DE102020122336A1

DE102020122336A1 - Hybridfahrzeug

Info

Publication number: DE102020122336A1
Application number: DE102020122336.6A
Authority: DE
Inventors: Takashi Kohno; Shinichi Sasade; Takahiro Kimura; Yasutaka TSUCHIDA
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2019-08-29
Filing date: 2020-08-26
Publication date: 2021-03-04
Also published as: US11267456B2; JP2021031035A; CN112440967A; JP7211308B2; CN112440967B; US20210061259A1

Abstract

Wenn die erforderliche Antriebskraft größer als die erste Antriebskraftobergrenze ist, stellt das Steuergerät eine Soll-Kompensationsleistung eines Energiespeichers ein, die auf einer Differenz zwischen der erforderlichen Antriebskraft und der ersten Antriebskraftobergrenze basiert. Ferner erhöht die Steuervorrichtung eine Arbeitskompensationsleistung allmählich in Richtung der Soll-Kompensationsleistung, wenn das Übersetzungsverhältnis des Stufengetriebes geändert wird, im Vergleich zu einer Erhöhung der Arbeitskompensationsleistung, wenn das Übersetzungsverhältnis des Stufengetriebes nicht geändert wird.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf ein Hybridfahrzeug.
Hintergrund der Erfindung
In einer vorgeschlagenen Konfiguration eines Hybridfahrzeugs hat ein Planetengetriebe ein Sonnenrad, das mit einem ersten (Elektro-)Motor verbunden ist, einen Träger, der mit einem Verbrennungsmotor verbunden ist, ein Hohlrad, das mit einem Übertragungselement verbunden ist, das Übertragungselement, das mit einem zweiten (Elektro-)Motor verbunden ist, ein Stufengetriebe, das zwischen dem Übertragungselement und einer mit einer Achse verbundenen Antriebswelle angeordnet ist, und eine Batterie, die mit dem ersten Motor und mit dem zweiten Motor über Stromleitungen verbunden ist (wie z.B. in JP 2017-159 732 A beschrieben). Dieses Hybridfahrzeug stellt eine erforderliche Antriebskraft ein, die für die Antriebswelle erforderlich ist, basierend auf einer Gaspedalstellung und einer Fahrzeuggeschwindigkeit. Dieses Hybridfahrzeug stellt auch ein Übersetzungsverhältnis zum Übersetzungsverhältnis des Stufengetriebes ein, indem es ein virtuelles Übersetzungsverhältnis auf der Grundlage der Gaspedalstellung und der Fahrzeuggeschwindigkeit berücksichtigt. Dieses Hybridfahrzeug stellt eine Fahrbarkeitsdrehzahl des Motors ein, die auf der Fahrzeuggeschwindigkeit und dem Übersetzungsverhältnis basiert. Dieses Hybridfahrzeug legt eine Leistungsobergrenze des Motors fest, wenn der Motor mit der Drehzahl der Fahrbarkeit betrieben wird. Dieses Hybridfahrzeug legt eine Antriebskraftobergrenze der Antriebswelle fest, wenn die Leistungsobergrenze vom Verbrennungsmotor abgegeben wird. Dieses Hybridfahrzeug steuert den Verbrennungsmotor, den ersten Motor, den zweiten Motor und das Stufengetriebe so, dass der Verbrennungsmotor bei der Drehzahl der Fahrbarkeit betrieben wird und die kleinere zwischen der erforderlichen Antriebskraft und der Antriebskraftobergrenze an die Antriebswelle abgegeben wird. Bei diesem Hybridfahrzeug bewirkt eine solche Steuerung, dass die Motordrehzahl auch dann eine der Fahrzeuggeschwindigkeit entsprechende Drehzahl ist, wenn der Fahrer auf ein Gaspedal tritt. Dieses Hybridfahrzeug vermittelt dem Fahrer ein besseres Fahrgefühl, verglichen mit einer Konfiguration, bei der die Motordrehzahl vor einer Erhöhung der Fahrzeuggeschwindigkeit abrupt erhöht wird. Bei diesem Hybridfahrzeug variiert die Motordrehzahl mit einer Änderung des Übersetzungsverhältnisses. Bei diesem Hybridfahrzeug hat der Fahrer dementsprechend das Gefühl, dass sich die Geschwindigkeit ändert.
Kurzbeschreibung der Erfindung
In dem oben beschriebenen Hybridfahrzeug ist es möglich, ein vom zweiten Motor an die Antriebswelle abgegebenes Drehmoment zu erhöhen, indem elektrische Energie der Batterie genutzt wird, um eine größere Antriebskraft als die Antriebskraftobergrenze an die Antriebswelle abzugeben, wenn die erforderliche Antriebskraft größer als die Antriebskraftobergrenze wird. Wenn sich diese Steuerung mit der Änderung des Übersetzungsverhältnisses des Stufengetriebes überschneidet, wird eine Variation der an die Antriebswelle abgegebenen Antriebskraft größer, je nachdem, wie diese Steuerung durchgeführt wird. Dies kann einen Schaltstoß verursachen.
Aufgabe eines Hybridfahrzeugs der vorliegenden Offenbarung ist die Unterdrückung eines Schaltstoßes.
Um diese Aufgabe zu lösen, verwendet das Hybridfahrzeug der vorliegenden Offenbarung die folgende Konfiguration.
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf ein Hybridfahrzeug. Das Hybridfahrzeug umfasst einen Verbrennungsmotor, einen ersten Motor, ein Planetengetriebe mit drei Rotationselementen, die jeweils mit dem Motor, dem ersten Motor und einem Übertragungselement verbunden sind, ein Stufengetriebe, das zwischen dem Übertragungselement und einer mit einer Achse verbundenen Antriebswelle angeordnet ist, einen zweiten Motor, der so konfiguriert ist, dass er Leistung von und zu dem Übertragungselement oder der Antriebswelle ein- und ausgibt, eine Energiespeichervorrichtung, die so konfiguriert ist, dass sie elektrische Leistung zu und von dem ersten Motor und dem zweiten Motor überträgt, und eine Steuervorrichtung. Die Steuervorrichtung ist so programmiert, dass sie eine erforderliche Antriebskraft, die für die Antriebswelle erforderlich ist, auf der Grundlage eines Betätigungsbetrags eines Gaspedals und einer Fahrzeuggeschwindigkeit einstellt, ein simuliertes Übersetzungsverhältnis aus einem Übersetzungsverhältnis des Stufengetriebes oder aus dem Übersetzungsverhältnis des Stufengetriebes unter Berücksichtigung eines virtuellen Übersetzungsverhältnisses einstellt und ein Soll-Übersetzungsverhältnis des Stufengetriebes auf der Grundlage des Betätigungsbetrags des Gaspedals und der Fahrzeuggeschwindigkeit oder auf der Grundlage eines Schaltvorgangs des Fahrers einstellt, eine Soll-Drehzahl des Verbrennungsmotors auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit und des simulierten Übersetzungsverhältnisses einstellt, eine Leistungsobergrenze des Verbrennungsmotors einstellt, wenn der Verbrennungsmotor bei der Soll-Drehzahl betrieben wird, eine erste Antriebskraftobergrenze der Antriebswelle einstellt, wenn die Leistungsobergrenze vom Verbrennungsmotor abgegeben wird, eine Soll-Antriebskraft der Antriebswelle gemäß einer Größenbeziehung zwischen der erforderlichen Antriebskraft und der ersten Antriebskraftobergrenze einstellt und den Verbrennungsmotor, den ersten Motor, den zweiten Motor und das Stufengetriebe so steuert, dass der Verbrennungsmotor bei der Soll-Drehzahl betrieben wird, das Übersetzungsverhältnis des Stufengetriebes gleich dem Soll-Übersetzungsverhältnis wird und das Hybridfahrzeug auf der Grundlage der Soll-Antriebskraft angetrieben wird. Wenn die erforderliche Antriebskraft kleiner oder gleich der ersten Antriebskraftobergrenze ist, ist die Steuervorrichtung programmiert, um die Soll-Antriebskraft auf die erforderliche Antriebskraft einzustellen, und wenn die erforderliche Antriebskraft größer als die erste Antriebskraftobergrenze ist, ist die Steuervorrichtung programmiert, um eine Sollkompensationsleistung der Energiespeichervorrichtung auf der Grundlage einer Differenz zwischen der erforderlichen Antriebskraft und der ersten Antriebskraftobergrenze einzustellen. Die Steuervorrichtung ist so programmiert, dass sie eine zweite Antriebskraftobergrenze der Antriebswelle einstellt, wenn die Leistungsobergrenze vom Verbrennungsmotor abgegeben wird und die Energiespeichervorrichtung entsprechend einer Arbeitskompensationsleistung auf der Grundlage der Soll-Kompensationsleistung geladen oder entladen wird, und die Steuervorrichtung ist so programmiert, dass sie die Soll-Antriebskraft auf den kleineren Wert zwischen der erforderlichen Antriebskraft und der zweiten Antriebskraftobergrenze einstellt. Die Steuervorrichtung ist so programmiert, dass sie die Arbeitskompensationsleistung allmählich in Richtung der Soll-Kompensationsleistung erhöht, wenn das Übersetzungsverhältnis des Stufengetriebes geändert wird, im Vergleich zu einer Erhöhung der Arbeitskompensationsleistung, wenn das Übersetzungsverhältnis des Stufengetriebes nicht geändert wird.
Wenn beim Hybridfahrzeug nach diesem Aspekt der vorliegenden Offenbarung die erforderliche Antriebskraft kleiner oder gleich der ersten Antriebskraftobergrenze ist, stellt die Steuereinrichtung die Soll-Antriebskraft auf die erforderliche Antriebskraft ein. Wenn die erforderliche Antriebskraft größer als die erste Antriebskraftobergrenze ist, stellt die Steuervorrichtung die Soll-Kompensationsleistung der Energiespeichervorrichtung auf der Grundlage der Differenz zwischen der erforderlichen Antriebskraft und der ersten Antriebskraftobergrenze ein. Die Steuervorrichtung stellt die zweite Antriebskraftobergrenze der Antriebswelle ein, wenn die Leistungsobergrenze vom Verbrennungsmotor abgegeben wird und die Energiespeichervorrichtung mit der Leistung auf der Grundlage der Soll-Kompensationsleistung geladen oder entladen wird. Die Steuervorrichtung stellt die Soll-Antriebskraft auf den kleineren Wert zwischen der erforderlichen Antriebskraft und der zweiten Antriebskraftobergrenze ein. Ferner erhöht die Steuervorrichtung die Arbeitskompensationsleistung allmählich in Richtung der Soll-Kompensationsleistung, wenn das Übersetzungsverhältnis des Stufengetriebes geändert wird, verglichen mit der Erhöhung der Arbeitskompensationsleistung, wenn das Übersetzungsverhältnis des Stufengetriebes nicht geändert wird. Das Hybridfahrzeug der vorliegenden Offenbarung unterdrückt weiterhin die Veränderung der Antriebskraft, die mit der Änderung des Übersetzungsverhältnisses des Stufengetriebes an die Antriebswelle abgegeben wird, und unterdrückt den Schaltstoß.
Im Hybridfahrzeug der vorliegenden Veröffentlichung kann die Steuereinrichtung so programmiert sein, dass sie die Arbeitskompensationsleistung in einem Fall reduziert, in dem die Arbeitskompensationsleistung einen positiven Wert hat und der Betätigungsbetrag des Gaspedals größer als ein vorbestimmter Betätigungsbetrag oder die Fahrzeuggeschwindigkeit höher als eine vorbestimmte Fahrzeuggeschwindigkeit wird.
In diesem Fall kann die Steuereinrichtung so programmiert werden, dass die Arbeitskompensationsleistung beibehalten wird, wenn das Übersetzungsverhältnis des Stufengetriebes während der Verringerung der Arbeitskompensationsleistung in dem Fall geändert wird, in dem die Arbeitskompensationsleistung einen positiven Wert hat und der Betätigungsbetrag des Gaspedals größer als der vorbestimmte Betätigungsbetrag wird oder die Fahrzeuggeschwindigkeit höher als die vorbestimmte Fahrzeuggeschwindigkeit wird. Dieses Hybridfahrzeug kann die Änderung der Arbeitskompensationsleistung unterdrücken, wenn das Übersetzungsverhältnis des Stufengetriebes geändert wird, und kann die Änderung der Antriebskraft der Antriebswelle unterdrücken.
Bei dem Hybridfahrzeug der vorliegenden Offenbarung kann die Steuereinrichtung so programmiert werden, dass die Arbeitskompensationsleistung beibehalten wird, wenn das Übersetzungsverhältnis des Stufengetriebes während der Reduzierung der Arbeitskompensationsleistung, die mit einer Verringerung der Soll-Kompensationsleistung einhergeht, geändert wird. Dieses Hybridfahrzeug kann die Änderung der Arbeitskompensationsleistung unterdrücken, wenn das Übersetzungsverhältnis des Stufengetriebes geändert wird, und kann die Änderung der Antriebskraft der Antriebswelle unterdrücken.
Bei dem Hybridfahrzeug der vorliegenden Offenbarung kann die Steuervorrichtung so programmiert werden, dass bei der Einstellung der ersten Antriebskraftobergrenze die erste Antriebskraftobergrenze auf eine Antriebskraft eingestellt wird, wenn eine Gesamtleistung der Leistungsobergrenze und eine erste erforderliche Lade-/Entladeleistung der Energiespeichervorrichtung, die auf einem Ladezustand der Energiespeichervorrichtung basiert und einen positiven Wert auf einer Entladeseite hat, an die Antriebswelle ausgegeben wird, und bei der Einstellung der zweiten Antriebskraftobergrenze kann die Steuereinrichtung so programmiert werden, dass die zweite Antriebskraftobergrenze auf eine Antriebskraft eingestellt wird, wenn eine Gesamtleistung der Leistungsobergrenze, die erste erforderliche Lade-/Entladeleistung und eine zweite erforderliche Lade-/Entladeleistung des Energiespeichers, die auf der Entladeseite einen positiven Wert hat und als Arbeitsausgleichsleistung dient, an die Antriebswelle abgegeben wird.
In diesem Fall, wenn die erforderliche Antriebskraft kleiner oder gleich der ersten Antriebskraftobergrenze ist, kann das Steuergerät so programmiert werden, dass es eine Soll-Leistung des Verbrennungsmotors auf eine Leistung einstellt, die durch Subtraktion der ersten erforderlichen Lade-/Entladeleistung von einer Leistung bestimmt wird, die die Ausgabe der Soll-Antriebskraft an die Antriebswelle bewirkt, und wenn die erforderliche Antriebskraft größer als die erste Antriebskraftobergrenze ist, kann die Steuereinrichtung so programmiert werden, dass die Soll-Leistung des Verbrennungsmotors auf eine Leistung eingestellt wird, die durch Subtraktion einer Summe der ersten erforderlichen Lade-/Entladeleistung und der zweiten erforderlichen Lade-/Entladeleistung von der Leistung, die die Ausgabe der Soll-Antriebskraft an die Antriebswelle bewirkt, bestimmt wird. Die Steuereinrichtung kann so programmiert werden, dass sie den Verbrennungsmotor so steuert, dass die Soll-Leistung vom Verbrennungsmotor abgegeben wird.
Figurenliste

1 ist ein Konfigurationsdiagramm, das die schematische Konfiguration eines Hybridfahrzeugs gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt;
2 ist ein Konfigurationsdiagramm, das die schematische Konfiguration eines Verbrennungsmotors, eines Planetengetriebes, der Motoren MG1 und MG2 und eines Stufengetriebes zeigt;
3 ist eine Betriebstabelle, die eine Beziehung zwischen den jeweiligen Drehzahlen des Stufengetriebes und den Zuständen der Kupplungen C1 und C2 und der Bremsen B1, B2 und B3 zeigt;
4 ist ein Kutzbachplan, der eine Beziehung zwischen den Drehzahlen der jeweiligen Rotationselemente des Planetengetriebes und eine Beziehung zwischen den Drehzahlen der jeweiligen Rotationselemente des Stufengetriebes zeigt;
5 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel für eine Steuerroutine der Fahrbarkeitspriorität zeigt (erste Hälfte);
6 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel für eine Steuerroutine für die Fahrbarkeitspriorität zeigt (zweite Hälfte);
7 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für ein Einstellkennfeld für eine erforderliche Antriebskraft zeigt;
8 ist ein Diagramm, das ein Beispiel eines Schaltlinien-Diagramms zeigt;
9 ist ein Diagramm, das ein Beispiel eines Fahrbarkeits-Drehzahl-Einstellkennfeld zeigt;
10 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für ein Einstellkennfeld der oberen Grenzkraft zeigt;
11 ist ein Diagramm, das ein Beispiel eines Einstellkennfelds der erforderlichen Lade-/Entladeleistung zeigt;
12 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für ein Einstellkennfeld für Kompensationsleistung zeigt;
13 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für Variationen einer Gaspedalstellung Acc, einer Fahrzeuggeschwindigkeit V, eines simulierten Übersetzungsverhältnisses Gsv, eines Soll-Übersetzungsverhältnisses Gsat*, einer Soll-Drehzahl Ne* und einer Ist-Drehzahl Ne des Verbrennungsmotors, einer Soll-Leistung Pe* und einer Ist-Ausgangsleistung Pe des Verbrennungsmotors , eine erforderliche Antriebskraft Tdusr, eine Antriebskraftobergrenze Tdlim1, eine erforderliche Lade-/Entladeleistung Pb1* und Pb2* und eine tatsächliche Lade-/Entladeleistung Pb der Batterie, eine Soll-Antriebskraft Td* und eine Ausgangsantriebskraft Td, wenn das Übersetzungsverhältnis Gsat des Stufengetriebes nicht geändert wird, zeigt;
14 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für Variationen der Gaspedalstellung Acc, der Fahrzeuggeschwindigkeit V, des simulierten Übersetzungsverhältnisses Gsv, des Soll-Übersetzungsverhältnisses Gsat*, der erforderlichen Antriebskraft Tdusr, der erforderlichen Lade-/Entladeleistung Pb2* der Batterie und eines Drehmomentbefehls Tm2* des Motors MG2, wenn das Übersetzungsverhältnis Gsat des Stufengetriebes hochgeschaltet wird, zeigt;
15 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel für die Steuerroutine der Fahrbarkeitspriorität (zweite Hälfte) gemäß einer Modifikation zeigt;
16 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für Variationen der Gaspedalstellung Acc, der Fahrzeuggeschwindigkeit V, des simulierten Übersetzungsverhältnisses Gsv, des Soll-Übersetzungsverhältnisses Gsat*, der erforderlichen Antriebskraft Tdusr, der erforderlichen Lade-/Entladeleistung Pb2* der Batterie und des Drehmomentbefehls Tm2* des Motors MG2, wenn die Gaspedalstellung Acc während einer Batterieleistungskompensation größer als ein Referenzwert Aref wird, zeigt;
17 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel für die Fahrbarkeitsprioritäts-Steuerroutine (zweite Hälfte) gemäß einer anderen Modifikation zeigt;
18 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für Variationen der Gaspedalstellung Acc, der Fahrzeuggeschwindigkeit V, des simulierten Übersetzungsverhältnisses Gsv, des Soll-Übersetzungsverhältnisses Gsat*, der erforderlichen Antriebskraft Tdusr, der erforderlichen Lade-/Entladeleistung Pb2* der Batterie und des Drehmomentbefehls Tm2* des Motors MG2 , wenn die Gaspedalstellung Acc während einer Batterieleistungskompensation größer als der Referenzwert Aref wird, und anschließend die Lade-/Entladeleistung Pb* der Batterie einen positiven Wert hat und das Übersetzungsverhältnis Gsat des Stufengetriebes geändert wird, zeigt;
19 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel für die Fahrbarkeitsprioritäts-Steuerroutine (zweite Hälfte) gemäß einer anderen Modifikation zeigt; und
20 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel für die Fahrbarkeitsprioritäts-Steuerroutine (erste Hälfte) nach einer anderen Modifikation zeigt.

Ausführliche Beschreibung der Ausführungsformen
Im Folgenden werden einige Aspekte der Offenbarung unter Bezugnahme auf Ausführungsformen beschrieben.
1 ist ein Konfigurationsdiagramm, das die schematische Konfiguration eines Hybridfahrzeugs 20 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt. 2 ist ein Konfigurationsdiagramm, das die schematische Konfiguration eines Verbrennungsmotors 22, eines Planetengetriebes 30, der Motoren MG1 und MG2 und eines Stufengetriebes 60 zeigt. Wie in 1 und 2 gezeigt, umfasst das Hybridfahrzeug 20 der Ausführungsform einen Verbrennungsmotor 22, ein Planetengetriebe 30, die Motoren MG1 und MG2, die Wechselrichter 41 und 42, eine Batterie 50 als Energiespeicher, ein Stufengetriebe 60 und ein elektronisches Hybrid-Steuergerät (im Folgenden als „HV-ECU“ bezeichnet) 70.
Der Verbrennungsmotor 22 ist als Verbrennungsmotor konfiguriert, um Leistung abzugeben, indem z.B. Benzin oder Leichtöl als Kraftstoff verwendet wird. Dieser Verbrennungsmotor 22 wird von einem elektronischen Motorsteuergerät (im Folgenden als „Verbrennungsmotor-ECU“ bezeichnet) 24 betrieben und gesteuert.
Die Verbrennungsmotor-ECU 24 umfasst einen Mikrocomputer mit einer CPU, einem ROM, einem RAM, Ein-/Ausgangsanschlüssen und einem Kommunikationsport. Signale von verschiedenen Sensoren, die für den Betrieb und die Steuerung des Verbrennungsmotors 22 erforderlich sind, werden über den Eingangsport in die Verbrennungsmotor-ECU 24 eingegeben. Zu den Signalen, die in die Verbrennungsmotor-ECU 24 eingegeben werden, gehört z.B. ein Kurbelwinkel θcr einer Kurbelwelle 23 von einem Kurbelpositionssensor 23a, der so konfiguriert ist, dass er die Drehposition der Kurbelwelle 23 des Verbrennungsmotors 22 erfasst. Die Verbrennungsmotor-ECU 24 gibt über den Ausgangsport verschiedene Steuersignale zum Betrieb und zur Steuerung des Verbrennungsmotors 22 aus. Die Verbrennungsmotor-ECU 24 ist über die entsprechenden Kommunikationsports mit der HV-ECU 70 verbunden. Die Verbrennungsmotor-ECU 24 berechnet eine Drehzahl Ne des Verbrennungsmotors 22, basierend auf dem Kurbelwinkel θcr, der vom Kurbelwellensensor 23a eingegeben wird.
Das Planetengetriebe 30 ist als ein Einzelantriebszahnrad-Planetengetriebemechanismus konfiguriert. Dieses Planetengetriebe 30 umfasst ein Sonnenrad 30s als Außenzahnrad, ein Hohlrad 30r als Innenzahnrad, eine Vielzahl von Planentenrädern 30p, die jeweils mit dem Sonnenrad 30s und dem Hohlrad 30r in Eingriff stehen, und einen Träger 30c, der vorgesehen ist, um die Vielzahl von Planetenrädern 30p um ihre Achsen drehbar und umlaufend zu lagern. Das Sonnenrad 30s ist mit einem Rotor des Motors MG1 verbunden. Das Hohlrad 30r ist über ein Übertragungselement 32 mit einem Rotor des Motors MG2 und mit einer Eingangswelle 61 des Stufengetriebes 60 verbunden. Der Träger 30c ist über einen Dämpfer 28 mit der Kurbelwelle 23 des Verbrennungsmotors 22 verbunden.
Die beiden Motoren MG1 und MG2 sind z.B. als Synchrongeneratormotoren ausgeführt. Der Rotor des Motors MG1 ist wie oben beschrieben mit dem Sonnenrad 30s des Planetengetriebes 30 verbunden. Der Rotor des Motors MG2 ist mit dem Hohlrad 30r des Planetengetriebes 30 und mit der Eingangswelle 61 des Stufengetriebes 60 über das Übertragungselement 32 wie oben beschrieben verbunden. Die Inverter 41 und 42 dienen zum Antrieb der Motoren MG1 und MG2 und sind über die Stromleitungen 54 mit der Batterie 50 verbunden. Eine Motorelektronik-Steuereinheit (im Folgenden als „Motor-ECU“ bezeichnet) 40 führt die Schaltsteuerung einer Vielzahl von Schaltelementen (nicht abgebildet) durch, die in den Invertern 41 und 42 enthalten sind, um die Motoren MG1 und MG2 zu drehen und anzutreiben.
Die Motor-ECU 40 enthält einen Mikrocomputer mit einer CPU, einem ROM, einem RAM, Eingangs-/Ausgangsports und einem Kommunikationsport. Signale von verschiedenen Sensoren, die für den Antrieb und die Steuerung der Motoren MG1 und MG2 erforderlich sind, werden über den Eingangsport in die Motor-ECU 40 eingegeben. Zu den Signalen, die in die Motor-ECU 40 eingegeben werden, gehören z.B. die Drehpositionen θm1 und θm2 der jeweiligen Rotoren der Motoren MG1 und MG2 von Drehpositionssensoren 43 und 44, die so konfiguriert sind, dass sie die Drehpositionen der jeweiligen Rotoren der Motoren MG1 und MG2 und die Phasenströme Iu1, Iv1, Iu2 und Iv2 der jeweiligen Phasen der Motoren MG1 und MG2 von Stromsensoren erfassen, die so konfiguriert sind, dass sie die Phasenströme erfassen, die in den jeweiligen Phasen der Motoren MG1 und MG2 fließen. Die Motor-ECU 40 gibt z.B. über den Ausgangsport Steuersignale an die Vielzahl von Schaltelementen (nicht abgebildet) aus, die in den Invertern 41 und 42 enthalten sind. Die Motor-ECU 40 ist über die jeweiligen Kommunikationsports mit der HV-ECU 70 verbunden. Die Motor-ECU 40 berechnet die elektrischen Winkel θe1 und θe2 und die Drehgeschwindigkeiten Nm1 und Nm2 der Motoren MG1 und MG2 auf der Grundlage der Drehpositionen θm1 und θm2 der jeweiligen Rotoren des Motors MG1 und MG2, die von den Drehpositionssensoren 43 und 44 eingegeben werden.
Die Batterie 50 ist z.B. als Lithium-Ionen-Akku oder als Nickel-Metallhydrid-Batterie konfiguriert. Diese Batterie 50 wird wie oben beschrieben über die Stromleitungen 54 mit den Wechselrichtern 41 und 42 verbunden. Die Batterie 50 wird von einer elektronischen Batterie-Steuereinheit (im Folgenden als „Batterie-ECU“ bezeichnet) 52 verwaltet.
Die Batterie-ECU 52 enthält einen Mikrocomputer mit einer CPU, einem ROM, einem RAM, Ein-/Ausgabe-Ports und einem Kommunikationsport. Signale von verschiedenen Sensoren, die für das Management der Batterie 50 erforderlich sind, werden über den Eingangsport in die Batterie-ECU 52 eingegeben. Zu den Signalen, die in die Batterie-ECU 52 eingegeben werden, gehören zum Beispiel eine Spannung Vb der Batterie 50 von einem Spannungssensor 51a, der zwischen den Anschlüssen der Batterie 50 angeordnet ist, ein elektrischer Strom Ib der Batterie 50 von einem Stromsensor 51b, der an einem Ausgangsport der Batterie 50 montiert ist, und eine Temperatur Tb der Batterie 50 von einem Temperatursensor 51c, der an der Batterie 50 montiert ist. Die Batterie ECU 52 wird über die entsprechenden Kommunikationsports mit der HV-ECU 70 verbunden. Die Batterie-ECU 52 berechnet einen Ladezustand SOC der Batterie 50, basierend auf einem integrierten Wert des elektrischen Stroms Ib der Batterie 50, der vom Stromsensor 51b eingegeben wird. Der Ladezustand SOC bezeichnet ein Verhältnis der Kapazität der elektrischen Leistung, die von der Batterie 50 entladen werden kann, zur Gesamtkapazität der Batterie 50. Die Batterie ECU 52 berechnet auch eine Eingangsgrenze Win und eine Ausgangsleistungsgrenze Wout der Batterie 50, basierend auf dem Ladezustand SOC der Batterie 50 und der Temperatur Tb der Batterie 50, die vom Temperatursensor 51c eingegeben wird. Die Eingangsgrenze Win bezeichnet eine maximal zulässige Leistung (negativer Wert) zum Laden der Batterie 50. Die Ausgangsleistungsgrenze Wout bezeichnet eine maximal zulässige Leistung (positiver Wert), um die Batterie 50 zu entladen.
Das Stufengetriebe 60 ist als Viergang-Stufengetriebe konfiguriert. Dieses Stufengetriebe 60 umfasst die Eingangswelle 61, eine Ausgangswelle 62, die Planetenräder 63, 64 und 65, die Kupplungen C1 und C2 sowie die Bremsen B1, B2 und B3. Die Eingangswelle 61 ist wie oben beschrieben mit dem Hohlrad 30r des Planetengetriebes 30 und über das Übertragungselement 32 mit dem Motor MG2 verbunden. Die Abtriebswelle 62 ist mit einer Antriebswelle 36 verbunden, die über ein Differentialgetriebe 38 mit den Antriebsrädern 39a und 39b verbunden ist.
Das Planetengetriebe 63 ist als ein Einzelantriebszahnrad-Planetengetriebemechanismus konfiguriert. Dieses Planetengetriebe 63 umfasst ein Sonnenrad 63s als Außenzahnrad, ein Hohlrad 63r als Innenzahnrad, eine Vielzahl von Planetenrädern 63p, die jeweils mit dem Sonnenrad 63s und dem Hohlrad 63r in Eingriff stehen, und einen Träger 63c, der vorgesehen ist, um die Vielzahl von Planetenrädern 63p um ihre Achsen drehbar und umlaufend zu lagern.
Das Planetengetriebe 64 ist als Einzelantriebszahnrad-Planetengetriebemechanismus konfiguriert. Dieses Planetengetriebe 64 umfasst ein Sonnenrad 64s als Außenzahnrad, ein Hohlrad 64r als Innenzahnrad, eine Vielzahl von Planetenrädern 64p, die jeweils mit dem Sonnenrad 64s und dem Hohlrad 64r in Eingriff stehen, und einen Träger 64c, der vorgesehen ist, um die Vielzahl von Planetenrädern 64p um ihre Achsen drehbar und umlaufend zu lagern.
Das Planetengetriebe 65 ist als Einzelantriebszahnrad-Planetengetriebemechanismus konfiguriert. Dieses Planetengetriebe 65 umfasst ein Sonnenrad 65s als Außenzahnrad, ein Hohlrad 65r als Innenzahnrad, eine Vielzahl von Planetenrädern 65p, die jeweils mit dem Sonnenrad 65s und dem Hohlrad 65r in Eingriff stehen, und einen Träger 65c, der so vorgesehen ist, um die Vielzahl von Planetenrädern 65p um ihre Achsen drehbar und umlaufend zu lagern.
Das Sonnenrad 63s des Planetengetriebes 63 und das Sonnenrad 64s des Planetengetriebes 64 sind miteinander verbunden (fest miteinander verbunden). Das Hohlrad 63r des Planetengetriebes 63, der Planetenträger 64c des Planetengetriebes 64 und der Planetenträger 65c des Planetengetriebes 65 sind miteinander verbunden. Das Hohlrad 64r des Planetengetriebes 64 und das Sonnenrad 65s des Planetengetriebes 65 sind miteinander verbunden. Dementsprechend dienen die Planetenräder 63, 64 und 65 als Fünf-Elemente-Mechanismus, wobei das Sonnenrad 63s des Planetengetriebes 63 mit dem Sonnenrad 64s des Planetengetriebes 64, der Planetenträger 63c des Planetengetriebes 63, das Hohlrad 65r des Planetengetriebes 65, das Hohlrad 63r des Planetengetriebes 63 mit dem Planetenträger 64c des Planetengetriebes 64 und dem Planetenträger 65c des Planetengetriebes 65 und das Hohlrad 64r des Planetengetriebes 64 mit dem Sonnenrad 65s des Planetengetriebes 65 als fünf Rotationselemente dienen. Das Hohlrad 63r des Planetengetriebes 63, der Planetenträger 64c des Planetengetriebes 64 und der Planetenträger 65c des Planetengetriebes 65 sind mit der Ausgangswelle 62 verbunden.
Die Kupplung C1 ist so konfiguriert, dass sie die Eingangswelle 61 mit dem Hohlrad 64r des Planetengetriebes 64 und dem Sonnenrad 65s des Planetengetriebes 65 verbindet und trennt. Die Kupplung C2 ist so konfiguriert, dass sie die Eingangswelle 61 mit dem Sonnenrad 63s des Planetengetriebes 63 und dem Sonnenrad 64s des Planetengetriebes 64 verbindet und von diesem trennt.
Die Bremse B1 ist so konfiguriert, dass sie das Sonnenrad 63s des Planetengetriebes 63 und das Sonnenrad 64s des Planetengetriebes 64 an einem Getriebegehäuse 69 festmacht (mit diesem verbindet), so dass sie nicht drehbar sind und das Sonnenrad 63s und das Sonnenrad 64s vom Getriebegehäuse 69 freigibt, so dass sie drehbar sind. Die Bremse B2 ist so konfiguriert, dass sie den Träger 63c des Planetengetriebes 63 am Getriebegehäuse 69 festmacht (mit diesem verbindet), so dass er nicht drehbar ist und den Träger 63c Getriebegehäuse 69 freigibt, so dass er drehbar ist. Die Bremse B3 ist so konfiguriert, dass sie den Zahnkranz 65r des Planetenrads 65 mit dem Getriebegehäuse 69 so festmacht (mit diesem verbindet), so dass er nicht drehbar ist, und den Zahnkranz 65r vom Getriebegehäuse 69 freigibt, so dass er drehbar ist.
Die Kupplungen C1 und C2 sind jeweils z.B. als hydraulisch betätigte Lamellenkupplungen konfiguriert. Die Bremse B1 ist z.B. als hydraulisch betätigte Bandbremse ausgeführt. Die Bremsen B2 und B3 sind jeweils als z.B. hydraulisch betätigte Lamellenbremsen ausgeführt. Die Kupplungen C1 und C2 und die Bremsen B1, B2 und B3 werden durch Zu- und Abführung von Hydrauliköl durch einen Hydraulikregler (nicht dargestellt) betätigt. Der hydraulische Regler wird von der HV-ECU 70 gesteuert.
3 ist eine Betriebstabelle, die eine Beziehung zwischen den jeweiligen Drehzahlen des Stufengetriebes 60 und den Zuständen der Kupplungen C1 und C2 und der Bremsen B1, B2 und B3 zeigt. 4 ist ein Kutzbachplan, der eine Beziehung zwischen den Drehzahlen der jeweiligen Rotationselemente des Planetengetriebes 30 und eine Beziehung zwischen den Drehzahlen der jeweiligen Rotationselemente des Stufengetriebes 60 zeigt. In den Diagrammen von 4 bezeichnet „p0“ ein Übersetzungsverhältnis des Planetengetriebes 30 (die Zähnezahl des Sonnenrades 30 / die Zähnezahl des Hohlrades 30r), „p1“ ein Übersetzungsverhältnis des Planetenrades 63 (die Zähnezahl des Sonnenrades 63 / die Zähnezahl des Hohlrades 63r), „p2“ bezeichnet ein Übersetzungsverhältnis des Planetengetriebes 64 (die Anzahl der Zähne des Sonnenrades 64/die Anzahl der Zähne des Hohlrades 64r), und „p3“ bezeichnet ein Übersetzungsverhältnis des Planetengetriebes 65 (die Anzahl der Zähne des Sonnenrades 65/die Anzahl der Zähne des Hohlrades 65r).
In 4 ist die linke Seite der Kutzbachplan des Planetenrads 30 und die rechte Seite der Kutzbachplan des Stufengetriebes 60. Im Kutzbachplan des Planetengetriebes 30 zeigt eine 30s-Achse eine Drehzahl des Sonnengetriebes 30s an, die gleich einer Drehzahl Nm1 des Motors MG1 ist. Eine 30c-Achse zeigt eine Drehzahl des Trägers 30c an, die gleich einer Drehzahl Ne des Verbrennungsmotors 22 ist. Eine Achse 30r gibt eine Drehzahl des Hohlrads 30r an, die gleich einer Drehzahl Nm2 des Motors MG2, einer Drehzahl des Übertragungselements 32 und einer Drehzahl der Eingangswelle 61 ist. Im Kutzbachplan des Stufengetriebes 60 zeigt eine 63s - 64s-Achse die Drehzahlen des Sonnenrades 63s des Planetenrades 63 und des Sonnenrades 64s des Planetenrades 64 an. Eine 63c-Achse zeigt eine Drehzahl des Trägers 63c des Planetengetriebes 63 an. Eine 65r-Achse gibt eine Drehzahl des Hohlrades 65r des Planetenrades 65 an. Eine 63r - 64c - 65c-Achse gibt Drehzahlen des Hohlrades 63r des Planetengetriebes 63, des Trägers 64c des Planetengetriebes 64 und des Trägers 65c des Planetengetriebes 65 an, die gleich einer Drehzahl Nd der Antriebswelle 36 (d.h. einer Drehzahl der Abtriebswelle 62) sind. Eine Achse 64r - 65s gibt die Drehzahlen des Hohlrades 64r des Planetengetriebes 64 und des Sonnenrades 65s des Planetengetriebes 65 an.
Im Stufengetriebe 60 werden die Kupplungen C1 und C2 und die Bremsen B1, B2 und B3 ein- und ausgekuppelt, um Vorwärtsgänge eines ersten Ganges bis zu einem vierten Gang und einen Rückwärtsgang wie in 3 dargestellt zu ermöglichen. Genauer gesagt wird das Vorwärtsgang-Übersetzungsverhältnis des ersten Gangs durch Einrücken der Kupplung C1 und der Bremse B3 und Ausrücken der Kupplung C2 und der Bremsen B1 und B2 bereitgestellt. Das Vorwärtsgang-Übersetzungsverhältnis des zweiten Gangs wird durch das Einrücken der Kupplung C1 und der Bremse B2 und das Ausrücken der Kupplung C2 und der Bremsen B1 und B3 erreicht. Das Vorwärtsgang-Übersetzungsverhältnis des dritten Gangs wird durch das Einrücken der Kupplung C1 und der Bremse B1 und das Ausrücken der Kupplung C2 und der Bremsen B2 und B3 erreicht. Das Vorwärtsgang-Übersetzungsverhältnis des vierten Gangs wird durch das Einrücken der Kupplungen C1 und C2 und das Ausrücken der Bremsen B1, B2 und B3 erreicht. Das Rückwärtsgang-Übersetzungsverhältnis wird durch das Einrücken der Kupplung C2 und der Bremse B3 und das Ausrücken der Kupplung C1 und der Bremsen B1 und B2 erreicht.
Die HV-ECU 70 enthält einen Mikrocomputer mit einer CPU, einem ROM, einem RAM, Ein-/Ausgangsports und einem Kommunikationsport. Signale von verschiedenen Sensoren werden über den Eingangsport in die HV-ECU 70 eingegeben. Zu den Signalen, die in die HV-ECU 70 eingegeben werden, gehören beispielsweise eine Drehzahl Nd der Antriebswelle 36 von einem Drehzahlsensor 36a, der so konfiguriert ist, dass er die Drehzahl der Antriebswelle 36 erfasst, ein Zündsignal von einem Zündschalter 80 und eine Schaltposition SP von einem Schaltpositionssensor 82, der so konfiguriert ist, dass er eine Betriebsposition eines Schalthebels 81 erfasst. Zu den Signalen, die in die HV-ECU 70 eingegeben werden, gehören auch eine Gaspedalstellung Acc von einem Gaspedalstellungssensor 84, der so konfiguriert ist, dass er einen Herunterdrückbetrag eines Gaspedals 83 erfasst, und eine Bremspedalstellung BP von einem Bremspedalstellungssensor 86, der so konfiguriert ist, dass er einen Herunterdrückbetrag eines Bremspedals 85 erfasst. Zu den Signalen, die in die HV-ECU 70 eingegeben werden, gehören ferner eine Fahrzeuggeschwindigkeit V von einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 88, ein Straßenoberflächengradient θrd von einem Gradientensensor 89 (der im Falle einer ansteigenden Straße einen positiven Wert hat) und ein Modussignal von einem Betriebsartenschalter 90. Die HV-ECU 70 gibt verschiedene Steuersignale über den Ausgangsport aus. Zu den von der HV-ECU 70 ausgegebenen Signalen gehört z.B. ein Steuersignal an das Stufengetriebe 60 (Hydraulikregler). Die HV-ECU 70 wird wie oben beschrieben über die jeweiligen Kommunikationsports mit der Verbrennungsmotor-ECU 24, der Motor-ECU 40 und der Batterie-ECU 52 verbunden.
Die Schaltstellung SP umfasst hier eine Parkstellung (P-Stellung), eine Rückwärtsstellung (R-Stellung), eine Neutralstellung (N-Stellung) und eine Fahrstellung (D-Stellung).
Der Betriebsartenschalter 90 dient als Schalter, der vom Fahrer betätigt wird, um einen Betriebsfahrmodus aus einer Vielzahl von Fahrmodi auszuwählen, einschließlich eines gewöhnlichen Modus, der dem Kraftstoffverbrauch Vorrang einräumt, und eines Fahrbarkeitsprioritätsmodus, der dem Fahrgefühl des Fahrers (Fahrbarkeit) Vorrang vor dem Kraftstoffverbrauch einräumt. Wenn der gewöhnliche Modus als Betriebsfahrmodus gewählt wird, werden der Verbrennungsmotor 22 und die Motoren MG1 und MG2 angetrieben und so gesteuert, dass das Hybridfahrzeug 20 mit einem effizienten Betrieb des Verbrennungsmotors 22 in der auf die D-Position eingestellten Schaltstellung SP gefahren wird. Wenn der Fahrbarkeitsprioritätsmodus als Arbeitsantriebsmodus gewählt ist, werden dagegen der Verbrennungsmotor 22 und die Motoren MG1 und MG2 angetrieben und gesteuert, so dass das Hybridfahrzeug 20 mit Betrieb des Verbrennungsmotors 22 so angetrieben und gesteuert wird, als ob der Verbrennungsmotor 22 mit der Antriebswelle 36 über ein virtuelles 10-Gang-Stufengetriebe (im Folgenden als „simuliertes Getriebe“ bezeichnet) in der auf die Stellung D eingestellten Schaltposition SP mit der Antriebswelle 36 verbunden ist. Die jeweiligen Übersetzungsverhältnisse des simulierten Zehngang-Getriebes sind so konfiguriert, dass zwei virtuelle Übersetzungsverhältnisse in Bezug auf jedes der Übersetzungsverhältnisse des ersten bis dritten Ganges des Viergang-Stufengetriebes 60 vorgesehen sind.
Das Hybridfahrzeug 20 der Ausführungsform einschließlich der oben beschriebenen Konfiguration wird durch Hybridantrieb (HV-Antrieb) mit Betrieb des Verbrennungsmotors 22 oder durch Elektroantrieb (EV-Antrieb) ohne Betrieb des Verbrennungsmotors 22 angetrieben.
Im Folgenden wird der Betrieb des wie oben beschrieben konfigurierten Hybridfahrzeugs 20 oder genauer gesagt eine Reihe von Betriebsarten beschrieben, wenn das Hybridfahrzeug 20 durch HV-Antrieb in der auf die Position D eingestellten Schaltstellung SP mit Auswahl des Fahrbarkeitsprioritätsmodus als Arbeitsantriebsmodus durch Betätigung des Betriebsartenschalters 90 durch den Fahrer angetrieben wird. 5 und 6 sind Flussdiagramme, die ein Beispiel für eine von der HV-ECU 70 durchgeführte Fahrbarkeitsprioritäts-Steuerroutine zeigen. Diese Routine wird wiederholt ausgeführt, wenn das Hybridfahrzeug 20 mit HV-Fahrantrieb in der Schaltstellung SP in die Stellung D gefahren wird, wobei der Fahrbarkeitsprioritätsmodus durch die Betätigung des Betriebsartenschalters 90 durch den Fahrer als Betriebsfahrmodus ausgewählt wird.
Wenn die Fahrbarkeitsprioritäts-Steuerroutine der 5 und 6 ausgelöst wird, erhält die HV-ECU 70 zunächst Eingabedaten von z.B. der Gaspedalstellung Acc, der Fahrzeuggeschwindigkeit V, der Drehzahl Nd der Antriebswelle 36, der Drehzahl Ne des Verbrennungsmotors 22, der Drehzahlen Nm1 und Nm2 der Motoren MG1 und MG2 sowie des Ladezustands SOC und der Ausgangsleistungsgrenze Wout der Batterie 50 (Schritt S100). Die hier eingegebene Gaspedalstellung Acc ist ein vom Gaspedalstellungssensor 84 erfasster Wert. Die hier eingegebene Fahrzeuggeschwindigkeit V ist ein vom Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 88 erfasster Wert. Die hier eingegebene Drehgeschwindigkeit Nd der Antriebswelle 36 ist ein vom Drehzahlsensor 36a erfasster Wert. Die hier eingegebene Motordrehzahl Ne des Verbrennungsmotors 22 ist ein vom Motorsteuergerät 24 berechneter Wert. Die Drehzahlen Nm1 und Nm2 der hier eingegebenen Motoren MG1 und MG2 sind Werte, die von der Motor-ECU 40 berechnet werden. Der Ladezustand SOC und die Ausgangsleistungsgrenze Wout der Batterie 50, die hier eingegeben werden, sind Werte, die von der Batterie-ECU 52 berechnet werden.
Die HV-ECU 70 stellt eine für den Antrieb erforderliche Antriebskraft Tdusr (erforderlich für die Antriebswelle 36) gemäß einem Soll-Antriebskraft-Einstellkennfeld ein, indem er die Gaspedalstellung Acc und die Fahrzeuggeschwindigkeit V (Schritt S110) verwendet. Das erforderliche Antriebskraft-Einstellkennfeld wird im Voraus eingestellt, um eine Beziehung zwischen der Gaspedalstellung Acc, der Fahrzeuggeschwindigkeit V und der erforderlichen Antriebskraft Tdusr festzulegen, und wird im nicht dargestellten ROM gespeichert. 7 ist ein Diagramm, das ein Beispiel des Einstellkennfelds für die erforderliche Antriebskraft zeigt.
Die HV-ECU 70 stellt anschließend ein simuliertes Übersetzungsverhältnis Gsv und ein Soll-Übersetzungsverhältnis Gsat* gemäß einem Schaltliniendiagramm ein, indem er die Gaspedalstellung Acc und die Fahrzeuggeschwindigkeit V verwendet (Schritt S120). Das simulierte Übersetzungsverhältnis Gsv bezeichnet ein Übersetzungsverhältnis des simulierten Zehnganggetriebes. Das Soll-Übersetzungsverhältnis Gsat* bezeichnet ein Soll-Übersetzungsverhältnis des Viergang-Stufengetriebes 60. Das Schaltliniendiagramm wird im Voraus festgelegt, um ein Verhältnis zwischen der Gaspedalstellung Acc, der Fahrzeuggeschwindigkeit V, dem simulierten Übersetzungsverhältnis Gsv und dem Soll-Übersetzungsverhältnis Gsat* festzulegen.
8 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für das Schaltliniendiagramm zeigt. In dem Diagramm zeigen durchgezogene Linien (dünne durchgezogene Linien und dicke durchgezogene Linien) Schaltlinien zum Hochschalten und gestrichelte Linien (dünne gestrichelte Linien und dicke gestrichelte Linien) Schaltlinien zum Herunterschalten an. Das simulierte Übersetzungsverhältnis Gsv wird als eines der jeweiligen Übersetzungsverhältnisse der zehn zu korrespondierenden Gänge eingestellt, basierend auf allen in 8 dargestellten Schaltlinien. Das Soll-Übersetzungsverhältnis Gsat* wird als eines der jeweiligen Übersetzungsverhältnisse der vier zu korrespondierenden Gänge eingestellt, basierend auf den Schaltlinien der dicken durchgezogenen Linien und der dicken gestrichelten Linien, die in 8 dargestellt sind.
Nach der Einstellung des Soll-Übersetzungsverhältnisses Gsat* steuert die HV-ECU 70 das Stufengetriebe 60 unter Verwendung des Soll-Übersetzungsverhältnisses Gsat* (Stufe S130). Wenn ein Übersetzungsverhältnis Gsat gleich dem Soll-Übersetzungsverhältnis Gsat* ist, hält das Stufengetriebe 60 das Übersetzungsverhältnis Gsat unverändert. Wenn sich das Übersetzungsverhältnis Gsat von dem Soll-Übersetzungsverhältnis Gsat* unterscheidet, ändert das Stufengetriebe 60 dagegen das Übersetzungsverhältnis Gsat, so dass das Übersetzungsverhältnis Gsat gleich dem Soll-Übersetzungsverhältnis Gsat* wird. Das Stufengetriebe 60 wird in ähnlicher Weise gesteuert, wenn das Hybridfahrzeug 20 mit HV-Antrieb oder mit EV-Antrieb gefahren wird, wobei der normale Modus als Betriebsfahrmodus ausgewählt wird. Der Prozess der Änderung des Übersetzungsverhältnisses Gsat nimmt die längere Zeit in Anspruch als der Ausführungszyklus dieser Routine.
Das Übersetzungsverhältnis Gsat wird zum Beispiel wie folgt geändert. Die HV-ECU 70 führt zunächst eine erste Stufe der Freigabesteuerung in Bezug auf ein Freigabeseitenelement durch, das vom eingekuppelten Zustand in den ausgekuppelten Zustand umschaltet, begleitet von der Änderung des Übersetzungsverhältnisses Gsat zwischen den Kupplungen C1 und C2 und den Bremsen B1, B2 und B3 des Stufengetriebes 60. Darüber hinaus führt die HV-ECU 70 eine Hubsteuerung in Bezug auf ein Einrückseitenelement durch, das zwischen den Kupplungen C1 und C2 und den Bremsen B1, B2 und B3 des Stufengetriebes 60 vom ausgekuppelten Zustand in den eingekuppelten Zustand wechselt. Die Freigabesteuerung der ersten Stufe ist eine Steuerung, bei der ein Hydraulikdruck um eine Stufe reduziert wird und das Freigabeseitenelement schlupfbehaftet ist. Die Hubsteuerung ist eine Steuerung, die eine schnelle Füllung durchführt, die einen Spalt zwischen einem Kolben des eingriffseitigen Elements und einer Reibungseingriffsplatte ausfüllt (Hub des Kolbens), und anschließend einen niedrigen Bereitschaftsdruck erbringt, der den Hydraulikdruck auf einem relativ niedrigen Bereitschaftsdruck hält.
Die HV-ECU 70 führt anschließend eine zweite Stufe der Auslösesteuerung in Bezug auf das auslösende Seitenelement und eine Drehmomentphasensteuerung in Bezug auf das eingreifende Seitenelement durch. Die Freigabesteuerung der zweiten Stufe und die Drehmomentphasensteuerung sind Steuerungen, die den Hydraulikdruck des Freigabeseitenelements allmählich reduzieren, den Hydraulikdruck des Einrückseitenelements allmählich erhöhen und eine Drehmomentübertragung von einer Drehmomentübertragung um ein Übersetzungsverhältnis vor dem Wechsel zu einer Drehmomentübertragung um das Übersetzungsverhältnis nach dem Wechsel ändern.
Die HV-ECU 70 führt anschließend eine dritte Stufe der Auslösesteuerung in Bezug auf das auslösende Seitenelement durch und führt eine Trägheitsphasensteuerung und eine Endsteuerung in dieser Reihenfolge in Bezug auf das einrückende Seitenelement durch. Die Freigabesteuerung der dritten Stufe ist eine Steuerung, die den hydraulischen Druck des Freigabeseitenelements weiter reduziert. Die Trägheitsphasensteuerung ist eine Steuerung, die den Hydraulikdruck des einrückseitigen Elements weiter allmählich erhöht, um die Drehzahl Nin der Eingangswelle 61 des Stufengetriebes 60 nahe an die Drehzahl zu bringen, die dem Soll-Übersetzungsverhältnis Gsat* entspricht. Die Endsteuerung ist eine Steuerung, die den Hydraulikdruck des einrückseitigen Elements weiter erhöht.
Nach der Einstellung des simulierten Übersetzungsverhältnisses Gsv im Schritt S120 stellt die HV-ECU 70 eine Fahrbarkeitsdrehzahl Nedrv des Verbrennungsmotors 22 gemäß einem Fahrbarkeitsdrehzahl-Einstellkennfeld unter Verwendung der Fahrzeuggeschwindigkeit V und des simulierten Übersetzungsverhältnisses Gsv (Schritt S140) ein. Anschließend stellt die HV-ECU 70 eine Soll-Drehzahl Ne* des Verbrennungsmotors 22 auf die Fahrbarkeitsdrehzahl Nedrv des Verbrennungsmotors 22 ein (Schritt S150). Das Einstellkennfeld für die Fahrbarkeitsdrehzahl wird im Voraus eingestellt, um ein Verhältnis zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit V, dem simulierten Übersetzungsverhältnis Gsv und der Fahrbarkeitsdrehzahl Nedrv des Verbrennungsmotors 22 festzulegen, und wird im nicht dargestellten ROM gespeichert.
9 ist ein Diagramm, das ein Beispiel des Fahrbarkeitsdrehzahl-Einstellkennfeldes zeigt. Wie dargestellt, ist die Fahrbarkeitsdrehzahl Nedrv des Verbrennungsmotors 22 so eingestellt, dass sie bei jedem der simulierten Übersetzungsverhältnisse Gsv des simulierten Zehnganggetriebes linear mit einer Erhöhung der Fahrzeuggeschwindigkeit V ansteigt und bei dem größeren simulierten Übersetzungsverhältnis Gsv dieses simulierten Getriebes die kleinere Steigung gegenüber der Fahrzeuggeschwindigkeit V aufweist. Wenn der Verbrennungsmotor 22 bei der Fahrbarkeitsdrehzahl Nedrv betrieben wird, bewirkt eine solche Einstellung eine Erhöhung der Drehzahl Ne des Verbrennungsmotors 22 mit einer Erhöhung der Fahrzeuggeschwindigkeit V bei jedem der simulierten Übersetzungsverhältnisse Gsv des simulierten Zehnganggetriebes. Die Drehzahl Ne des Verbrennungsmotors 22 sinkt im Verlauf des Hochschaltens des simulierten Übersetzungsverhältnisses Gsv und steigt im Verlauf des Herunterschaltens des simulierten Übersetzungsverhältnisses Gsv. Im Ergebnis bewirkt das Hybridfahrzeug 20, dass sich das Verhalten der Drehzahl Ne des Verbrennungsmotors 22 dem Verhalten einer Motordrehzahl eines Kraftfahrzeugs annähert, das mit einem tatsächlichen Zehngang-Stufengetriebe ausgestattet ist.
Nach der Einstellung der Soll-Drehzahl Ne* des Verbrennungsmotors 22 stellt die HV-ECU 70 unter Verwendung der Soll-Drehzahl Ne* des Verbrennungsmotors 22 (Schritt S160) eine Leistungsobergrenze Pelim des Verbrennungsmotors 22 gemäß einem Kennfeld für die Leistungsobergrenze ein. Die Leistungsobergrenze Pelim des Verbrennungsmotors 22 bezeichnet eine obere Grenze der Leistung, die vom Verbrennungsmotor 22 abgegeben werden kann, wenn der Verbrennungsmotor 22 bei der Soll-Drehzahl Ne* (Fahrbarkeitsdrehzahl Nedrv) betrieben wird. Das Kennfeld für die Einstellung der Leistungsobergrenze wird im Voraus festgelegt, um eine Beziehung zwischen der Soll-Drehzahl Ne* und der Leistungsobergrenze Pelim des Verbrennungsmotors 22 festzulegen, und wird im nicht dargestellten ROM gespeichert. 10 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für das Kennfeld für die Einstellung der Leistungsobergrenze zeigt. Wie dargestellt, ist die Leistungsobergrenze Pelim des Verbrennungsmotors 22 so eingestellt, dass sie mit einer Erhöhung der Soll-Drehzahl Ne* des Verbrennungsmotors 22 ansteigt.
Die HV-ECU 70 stellt anschließend eine erforderliche Lade-/Entladeleistung Pb1* der Batterie 50 (die einen positiven Wert hat, wenn die Batterie 50 entladen wird) so ein, dass der Ladezustand SOC der Batterie 50 näher an einen Soll-Ladezustand SOC* gemäß einem Einstellkennfeld für die erforderliche Lade-/Entladeleistung unter Verwendung des Ladezustands SOC der Batterie 50 kommt (Schritt S170). Das erforderliche Lade-/Entladeleistungs-Einstellkennfeld wird im Voraus festgelegt, um eine Beziehung zwischen dem Ladezustand SOC und der erforderlichen Lade-/Entladeleistung Pb1* der Batterie 50 zu spezifizieren, und wird im nicht dargestellten ROM gespeichert.
11 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für das erforderliche Lade-/Entladeleistungs-Einstellkennfeld zeigt. Wie dargestellt, wird, wenn der Ladezustand SOC der Batterie 50 gleich dem Soll-Ladezustand SOC* ist, die erforderliche Lade-/Entladeleistung Pb1* der Batterie 50 auf den Wert 0 gesetzt. Außerdem wird, wenn der Ladezustand SOC höher als der Soll-Ladezustand SOC* ist, die erforderliche Lade-/Entladeleistung Pb1* so eingestellt, dass sie mit einem Anstieg des Ladezustands SOC von einem Wert 0 auf eine vorbestimmte (positive) Entladeleistung Pdi1 ansteigt und bei der vorbestimmten Leistung Pdi1 konstant gehalten wird. Außerdem wird, wenn der Ladezustand SOC niedriger als der Soll-Ladezustand SOC* ist, die erforderliche Lade-/Entladeleistung Pb1* so eingestellt, dass sie von dem Wert 0 auf eine vorbestimmte (negative) Ladeleistung Pch1 mit einer Abnahme des Ladezustands SOC abnimmt und auf der vorbestimmten Leistung Pch1 konstant gehalten wird.
Die HV-ECU 70 berechnet anschließend eine Antriebskraftobergrenze Tdlim1, indem er die Summe aus der Leistungsobergrenze Pelim des Verbrennungsmotors 22 und der erforderlichen Lade-/Entladeleistung Pb1* der Batterie 50 durch die Drehzahl Nd der Antriebswelle 36 gemäß dem unten angegebenen Ausdruck (1) dividiert (Schritt S180). Die Antriebskraftobergrenze Tdlim1 bezeichnet eine Obergrenze der Antriebskraft, die an die Antriebswelle 36 abgegeben werden kann, wenn die Leistungsobergrenze Pelim von dem Verbrennungsmotor 22 abgegeben wird, der mit der Soll-Drehzahl Ne* (Fahrbarkeitsdrehzahl Nedrv) betrieben wird, und die Batterie 50 mit der erforderlichen Lade-/Entladeleistung Pb1* geladen oder entladen wird. In Ausdruck (1) wird die erforderliche Lade-/Entladeleistung Pb1* der Batterie 50 zur Leistungsobergrenze Pelim des Verbrennungsmotors 22 addiert, um eine Leistungsschwankung des Verbrennungsmotors 22 zu unterdrücken, wenn die Batterie 50 mit der erforderlichen Lade-/Entladeleistung Pb1* geladen oder entladen wird. $Tdlim1= (Pelim + Pb1*) / Nd$
Die HV-ECU 70 vergleicht anschließend die erforderliche Antriebskraft Tdusr mit der Antriebskraftobergrenze Tdlim1 (Schritt S190). Dieser Vergleich ist ein Verfahren zur Bestimmung, ob die erforderliche Antriebskraft Tdusr an die Antriebswelle 36 ausgegeben werden kann oder nicht, begleitet von einer Ladung oder Entladung der Batterie 50 mit der erforderlichen Lade-/Entladeleistung Pb1*.
Wenn die erforderliche Antriebskraft Tdusr kleiner oder gleich der Antriebskraftobergrenze Tdlim1 ist, bestimmt die HV-ECU 70, dass die erforderliche Antriebskraft Tdusr an die Antriebswelle 36 ausgegeben werden kann, begleitet von einer Ladung oder Entladung der Batterie 50 mit der erforderlichen Lade-/Entladeleistung Pb1*. Die HV-ECU 70 stellt dann eine erforderliche Lade-/Entladeleistung Pb2* als Betriebsausgleichsleistung der Batterie 50 (die einen positiven Wert hat, wenn die Batterie 50 entladen wird) auf den Wert 0 ein (Schritt S200). Anschließend stellt die HV-ECU 70 eine Soll-Antriebskraft Td* ein, die an die Antriebswelle 36 auf die erforderliche Antriebskraft Tdusr ausgegeben werden soll (Schritt S210). Die Einzelheiten der erforderlichen Lade-/Entladeleistung Pb2* der Batterie 50 werden später beschrieben.
Die HV-ECU 70 berechnet anschließend eine Soll-Leistung Pe*, die vom Verbrennungsmotor 22 abgegeben werden soll, indem er die erforderliche Lade-/Entladeleistung Pb1* der Batterie 50 vom Produkt aus der Soll-Antriebskraft Td* und der Drehzahl Nd der Antriebswelle 36 gemäß dem unten angegebenen Ausdruck (2) subtrahiert (Schritt S220). In Ausdruck (2) bezeichnet das Produkt aus der Soll-Antriebskraft Td* und der Drehzahl Nd der Antriebswelle 36 eine Soll-Leistung Pd*, die an die Antriebswelle 36 abgegeben werden soll. Die durch Ausdruck (2) erhaltene Soll-Leistung Pe* des Verbrennungsmotors 22 bezeichnet eine Leistung des Verbrennungsmotors 22, die erforderlich ist, um die Soll-Antriebskraft Td* an die Antriebswelle 36 abzugeben, verbunden mit dem Laden oder Entladen der Batterie 50 mit der erforderlichen Lade-/Entladeleistung Pb1*. Außerdem ist in diesem Zustand die erforderliche Antriebskraft Tdusr kleiner oder gleich der Antriebskraftobergrenze Tdlim1. Unter Berücksichtigung von Ausdruck (1) und Ausdruck (2) versteht man, dass die Soll-Leistung Pe* des Verbrennungsmotors 22 kleiner oder gleich der Leistungsobergrenze Pelim ist. $Pe * = Td * \cdot Nd - Pb1*$
Nach Einstellung der Soll-Leistung Pe* und der Soll-Drehzahl Ne* des Verbrennungsmotors 22 berechnet die HV-ECU 70 einen Drehmomentbefehl Tm1* des Motors MG1 gemäß dem unten angegebenen Ausdruck (3) unter Verwendung der Drehzahl Ne, der Soll-Drehzahl Ne* und der Soll-Leistung Pe* des Verbrennungsmotors 22 und der Übersetzung p0 des Planetengetriebes 30 (Schritt S320). Der Ausdruck (3) ist Proportional-Ausdruck der Rückkopplungsregelung, um den Verbrennungsmotor 22 mit der Soll-Drehzahl Ne* zu drehen. In Ausdruck (3) ist ein erster Term auf der rechten Seite ein Vorsteuerungs-Term, ein zweiter Term auf der rechten Seite ist ein Proportional-Term eines Steuerterms und ein dritter Term auf der rechten Seite ist ein Integral-Term des Steuerterms. Der erste Term auf der rechten Seite bezeichnet ein Drehmoment, das bewirkt, dass der Motor MG1 ein vom Verbrennungsmotor 22 abgegebenes Drehmoment erhält, das über das Planetengetriebe 30 auf die rotierende Welle des Motors MG1 aufgebracht wird. In Ausdruck (3) bezeichnet „kp“ des zweiten Terms auf der rechten Seite eine Verstärkung des Proportional- und „ki“ des dritten Terms auf der rechten Seite eine Verstärkung des Integral-Terms. $Tm1*= (Pe * / Ne*) \cdot [ρ 0 / (1 + ρ 0)] + kp (Ne*-Ne) + ki \cdot \int (Ne*-Ne) dt$
Die HV-ECU 70 berechnet anschließend eine Soll-Antriebskraft Tin*, die an die Eingangswelle 61 des Stufengetriebes 60 abgegeben werden soll, indem die Soll-Antriebskraft Td* durch ein Übersetzungsverhältnis Grat des Stufengetriebes 60 (Schritt S330) geteilt wird. Das hier verwendete Übersetzungsverhältnis Grat des Stufengetriebes 60 ist z.B. ein Wert, den man erhält, indem man die Drehzahl Nm2 des Motors MG2 (d.h. die Drehzahl der Eingangswelle 61 des Stufengetriebes 60) durch die Drehzahl Nd der Antriebswelle 36 dividiert.
Die HV-ECU 70 berechnet anschließend ein vorläufiges Drehmoment Tm2tmp, das ein vorläufiger Wert eines Drehmomentbefehls Tm2* des Motors MG2 ist, indem er ein Drehmoment (-Tm1*/ ρ0) von der Soll-Antriebskraft Tin* gemäß dem unten angegebenen Ausdruck (4) subtrahiert (Schritt S340). In Ausdruck (4) bezeichnet das Drehmoment (-Tm1*/ ρ0) ein vom Motor MG1 abgegebenes und über das Planetengetriebe 30 auf die Antriebswelle 36 aufgebrachtes Drehmoment, wenn der Motor MG1 mit dem Drehmomentbefehl Tm1* angetrieben wird. $Tm2tmp = Tin* + Tm1* / ρ 0$
Die HV-ECU 70 berechnet anschließend eine Drehmomentgrenze Tm2max des Motors MG1, indem er das Produkt aus dem Drehmomentbefehl Tm1* und der Drehzahl Nm1 des Motors MG2 von der Ausgangsleistungsgrenze Wout der Batterie 50 subtrahiert und die Differenz durch die Drehzahl Nm2 des Motors MG2 gemäß dem unten angegebenen Ausdruck (5) dividiert (Schritt S350). In Ausdruck (5) bezeichnet das Produkt aus dem Drehmomentbefehl Tm1* und der Drehzahl Nm1 des Motors MG1 eine elektrische Leistung des Motors MG1 (die einen positiven Wert hat, wenn der Motor MG1 angetrieben wird). Die HV-ECU 70 setzt dann den Drehmomentbefehl Tm2* des Motors MG2 auf den kleineren Wert zwischen dem versuchsweisen Drehmoment Tm2tmp und der Drehmomentgrenze Tm2max des Motors MG2 gemäß dem unten angegebenen Ausdruck (6) (Schritt S360). $Tm2max = (Wout - Tm1* \cdot Nm1) / Nm2$
$Tm2* = min (Tm2tmp, Tm2max)$
Nach Erhalt der Soll-Leistung Pe* und der Soll-Drehzahl Ne* des Verbrennungsmotors 22 und der Drehmomentbefehle Tm1* und Tm2* der Motoren MG1 und MG2 sendet die HV-ECU 70 die Soll-Leistung Pe* und die Soll-Drehzahl Ne* des Verbrennungsmotors 22 an die Verbrennungsmotor-ECU 24 und sendet die Drehmomentbefehle Tm1* und Tm2* der Motoren MG1 und MG2 an die Motor-ECU 40 (Schritt S370) und beendet dann diese Routine.
Beim Empfang der Soll-Leistung Pe* und der Soll-Drehzahl Ne* des Verbrennungsmotors 22 führt die Verbrennungsmotor-ECU 24 eine Betriebssteuerung des Verbrennungsmotors 22 durch (z.B. Einlassluftstromsteuerung, Steuerung der Kraftstoffeinspritzung und Zündungssteuerung), so dass der Verbrennungsmotor 22 auf der Grundlage der Soll-Leistung Pe* und der Soll-Drehzahl Ne* betrieben wird. Beim Empfang der Drehmomentbefehle Tm1* und Tm2* der Motoren MG1 und MG2 führt die Motor-ECU 40 die Schaltsteuerung der in den Umrichtern 41 und 42 enthaltenen Schaltelemente aus, so dass die Motoren MG1 und MG2 jeweils mit den Drehmomentbefehlen Tm1* und Tm2* angetrieben werden.
Wenn die erforderliche Antriebskraft Tdusr kleiner oder gleich der Antriebskraftobergrenze Tdlim1 ist, steuert die HV-ECU 70 in Zusammenarbeit mit der Verbrennungsmotor-ECU 24 und der Motor-ECU 40 den Verbrennungsmotor 22 und die Motoren MG1 und MG2 so, dass der Verbrennungsmotor 22 mit der Soll-Drehzahl Ne* (Fahrbarkeitsdrehzahl Nedrv) betrieben wird und dass die auf die erforderliche Antriebskraft Tdusr eingestellte Soll-Antriebskraft Td* an die Antriebswelle 36 im Bereich der Ausgangsleistungsgrenze Wout der Batterie 50 ausgegeben wird.
Wenn die erforderliche Antriebskraft Tdusr größer als die Antriebskraftobergrenze Tdlim1 im Schritt S190 ist, stellt die HV-ECU 70 andererseits fest, dass die erforderliche Antriebskraft Tdusr nicht an die Antriebswelle 36 ausgegeben werden kann, begleitet von einer Ladung oder Entladung der Batterie 50 mit der erforderlichen Lade-/Entladeleistung Pb1*. In diesem Zustand stellt die HV-ECU 70 fest, dass eine Batterieleistungskompensation erforderlich ist. Die Batterieleistungskompensation zielt darauf ab, die Antriebskraft, die an die Antriebswelle 36 abgegeben werden kann, größer als die Antriebskraftobergrenze Tdlim1 zu machen, indem die Batterie 50 mit einer solchen elektrischen Leistung geladen oder entladen wird, die auf der Entladeseite größer (d.h. kleiner auf der Ladeseite) als die erforderliche Lade-/Entladeleistung Pb1* ist.
Die HV-ECU 70 berechnet anschließend eine erforderliche Kompensationsleistung Pcoreq der Batterie 50, indem sie die Antriebskraftobergrenze Tdlim1 von der erforderlichen Antriebskraft Tdusr subtrahiert und die Differenz mit der Drehzahl Nd der Antriebswelle 36 gemäß dem unten angegebenen Ausdruck (7) multipliziert (Schritt S230). Die HV-ECU 70 stellt anschließend eine Kompensationsleistung Pcolim (d.h. eine Leistung, die es erlaubt einen Mangel auszugleichen) der Batterie 50 in einem Bereich von nicht höher als die Ausgangsleistungsgrenze Wout der Batterie 50 gemäß einem Kompensationsleistungseinstellkennfeld ein, indem er den Ladezustand SOC der Batterie 50 verwendet (Schritt S240). Das Kompensationsleistungeinstellkennfeld wird im Voraus festgelegt, um eine Beziehung zwischen dem Ladezustand SOC und der Kompensationsleistung Pcolim der Batterie 50 zu spezifizieren, und wird im nicht dargestellten ROM gespeichert. $Pcoreq = (Tdusr - Tdlim1) \cdot Nd$
12 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für das Kompensationsleistungeinstellkennfeld zeigt. Wie dargestellt, wird, wenn der Ladezustand SOC der Batterie 50 höher oder gleich dem Referenzwert Slo1 ist, der kleiner als der Soll-Ladezustand SOC* ist, die Kompensationsleistung Pcolim der Batterie 50 auf eine vorbestimmte Entladeleistung Pdi2 eingestellt, die ausreichend größer als die oben beschriebene vorbestimmte Leistung Pdi1 ist. Wenn der Ladezustand SOC niedriger als der Referenzwert Slo1 und auch höher als ein Referenzwert Slo2 ist, der kleiner als der Referenzwert Slo1 ist, wird die Kompensationsleistung Pcolim so eingestellt, dass sie von der vorgegebenen Leistung Pdi2 mit einer Abnahme des Ladezustands SOC auf einen Wert 0 abnimmt. Wenn der Ladezustand SOC niedriger oder gleich dem Referenzwert Slo2 ist, wird die Kompensationsleistung Pcolim zusätzlich auf den Wert 0 gesetzt.
Nach Erhalt der erforderlichen Kompensationsleistung Pcoreq und der Kompensationsleistung Pcolim der Batterie 50 stellt die HV-ECU 70 eine Soll-Kompensationsleistung Pcotag der Batterie 50 auf den kleineren Wert zwischen der erforderlichen Kompensationsleistung Pcoreq und der Kompensationsleistung Pcolim der Batterie 50 gemäß dem unten angegebenen Ausdruck (8) ein (Schritt S250). $Pcotag = min (Pcoreq, Pcolim)$
Die HV-ECU 70 bestimmt anschließend, ob das Übersetzungsverhältnis Gsat des Stufengetriebes 60 geändert (geschaltet) wird (Schritt S260). Das Übersetzungsverhältnis Gsat wird z.B. geändert, nachdem die Übersetzungsverhältnis Gsat und das Soll_Übersetzungsverhältnis Gsat* unterschiedlich sind (nachdem festgestellt wurde, dass das Übersetzungsverhältnis Gsat geändert wird), bis die Trägheitsphasensteuerung beginnt oder bis die Änderung des Übersetzungsverhältnisses Gsat abgeschlossen ist. Die Batterieleistungskompensation ist erforderlich und das Übersetzungsverhältnis Gsat wird nicht geändert, wenn die Batterieleistungskompensation aufgrund einer Änderung des simulierten Übersetzungsverhältnisses Gsv erforderlich ist, während das Übersetzungsverhältnis Gsat unverändert bleibt (z.B. ein Wechsel vom Vorwärtsgang-Übersetzungsverhältnis des zweiten Gangs zum dritten Gang), oder wenn die Batterieleistungskompensation erforderlich ist, während das simulierte Übersetzungsverhältnis Gsv und das Soll-Übersetzungsverhältnis Gsat* unverändert bleiben.
Wenn im Schritt S260 festgestellt wird, dass das Übersetzungsverhältnis Gsat des Stufengetriebes 60 nicht geändert wird, setzt die HV-ECU 70 einen Bemessungswert α auf einen relativ großen vorgegebenen Wert α1 (Schritt S270). Wenn festgestellt wird, dass das Übersetzungsverhältnis Gsat des Stufengetriebes 60 geändert wird, setzt die HV-ECU 70 andererseits den Bemessungswert α auf einen vorbestimmten Wert α2, der kleiner als der vorbestimmte Wert α1 ist (Schritt S272). Der Grund für diese Einstellung des Bemessungswertes α wird später beschrieben.
Die HV-ECU 70 stellt anschließend die erforderliche Lade-/Entladeleistung Pb2* als Betriebskompensationsleistung der Batterie 50 auf den kleineren Wert ein, der zwischen einem Wert, der sich durch Addition des Bemessungswerts α zu einer vorhergehenden erforderlichen Lade-/Entladeleistung (vorhergehende Arbeitskompensationsleistung: vorhergehende Pb2*) ergibt, und der Soll-Kompensationsleistung Pcotag der Batterie 50 gemäß dem unten angegebenen Ausdruck (9) liegt (Schritt S280). Eine solche Einstellung des Schrittes S280 ist ein Verfahren zur Berechnung der erforderlichen Lade-/Entladeleistung Pb2* der Batterie 50 durch einen Bemessungsprozess der Soll-Kompensationsleistung Pcotag der Batterie 50 unter Verwendung des Bemessungswertes α. $Pb2* = min (Vorherige Pb2* + α, Pcotag)$
Dementsprechend führt die HV-ECU 70 bei laufender Anforderung an die Batterieleistungskompensation diese Routine wiederholt durch, um die erforderliche Lade-/Entladeleistung Pb2* der Batterie 50 unter Verwendung des Bemessungswerts α schrittweise in Richtung der Soll-Kompensationsleistung Pcotag der Batterie 50 zu erhöhen. Da die HV-ECU 70 einen kleineren Bemessungswert α verwendet, wenn das Übersetzungsverhältnis Gsat des Stufengetriebes 60 geändert wird, als wenn das Übersetzungsverhältnis Gsat nicht geändert wird, erhöht die HV-ECU 70 in der Ausführungsform allmählich die erforderliche Lade-/Entladeleistung Pb2* der Batterie 50. Nachdem die erforderliche Lade-/Entladeleistung Pb2* der Batterie 50 die Soll-Kompensationsleistung Pcotag erreicht hat, verringert die HV-ECU 70 allmählich die erforderliche Lade-/Entladeleistung Pb2* der Batterie 50 (auf einen Wert 0) mit einer allmählichen Verringerung der Differenz zwischen der erforderlichen Antriebskraft Tdusr und der Antriebskraftobergrenze Tdlim1 (auf einen Wert 0), d.h. einer allmählichen Verringerung der Soll-Kompensationsleistung Pcotag.
Nachdem die erforderliche Lade-/Entladeleistung Pb2* der Batterie 50 erreicht ist, berechnet die HV-ECU 70 eine Antriebskraftobergrenze Tdlim2, indem er eine Gesamtsumme aus der Leistungsobergrenze Pelim des Verbrennungsmotors 22 und den erforderlichen Lade-/Entladeleistungen Pb1* und Pb2* der Batterie 50 durch die Drehzahl Nd der Antriebswelle 36 gemäß dem unten angegebenen Ausdruck (10) dividiert (Schritt S290). $Tdlim2= (Pelim + (Pb1*+Pb2*)) / Nd$
Die Antriebskraftobergrenze Tdlim2 bezeichnet eine obere Grenze der Antriebskraft, die an die Antriebswelle 36 abgegeben werden kann, wenn die Leistungsobergrenze Pelim von dem Verbrennungsmotor 22 abgegeben wird, der mit der Soll-Drehzahl Ne* (Fahrbarkeitsdrehzahl Nedrv) betrieben wird, und die Batterie 50 mit der Gesamtleistung der erforderlichen Lade-/Entladeleistungen Pb1* und Pb2* geladen oder entladen wird. Diese Antriebskraftobergrenze Tdlim2 unterscheidet sich von der oben beschriebenen Antriebskraftobergrenze Tdlim1, da die Antriebskraftobergrenze Tdlim2 unter Berücksichtigung der erforderlichen Lade-/Entladeleistung Pb2* der Batterie 50 bestimmt wird. In Ausdruck (10) wird die Summe der erforderlichen Lade-/Entladeleistungen Pb1* und Pb2* der Batterie 50 zur Leistungsobergrenze Pelim des Verbrennungsmotors 22 addiert, um eine Variation der Leistungsabgabe des Verbrennungsmotors 22 zu unterdrücken, wenn die Batterie 50 mit der Gesamtleistung der erforderlichen Lade-/Entladeleistungen Pb1* und Pb2* geladen oder entladen wird.
Nach Erreichen der AntriebskraftobergrenzeTdlim2 stellt die HV-ECU 70 die Soll-Antriebskraft Td* auf den kleineren Wert zwischen der erforderlichen Antriebskraft Tdusr und der Antriebskraftobergrenze Tdlim2 gemäß dem unten angegebenen Ausdruck (11) ein (Schritt S300). Die HV-ECU 70 berechnet anschließend die Soll-Leistung Pe* des Verbrennungsmotors 22, indem er die Summe der erforderlichen Lade-/Entladeleistungen Pb1* und Pb2* der Batterie 50 vom Produkt aus der Soll-Antriebskraft Td* und der Drehzahl Nd der Antriebswelle 36 gemäß dem unten angegebenen Ausdruck (12) subtrahiert (Schritt S310), führt die Verarbeitung der Schritte S320 bis S370 durch und beendet dann diese Routine. $Td * = min (Tdusr,Tdlin2)$
$Pe * = Td * \cdot Nd (Pb1* + Pb2*)$
Die durch Ausdruck (12) ermittelte Soll-Leistung Pe* des Verbrennungsmotors 22 bezeichnet eine Leistung des Verbrennungsmotors 22, die erforderlich ist, um die Soll-Antriebskraft Td* an die Antriebswelle 36 abzugeben, begleitet von einer Ladung oder Entladung der Batterie 50 mit der Gesamtleistung der erforderlichen Lade-/Entladeleistungen Pb1* und Pb2*. Die HV-ECU 70 setzt die Soll-Antriebskraft Td* auf den kleineren Wert zwischen der erforderlichen Antriebskraft Tdusr und der Antriebskraftobergrenze Tdlim2. Unter Berücksichtigung der oben angegebenen Ausdrücke (10) und (12) versteht man dementsprechend, dass die Soll-Leistung Pe* des Verbrennungsmotors 22 kleiner oder gleich der Leistungsobergrenze Pelim wird. Zusätzlich bewirkt die Verarbeitung der Schritte S290, S300 und S330 bis S360, dass die erforderliche Lade-/Entladeleistung Pb2* der Batterie 50 an der Antriebskraftobergrenze Tdlim2, der Soll-Antriebskraft Td*, der Soll-Antriebskraft Tin* und dem Drehmomentbefehl Tm2* des Motors MG2 reflektiert wird und dadurch auf die an die Antriebswelle 36 abgegebene Antriebskraft reflektiert wird.
Die HV-ECU 70 führt die oben beschriebene Steuerung durch, um die Antriebskraftobergrenze Tdlim2 auf der Grundlage der Gesamtsumme der Leistungsobergrenze Pelim des Verbrennungsmotors 22 und der erforderlichen Lade-/Entladeleistungen Pb1* und Pb2* der Batterie 50 einzustellen, wenn die erforderliche Antriebskraft Tdusr größer als die Antriebskraftobergrenze Tdlim1 ist. Die HV-ECU 70 in Zusammenarbeit mit der Verbrennungsmotor-ECU 24 und der Motor-ECU 40 steuert den Verbrennungsmotor 22 und die Motoren MG1 und MG2 so, dass der Verbrennungsmotor 22 mit der Soll-Drehzahl Ne* (Fahrbarkeitsdrehzahl Nedrv) betrieben wird und dass die Soll-Antriebskraft Td*, die auf den kleineren Wert zwischen der erforderlichen Antriebskraft Tdusr und der Antriebskraftobergrenze Tdlim2 eingestellt ist, an die Antriebswelle 36 im Bereich der Ausgangsleistungsgrenze Wout der Batterie 50 abgegeben wird. Das Hybridfahrzeug 20 ermöglicht die Ausgabe einer größeren Antriebskraft als die Antriebskraftobergrenze Tdlim1 an die Antriebswelle 36 durch Laden oder Entladen der Batterie 50 mit der Gesamtleistung der erforderlichen Lade-/Entladeleistungen Pb1* und Pb2*. Mit anderen Worten, die Batterieleistungskompensation wird im Hybridfahrzeug 20 durchgeführt. Das Hybridfahrzeug 20 unterdrückt dementsprechend eine Verringerung der an die Antriebswelle 36 abgegebenen Antriebskraft, wenn die Antriebskraftobergrenze Tdlim1 im Laufe des Hochschaltens des simulierten Übersetzungsverhältnisses Gsv kleiner wird als die erforderliche Antriebskraft Tdusr. Dadurch unterdrückt das Hybridfahrzeug 20 die Verschlechterung des Fahrgefühls des Fahrers.
Ferner erhöht die HV-ECU 70 in dem Fall, dass die erforderliche Antriebskraft Tdusr größer als die Antriebskraftobergrenze Tdlim1 ist, wenn das Übersetzungsverhältnis Gsat des Stufengetriebes 60 geändert (geschaltet) wird, die erforderliche Lade-/Entladeleistung Pb2* der Batterie 50 in Richtung der erforderlichen Kompensationsleistung Pcoreq, indem er den kleineren Bemessungswert im Vergleich zu demjenigen verwendet, wenn das Übersetzungsverhältnis Gsat nicht geändert wird. Dementsprechend unterdrückt das Hybridfahrzeug 20 der vorliegenden Offenbarung weiter die Variation der Antriebskraft, die mit der Änderung des Übersetzungsverhältnisses Gsat des Stufengetriebes 60 an die Antriebswelle 36 abgegeben wird, und unterdrückt den Schaltstoß.
13 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für Variationen der Gaspedalstellung Acc, der Fahrzeuggeschwindigkeit V, des simulierten Übersetzungsverhältnisses Gsv, des Soll-Übersetzungsverhältnisses Gsat*, der Soll-Drehzahl Ne* und der Ist-Drehzahl Ne des Verbrennungsmotors 22, der Soll-Leistung Pe* und der Ist-Ausgangsleistung Pe des Verbrennungsmotors 22, der erforderlichen Antriebskraft Tdusr darstellt, die Antriebskraftobergrenze Tdlim1, die erforderliche Lade-/Entladeleistung Pb1* und Pb2* und die tatsächliche Lade-/Entladeleistung Pb der Batterie 50, die Soll-Antriebskraft Td* und die tatsächliche Antriebskraft, die an die Antriebswelle 36 abgegeben wird (Ausgangsantriebskraft Td), wenn das Übersetzungsverhältnis Gsat des Stufengetriebes 60 nicht verändert wird. In diesem Diagramm ist die Soll-Kompensationsleistung Pcotag der Batterie 50 zusätzlich in dem Graph der erforderlichen Lade-/Entladeleistung Pb2* der Batterie 50 zu Referenzzwecken dargestellt. Im Diagramm zeigen durchgezogene Linienkurven Variationen der Ausführungsform und Ein-Punkt-Kettenlinienkurven Variationen eines Vergleichsbeispiels hinsichtlich der erforderlichen Lade-/Entladeleistung Pb2* und der Lade-/Entladeleistung Pb der Batterie 50, der Soll-Antriebskraft Td* und der Ausgangsantriebskraft Td an. Das Vergleichsbeispiel ist ein Fall, in dem die erforderliche Lade-/Entladeleistung Pb2* der Batterie 50 nicht berücksichtigt wird, d.h. ein Fall, in dem die erforderliche Lade-/Entladeleistung Pb2* der Batterie 50 unabhängig vom Größenverhältnis zwischen der erforderlichen Antriebskraft Tdusr und der Antriebskraftobergrenze Tdlim1 auf den Wert 0 gesetzt wird und in dem die Antriebskraftobergrenzen Tdlim1 und Tdlim2 einander gleich sind.
Wie veranschaulicht, weist das Vergleichsbeispiel eine Verringerung der Ausgangsantriebskraft Td relativ zur erforderlichen Antriebskraft Tdusr für einen Zeitraum auf, in dem die erforderliche Antriebskraft Tdusr größer oder gleich der Antriebskraftobergrenze Tdlim1 ist, nachdem die Antriebskraftobergrenze Tdlim1 im Laufe des Hochschaltens des simulierten Übersetzungsverhältnisses Gsv kleiner als die erforderliche Antriebskraft Tdusr geworden ist (für einen Zeitraum von t11 bis t12). Die Reduktion der Ausgangsantriebskraft Td relativ zur erforderlichen Antriebskraft Tdusr unterscheidet sich von der Reduktion der Soll-Antriebskraft Td* relativ zur erforderlichen Antriebskraft Tdusr aufgrund einer Ansprechverzögerung der Drehzahl Ne und der Ausgangsleistung Pe relativ zur Soll-Drehzahl Ne* und der Soll-Leistung Pe* des Verbrennungsmotors 22.
In der Ausführungsform dagegen, wenn die Antriebskraftobergrenze Tdlim1 im Laufe der Hochschaltung des simulierten Übersetzungsverhältnisses Gsv kleiner wird als die erforderliche Antriebskraft Tdusr (zum Zeitpunkt t11), die erforderliche Lade-/Entladeleistung Pb2* und dementsprechend die Lade-/Entladeleistung Pb der Batterie 50 in Richtung der Soll-Kompensationsleistung Pcotag ansteigt, um die Soll-Kompensationsleistung Pcotag zu erreichen, so dass die Soll-Antriebskraft Td* und dementsprechend die Ausgangsantriebskraft Td größer als die Antriebskraftobergrenze Tdlim1 wird (für einen Zeitraum von t11 bis t12). Das Hybridfahrzeug 20 dieser Konfiguration unterdrückt dementsprechend eine Verringerung der Ausgangsantriebskraft Td relativ zur erforderlichen Antriebskraft Tdusr.
14 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für Variationen der Gaspedalstellung Acc, der Fahrzeuggeschwindigkeit V, des simulierten Übersetzungsverhältnisses Gsv, des Soll-Übersetzungsverhältnisses Gsat*, der erforderlichen Antriebskraft Tdusr, der erforderlichen Lade-/Entladeleistung Pb2* der Batterie 50 und eines Drehmomentbefehls Tm2* des Motors MG2 bei Hochschalten des Übersetzungsverhältnisses Gsat des Stufengetriebes 60 zeigt. Im Diagramm zeigen durchgezogene Linienkurven Variationen der Ausführungsform und Ein-Punkt-Kettenlinienkurven Variationen eines Vergleichsbeispiels hinsichtlich der erforderlichen Lade-/Entladeleistung Pb2* der Batterie 50 und des Drehmomentbefehls Tm2* des Motors MG2 an. Als Vergleichsbeispiel wird der Bemessungswert α auf den vorgegebenen Wert α1 gesetzt, auch wenn das Übersetzungsverhältnis Gsat des Stufengetriebes 60 geändert wird, was dasselbe ist, wie wenn die Getriebestufe Gsat nicht geändert wird.
Wie im Vergleichsbeispiel dargestellt, wird, wenn die Anforderung für die Batterieleistungskompensation zusammen mit dem Hochschalten des simulierten Übersetzungsverhältnisses Gsv und des Soll-Übersetzungsverhältnisses Gsat* (zu einem Zeitpunkt t21) gestartet wird, der Bemessungswert α auf den relativ großen vorbestimmten Wert α1 eingestellt und die erforderliche Lade-/Entladeleistung Pb2* der Batterie 50 in Richtung der Soll-Kompensationsleistung Pcotag unter Verwendung des eingestellten Bemessungswertes α erhöht. Dementsprechend wird die Erhöhung der erforderlichen Lade-/Entladeleistung Pb2* der Batterie 50 und dementsprechend die Erhöhung des Drehmomentbefehls Tm2* des Motors MG2 (Erhöhung des an die Eingangswelle 61 des Stufengetriebes 60 vom Motor MG2 abgegebenen Drehmoments) relativ abrupt. Die Veränderung der an der Antriebswelle 36 abgegebenen Ausgangsantriebskraft Td kann mit der Änderung des Übersetzungsverhältnisses Gsat des Stufengetriebes 60 auftreten und den Schaltstoß verursachen.
In der Ausführungsform hingegen wird bei Beginn der Anforderung für die Batterieleistungskompensation zusammen mit dem Hochschalten des simulierten Übersetzungsverhältnisses Gsv und des Soll-Übersetzungsverhältnisses Gsat* (zum Zeitpunkt t21) der Bemessungswert α auf den vorgegebenen Wert α2 gesetzt, der kleiner als der vorgegebene Wert α1 ist, und die erforderliche Lade-/Entladeleistung Pb2* der Batterie 50 wird unter Verwendung des eingestellten Bemessungswertes α in Richtung der Soll-Kompensationsleistung Pcotag erhöht. Dementsprechend wird im Vergleich zum Vergleichsbeispiel die Erhöhung der erforderlichen Lade-/Entladeleistung Pb2* der Batterie 50 und dementsprechend die Erhöhung des Drehmomentbefehls Tm2* des Motors MG2 (Erhöhung des an die Eingangswelle 61 des Stufengetriebes 60 vom Motor MG2 abgegebenen Drehmoments) allmählich. Infolgedessen unterdrückt das Hybridfahrzeug 20 der vorliegenden Offenbarung die Variation der Antriebskraft, die mit der Änderung des Übersetzungsverhältnisses Gsat des Stufengetriebes 60 an die Antriebswelle 36 abgegeben wird, und unterdrückt den Schaltstoß.
Im Hybridfahrzeug 20 der oben beschriebenen Ausführungsform erhöht die HV-ECU 70 in dem Fall, dass die erforderliche Antriebskraft Tdusr größer als die Antriebskraftobergrenze Tdlim1 wird und die Batterieleistungskompensation erforderlich ist, die erforderliche Lade-/Entladeleistung Pb2* der Batterie 50 in Richtung der Soll-Kompensationsleistung Pcotag, indem er den kleineren Bemessungswert α verwendet, wenn das Übersetzungsverhältnis Gsat des Stufengetriebes 60 geändert wird, im Vergleich dazu, wenn das Übersetzungsverhältnis Gsat nicht geändert wird. Infolgedessen unterdrückt das Hybridfahrzeug 20 der vorliegenden Offenbarung die Variation der Antriebskraft, die mit der Änderung des Übersetzungsverhältnisses Gsat des Stufengetriebes 60 an die Antriebswelle 36 abgegeben wird, und unterdrückt den Schaltstoß.
Im Hybridfahrzeug 20 der Ausführungsform führt die HV-ECU 70 die Fahrbarkeitsprioritäts-Steuerroutine der 5 und 6 durch. Die HV-ECU 70 kann jedoch die Steuerroutine für die Fahrbarkeitspriorität (erste Hälfte) von 5 und die Steuerroutine für die Fahrbarkeitspriorität (zweite Hälfte) von 15 ausführen. Die Steuerroutine für die Fahrbarkeitspriorität aus 15 ist ähnlich wie die Steuerroutine für die Fahrbarkeitspriorität aus 6, außer dass die Verarbeitung der Schritte S400 bis S420 hinzugefügt wurde. Die Beschreibung der Abarbeitung der Schritte S200 bis S220 und S320 bis S370 der Fahrbarkeitsprioritäts-Steuerroutine aus 15 entfällt dementsprechend.
Nach Einstellung der Soll-Kompensationsleistung Pcotag der Batterie 50 im Schritt S250 und vor der Verarbeitung des Schrittes S260 der Fahrbarkeitsprioritäts-Steuerroutine von 5 vergleicht die HV-ECU 70 in der Fahrbarkeitsprioritäts-Steuerroutine von 15 die Gaspedalstellung Acc mit dem Referenzwert Aref (Schritt S400) und vergleicht die Fahrzeuggeschwindigkeit V mit dem Referenzwert Vref (Schritt S410). Der Referenzwert Aref ist ein Bezugswert, mit dem bestimmt wird, ob der Fahrer eine schnelle Beschleunigung anfordert. Der Referenzwert Vref ist ein Referenzwert, der verwendet wird, um zu bestimmen, ob das Fahrzeug mit einer hohen Geschwindigkeit gefahren wird.
In diesem Zustand ist die erforderliche Antriebskraft Tdusr größer als die Antriebskraftobergrenze Tdlim1 im Schritt S190, d.h. die Batterieleistungskompensation ist erforderlich. Die Batterieleistungskompensation ist eine Verarbeitung, bei der die Lade-/Entladeleistung Pb der Batterie 50 zur Entladeseite hin erhöht (zur Ladeseite hin reduziert) wird, so dass die Antriebskraft, die größer als die Antriebskraftobergrenze Tdlim1 ist, unter Beibehaltung der Laufruhe an die Antriebswelle 36 abgegeben werden kann. Es wird davon ausgegangen, dass es nicht notwendig ist, die Batterieleistungskompensation durchzuführen, wenn der Fahrer eine schnelle Beschleunigung verlangt oder das Fahrzeug mit hoher Geschwindigkeit gefahren wird (das Fahrzeug wird mit großem Straßenlärm gefahren). In den Schritten S400 und S401 wird bestimmt, ob die Batterieleistungskompensation erforderlich ist.
Wenn die Gaspedalstellung Acc kleiner oder gleich dem Referenzwert Aref im Schritt S400 und die Fahrzeuggeschwindigkeit V kleiner oder gleich dem Referenzwert Vref im Schritt S410 ist, bestimmt die HV-ECU 70, dass die Batterieleistungskompensation erforderlich ist, und führt die Verarbeitung von und nach Schritt S260 durch.
Wenn die Gaspedalstellung Acc größer als der Referenzwert Aref in Schritt S400 und die Fahrzeuggeschwindigkeit V größer als der Referenzwert Vref in Schritt S410 ist, stellt die HV-ECU 70 fest, dass die Batterieleistungskompensation nicht erforderlich ist, stellt die erforderliche Lade-/Entladeleistung Pb2* der Batterie 50 auf den größeren Wert zwischen dem Wert, der durch Subtrahieren eines Bemessungswertes β von der vorherigen Arbeitskompensationsleistung (vorheriges Pb2*) der Batterie 50 bestimmt wird, und dem Wert 0 gemäß dem unten angegebenen Ausdruck (13) ein (Schritt S420), und führt die Verarbeitung von und nach Schritt S290 durch. Der Bemessungswert β wird im Voraus als ein Wert festgelegt, um die erforderliche Lade-/Entladeleistung Pb2* der Batterie 50 abrupt (in kurzer Zeit) auf den Wert 0 zu senken. Der Schritt S420 ist ein Prozess zur Verringerung der erforderlichen Lade-/Entladeleistung Pb2* der Batterie 50 auf den Wert 0, um die erforderliche Lade-/Entladeleistung Pb2* auf dem Wert 0 zu halten, indem der Rating-Prozess unter Verwendung des Rating-Wertes β durchgeführt wird. $Pb2* = max (Vorherige Pb1*- β,0)$
Die HV-ECU 70 führt die oben beschriebene Regelung durch, um die erforderliche Lade-/Entladeleistung Pb2* der Batterie 50 schlagartig auf den Wert 0 zu verringern und die Batterieleistungskompensation zu beenden, wenn die Gaspedalstellung Acc größer als der Referenzwert Aref und die Fahrzeuggeschwindigkeit V größer als der Referenzwert Vref wird, wenn die erforderliche Lade-/Entladeleistung Pb2* der Batterie 50 einen positiven Wert hat (Durchführung der Batterieleistungskompensation). Dadurch wird die verschwenderische Batterieleistungskompensation unterdrückt und auch die Abnahme des Ladezustands SOC der Batterie 50 unterdrückt.
16 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für Variationen der Gaspedalstellung Acc, der Fahrzeuggeschwindigkeit V, des simulierten Übersetzungsverhältnisses Gsv, des Soll-Übersetzungsverhältnisses Gsat*, der erforderlichen Antriebskraft Tdusr, der erforderlichen Lade-/Entladeleistung Pb2* der Batterie 50 und des Drehmomentbefehls Tm2* des Motors MG2 zeigt, wenn die Gaspedalstellung Acc während der Batterieleistungskompensation größer als der Referenzwert Aref wird. Im Diagramm zeigen durchgezogene Linienkurven Variationen dieser Modifikation (Durchführung der Fahrbarkeitsprioritäts-Steuerroutine von 5 und 15) und Ein-Punkt-Kettenlinienkurven zeigen Variationen der Ausführungsform (Durchführung der Fahrbarkeitsprioritäts-Steuerroutine von 5 und 6) in Bezug auf die erforderliche Lade-/Entladeleistung Pb2* der Batterie 50 und den Drehmomentbefehl Tm2* des Motors MG2.
Wie in der Modifikation dargestellt, wird, wenn die Anforderung für die Batterieleistungskompensation zusammen mit dem Hochschalten des simulierten Übersetzungsverhältnisses Gsv (zu einem Zeitpunkt t31) gestartet wird, die erforderliche Lade-/Entladeleistung Pb2* der Batterie 50 vom Wert 0 erhöht. Wenn die Gaspedalstellung Acc größer wird als der Referenzwert Aref, wenn die erforderliche Lade-/Entladeleistung Pb2* der Batterie 50 einen positiven Wert hat (zu einem Zeitpunkt t32), wird die erforderliche Lade-/Entladeleistung Pb2* der Batterie 50 abrupt verringert. Dadurch wird eine verschwenderische Batterieleistungskompensation unterdrückt und auch die Abnahme des Ladezustands SOC der Batterie 50 im Vergleich zur Ausführungsform unterdrückt.
Bei der Modifikation führt die HV-ECU 70 die Fahrbarkeitsprioritäts-Steuerroutine (erste Hälfte) von 5 und die Fahrbarkeitsprioritäts-Steuerroutine (zweite Hälfte) von 15 aus. Die HV-ECU 70 kann jedoch die Steuerroutine für die Fahrbarkeitspriorität (erste Hälfte) von 5 und die Steuerroutine für die Fahrbarkeitspriorität (zweite Hälfte) von 17 ausführen. Die Steuerroutine für die Fahrbarkeitspriorität aus 17 ist ähnlich der Steuerroutine für die Fahrbarkeitspriorität aus 15, außer dass die Verarbeitung der Schritte S500 und S510 hinzugefügt wurde.
Wenn bei der Fahrbarkeitsprioritäts-Steuerroutine von 17 die Gaspedalstellung Acc im Schritt S400 größer als der Referenzwert Aref oder die Fahrzeuggeschwindigkeit V im Schritt S410 größer als der Referenzwert Vref ist, bestimmt die HV-ECU 70 wie bei der Verarbeitung von Schritt S260, ob das Übersetzungsverhältnis Gsat des Stufengetriebes 60 geändert (geschaltet) wird (Schritt S500). Wenn das Übersetzungsverhältnis Gsat des Stufengetriebes 60 nicht geändert wird, führt die HV-ECU 70 die Verarbeitung von und nach Schritt S420 durch.
Wenn das Übersetzungsverhältnis Gsat des Stufengetriebes 60 in Schritt S500 geändert wird, stellt die HV-ECU 70 eine erforderliche Lade-/Entladeleistung Pb2* auf die zuvor erforderliche Lade-/Entladeleistung (zuvor Pb2*) der Batterie 50 ein, d.h. die HV-ECU 70 behält die erforderliche Lade-/Entladeleistung Pb2* der Batterie 50 bei (Schritt S510), und führt die Verarbeitung von und nach Schritt S290 durch.
Gemäß der oben beschriebenen Regelung wird die erforderliche Lade-/Entladeleistung Pb2* der Batterie 50 unverändert beibehalten, wenn die Gaspedalstellung Acc größer als der Referenzwert Aref ist oder wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit V höher als der Referenzwert Vref ist, während die Batterieleistungskompensation erforderlich ist, und wenn das Übersetzungsverhältnis Gsat der Leistungsübertragung 60 geändert wird. Dadurch wird die erforderliche Lade-/Entladeleistung Pb2* und dementsprechend der zu ändernde Drehmomentbefehl Tm2* des Motors MG2 (ein Drehmoment, das vom Motor MG2 an die Eingangswelle 61 des Stufengetriebes 60 abgegeben wird) unterdrückt und auch die zu ändernde Antriebskraft, die an die Antriebswelle 36 abgegeben wird, wird unterdrückt, wenn das Übersetzungsverhältnis Gsat des Stufengetriebes 60 geändert wird.
18 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für Variationen der Gaspedalstellung Acc, der Fahrzeuggeschwindigkeit V, des simulierten Übersetzungsverhältnisses Gsv, des Soll-Übersetzungsverhältnisses Gsat*, der erforderlichen Antriebskraft Tdusr, der erforderlichen Lade-/Entladeleistung Pb2* der Batterie 50 und des Drehmomentbefehls Tm2* des Motors MG2 zeigt, wenn die Gaspedalstellung Acc während einer Batterieleistungskompensation größer als der Referenzwert Aref wird und anschließend die Lade-/Entladeleistung Pb* der Batterie 50 einen positiven Wert hat und das Übersetzungsverhältnis Gsat des Stufengetriebes 60 geändert wird. Im Diagramm zeigen durchgezogene Linienkurven Variationen dieser Änderung (Durchführung der Fahrbarkeitsprioritäts-Steuerroutine von 5 und 15) und Ein-Punkt-Kettenlinienkurven Variationen der Ausführungsform (Durchführung der Fahrbarkeitsprioritäts-Steuerroutine von 5 und 6) in Bezug auf die erforderliche Lade-/Entladeleistung Pb2* der Batterie 50 und den Drehmomentbefehl Tm2* des Motors MG2.
Wie in der Modifikation dargestellt, wird, wenn die Anforderung für die Batterieleistungskompensation zusammen mit dem Hochschalten des simulierten Übersetzungsverhältnisses Gsv (zu einem Zeitpunkt t41) gestartet wird, die erforderliche Lade-/Entladeleistung Pb2* der Batterie 50 vom Wert 0 erhöht. Wenn die Gaspedalstellung Acc größer wird als der Referenzwert Aref, wenn die erforderliche Lade-/Entladeleistung Pb2* der Batterie 50 einen positiven Wert hat (zu einem Zeitpunkt t42), wird die erforderliche Lade-/Entladeleistung Pb2* der Batterie 50 abrupt verringert. Wenn die erforderliche Lade-/Entladeleistung Pb2* der Batterie 50 einen positiven Wert hat, wird das Soll-Übersetzungsverhältnis Gsat* hochgeschaltet und das Übersetzungsverhältnis Gsat hochgeschaltet (für einen Zeitraum von t43 bis t44), wird die erforderliche Lade-/Entladeleistung Pb2* der Batterie 50 unverändert beibehalten. Dies unterdrückt die erforderliche Lade-/Entladeleistung Pb2* und dementsprechend den zu ändernden Drehmomentbefehl Tm2* des Motors MG2 (ein vom Motor MG2 an die Eingangswelle 61 des Stufengetriebes 60 abgegebenes Drehmoment) und unterdrückt auch die zu ändernde Antriebskraft, die an die Antriebswelle 36 abgegeben wird, wenn das Übersetzungsverhältnis Gsat des Stufengetriebes 60 geändert wird.
Im Hybridfahrzeug 20 der Ausführungsform führt die HV-ECU 70 die Fahrbarkeitsprioritäts-Steuerroutine der 5 und 6 durch. Die HV-ECU 70 kann jedoch die Steuerroutine für die Fahrbarkeitspriorität (erste Hälfte) von 5 und die Steuerroutine für die Fahrbarkeitspriorität (zweite Hälfte) von 19 ausführen. Die Steuerroutine für die Fahrbarkeitspriorität aus 19 ist ähnlich wie die Steuerroutine für die Fahrbarkeitspriorität aus 6, außer dass die Verarbeitung der Schritte S600 bis S630 hinzugefügt wurde. Die Beschreibung der Abarbeitung der Schritte S200 bis S220 und S320 bis S370 der Fahrbarkeitsprioritäts-Steuerroutine aus 19 entfällt dementsprechend.
Nach der Einstellung der Soll-Kompensationsleistung Pcotag der Batterie 50 im Schritt S250 und vor der Verarbeitung des Schrittes S260 der Fahrbarkeitsprioritäts-Steuerroutine von 5 vergleicht die HV-ECU 70 in der Fahrbarkeitsprioritäts-Steuerroutine von 19 die bisher erforderliche Antriebskraft (bisher Tdusr) mit der bisherigen ersten Antriebskraftobergrenze (bisher Tdlim1) (Schritt S600). Ein solcher Vergleich ist ein Prozess, bei dem festgestellt wird, ob es sich um einen Zeitpunkt unmittelbar nachdem die erforderliche Antriebskraft Tdusr größer als die Antriebskraftobergrenze Tdlim1 geworden ist, handelt, d.h. ob es sich um einen Zeitpunkt unmittelbar nach Beginn der Anforderung für die Batterieleistungskompensation handelt.
Wenn die vorhergehende erforderliche Antriebskraft (vorhergehende Tdusr) kleiner oder gleich der vorhergehenden ersten oberen Antriebskraftobergrenze (vorhergehende Tdlim1) im Schritt S600 ist, bestimmt die HV-ECU 70, dass es sich um den Zeitpunkt unmittelbar nach dem Beginn der Anforderung für die Batterieleistungskompensation handelt, und führt die Verarbeitung von und nach Schritt S260 durch.
Wenn die vorhergehende erforderliche Antriebskraft (vorheriger Tdusr) größer als die vorhergehende erste Antriebskraftobergrenze (vorheriger Tdlim1) im Schritt S600 ist, stellt die HV-ECU 70 fest, dass dies nicht der Zeitpunkt unmittelbar nach Beginn der Anforderung für die Batterieleistungskompensation ist (diese Anforderung wird fortgesetzt), und vergleicht die vorhergehende erforderliche Lade-/Entladeleistung (vorheriger Pb2*) mit der erforderlichen Lade-/Entladeleistung vor dem letzten (vor dem letzten Pb2*) (Schritt S610). Ein solcher Vergleich ist ein Verfahren zur Bestimmung, ob die erforderliche Lade-/Entladeleistung Pb2* der Batterie 50 mit einer Abnahme der Soll-Kompensationsleistung Pcotag abnimmt, nachdem die erforderliche Lade-/Entladeleistung Pb2* der Batterie 50 die Soll-Kompensationsleistung Pcotag erreicht hat.
Wenn die zuvor erforderliche Lade-/Entladeleistung (zuvor Pb2*) größer oder gleich der erforderlichen Lade-/Entladeleistung vor der letzten (vor der letzten Pb2*) in Schritt S610 ist, stellt die HV-ECU 70 fest, dass die erforderliche Lade-/Entladeleistung Pb2* der Batterie 50 nicht abnimmt, und führt die Verarbeitung von und nach Schritt S280 durch.
Wenn die zuvor erforderliche Lade-/Entladeleistung der Batterie 50 (vor dem letzten Pb2*) kleiner ist als die erforderliche Lade-/Entladeleistung vor dem letzten (vor dem letzten Pb2*) in Schritt S610, stellt die HV-ECU 70 fest, dass die erforderliche Lade-/Entladeleistung Pb2* der Batterie 50 abnimmt. Die HV-ECU 70 bestimmt ferner, wie bei der Verarbeitung von Schritt S260, ob das Übersetzungsverhältnis Gsat des Stufengetriebes 60 geändert (geschaltet) wird (Schritt S620). Wenn das Übersetzungsverhältnis Gsat des Stufengetriebes 60 nicht geändert wird, führt die HV-ECU 70 die Verarbeitung von und nach Schritt S280 durch.
Wenn das Übersetzungsverhältnis Gsat des Stufengetriebes 60 in Schritt S620 geändert (geschaltet) wird, stellt die HV-ECU 70 eine erforderliche Lade-/Entladeleistung Pb2* auf die zuvor erforderliche Lade-/Entladeleistung (zuvor Pb2*) der Batterie 50 ein, d.h. die erforderliche Lade-/Entladeleistung Pb2* der Batterie 50 bleibt unverändert (Schritt S630), und führt die Verarbeitung von und nach Schritt S290 durch. Dadurch wird die erforderliche Lade-/Entladeleistung Pb2* und dementsprechend der zu ändernde Drehmomentbefehl Tm2* des Motors MG2 (ein Drehmoment, das vom Motor MG2 an die Eingangswelle 61 des Stufengetriebes 60 abgegeben wird) unterdrückt und auch die Antriebskraft, die an die Antriebswelle 36 abgegeben wird, wird unterdrückt, die zu ändern ist, wenn das Übersetzungsverhältnis Gsat des Stufengetriebes 60 geändert wird.
Im Hybridfahrzeug 20 der Ausführungsform verarbeitet die HV-ECU 70 die Soll-Kompensationsleistung Pcotag der Batterie 50 durch den Bewertungsprozess unter Verwendung des Bewertungswertes α, um die erforderliche Lade-/Entladeleistung Pb2* der Batterie 50 zu berechnen. Nach einer Modifikation kann die HV-ECU 70 die Soll-Kompensationsleistung Pcotag der Batterie 50 durch einen Glättungsprozess unter Verwendung einer Zeitkonstante τ verarbeiten, um die erforderliche Lade-/Entladeleistung Pb2* der Batterie 50 zu berechnen. In diesem Fall, wenn das Übersetzungsverhältnis Gsat des Stufengetriebes 60 nicht verändert wird, kann die HV-ECU 70 der Zeitkonstante τ einen relativ kleinen vorgegebenen Wert τ1 zuweisen. Wenn das Übersetzungsverhältnis Gsat des Stufengetriebes 60 geändert wird, kann die HV-ECU 70 einen vorbestimmten Wert τ2, der größer als der vorbestimmte Wert τ1 ist, auf die Zeitkonstante τ einstellen.
Das Hybridfahrzeug 20 der Ausführungsform ist mit dem Betriebsartenschalter 90 ausgestattet. Die HV-ECU 70 führt die Fahrbarkeitsprioritäts-Steuerroutine der 5 und 6 aus, wenn das Hybridfahrzeug 20 mit HV-Antrieb in der auf die D-Position eingestellten Schaltstellung SP gefahren wird, wobei der Fahrbarkeitsprioritätsmodus durch die Betätigung des Betriebsartenschalters 90 durch den Fahrer als Arbeitsantriebsmodus ausgewählt wird. Nach einer Modifikation darf das Hybridfahrzeug 20 nicht mit dem Betriebsartenschalter 90 ausgestattet sein. Die HV-ECU 70 kann die in den 5 und 6 dargestellte Steuerroutine für die Fahrbarkeitspriorität ausführen, wenn das Hybridfahrzeug 20 mit HV-Antrieb in der Schaltstellung SP gefahren wird, die im Normalbetrieb auf die Stellung D eingestellt ist.
Das Hybridfahrzeug 20 der Ausführungsform hat die Parkstellung (P-Stellung), die Rückwärtsstellung (R-Stellung), die Neutralstellung (N-Stellung) und die Antriebsstellung (D-Stellung), die als Schaltstellung SP vorgesehen sind. Die Schaltposition SP kann zusätzlich zu diesen Positionen eine manuelle Position (M-Position) enthalten. Die manuelle Position (M-Position) ist mit einer Hochschaltposition (+-Position) und einer Herunterschaltposition (--Position) versehen. Wenn die Schaltposition SP auf die manuelle Position (M-Position) eingestellt ist, wird der Verbrennungsmotor 22 so angetrieben und gesteuert, dass er über das simulierte Zehnganggetriebe mit der Antriebswelle 36 verbunden ist.
Im Folgenden wird eine Reihe von Vorgängen beschrieben, wenn die Schaltposition SP auf die manuelle Position (M-Stellung) eingestellt ist. In diesem Fall kann die HV-ECU 70 anstelle der Steuerroutinen für die Fahrbarkeitspriorität aus 5 und 6 eine Steuerroutine für die Fahrbarkeitspriorität (erste Hälfte) aus 20 und die Steuerroutine für die Fahrbarkeitspriorität (zweite Hälfte) aus 6 ausführen. Die Steuerroutine für die Fahrbarkeitspriorität aus 20 ähnelt der Steuerroutine für die Fahrbarkeitspriorität aus 5, mit Ausnahme der Ersetzung der Verarbeitung von Schritt S100 durch die Verarbeitung von S102 und der Auslassung der Verarbeitung von Schritt S120. Im Folgenden wird die Fahrbarkeitsregelung an der auf die manuelle Position (M-Position) eingestellten Schaltposition SP in Bezug auf die Fahrbarkeitsprioritäts-Steuerroutine aus 20 kurz beschrieben.
In der Fahrbarkeitsprioritäts-Steuerroutine von 20 erhält die HV-ECU 70 neben der Gaspedalstellung Acc, der Fahrzeuggeschwindigkeit V, der Drehzahl Nd der Antriebswelle 36, der Drehzahl Ne des Verbrennungsmotors 22, den Drehzahlen Nm1 und Nm2 der Motoren MG1 und MG2 sowie dem Ladezustand SOC und der Ausgangsleistungsgrenze Wout der Batterie 50 (Schritt S102) zunächst Eingangsdaten, z.B. das simulierte Übersetzungsverhältnis Gsv und die Soll-Übersetzung Gsat*. Das hier eingegebene simulierte Übersetzungsverhältnis Gsv und das Soll-Übersetzungsverhältnis Gsat* sind Werte, die auf der Grundlage der Schaltposition SP ermittelt wurden.
Nach Erhalt der Eingangsdaten stellt die HV-ECU 70 die erforderliche Antriebskraft Tdusr gemäß dem erforderlichen Antriebskrafteinstellkennfeld ein, indem er die Gaspedalstellung Acc und die Fahrzeuggeschwindigkeit V verwendet (Schritt S110). Die HV-ECU 70 steuert anschließend das Stufengetriebe 60 unter Verwendung des Soll-Übersetzungsverhältnisses Gsat* (Schritt S130) und führt die Verarbeitung von und nach Schritt S140 durch. Dadurch kann die gleiche Wirkung wie bei der Ausführungsform erzielt werden.
Im Hybridfahrzeug 20 der Ausführungsform ist das simulierte Zehnganggetriebe so konfiguriert, dass zwei virtuelle Übersetzungsverhältnisse bezüglich jedes der Übersetzungsverhältnisse des ersten zum dritten Gang des Viergang-Stufengetriebes 60 bereitgestellt werden. Die Anzahl der Gänge des Stufengetriebes 60 ist jedoch nicht auf die vier Gänge beschränkt, sondern kann zwei Gänge oder drei Gänge oder fünf oder mehr Gänge umfassen. Nach einer Modifikation kann eine gewünschte Anzahl von virtuellen Gängen, z.B. ein Gang oder zwei Gänge, in Bezug auf mindestens einen der Gänge der jeweiligen Gänge des Stufengetriebes 60 vorgesehen werden. Bei dieser Modifikation kann für jedes der Übersetzungsverhältnisse der jeweiligen Drehzahlen des Stufengetriebes 60 eine andere gewünschte Anzahl von Übersetzungsverhältnissen vorgesehen werden. Ein Hybridfahrzeug einer anderen Modifikation darf nicht mit virtuellen Übersetzungsverhältnissen versehen werden.
Im Hybridfahrzeug 20 der Ausführungsform ist der Motor MG2 direkt mit der Eingangswelle 61 des Stufengetriebes 60 verbunden. Gemäß einer Modifikation kann der Motor MG2 über ein Untersetzungsgetriebe o.ä. mit der Eingangswelle 61 des Stufengetriebes 60 verbunden sein. Nach einer weiteren Modifikation kann der Motor MG2 direkt mit der Ausgangswelle 62 des Stufengetriebes 60 verbunden werden. Nach einer weiteren Modifikation kann der Motor MG2 mit der Ausgangswelle 62 des Stufengetriebes 60 über ein Untersetzungsgetriebe o.ä. verbunden werden.
Das Hybridfahrzeug 20 der Ausführungsform verwendet die Batterie 50 als Energiespeicher. Nach einer Modifikation kann ein Kondensator als Energiespeicher verwendet werden.
Das Hybridfahrzeug 20 der Ausführungsform ist mit dem Motor ECU 24, dem Motor ECU 40, der Batterie ECU 52 und die HV-ECU 70 ausgestattet. Mindestens zwei dieser ECUs können als eine einzige elektronische Steuereinheit konfiguriert werden.
Im Folgenden wird die Korrespondenzbeziehung zwischen den primären Elementen der obigen Ausführungsform und den primären Elementen der in der Zusammenfassung beschriebenen Offenbarung beschrieben. In der Ausführungsform entspricht der Verbrennungsmotor 22 dem „Verbrennungsmotor“, der Motor MG1 dem „ersten Motor“, das Planetengetriebe 30 dem „Planetengetriebe“ und der Motor MG2 dem „zweiten Motor“, die Batterie 50 entspricht dem „Energiespeicher“, der Motor ECU 24, der Motor ECU 40 und die HV-ECU 70 entsprechen dem „Steuergerät“.
Die Korrespondenzbeziehung zwischen den primären Komponenten der Ausführungsform und den primären Komponenten der Offenbarung, bezüglich derer das Problem in der Zusammenfassung beschrieben wird, sollte nicht als Einschränkung der Komponenten der Offenbarung, bezüglich derer das Problem in der Zusammenfassung beschrieben wird, betrachtet werden, da die Ausführungsform nur veranschaulichend ist, um die Aspekte der Offenbarung, bezüglich derer das Problem in der Zusammenfassung beschrieben wird, spezifisch zu beschreiben. Mit anderen Worten, die Offenbarung, bezüglich derer das Problem in der Zusammenfassung beschrieben wird, sollte auf der Grundlage der Beschreibung in der Zusammenfassung interpretiert werden, und die Ausführungsform ist nur ein spezifisches Beispiel für die Offenbarung, bezüglich derer das Problem in der Zusammenfassung beschrieben wird.
Der Aspekt der Offenbarung wird oben unter Bezugnahme auf die Ausführungsform beschrieben. Die Offenbarung ist jedoch nicht auf die obige Ausführungsform beschränkt, sondern es können verschiedene Modifikationen und Variationen an der Ausführungsform vorgenommen werden, ohne vom Umfang der Offenbarung abzuweichen.
Industrielle Anwendbarkeit
Die Technik der Offenbarung ist auf die Fertigungsindustrien des Hybridfahrzeugs und so weiter anwendbar.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2017159732 A [0002]

Claims

Hybridfahrzeug (20) mit: einem Verbrennungsmotor (22); einem ersten Motor (MG1); einem Planetengetriebe mit drei Rotationselementen, die mit dem Verbrennungsmotor (22), dem ersten Motor (MG1) und einem Übertragungselement (32) verbunden sind; einem Stufengetriebe (60), das zwischen dem Übertragungselement (32) und einer mit einer Achse verbundenen Antriebswelle (36) angeordnet ist; einem zweiten Motor (MG2), der so konfiguriert ist, dass er Leistung von und zu dem Übertragungselement (32) oder der Antriebswelle (36) ein- und ausgibt; einer Energiespeichervorrichtung (50), die so konfiguriert ist, dass sie elektrische Leistung zu und von dem ersten Motor (MG1) und dem zweiten Motor (MG2) überträgt; und einer Steuervorrichtung (24, 40, 70), wobei die Steuervorrichtung (24, 40, 70) programmiert ist, um: eine erforderliche Antriebskraft, die für die Antriebswelle (36) erforderlich ist, basierend auf einem Betätigungsbetrag eines Gaspedals und einer Fahrzeuggeschwindigkeit einzustellen; ein simuliertes Übersetzungsverhältnis aus einem Übersetzungsverhältnis des Stufengetriebes (60) oder aus dem Übersetzungsverhältnis des Stufengetriebes (60) unter Berücksichtigung eines virtuellen Übersetzungsverhältnisses einzustellen und ein Soll-Übersetzungsverhältnis des Stufengetriebes (60) auf der Grundlage des Betätigungsbetrags des Gaspedals und der Fahrzeuggeschwindigkeit oder auf der Grundlage eines Schaltvorgangs des Fahrers einzustellen; eine Soll-Drehzahl des Verbrennungsmotors (22) basierend auf der Fahrzeuggeschwindigkeit und dem simulierten Übersetzungsverhältnis einzustellen; eine Leistungsobergrenze des Verbrennungsmotors (22) einzustellen, wenn der Verbrennungsmotor (22) bei der Soll-Drehzahl betrieben wird; eine erste Antriebskraftobergrenze der Antriebswelle (36) einzustellen, wenn die Leistungsobergrenze von dem Verbrennungsmotor (22) ausgegeben wird; eine Soll-Antriebskraft der Antriebswelle (36) gemäß einer Größenbeziehung zwischen der erforderlichen Antriebskraft und der ersten Antriebskraftobergrenze einzustellen; und den Verbrennungsmotor (22), den ersten Motor (MG1), den zweiten Motor (MG2) und das Stufengetriebe (60) so steuern, dass der Verbrennungsmotor (22) bei der Soll-Drehzahl betrieben wird, das Übersetzungsverhältnis des Stufengetriebes (60) gleich dem Soll-Übersetzungsverhältnis wird und das Hybridfahrzeug (20) auf der Grundlage der Soll-Antriebskraft angetrieben wird, und wobei, wenn die erforderliche Antriebskraft kleiner oder gleich der ersten Antriebskraftobergrenze ist, die Steuervorrichtung (24, 40, 70) so programmiert ist, dass sie die Soll-Antriebskraft auf die erforderliche Antriebskraft einstellt, und wenn die erforderliche Antriebskraft größer als die erste Antriebskraftobergrenze ist, die Steuervorrichtung (24, 40, 70) so programmiert ist, dass sie eine Soll-Kompensationsleistung der Energiespeichervorrichtung (50) auf der Grundlage einer Differenz zwischen der erforderlichen Antriebskraft und der ersten Antriebskraftobergrenze einstellt, die Steuervorrichtung (24, 40, 70) so programmiert ist, dass sie eine zweite Antriebskraftobergrenze der Antriebswelle (36) einstellt, wenn die Leistungsobergrenze von dem Verbrennungsmotor (22) ausgegeben wird und die Energiespeichervorrichtung (50) gemäß einer Arbeitsausgleichsleistung auf der Grundlage der Zielausgleichsleistung geladen oder entladen wird, und die Steuervorrichtung (24, 40, 70) so programmiert ist, dass sie die Soll-Antriebskraft auf den kleineren Wert zwischen der erforderlichen Antriebskraft und der zweiten Antriebskraftobergrenze einstellt, und wobei die Steuervorrichtung (24, 40, 70) so programmiert ist, dass sie die Arbeitskompensationsleistung allmählich in Richtung auf die Soll-Kompensationsleistung erhöht, wenn das Übersetzungsverhältnis des Stufengetriebes (60) geändert wird, verglichen mit einer Erhöhung der Arbeitskompensationsleistung, wenn das Übersetzungsverhältnis des Stufengetriebes (60) nicht geändert wird.
Hybridfahrzeug (20) nach Anspruch 1, wobei die Steuervorrichtung (24, 40, 70) programmiert ist, um die Arbeitskompensationsleistung in einem Fall zu reduzieren, in dem die Arbeitskompensationsleistung einen positiven Wert hat und in dem der Betätigungsbetrag des Gaspedals größer als ein vorbestimmter Betätigungsbetrag wird oder die Fahrzeuggeschwindigkeit höher als eine vorbestimmte Fahrzeuggeschwindigkeit wird.
Hybridfahrzeug (20) nach Anspruch 2, wobei die Steuervorrichtung (24, 40, 70) programmiert ist, um die Arbeitskompensationsleistung aufrechtzuerhalten, wenn das Übersetzungsverhältnis des Stufengetriebes (60) während der Reduzierung der Arbeitskompensationsleistung in dem Fall geändert wird, in dem die Arbeitskompensationsleistung den positiven Wert hat und in dem der Betätigungsbetrag des Gaspedals größer als der vorbestimmte Betätigungsbetrag wird oder die Fahrzeuggeschwindigkeit höher als die vorbestimmte Fahrzeuggeschwindigkeit wird.
Hybridfahrzeug (20) nach Anspruch 1, wobei die Steuervorrichtung (24, 40, 70) so programmiert ist, dass sie die Arbeitskompensationsleistung aufrechterhält, wenn das Übersetzungsverhältnis des Stufengetriebes (60) während der Verringerung der Arbeitskompensationsleistung, die mit einer Verringerung der Soll-Kompensationsleistung einhergeht, geändert wird.
Hybridfahrzeug (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei beim Einstellen der ersten Antriebskraftobergrenze die Steuervorrichtung (24, 40, 70) so programmiert ist, dass sie die erste Antriebskraftobergrenze auf eine Antriebskraft einstellt, wenn eine Gesamtleistung der Leistungsobergrenze und eine erste erforderliche Lade-/Entladeleistung der Energiespeichervorrichtung (50), die auf einem Ladezustand der Energiespeichervorrichtung (50) basiert und einen positiven Wert auf einer Entladeseite hat, an die Antriebswelle (36) ausgegeben wird, und beim Einstellen der zweiten Antriebskraftobergrenze die Steuervorrichtung (24, 40, 70) so programmiert ist, dass sie die zweite Antriebskraftobergrenze auf eine Antriebskraft einstellt, wenn eine Gesamtleistung der Leistungsobergrenze, die erste erforderliche Lade-/Entladeleistung und eine zweite erforderliche Lade-/Entladeleistung der Energiespeichervorrichtung (50), die auf der Entladungsseite einen positiven Wert hat und als Arbeitskompensationsleistung dient, an die Antriebswelle (36) ausgegeben wird.
Hybridfahrzeug (20) nach Anspruch 5, wobei, wenn die erforderliche Antriebskraft kleiner oder gleich der ersten Antriebskraftobergrenze ist, die Steuervorrichtung (24, 40, 70) so programmiert ist, dass sie eine Soll-Leistung des Verbrennungsmotors (22) auf eine Leistung einstellt, die durch Subtrahieren der ersten erforderlichen Lade-/Entladeleistung von einer Leistung bestimmt wird, die bewirkt, dass die Soll-Antriebskraft an die Antriebswelle (36) abgegeben wird, und wenn die erforderliche Antriebskraft größer als die erste Antriebskraftobergrenze ist, die Steuervorrichtung (24, 40, 70) so programmiert ist, dass sie die Soll-Leistung des Verbrennungsmotors (22) auf eine Leistung einstellt, die durch Subtrahieren einer Summe der ersten erforderlichen Lade-/Entladeleistung und der zweiten erforderlichen Lade-/Entladeleistung von der Leistung bestimmt wird, die bewirkt, dass die Soll-Antriebskraft an die Antriebswelle (36) ausgegeben wird, und wobei die Steuervorrichtung (24, 40, 70) so programmiert ist, dass sie den Verbrennungsmotor (22) so steuert, dass die Soll-Leistung von dem Verbrennungsmotor (22) ausgegeben wird.