieser Schritt kann durch eine Bestimmung der Tatsache ersetzt werden, ob die Temperatur der Batterie 50 in einen voreingestellten Temperaturbereich eintritt, beispielsweise den in 4 gezeigten voreingestellten sehr niedrigen Temperaturbereich. Der Aufladegrenzwert Win der Batterie 50 ist als Funktion der Temperatur eingestellt, wie in 4 gezeigt ist. Eine mögliche Abwandlung kann einen spezifischen Temperaturbereich einstellen, wenn die maximale mögliche Abweichung den Aufladegrenzwert Win übersteigt und bestimmen, ob die Temperatur der Batterie 50 in den spezifischen Temperaturbereich eintritt. Diese Temperatur basierte Bestimmung ist äquivalent zu der Bestimmung, ob die maximale mögliche Abweichung den Aufladegrenzwert Win übersteigt.
  • Die Einlassluftströmungskorrekturroutine des in 10 gezeigten Ausführungsbeispiels berechnet den Einlassluftströmungskorrekturwert Qec durch Subtrahieren der neu berechneten Soll-Einlassluftströmung Qe* von der Leerlaufeinlassluftströmung Qidl bei Schritt S560. Eine mögliche Abwandlung kann den Einlassluftströmungskorrekturwert Qec durch Dividieren der neu berechneten Soll-Einlassluftströmung Qe* durch die Leerlaufeinlassluftströmung Qidl berechnen. In dieser Abwandlung wird die Soll-Einlassluftströmung Qe* durch Multiplizieren der vorhergehenden Soll-Einlassluftströmung Qe* mit einem voreingestellten Korrekturfaktor korrigiert.
  • Bei dem Hybridfahrzeug 20 des Ausführungsbeispiels wird die Leistung des Motors MG2 einer Übersetzungsänderung durch das Reduktionsgetriebe 35 ausgesetzt und wird auf die Zahnkranzwelle 32a abgegeben. Bei einer möglichen Abwandlung, die als Hybridfahrzeug 220 von 14 gezeigt ist, kann die Leistung des Motors MG2 auf eine andere Achse abgegeben werden (nämlich eine Achse die mit den Rädern 64a und 64b verknüpft ist), die unterschiedlich von der Achse ist, die mit der Zahnkranzwelle 32a verbunden ist (nämlich eine Achse, die mit den Rädern 63a und 63b verknüpft ist).
  • Bei dem Hybridfahrzeug 20 des Ausführungsbeispiels wird die Leistung des Verbrennungsmotors 22 über den Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus 30 auf die Zahnkranzwelle 32a abgegeben, die als Antriebswelle dient, die mit den Antriebsrädern 63a und 63b verknüpft ist. In einer weiteren möglichen Abwandlung von 15 kann ein Hybridfahrzeug 320 einen Rotorpaarmotor 330 haben, der einen Innenrotor 332, der mit der Kurbelwelle 26 des Verbrennungsmotors 22 verbunden ist und einen Außenrotor 334 hat, der mit der Antriebswelle verbunden ist, um die Leistung an die Antriebsräder 63a, 63b abzugeben, und der einen Teil der von dem Verbrennungsmotor 22 abgegebenen Leistung an die Antriebswelle abgibt, während er den restlichen Anteil der Leistung in elektrische Leistung umwandelt.
  • Bei dem Hybridfahrzeug der Erfindung korrigiert die Steuerprozedur eine Leerlaufeinlassluftströmung Qidl, um eine Brennkraftmaschine unmittelbar nach ihrem Start in die Lage zu versetzen, eine Ausgangsleistung Pe zu erzeugen, die im Wesentlichen äquivalent zu einer Verbrennungsmotorleistungsanforderung Pe* ist. Nach der Korrektur steuert die Steuerprozedur den Verbrennungsmotor auf eine Einlassluftströmung Qe mit einer Wiedergabe eines Einlassluftströmungskorrekturwerts Qec und steuert einen Motor MG1 zum Erzeugen von elektrischer Leistung unter Verwendung der Ausgangsleistung Pe des Verbrennungsmotors und zum Laden einer Batterie mit der erzeugten elektrischen Leistung innerhalb eines Aufladegrenzwertes Win der Batterie. Die Steuerung der Erfindung stellt sicher, dass die Ausgangsleistung Pe des Verbrennungsmotors die Verbrennungsmotorleistungsanforderung Pe* in Begrenzung des Ladeniveaus der Batterie nicht übersteigt. Diese Anordnung verhindert wirksam, dass der Ladezustand SOC der Batterie, die mit der elektrischen Leistung geladen wird, die durch den Motor MG1 erzeugt wird, den Aufladegrenzwert Win übersteigt.

Claims (9)

  1. Leistungsabgabevorrichtung, die Leistung an eine Antriebswelle abgibt, wobei die Leistungsabgabevorrichtung folgendes aufweist: eine Brennkraftmaschine (22), die zum Abgeben von mechanischer Leistung betrieben wird; einen Übertragungsmechanismus (30) für ein Übertragen von elektrischer Leistung und/oder mechanischer Leistung, der mit einer Ausgangswelle (26) der Brennkraftmaschine (22) und mit einer Antriebswelle (32a) verbunden ist und zumindest einen Teil der Leistung der Brennkraftmaschine (22) an die Antriebswelle (32a) abgibt, wobei der Übertragungsmechanismus (30) die elektrische Leistung und mechanische Leistung integrieren und verteilen kann; eine Speichereinheit (50), die elektrische Leistung zu und von dem Übertragungsmechanismus (30) für elektrische Leistung und mechanische Leistung überträgt; eine Einlassluftströmungsreguliereinheit (139), die eine Einlassluftströmung zu der Brennkraftmaschine (22) steuert, und ein Steuermodul (24), das dann, wenn eine Temperatur der Speichereinheit (50) sich in einem voreingestellten sehr niedrigen Temperaturbereich, der unterhalb einer vorbestimmten Temperaturgrenze ist, befindet, die Einlassluftströmungsreguliereinheit (139) so steuert, dass eine voreingestellte Leerlaufeinlassluftströmung in dem voreingestellten sehr niedrigen Temperaturbereich zu der Brennkraftmaschine (22) unmittelbar nach ihrem Start zugeführt wird und ein Leerlaufbetrieb der Brennkraftmaschine (22) erzielt wird, wobei die voreingestellte Leerlaufeinlassluftströmung größer als in einem gewöhnlichen Temperaturbereich, der oberhalb der vorbestimmten Temperaturgrenze ist, eingerichtet ist, und das Steuermodul (24) die Leerlaufeinlassluftströmung als spezifischen Parameter so korrigiert, dass eine Drehzahl der Brennkraftmaschine (22) in dem Leerlaufbetrieb sich an eine vorbestimmte Leerlaufdrehzahl annähert, wobei nach der Korrektur des spezifischen Parameters das Steuermodul (24) die Brennkraftmaschine (22) unter Berücksichtigung der Korrektur des spezifischen Parameters steuert, und den Übertragungsmechanismus (30) für elektrische Leistung und mechanische Leistung so steuert, dass elektrische Leistung unter Verwendung der Leistung der Brennkraftmaschine (22) erzeugt wird und die Speichereinheit (50) mit einer erzeugten elektrischen Leistung, die unterhalb eines Aufladegrenzwertes der Speichereinheit (50) ist, aufgeladen wird, wobei das Steuermodul (24) die Korrektur durchführt, wenn eine maximale mögliche Abweichung zwischen der Verbrennungsmotorleistungsanforderung, die von der Brennkraftmaschine (22) angefordert wird, und einer Ist-Ausgangsleistung der Brennkraftmaschine (22) bei der Steuerung des Betriebs ohne die Korrektur den Aufladegrenzwert der Speichereinheit (50) übersteigt, während das Steuermodul (24) die Korrektur nicht durchführt, wenn die maximale mögliche Korrektur den Aufladegrenzwert der Speichereinheit (50) nicht übersteigt.
  2. Leistungsabgabevorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei dann, wenn eine Notanforderung zum Laden der Speichereinheit (50) vorliegt, das Steuermodul (24) die Korrektur nicht durchführt, sondern die Brennkraftmaschine (22) und den Übertragungsmechanismus (30) für elektrische Leistung und mechanische Leistung steuert, um elektrische Leistung unter Verwendung der Leistung der Brennkraftmaschine (22) zu erzeugen und die Speichereinheit (50) mit der erzeugten elektrischen Leistung, die unterhalb des Aufladegrenzwertes der Speichereinheit (50) ist, aufzuladen.
  3. Leistungsabgabevorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 2, wobei das Steuermodul (24) die Brennkraftmaschine (22) nach der Korrektur zum Erzeugen einer feststehenden Ausgangsleistung und auf eine feststehende Drehzahl steuert und nachfolgend die Korrektur aktualisiert.
  4. Leistungsabgabevorrichtung gemäß Anspruch 3, wobei das Steuermodul (24) die Korrektur nur dann aktualisiert, wenn die Brennkraftmaschine (22) nach der Korrektur eine feststehende Ausgangsleistung erzeugt und eine feststehende Drehzahl hat.
  5. Leistungsabgabevorrichtung gemäß einem der Ansprüche 3 oder 4, wobei, wenn die korrigierte Einlassluftströmung geringer als ein unterer Grenzwert, der eine Untergrenze der Einlassluftströmung ist, die festgelegt ist, um ein Stehenbleiben der Brennkraftmaschine (22) zu vermeiden, ist, das Steuermodul (24) die korrigierte Einlassluftströmung auf den unteren Grenzwert ändert.
  6. Leistungsabgabevorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Übertragungsmechanismus (30) für elektrische Leistung und mechanische Leistung folgendes aufweist: einen Motorgenerator (MG1), der Leistung an eine Drehwelle abgibt; wobei der Übertragungsmechanismus (30) mit drei Wellen verknüpft ist, nämlich der Ausgangswelle (26) der Brennkraftmaschine (22), der Drehwelle des Motorgenerators (MG1) und der Antriebswelle (32a), und Leistung, die von irgendeiner Welle dieser drei Wellen eingegeben und zu dieser abgegeben wird, auf der Grundlage der Leistung bestimmt, die von den zwei anderen Wellen dieser drei Wellen eingegeben und zu diesen abgegeben wird.
  7. Leistungsabgabevorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Übertragungsmechanismus (30) für elektrische Leistung und mechanische Leistung folgendes aufweist: einen Rotorpaarmotor (330), der einen ersten Rotor (332), der mit der Ausgangswelle (26) der Brennkraftmaschine (22) verknüpft ist, und einen zweiten Rotor (334) hat, der mit der Antriebswelle (32a) verknüpft ist, und der den ersten Rotor (332) und den zweiten Rotor (334) relativ zueinander dreht.
  8. Motorfahrzeug, das mit einer Leistungsabgabevorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 ausgestattet ist, wobei eine Achse mit der Antriebswelle (32a) verknüpft ist.
  9. Steuerverfahren einer Leistungsabgabevorrichtung, die Leistung an eine Antriebswelle (32a) abgibt und die eine Brennkraftmaschine (22), einen Übertragungsmechanismus (30) für ein Übertragen von elektrischer Leistung und/oder mechanischer Leistung, der mit einer Ausgangswelle (26) der Brennkraftmaschine (22) und mit einer Antriebswelle (32a) verknüpft ist und der zumindest einen Teil der Leistung der Brennkraftmaschine (22) an die Antriebswelle (32a) abgibt, wobei der Übertragungsmechanismus (30) die elektrische Leistung und mechanische Leistung integrieren und verteilen kann, eine Speichereinheit (50), die elektrische Leistung zu und von dem Übertragungsmechanismus (30) für elektrische Leistung und mechanische Leistung überträgt, und eine Einlassluftströmungsreguliereinheit (139) aufweist, die eine Einlassluftströmung zu der Brennkraftmaschine (22) steuert, wobei das Steuerverfahren die folgenden Schritte aufweist: (a) wenn eine Temperatur der Speichereinheit (50) sich in einem voreingestellten sehr niedrigen Temperaturbereich, der unterhalb einer vorbestimmten Temperaturgrenze ist, befindet, Steuern der Einlassluftströmungsreguliereinheit (139) derart, dass eine voreingestellte Leerlaufeinlassluftströmung in dem voreingestellten sehr niedrigen Temperaturbereich zu der Brennkraftmaschine (22) unmittelbar nach ihrem Start zugeführt wird und ein Leerlaufbetrieb der Brennkraftmaschine (22) erzielt wird, wobei die voreingestellte Leerlaufeinlassluftströmung größer als in einem gewöhnlichen Temperaturbereich, der oberhalb der vorbestimmten Temperaturgrenze ist, eingerichtet ist, und die Leerlaufeinlassluftströmung als spezifischen Parameter so korrigiert wird, dass eine Drehzahl der Brennkraftmaschine (22) in dem Leerlaufbetrieb sich an eine vorbestimmte Leerlaufdrehzahl annähert, und (b) nach dem Schritt (a), Steuern der Brennkraftmaschine (22) unter Berücksichtigung der Korrektur des spezifischen Parameters in dem Schritt (a) und Steuern des Übertragungsmechanismus (30) für elektrische Leistung und mechanische Leistung derart, dass elektrische Leistung unter Verwendung der Leistung der Brennkraftmaschine (22) erzeugt wird und die Speichereinheit (50) mit einer erzeugten elektrischen Leistung, die unterhalb eines Aufladegrenzwertes der Speichereinheit (50) ist, aufgeladen wird, wobei die Korrektur durchgeführt wird, wenn eine maximale mögliche Abweichung zwischen der Verbrennungsmotorleistungsanforderung, die von der Brennkraftmaschine (22) angefordert wird, und einer Ist-Ausgangsleistung der Brennkraftmaschine (22) bei der Steuerung des Betriebs ohne die Korrektur den Aufladegrenzwert der Speichereinheit (50) übersteigt, während die Korrektur nicht durchgeführt wird, wenn die maximale mögliche Korrektur den Aufladegrenzwert der Speichereinheit (50) nicht übersteigt.
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