DE112006000494T5

DE112006000494T5 - Hybridfahrzeug und Steuerverfahren eines Hybridfahrzeugs

Info

Publication number: DE112006000494T5
Application number: DE112006000494T
Authority: DE
Inventors: Yasuo Toyota Shimizu; Hideto Toyota Watanabe
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2005-03-03
Filing date: 2006-03-03
Publication date: 2008-07-24
Anticipated expiration: 2026-03-04
Also published as: DE112006000494B4; CN101115650A; JP2006242096A; US20090005923A1; JP4196958B2; WO2006109379A1; CN101115650B; US7555373B2

Abstract

Hybridfahrzeug, das mit einer Brennkraftmaschine, die aufgebaut ist, um Leistung an eine Antriebswelle abzugeben, die mit einer Achse verknüpft ist, und mit einem Motor ausgestattet ist, der Leistung aufnimmt und abgibt,
wobei das Hybridfahrzeug Folgendes aufweist:
einen Eingabe-Ausgabe-Mechanismus für elektrische Leistung und mechanische Leistung, der mit einer Ausgangswelle der Brennkraftmaschine und der Antriebswelle verbunden ist und zumindest einen Teil der Ausgangsleistung der Brennkraftmaschine an die Antriebswelle durch eine Aufnahme und Abgabe der elektrischen Leistung und der mechanischen Leistung abgibt;
einen zahnradbasierten Leistungsübertragungsaufbau, der die Antriebswelle mit einer Drehwelle des Motors über einen Getriebemechanismus verbindet, um eine Übertragung von Leistung zwischen der Antriebswelle und der Drehwelle zu ermöglichen;
eine Speichereinheit, die elektrische Leistung von dem Motor und dem Eingabe-Ausgabe-Mechanismus für elektrische Leistung und mechanische Leistung aufnehmen und an diese abgeben kann;
ein Antriebskraftanforderungseinstellmodul, das eine Antriebskraftanforderung einstellt, die an die Antriebswelle abzugeben ist;
ein Stopp-Start-Anforderungsmodul,...

Description

Technischer Bereich
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Hybridfahrzeug und ein Steuerverfahren des Hybridfahrzeugs.
Technologischer Hintergrund
Bei einem vorgeschlagenen Hybridfahrzeug, bei dem eine Brennkraftmaschine und ein Motor MG1 über eine Planetengetriebeeinheit mit einer Antriebswelle verbunden sind, die mit einer Achse über einen Getriebemechanismus verknüpft ist, und ein Motor MG2 mit der Antriebswelle verbunden ist, wird ein Startmodus des Verbrennungsmotors gemäß der Tatsache ausgewählt, ob eine Startanforderung des Verbrennungsmotors auf der Absicht des Fahrers basiert (siehe beispielsweise die Japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2004-143957 ). Beim Start des Verbrennungsmotors gemäß der Absicht des Fahrers, beispielsweise als Reaktion auf die Anforderung eines Leistungsbedarfs durch den Fahrer, treibt dieses vorgeschlagene Hybridfahrzeug den Motor MG1 an und steuert diesen mit einem relativ großen Anlassdrehmoment. Beim Start des Verbrennungsmotors unabhängig von der Absicht des Fahrers, beispielsweise als Reaktion auf eine Verringerung des Ladezustands einer Batterie auf oder unter ein voreingestelltes Niveau betreibt und steuert dieses Hybridfahrzeug andererseits den Motor MG1 mit einem relativ kleinen Anlassdrehmoment. Eine derartige Steuerung verringert den potentiellen Drehmomentstoß beim Start des Verbrennungsmotors unabhängig von der Absicht des Fahrers.
Offenbarung der Erfindung
Zusätzlich zu der Verringerung des potentiellen Drehmomentstoßes beim Start des Verbrennungsmotors ist ein weiteres wichtiges Ziel bei dem Hybridfahrzeug die Verringerung des Potenzials eines Spiels oder eines Zahnradklapperns bei dem Getriebemechanismus beim Start des Verbrennungsmotors. Das Hybridfahrzeug soll natürlich auf die Anforderung des Fahrers ansprechen. Das gleichzeitige Verfolgen dieser Anforderungen bei den Hybridfahrzeugen ist somit in hohem Maße notwendig.
Das Hybridfahrzeug der Erfindung und das Steuerverfahren des Hybridfahrzeugs zielen somit darauf ab, das Potenzial eines Spiels oder eines Zahnradklapperns bei einem Getriebemechanismus bei einem Start einer Brennkraftmaschine zu verringern. Das Hybridfahrzeug der Erfindung und das Steuerverfahren des Hybridfahrzeugs zielen ebenso darauf ab, auf die Anforderung des Fahrers anzusprechen. Das Hybridfahrzeug der Erfindung und das Steuerverfahren des Hybridfahrzeugs zielen ferner darauf ab, zu verhindern, dass eine Speichereinheit übermäßig entladen wird.
Zum Lösen von zumindest einem Teil der vorstehend genannten und anderer zugehöriger Aufgaben haben das Hybridfahrzeug der Erfindung und das Steuerverfahren des Hybridfahrzeugs die nachstehend diskutierten Konfigurationen.
Die vorliegende Erfindung ist auf ein Hybridfahrzeug gerichtet, das mit einer Brennkraftmaschine ausgestattet ist, die aufgebaut ist, um Leistung an eine Antriebswelle abzugeben, die mit einer Achse und mit einem Motor verknüpft ist, der Leistung aufnimmt und abgibt.
Das Hybridfahrzeug weist Folgendes auf: Einen Eingabe-Ausgabe-Mechanismus für elektrische Leistung und mechanische Leistung, der mit einer Ausgangswelle der Brennkraftmaschine und mit der Antriebswelle verbunden ist und zumindest einen Teil der Ausgangsleistung der Brennkraftmaschine an die Antriebswelle durch eine Eingabe und Ausgabe der elektrischen Leistung und der mechanischen Leistung abgibt; einen zahnradbasierten Leistungsübertragungsaufbau, der die Antriebswelle mit einer Drehwelle des Motors über einen Getriebemechanismus verbindet, um eine Übertragung von Leistung zwischen der Antriebswelle und der Drehwelle zu ermöglichen; eine Speichereinheit, die elektrische Leistung von dem Motor und dem Eingabe-Ausgabe-Mechanismus für elektrische Leistung und mechanische Leistung aufzunehmen und an diese abzugeben; ein Antriebskraftanforderungseinstellmodul, das eine Antriebskraftanforderung einstellt, die an die Antriebswelle abzugeben ist; ein Stopp-Start-Anforderungsmodul, das eine Stoppanforderung der Brennkraftmaschine bei einer Erfüllung einer voreingestellten Betriebsstoppbedingung abgibt und eine Startanforderung der Brennkraftmaschine bei einer Erfüllung einer voreingestellten Betriebsstartbedingung abgibt; und ein Steuermodul, das unter der Bedingung, dass ein Grad einer Spieleinstellung bei dem Getriebemechanismus eine vorbestimmte Bedingung im Augenblick erfüllt, in dem die Startanforderung durch das Stopp-Start-Anforderungsmodul abgegeben wird, die Brennkraftmaschine, den Eingabe-Ausgabe-Mechanismus für elektrische Leistung und mechanische Leistung und den Motor steuert, um die Brennkraftmaschine zu starten und die Abgabe einer Antriebskraft, die äquivalent zu der eingestellten Antriebskraftanforderung ist, an die Antriebswelle sicher zu stellen, während unter der Bedingung, dass der Grad der Spieleinstellung bei dem Getriebemechanismus die vorbestimmte Bedingung im Augenblick der Startanforderung nicht erfüllt, die Brennkraftmaschine, den Eingabe-Ausgabe-Mechanismus für elektrische Leistung und mechanische Leistung und den Motor steuert, um die Brennkraftmaschine ungeachtet der Startanforderung angehalten hält, und um eine Abgabe der Antriebskraft, die äquivalent zu der eingestellten Antriebskraftanforderung ist, an die Antriebswelle sicher zu stellen.
Unter der Bedingung, dass der Grad der Spieleinstellung bei dem Getriebemechanismus die vorbestimmte Bedingung im Augenblick der Startanforderung erfüllt, die bei Erfüllung der voreingestellten Betriebsstartbedingung abgegeben wird, steuert das Hybridfahrzeug der Erfindung die Brennkraftmaschine, den Eingabe-Ausgabe-Mechanismus für elektrische Leistung und mechanische Leistung und den Motor, um die Brennkraftmaschine zu starten und die Abgabe einer Antriebskraft, die äquivalent zu einer Antriebskraftanforderung ist, an die Antriebswelle sicher zu stellen. Unter der Bedingung, dass der Grad der Spieleinstellung bei dem Getriebemechanismus die vorbestimmte Bedingung im Augenblick der Startanforderung nicht erfüllt, die bei Erfüllung der voreingestellten Betriebsstartbedingung abgegeben wird, steuert das Hybridfahrzeug der Erfindung die Brennkraftmaschine, den Eingabe-Ausgabe-Mechanismus für elektrische Leistung und mechanische Leistung und den Motor, um die Brennkraftmaschine ungeachtet der Startanforderung angehalten zu halten und die Abgabe der Antriebskraft, die äquivalent zu der eingestellten Antriebskraftanforderung ist, an die Antriebswelle sicher zu stellen. Diese Anordnung verringert wirksam das Potenzial für ein Spiel oder ein Zahnradklappern bei dem Getriebemechanismus beim Start der Brennkraftmaschine und hält dadurch eine gute Fahrbarkeit aufrecht.
In einer bevorzugten Anwendung des Hybridfahrzeugs der Erfindung gibt unter der Bedingung, dass das Ausgangsdrehmoment des Motors nicht geringer als das voreingestellte Referenzdrehmomentniveau im Augenblick der Startanforderung ist, das Steuermodul an, dass der Grad der Spieleinstellung bei dem Getriebemechanismus die vorbestimmte Bedingung erfüllt, und steuert die Brennkraftmaschine den Eingabe-Ausgabe-Mechanismus für elektrische Leistung und mechanische Leistung und den Motor, um die Brennkraftmaschine zu starten. Unter der Bedingung, dass das Ausgangsdrehmoment des Motors niedriger als das voreingestellte Referenzdrehmomentniveau im Augenblick der Startanforderung ist, gibt das Steuermodul an, dass der Grad der Spieleinstellung bei dem Getriebemechanismus die vorbestimmte Bedingung nicht erfüllt, und steuert die Brennkraftmaschine, den Eingabe-Ausgabe-Mechanismus für elektrische Leistung und mechanische Leistung und den Motor, um die Brennkraftmaschine angehalten zu halten. Diese Anordnung stellt die geeignete Bestimmung sicher, ob der Grad der Spieleinstellung bei dem Getriebemechanismus die vorbestimmte Bedingung erfüllt.
Bei einer weiteren bevorzugten Anwendung des Hybridfahrzeugs der Erfindung steuert unter der Bedingung, dass die eingerichtete Antriebskraftanforderung nicht geringer als ein voreingestelltes Referenzdrehmomentniveau im Augenblick der Startanforderung ist, das Steuermodul die Brennkraftmaschine, den Eingabe-Ausgabe-Mechanismus für elektrische Leistung und mechanische Leistung und den Motor, um die Brennkraftmaschine unabhängig von dem Grad der Spieleinstellung in dem Getriebemechanismus zu starten. Diese Anordnung spricht in wünschenswerter Weise auf die Anforderung des Fahrers an.
Bei noch einer weiteren bevorzugten Anwendung des Hybridfahrzeugs der Erfindung steuert unter der Bedingung, dass ein Ladezustand der Speichereinheit geringer als ein voreingestelltes Referenzladeniveau im Augenblick der Startanforderung ist, das Steuermodul die Brennkraftmaschine, den Eingabe-Ausgabe-Mechanismus für elektrische Leistung und mechanische Leistung und den Motor, um die Brennkraftmaschine unabhängig von dem Grad der Spieleinstellung bei dem Getriebemechanismus zu starten. Diese Anordnung verhindert in wünschenswerter Weise, dass die Speichereinheit übermäßig entladen wird. Unter der Steuerung zum Halten der Brennkraftmaschine im angehaltenen Zustand unter den Bedingungen, dass der Ladezustand der Speichereinheit nicht niedriger als das voreingestellte Referenzladeniveau ist, und dass der Grad der Spieleinstellung bei dem Getriebemechanismus die vorbestimmte Bedingung im Augenblick der Startanforderung nicht erfüllt, wenn der Ladezustand der Speichereinheit sich auf unter das voreingestellte Referenzladeniveau verringert, kann das Steuermodul die Brennkraftmaschine, den Eingabe-Ausgabe-Mechanismus für elektrische Leistung und mechanische Leistung und den Motor steuern, um die Brennkraftmaschine unabhängig von dem Grad der Spieleinstellung bei dem Getriebemechanismus zu starten.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung weist das Hybridfahrzeug ferner ein Leistungsanforderungseinstellmodul auf, das eine für die Antriebswelle geforderte Leistungsanforderung auf der Grundlage der eingestellten Antriebskraftanforderung einstellt. Das Stopp-Start-Anforderungsmodul stellt ein Referenzleistungsniveau so ein, dass es sich mit einer Verringerung des Ladezustands der Speichereinheit verringert, und wenn die eingestellte Leistungsanforderung höher als das Referenzleistungsniveau ist, gibt sie die Erfüllung der voreingestellten Betriebsstartbedingung an, um die Startanforderung der Brennkraftmaschine abzugeben. Diese Anordnung vereinfacht die Erfüllung der voreingestellten Betriebsstartbedingung bei einem niedrigeren Ladezustand der Speichereinheit.
In einer weiteren bevorzugten Anwendung des Hybridfahrzeugs weist der Eingabe-Ausgabe-Mechanismus für elektrische Leistung und mechanische Leistung Folgendes auf: Ein Drei-Wellen-Leistungseingabeausgabemodul, das mit drei Wellen verknüpft ist, nämlich der Ausgangswelle der Brennkraftmaschine, der Antriebswelle und der Drehwelle des Motors, und das automatisch Leistung von einer übrigen Welle aufnimmt und zu dieser abgibt auf der Grundlage von Leistungen, die von zwei Wellen von den drei Wellen aufgenommen wird und abgegeben wird; und einen weiteren Motor, der Leistung von der Drehwelle aufnehmen und zu dieser abgeben kann. Der Eingabe-Ausgabe-Mechanismus für elektrische Leistung und mechanische Leistung weist Folgendes auf: Einen Rotorpaarmotor, der einen ersten Rotor, der mit der Ausgangswelle der Brennkraftmaschine verbunden ist, und einen zweiten Rotor hat, der mit der Antriebswelle verbunden ist, und der betrieben wird, sodass er sich durch eine relative Drehung des ersten Rotors und des zweiten Rotors dreht.
Die vorliegende Erfindung ist auf ein Steuerverfahren eines Hybridfahrzeugs gerichtet, das Folgendes aufweist: Eine Brennkraftmaschine; einen Eingabe-Ausgabe-Mechanismus für elektrische Leistung und mechanische Leistung, der mit einer Ausgangswelle der Brennkraftmaschine und mit einer Antriebswelle verbunden ist und zumindest einen Teil einer Ausgangsleistung der Brennkraftmaschine an die Antriebswelle durch eine Aufnahme und Abgabe von elektrischer Leistung und mechanischer Leistung abgibt; einen Motor, der Leistung aufnimmt oder abgibt; einen zahnradbasierten Leistungsübertragungsaufbau, der die Antriebswelle mit einer Drehwelle des Motors über einen Getriebemechanismus verbindet, um eine Übertragung von Leistung zwischen der Antriebswelle und der Drehwelle zu ermöglichen; und eine Speichereinheit, die elektrische Leistung von dem Motor und dem Eingabe-Ausgabe-Mechanismus für elektrische Leistung und mechanische Leistung aufnehmen und zu diesen abgeben kann. Unter der Bedingung, dass ein Grad einer Spieleinstellung bei dem Getriebemechanismus eine vorbestimmte Erfüllung im Augenblick einer Startanforderung der Brennkraftmaschine erfüllt, die bei einer Erfüllung einer voreingestellten Betriebsstartbedingung abgegeben wird, steuert das Steuerverfahren die Brennkraftmaschine, den Eingabe-Ausgabe-Mechanismus für elektrische Leistung und mechanische Leistung und den Motor, um die Brennkraftmaschine zu starten und die Abgabe einer Antriebskraft, die äquivalent zu einer voreingestellten Antriebskraftanforderung ist, an die Antriebswelle sicher zu stellen. Unter der Bedingung, dass der Grad einer Spieleinstellung bei dem Getriebemechanismus die vorbestimmte Bedingung im Augenblick der Startanforderung nicht erfüllt, steuert das Steuerverfahren die Brennkraftmaschine, den Eingabe-Ausgabe-Mechanismus für elektrische Leistung und mechanische Leistung und den Motor, um die Brennkraftmaschine ungeachtet der Startanforderung und zum Sicherstellen einer Abgabe der Antriebskraft, die äquivalent zu der voreingestellten Antriebskraftanforderung ist, an die Antriebswelle angehalten zu halten.
Unter der Bedingung, dass der Grad einer Spieleinstellung bei dem Getriebemechanismus die vorbestimmte Bedingung im Augenblick der Startanforderung erfüllt, die bei Erfüllung der voreingestellten Betriebsstartbedingung abgegeben wird, steuert das Steuerverfahren der Erfindung die Brennkraftmaschine, den Eingabe-Ausgabe-Mechanismus für elektrische Leistung und mechanische Leistung und den Motor, um die Brennkraftmaschine zu starten und eine Abgabe einer Antriebskraft, die äquivalent zu einer Antriebskraftanforderung ist, an die Antriebswelle sicher zu stellen. Unter der Bedingung, dass der Grad einer Spieleinstellung bei dem Getriebemechanismus die vorbestimmte Bedingung im Augenblick der Startanforderung nicht erfüllt, die bei Erfüllung der voreingestellten Betriebsstartbedingung abgegeben wird, steuert das Steuerverfahren der Erfindung die Brennkraftmaschine, den Eingabe-Ausgabe-Mechanismus für elektrische Leistung und mechanische Leistung und den Motor, um den Verbrennungsmotor ungeachtet der Startanforderung angehalten zu halten und um eine Abgabe der Antriebskraft, die äquivalent zu der eingestellten Antriebskraftanforderung ist, an die Antriebswelle sicher zu stellen. Diese Anordnung verringert wirksam das Potenzial eines Spiels oder eines Zahnradklapperns bei dem Getriebemechanismus beim Start der Brennkraftmaschine und hält dadurch eine gute Fahrbarkeit aufrecht.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung gibt unter der Bedingung, dass ein Ausgangsdrehmoment des Motors nicht geringer als ein voreingestelltes Referenzdrehmomentniveau im Augenblick der Startanforderung ist, das Steuerverfahren an, dass der Grad einer Spieleinstellung bei dem Getriebemechanismus die vorbestimmte Bedingung erfüllt, und steuert die Brennkraftmaschine, den Eingabe-Ausgabe-Mechanismus für elektrische Leistung und mechanische Leistung und den Motor, um die Brennkraftmaschine zu starten. Unter der Bedingung, dass das Ausgangsdrehmoment des Motors geringer als das voreingestellte Referenzdrehmomentniveau im Augenblick der Startanforderung ist, gibt das Steuerverfahren an, dass der Grad einer Spieleinstellung bei dem Getriebemechanismus die vorbestimmte Bedingung nicht erfüllt, und steuert die Brennkraftmaschine, den Eingabe-Ausgabe-Mechanismus für elektrische Leistung und mechanische Leistung und den Motor, um die Brennkraftmaschine angehalten zu halten. Diese Anordnung stellt die geeignete Bestimmung sicher, ob der Grad der Spieleinstellung bei dem Getriebemechanismus die vorbestimmte Bedingung erfüllt.
In einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung steuert unter der Bedingung, dass die eingestellte Antriebskraftanforderung nicht geringer als ein voreingestelltes Referenzantriebskraftniveau im Augenblick der Startanforderung ist, das Steuerverfahren die Brennkraftmaschine, den Eingabe-Ausgabe-Mechanismus für elektrische Leistung und mechanische Leistung und den Motor, um die Brennkraftmaschine unabhängig von dem Grad der Spieleinstellung bei dem Getriebemechanismus zu starten. Diese Anordnung spricht in wünschenswerter Weise auf die Anforderung des Fahrers an.
Bei noch einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung steuert unter der Bedingung, dass ein Ladezustand der Speichereinheit niedriger als ein voreingestelltes Referenzladeniveau im Augenblick der Startanforderung ist, das Steuerverfahren die Brennkraftmaschine, den Eingabe-Ausgabe-Mechanismus für elektrische Leistung und mechanische Leistung und den Motor, um die Brennkraftmaschine unabhängig von dem Grad der Spieleinstellung bei dem Getriebemechanismus zu starten. Diese Anordnung verhindert in wünschenswerter Weise, dass die Speichereinheit übermäßig entladen wird. Unter der Steuerung, um die Brennkraftmaschine unter der Bedingung angehalten zu halten, dass der Ladezustand der Speichereinheit nicht niedriger als das voreingestellte Referenzladeniveau ist und dass der Grad der Spieleinstellung bei dem Getriebemechanismus die vorbestimmte Bedingung im Augenblick der Startanforderung nicht erfüllt, kann dann, wenn der Ladezustand der Speichereinheit sich unter das voreingestellte Referenzladeniveau verringert, das Steuermodul die Brennkraftmaschine, den Eingabe-Ausgabe-Mechanismus für elektrische Leistung und mechanische Leistung und den Motor steuern, um die Brennkraftmaschine unabhängig von dem Grad der Spieleinstellung bei dem Getriebemechanismus zu starten.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 stellt schematisch die Konfiguration eines Hybridfahrzeugs in einem Ausführungsbeispiel der Erfindung dar;
2 ist ein Ablaufdiagramm, das eine Antriebssteuerroutine zeigt, die durch eine elektronische Hybridsteuereinheit ausgeführt wird, die in dem Hybridfahrzeug des Ausführungsbeispiels enthalten ist;
3 zeigt ein Beispiel eines Drehmomentanforderungseinstellkennfelds;
4 ist ein Kennfeld, das eine Variation eines Referenzleistungsniveaus Pref gegenüber dem Ladezustand SOC einer Batterie zeigt;
5 zeigt eine effiziente Betriebslinie eines Verbrennungsmotors zum Einstellen einer Solldrehzahl Ne* und eines Solldrehmoments Te*;
6 ist ein Liniendiagramm, das eine Drehmoment-Drehzahl-Dynamik von jeweiligen Drehelementen zeigt, die in dem Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus bei dem Hybridfahrzeug des Ausführungsbeispiels vorgesehen sind;
7 stellt schematisch die Konfiguration eines weiteren Hybridfahrzeugs als ein abgewandeltes Beispiel dar; und
8 stellt schematisch die Konfiguration von noch einem weiteren Hybridfahrzeug als weiteres abgewandeltes Beispiel dar.
Beste Ausführungsformen der Erfindung
Eine Ausführungsform der Erfindung wird nachstehend als bevorzugtes Ausführungsbeispiel diskutiert. 1 stellt schematisch die Konstruktion eines Hybridfahrzeugs 20 in einem Ausführungsbeispiel der Erfindung dar. Wie dargestellt ist, weist das Hybridfahrzeug 20 des Ausführungsbeispiels einen Verbrennungsmotor 22, einen Drei-Wellen-Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus 30, der mit einer Kurbelwelle 26, die als Ausgangswelle des Verbrennungsmotors 22 funktioniert, über einen Dämpfer 28 verbunden ist, einen Motor MG1, der mit dem Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus 30 verknüpft ist und elektrische Leistung erzeugen kann, einen weiteren Motor MG2, der mit dem Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus 30 über das Reduktionsgetriebe 35 verknüpft ist, und eine elektronische Hybridsteuereinheit 70 auf, die die gesamte Leistungsabgabevorrichtung steuert.
Der Verbrennungsmotor 22 ist eine Brennkraftmaschine, die Kohlenwasserstoff Kraftstoff, wie zum Beispiel Benzin oder leichtes Öl verwendet, um Leistung abzugeben. Eine elektronische Verbrennungsmotorsteuereinheit (im Folgenden als ECU bezeichnet) 24 empfängt Signale von verschiedenen Sensoren, die Betriebsbedingungen des Verbrennungsmotors 22 erfassen und führt eine Betriebssteuerung des Verbrennungsmotors 22, beispielsweise eine Kraftstoffeinspritzsteuerung, eine Zündsteuerung und eine Einlassluftdurchflussregulation durch. Die Verbrennungsmotor-ECU 24 kommuniziert mit der elektronischen Hybridsteuereinheit 70, um Betriebe des Verbrennungsmotors 22 als Reaktion auf Steuersignale zu steuern, die von der elektronischen Hybridsteuereinheit 70 übertragen werden, während sie Daten bezüglich Betriebsbedingungen des Verbrennungsmotors 22 an die elektronische Hybridsteuereinheit 70 gemäß den Anforderungen abgibt.
Der Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus 30 hat ein Sonnenrad 31, das ein Außenzahnrad ist, einen Zahnkranz 32, der ein Innenzahnrad ist und konzentrisch zu dem Sonnenrad 31 angeordnet ist, mehrere Ritzel 33, die mit dem Sonnenrad 31 und dem Zahnkranz 32 eingreifen, und einen Träger 34, der die mehreren Ritzel 33 derart hält, dass er deren freien Umlauf von deren freier Drehung an den jeweiligen Achsen gestattet. Der Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus 30 ist nämlich als Planetengetriebemechanismus aufgebaut, der verschiedene Bewegungen des Sonnenrads 31, des Zahnkranzes 32 und des Trägers 34 als Drehelemente gestattet. Der Träger 34, das Sonnenrad 31 und der Zahnkranz 32 bei dem Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus 30 sind jeweils mit der Kurbelwelle 26 des Verbrennungsmotors 22, dem Motor MG1 und dem Reduktionsgetriebe 35 über eine Zahnkranzwelle 32a gekoppelt. Während der Motor MG1 als Generator funktioniert, wird die Leistung, die von dem Verbrennungsmotor 22 abgegeben wird und durch den Träger 34 eingegeben wird, auf das Sonnenrad 31 und den Zahnkranz 32 gemäß dem Übersetzungsverhältnis verteilt. Während der Motor MG1 als Motor funktioniert, wird andererseits die Leistung, die von dem Verbrennungsmotor 22 abgegeben wird und durch den Träger 34 eingegeben wird, mit der Leistung kombiniert, die von dem Motor MG1 abgegeben wird und durch das Sonnenrad 31 eingegeben wird, und wird die zusammengesetzte Leistung an den Zahnkranz 32 abgegeben. Die Leistung, die an den Zahnkranz 32 abgegeben wird, wird somit abschließend auf die Antriebsräder 39a und 39b über den Getriebemechanismus 37, das Differenzialgetriebe 38 und die Achse 36 von der Zahnkranzwelle 32a übertragen.
Beide Motoren MG1 und MG2 sind bekannte Synchronmotorgeneratoren, die als Generator und als Motor betrieben werden. Die Motoren MG1 und MG2 übertragen elektrische Leistung zu und von einer Batterie 50 über Wandler 41 und 42. Energieleitungen 54, die die Wandler 41 und 42 mit der Batterie 50 verbinden, sind als Positivelektroden Busleitung und Negativelektroden Busleitung aufgebaut, die durch die Wandler 41 und 42 geteilt werden. Diese Anordnung ermöglicht, dass die elektrische Leistung, die durch einen der Motoren MG1 und MG2 erzeugt wird, durch den anderen Motor verbraucht wird. Die Batterie 50 wird mit einem Überschuss der elektrischen Leistung geladen, die durch den Motor MG1 oder MG2 erzeugt wird, und wird entladen, um einen Mangel der elektrischen Leistung zu ergänzen. Wenn das Leistungsgleichgewicht zwischen den Motoren MG1 und MG2 erhalten wird, wird die Batterie 50 weder geladen noch entladen. Die Betriebe von den beiden Motoren MG1 und MG2 werden durch eine elektronische Motorsteuereinheit (im Folgenden als Motor-ECU bezeichnet) 40 gesteuert. Die Motor-ECU 40 empfängt diverse Signale, die zum Steuern der Betriebe der Motoren MG1 und MG2 erforderlich sind, beispielsweise Signale von Drehpositionserfassungssensoren 43 und 44, die die Drehpositionen von Rotoren bei den Motoren MG1 und MG2 erfassen, und Phasenströme, die auf die Motoren MG1 und MG2 aufgebracht und Stromsensoren (nicht gezeigt) gemessen werden. Die Motor-ECU 40 gibt Umschaltsteuersignale an die Wandler 41 und 42 ab. Die Motor-ECU 40 führt eine Drehzahlberechnungsroutine (nicht gezeigt) aus, um Drehzahlen Nm1 und Nm2 der jeweiligen Rotoren bei den Motoren MG1 und MG2 aus den Eingangssignalen der Drehpositionserfassungssensoren 43 und 44 zu berechnen. Die Motor-ECU 40 kommuniziert mit der elektronischen Hybridsteuereinheit 40, um die Betriebe der Motoren MG1 und MG2 als Reaktion auf Steuersignale zu steuern, die von der elektronischen Hybridsteuereinheit 70 übertragen werden, während sie Daten bezüglich Betriebsbedingungen der Motoren MG1 und MG2 an die elektronische Hybridsteuereinheit 70 gemäß den Anforderungen abgibt.
Die Batterie 50 befindet sich unter der Steuerung einer elektronischen Batteriesteuereinheit (im Folgenden als Batterie-ECU bezeichnet) 52. Die Batterie-ECU 52 empfängt diverse Signale, die für die Steuerung der Batterie 50 erforderlich sind, beispielsweise eine Anschlussspannung Vb, die durch einen Spannungssensor 51a gemessen wird, der zwischen den Anschlüssen der Batterie 50 angeordnet ist, einen Lade-Entlade-Strom Ib, der durch einen Stromsensor 51mb gemessen wird, der an der Energieleitung 54 angebracht ist, die mit dem Ausgangsanschluss der Batterie 50 verbunden ist, um eine Batterietemperatur Tb, die durch einen Temperatursensor 51c gemessen wird, der an der Batterie 50 angebracht ist. Die Batterie-ECU 52 gibt Daten bezüglich des Zustands der Batterie 50 an die elektronische Hybridsteuereinheit 70 über eine Kommunikation gemäß den Anforderungen ab. Die Batterie-ECU 52 berechnet einen Ladezustand (SOC) der Batterie 50 auf der Grundlage des akkumulierten Lade-Entlade-Stroms Ib, der durch den Stromsensor 51b gemessen wird, zur Steuerung der Batterie 50.
Die elektronische Hybridsteuereinheit 70 ist als Mikroprozessor mit einer CPU 72, einem ROM 74, der Prozessprogramme speichert, einem RAM 76, der zeitweilig Daten speichert, und einem nicht dargestellten Eingabe-Ausgabe-Anschluss sowie einem nicht dargestellten Kommunikationsanschluss aufgebaut. Die elektronische Hybridsteuereinheit 70 empfängt verschiedenartige Eingaben über den Eingabeanschluss: Ein Zündsignal von einem Zündschalter 80, eine Schaltposition SP von einem Schaltpositionssensor 82, der die gegenwärtige Position eines Schalthebels 81 erfasst, eine Beschleunigeröffnung Acc von einem Beschleunigerpedalpositionssensor 84, der einen Trittbetrag eines Beschleunigerpedals 83 misst, eine Bremspedalposition BP von einem Bremspedalpositionssensor 86, der einen Trittbetrag eines Bremspedals 85 misst, und eine Fahrzeuggeschwindigkeit V von einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 88. Die elektronische Hybridsteuereinheit 70 kommuniziert mit der Verbrennungsmotor-ECU 24, der Motor-ECU 40 und der Batterie-ECU 52 über den Kommunikationsanschluss zum Übertragen von diversen Steuersignalen und Daten zu und von der Verbrennungsmotor-ECU 24, der Motor-ECU 40 und der Batterie-ECU 52, wie vorstehend erwähnt ist.
Das Hybridfahrzeug 20 des Ausführungsbeispiels, das derart aufgebaut ist, berechnet eine Drehmomentanforderung, die an die Zahnkranzwelle 32a abzugeben ist, die als Antriebswelle funktioniert, auf der Grundlage der beobachteten Werte einer Fahrzeuggeschwindigkeit V und einer Beschleunigeröffnung Acc, die einem Trittbetrag eines Beschleunigerpedals 83 durch einen Fahrer entspricht. Der Verbrennungsmotor 22 und die Motoren MG1 und MG2 werden einer Betriebssteuerung zur Abgabe eines erforderlichen Niveaus einer Leistung entsprechend der berechneten Drehmomentanforderung an die Zahnkranzwelle 32a unterzogen. Die Betriebssteuerung des Verbrennungsmotors 22 und der Motoren MG1 und MG2 bewirkt wahlweise einen von einem Drehmomentumwandlungsantriebsmodus, einem Lade Entlade Antriebsmodus und einem Motorantriebsmodus. Der Drehmomentumwandlungsantriebsmodus steuert die Betriebe des Verbrennungsmotors 22, um eine Größe einer Leistung abzugeben, die äquivalent zu dem angeforderten Niveau der Leistung ist, während er die Motoren MG1 und MG2 antreibt und steuert, um zu verursachen, dass die gesamte Leistung, die von dem Verbrennungsmotor 22 abgegeben wird, einer Drehmomentumwandlung durch den Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus 30 und die Motoren MG1 und MG2 unterzogen wird und an die Zahnkranzwelle 32a abgegeben wird. Der Lade Entlade Antriebsmodus steuert die Betriebe des Verbrennungsmotors 22, um eine Menge Leistung, die äquivalent zu der Summe und einer Menge elektrischer Leistung ist, die durch das Laden der Batterie 50 verbraucht wird oder durch Entladen der Batterie 50 zugeführt wird, während er die Motoren MG1 und MG2 antreibt und steuert, um zu verursachen, dass die Gesamtheit oder ein Teil der Leistung, die von dem Verbrennungsmotor 22 abgegeben wird, die äquivalent zu dem erforderlichen Niveau der Leistung ist, der Drehmomentumwandlung durch den Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus 30 und die Motoren MG1 und MG2 unterzogen wird und an die Zahnkranzwelle 32a gleichzeitig mit dem Laden oder Entladen der Batterie 50 abgegeben wird. Der Motorantriebsmodus hält die Betriebe des Verbrennungsmotors 22 an und betreibt und steuert den Motor MG2, um eine Menge Leistung ab, die äquivalent zu dem erforderlichen Niveau der Leistung ist, an die Zahnkranzwelle 32a abzugeben.
Die Beschreibung betrifft eine Reihe von Steuerbetrieben des Hybridfahrzeugs 20 des Ausführungsbeispiels, das den vorstehend diskutierten Aufbau hat. 2 ist ein Ablaufdiagramm, das eine Antriebssteuerroutine zeigt, die durch die elektronische Hybridsteuereinheit 70 ausgeführt wird. Diese Antriebssteuerroutine wird wiederholt bei voreingestellten Zeitintervallen, beispielsweise bei allen mehreren ms durchgeführt.
Bei der Antriebssteuerroutine gibt die CPU 72 der elektronischen Hybridsteuereinheit 70 zuerst verschiedenartige Daten ein, die zur Steuerung erforderlich sind, nämlich die Beschleunigeröffnung Acc von dem Beschleunigerpedalpositionssensor 84, die Fahrzeuggeschwindigkeit V von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 88, die Drehzahlen Nm1 und Nm2 der Motoren MG1 und MG2, den Ladezustand SOC der Batterie 50, eine Lade-Entlade-Leistungsanforderung Pb*, die in die Batterie 50 zu laden ist oder von der Batterie 50 zu entladen ist, und eine Abgabegrenze Wout der Batterie 50 (Schritt S100). Die Drehzahlen Nm1 und Nm2 der Motoren MG1 und MG2 werden aus den Drehpositionen der jeweiligen Rotoren bei den Motoren MG1 und MG2 berechnet, die durch die Drehpositionserfassungssensoren 43 und 44 erfasst werden und werden von der Motor-ECU 40 durch eine Kommunikation empfangen. Der Ladezustand SOC der Batterie 50 wird aus dem kumulierten Lade-Entlade-Strom Ib der Batterie 50 berechnet, der durch den elektrischen Stromsensor 51b gemessen wird und von der Batterie-ECU 52 durch eine Kommunikation empfangen wird. Die Lade-Entlade-Leistungsanforderung Pb* der Batterie 50 wird auf der Grundlage des Ladezustands SOC der Batterie 50 eingestellt und wird von der Batterie-ECU 52 durch eine Kommunikation empfangen. Die Abgabegrenze Wout der Batterie 50 wird auf der Grundlage der Batterietemperatur Tb und des Ladezustands SOC eingestellt und von der Batterie-ECU 52 durch eine Kommunikation empfangen.
Nachdem die Daten eingegeben sind, stellt die CPU 72 eine Drehmomentanforderung Tr*, die an die Zahnkranzwelle 32a oder die Antriebswelle abzugeben ist, und eine Verbrennungsmotorleistungsanforderung Pe*, die für den Verbrennungsmotor 22 erforderlich ist, auf der Grundlage der eingegebenen Beschleunigeröffnung Acc und der eingegebenen Fahrzeuggeschwindigkeit V ein (Schritt S110). Eine konkrete Prozedur zum Einstellen der Drehmomentanforderung Tr* in diesem Ausführungsbeispiel speichert im Voraus Variationen der Drehmomentanforderung Tr* gegenüber der Beschleunigeröffnung Acc und der Fahrzeuggeschwindigkeit V als Drehmomentanforderungseinstellkennfeld in dem ROM 74 und liest die Drehmomentanforderung Tr* entsprechend der gegebenen Beschleunigeröffnung Acc und der gegebenen Fahrzeuggeschwindigkeit V aus diesem Drehmomentanforderungseinstellkennfeld ein. Ein Beispiel des Drehmomentanforderungseinstellkennfelds ist in 3 gezeigt. Die Verbrennungsmotorleistungsanforderung Pe* wird als Summe des Produkts der Drehmomentanforderung Tr* und der Drehzahl Nr der Zahnkranzwelle 32a, der Lade-Entlade-Leistungsanforderung Pb*, die in die Batterie 50 zu laden oder von dieser zu entladen ist, und eines potentiellen Verlusts berechnet. Die Drehzahl Nr der Zahnkranzwelle 32a wird durch Teilen der Drehzahl Nm2 des Motors MG2 durch ein Übersetzungsverhältnis Gr des Reduktionsgetriebes 35 oder durch Multiplizieren der Fahrzeuggeschwindigkeit V mit einem Umwandlungsfaktor k erhalten.
Die CPU 72 stellt nachfolgend ein Referenzleistungsniveau Pref auf der Grundlage des Ladezustands SOC der Batterie 50 ein (Schritt S120) und führt Vergleiche zwischen der Verbrennungsmotorleistungsanforderung Pe* und dem Referenzleistungsniveau Pref und zwischen dem Ladezustand SOC der Batterie 50 und einem voreingestellten Referenzladeniveau Sref durch (Schritt S130). Die Ergebnisse dieser Vergleiche geben das Erfordernis oder nicht vorhandene Erfordernis des Betriebs des Verbrennungsmotors 22 an. Das Referenzleistungsniveau Pref wird als Kriterium zum Angeben des Erfordernisses oder nicht vorhandenen Erfordernisses des Betriebs des Verbrennungsmotors 22 auf der Grundlage der Anforderung durch den Fahrer verwendet. Eine konkrete Prozedur zur Einstellung des Referenzleistungsniveaus Pref in diesem Ausführungsbeispiel speichert im Voraus eine Variation des Referenzleistungsniveaus Pref gegenüber dem Ladezustand SOC der Batterie 50 als Kennfeld in dem ROM 74 und liest das Referenzleistungsniveau Pref entsprechend dem gegebenen Ladezustand SOC aus dem Kennfeld ein. Das Kennfeld von 4 zeigt die Variation des Referenzleistungsniveaus Pref gegenüber dem Ladezustand SOC der Batterie 50 als Beispiel. In dieser Kennfelddarstellung ist das Referenzleistungsniveau Pref so eingestellt, dass es sich mit einer Verringerung des Ladezustands SOC und der Batterie 50 verringert. Der niedrigere Ladezustand SOC der Batterie 50 ergibt eine höhere Wahrscheinlichkeit, dass der Verbrennungsmotor 22 in seinem Betriebszustand gehalten und betrieben wird und die höhere Wahrscheinlichkeit zur Erfüllung der Bedingung einer Startanforderung des Verbrennungsmotors 22 im angehaltenen Zustand. Der Grund für diese Einstellung des Referenzleistungsniveaus Pref wird später beschrieben. Das Referenzladeniveau Sref wird als Kriterium zum Angeben des Erfordernisses oder nicht vorhandenen Erfordernisses des Betriebs des Verbrennungsmotors 22 auf der Grundlage des Ladezustands SOC der Batterie 50 verwendet und hängt von den Kenngrößen der Batterie 50 ab.
Wenn die Verbrennungsmotorleistungsanforderung Pe* nicht höher als das voreingestellte Referenzleistungsniveau Pref ist und wenn der Ladezustand SOC der Batterie 50 nicht niedriger als das voreingestellte Referenzladeniveau Sref bei Schritt S130 ist, gibt die CPU 72 das Erfordernis zum Anhalten des Verbrennungsmotors 22 an. Die CPU 72 stellt demgemäß sowohl eine Solldrehzahl Ne* als auch einen Solldrehmoment Te* des Verbrennungsmotors 22 auf "0" (Schritt S140) und stellt eine Drehmomentanweisung Tm1* des Motors MG1 auf "0" (Schritt S150). Die CPU 72 teilt dann die Abgabegrenze Wout der Batterie 50 durch die Drehzahl Nm2 des Motors MG2, um eine obere Drehmomentgrenze Tmax als maximal mögliche Drehmomentabgabe von dem Motor MG2 zu berechnen (Schritt S160) und teilt die Drehmomentanforderung Tr* durch das Übersetzungsverhältnis Gr des Reduktionsgetriebes 35, um ein vorläufiges Motordrehmoment Tm2tmp als Drehmoment zu berechnen, das von dem Motor MG2 abzugeben ist (Schritt S170). Eine Drehmomentanweisung Tm2* des Motors MG2 wird durch Begrenzen des berechneten vorläufigen Motordrehmoments Tm2tmp auf die obere Drehmomentgrenze Tmax eingerichtet (Schritt S270). Eine derartige Einstellung der Drehmomentanweisung Tm2* des Motors MG2 begrenzt die Drehmomentanforderung Tr*, die an die Zahnkranzwelle 32a oder die Antriebswelle abzugeben ist, in dem Bereich der Abgabegrenze Wout der Batterie 50.
Nach dem Einrichten der Solldrehzahl Ne* und des Solldrehmoments Te* des Verbrennungsmotors 22 und der Drehmomentanweisungen Tm1* und Tm2* der Motoren MG1 und MG2 sendet die CPU 72 die Solldrehzahl Ne* und das Solldrehmoment Te* des Verbrennungsmotors 22 zu der Verbrennungsmotor-ECU 24 und die Drehmomentanweisungen Tm1* und Tm2* der Motoren MG1 und MG2 zu der Motor-ECU 40 (Schritt S280), und verläßt diese Antriebssteuerroutine. Die Verbrennungsmotor-ECU 24 empfängt die Solldrehzahl Ne* und das Solldrehmoment Te*, die beide gleich "0" eingerichtet sind, und hält den Betrieb des Verbrennungsmotors 22 an oder hält den Verbrennungsmotor 22 angehalten. Die Motor-ECU 40 empfängt die Drehmomentanweisungen Tm1* und Tm2* und führt eine Umschaltsteuerung der Umschaltelemente durch, die in den jeweiligen Wandlern 41 und 42 enthalten sind, um den Motor MG1 mit der Drehmomentanweisung Tm1* anzutreiben und den Motor MG2 mit der Drehmomentanweisung Tm2* anzutreiben.
Wenn die Verbrennungsmotorleistungsanforderung Pe* höher als das voreingestellte Referenzleistungsniveau Pref ist oder wenn der Ladezustand SOC der Batterie 50 niedriger als das voreingestellte Referenzladeniveau Sref bei Schritt S130 ist, gibt andererseits die CPU 72 das Erfordernis für den Betrieb des Verbrennungsmotors 22 an. Die CPU 72 bestimmt dann, ob der Verbrennungsmotor 22 angehalten hat (Schritt S180). Wenn bei Schritt S180 bestimmt wird, dass der Verbrennungsmotor 22 nicht angehalten hat, sondern in Betrieb ist, richtet die CPU 72 die Solldrehzahl Ne* und das Solldrehmoment Te* des Verbrennungsmotors 22 entsprechend der Verbrennungsmotorleistungsanforderung Pe* ein (Schritt S230). Die Solldrehzahl Ne* und das Solldrehmoment Te* des Verbrennungsmotors 22 werden gemäß einer effizienten Betriebskurve zur Sicherstellung eines effizienten Betriebs des Verbrennungsmotors 22 und einer Kurve der Verbrennungsmotorleistungsanforderung Pe* bestimmt. 5 zeigt eine effiziente Betriebskurve des Verbrennungsmotors 22, um die Solldrehzahl Ne* und das Solldrehmoment Te* einzurichten. Wie in 5 klar gezeigt ist, sind die Solldrehzahl Ne* und das Solldrehmoment Te* als Schnittpunkt der effizienten Betriebskurve und einer Kurve mit konstanter Verbrennungsmotorleistungsanforderung Pe* gegeben (= Ne* × Te*).
Nach dem Einrichten der Solldrehzahl Ne* und des Solldrehmoments Te* des Verbrennungsmotors 22 berechnet die CPU 72 eine Solldrehzahl Nm1* des Motors MG1 aus der Solldrehzahl Ne* des Verbrennungsmotors 22, der Drehzahl Nr (= Nm2/Gr) der Zahnkranzwelle 32a und eines Übersetzungsverhältnisses ρ des Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus 30 gemäß Gleichung (1), die nachstehend angegeben ist, während sie die Drehmomentanweisung Tm1* des Motors MG1 aus der berechneten Solldrehzahl Nm1* und der gegenwärtigen Drehzahl Nm1 des Motors MG1 gemäß Gleichung (2) berechnet, die nachstehend angegeben ist (Schritt S240): (1) Nm1* = Ne*·(1 + ρ)/ρ – Nm2/(Gr·ρ) (2) Tm1* = vorheriger Tm1* + k1(Nm1* – Nm1) + k2∫(Nm1* – Nm1)dt
Gleichung (1) ist ein dynamischer Relationsausdruck der Drehelemente, die in dem Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus 30 enthalten sind. 6 ist ein Liniendiagramm, das eine Drehmoment-Drehzahl-Dynamik der jeweiligen Drehmomente zeigt, die in dem Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus 30 enthalten sind. Die linke Achse "S" stellt die Drehzahl des Sonnenrads 31 dar, die äquivalent zu der Drehzahl Nm1 des Motors MG1 ist. Die mittlere Achse "C" stellt die Drehzahl des Trägers 34 dar, die äquivalent zu der Drehzahl Ne des Verbrennungsmotors 22 ist. Die rechte Achse "R" stellt die Drehzahl Nr des Zahnkranzes 32 (der Zahnkranzwelle 32a) dar. Die Solldrehzahl Nm1* des Motors MG1 wird so einfach gemäß der Drehmoment-Drehzahl-Dynamik dieses Liniendiagramms erhalten. Eine Antriebssteuerung des Motors MG1 mit den Einstellungen der Drehmomentanweisung Tm1* und der Solldrehzahl Nm1* ermöglicht eine Drehung des Verbrennungsmotors 22 bei der Solldrehzahl Ne*. Gleichung (2) ist ein Relationsausdruck einer Rückführregelung zum Antreiben und Drehen des Motors MG1 bei der Solldrehzahl Nm1*. In Gleichung (2), die vorstehend angegeben ist, bezeichnen "k1" in dem zweiten Ausdruck und "k2" in dem dritten Ausdruck an der rechten Seite jeweils eine Verstärkung des Proportionalausdrucks und eine Verstärkung des Integralausdrucks. Zwei nach oben weisende dicke Pfeile an der Achse "R" in 6 zeigen jeweils ein Drehmoment, das direkt auf die Zahnkranzwelle 32a übertragen wird, wenn das Drehmoment Te* von dem Verbrennungsmotor 22 abgegeben wird, und ein Drehmoment, das auf die Zahnkranzwelle 32a über das Reduktionsgetriebe 35 aufgebracht wird, wenn das Drehmoment Tm2* von dem Motor MG2 abgegeben wird.
Nach einer Berechnung der Solldrehzahl Nm1* und der Drehmomentanweisung Tm1* des Motors MG1 berechnet die CPU 72 die obere Drehmomentgrenze Tmax gemäß Gleichung (3) die nachstehend angegeben ist (Schritt S250). Die Berechnung subtrahiert das Produkt der berechneten Drehmomentanweisung Tm1* und der gegenwärtigen Drehzahl Nm* des Motors MG1, das den Leistungsverbrauch (Leistungserzeugung) des Motors MG1 darstellt, von der Abgabegrenze Wout der Batterie 50 und teilt die Differenz durch die gegenwärtige Drehzahl Nm2 des Motors MG2: Tmax = (Wout – Tm1*·Nm1)/Nm2 (3)
Die CPU 72 berechnet dann das vorläufige Motordrehmoment Tm2tmp aus der Drehmomentanforderung Tr*, der Drehmomentanweisung Tm1* des Motors MG1, dem Übersetzungsverhältnis ρ des Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus 30 und dem Übersetzungsverhältnis Gr des Reduktionsgetriebes 35 gemäß Gleichung (4), die nachstehend angegeben ist (Schritt S260): Tm2tmp = (Tr* + Tm1*/ρ)/Gr (4)
Die Drehmomentanweisung Tm2* des Motors MG2 wird durch Begrenzen des berechneten vorläufigen Motordrehmoments Tm2tmp auf die obere Drehmomentgrenze Tmax eingerichtet (Schritt S270). Gleichung (4) wird einfach von dem Liniendiagramm von 6 abgeleitet.
Nach dem Einrichten der Solldrehzahl Ne* und des Solldrehmoments Te* des Verbrennungsmotors 22 und der Drehmomentanweisungen Tm1* und Tm2* der Motoren MG1 und MG2 sendet die CPU 72 die Solldrehzahl Ne* und das Solldrehmoment Te* des Verbrennungsmotors 22 zu der Verbrennungsmotor-ECU 24 und die Drehmomentanweisungen Tm1* und Tm2* der Motoren MG1 und MG2 zu der Motor-ECU 40 (Schritt S280) und verläßt diese Antriebssteuerroutine. Die Verbrennungsmotor-ECU 24 empfängt die Solldrehzahl Ne* und das Solldrehmoment Te* und startet den Verbrennungsmotor 22, während sie die Kraftstoffeinspritzsteuerung und die Zündsteuerung zum Antreiben des Motors 22 an einem vorgegebenen Betriebspunkt der Solldrehzahl Ne* und des Solldrehmoments Te* durchführt.
Wenn bei Schritt S180 bestimmt wird, dass der Verbrennungsmotor 22 angehalten hat, gibt andererseits die CPU 72 das Erfordernis des Starts des Verbrennungsmotors 22 an und vergleicht die vorhergehende Einstellung der Drehmomentanweisung Tm2* (vorheriges Tm2*) des Motors MG2 in dem vorherigen Zyklus dieser Antriebssteuerroutine als Ausgangsdrehmoment des Motors MG2 mit einem voreingestellten Referenzausgangsdrehmoment Tm2ref (Schritt S190). Das Referenzausgangsdrehmoment Tm2ref wird als Kriterium verwendet, um zu bestimmen, ob der Getriebemechanismus 37 und das Differenzialgetriebe 38 eine Spieleinstellung haben, ob nämlich im Wesentlichen keine Möglichkeit eines Spiels oder eines Zahnradklapperns bei dem Getriebemechanismus 37 oder bei dem Differenzialgetriebe 38 vorliegt. In diesem Ausführungsbeispiel wird das Referenzausgangsdrehmoment Tm2ref durch Teilen eines Drehmoments, das praktisch äquivalent zu der maximalen Amplitude einer Drehmomentpulsation ist, die auf die Zahnkranzwelle 32a oder die Antriebswelle beim Start des Verbrennungsmotors 22 aufgebracht wird, oder eines größeren Drehmoments durch das Übersetzungsverhältnis Gr des Reduktionsgetriebes 35 eingerichtet. In dem Prozess des Antreibens des Verbrennungsmotors 22 durch den Motor MG1 zum Starten des Verbrennungsmotors 22 wird die Drehmomentpulsation aufgrund der Hin- und Herbewegungen von Kolben oder aufgrund von Reibung der Kolben in dem Verbrennungsmotor 22 auf die Zahnkranzwelle 32a oder die Antriebswelle aufgebracht. Wenn ein relativ geringes Drehmoment von dem Motor MG2 an die Zahnkranzwelle 32a abgegeben wird, kann die Drehmomentpulsation die positive/negative Drehmomentabgabe an die Zahnkranzwelle 32a umkehren. Das kann ein Spiel oder ein Zahnradklappern bei dem Getriebemechanismus 37 oder bei dem Differenzialgetriebe 38 verursachen. Der Prozess des Schritts S190 bestimmt, ob ein Potenzial für ein Spiel oder ein Zahnradklappern bei dem Getriebemechanismus 37 oder bei dem Differenzialgetriebe 38 vorliegt. Wenn das Ausgangsdrehmoment des Motors MG2 (vorheriges Tm2*) nicht geringer als das voreingestellte Referenzausgangsdrehmoment Tm2ref bei Schritt S190 ist, bestimmt die CPU 72, dass der Getriebemechanismus 37 und das Differenzialgetriebe 38 einer Spieleinstellung unterliegen und es im Wesentlichen keine Möglichkeit eines Spiels oder eines Zahnradklapperns bei dem Getriebemechanismus 37 oder bei dem Differenzialgetriebe 38 gibt. Die CPU 72 startet dann den Motor (Schritt S220) und führt den nachfolgenden Prozess von Schritt S230 und den darauf Folgenden durch.
Wenn das Ausgangsdrehmoment des Motors MG2 (vorheriges Tm2*) geringer als das voreingestellte Referenzausgangsdrehmoment Tm2ref bei Schritt S190 ist, vergleicht andererseits die CPU 72 die Drehmomentanforderung Tr* mit einem voreingestellten Referenzdrehmomentniveau Tref (Schritt S200). Das Referenzdrehmomentniveau Tref wird als Kriterium zum Angeben des Erfordernisses oder des nicht vorhandenen Erfordernisses einer Abgabe eines relativ großen Drehmoments an die Zahnkranzwelle 32a oder die Antriebswelle verwendet. Es gibt ein Erfordernis der Abgabe eines relativ großen Drehmoments an die Zahnkranzwelle 32a, wenn beispielsweise der Fahrer das Beschleunigerpedal 83 relativ stark niederdrückt. Das Referenzdrehmomentniveau Tref hängt von den Kenngrößen des Hybridfahrzeugs 20 ab. Wenn die Drehmomentanforderung Tr* nicht geringer als das voreingestellte Referenzdrehmomentniveau Tref bei Schritt S200 ist, gibt die CPU 72 das Erfordernis einer Abgabe eines relativ großen Drehmoments an die Zahnkranzwelle 32a oder die Antriebswelle an. Die CPU 72 startet dann den Motor 22 (Schritt S220) und führt den nachfolgenden Prozess des Schritts S230 und den darauf Folgenden durch. Das spricht auf die Anforderung der Beschleunigung durch den Fahrer an. In diesem Zustand besteht eine gewisse Möglichkeit eines Spiels oder eines Zahnradklapperns bei dem Getriebemechanismus 37 oder bei dem Differenzialgetriebe 38. Das potentielle Spiel oder Zahnradklappern wird jedoch gestattet, da der Fahrer eine Beschleunigungsanforderung abgibt. Wenn die Drehmomentanforderung Tr* geringer als das voreingestellte Referenzdrehmomentniveau Tref bei Schritt S200 ist, vergleicht andererseits die CPU 72 den Ladezustand der Batterie 50 mit dem voreingestellten Referenzladeniveau Sref (Schritt S210). Das Referenzladeniveau Sref, das als Kriterium zur Bestimmung bei Schritt S210 verwendet wird, ist identisch mit dem Referenzladeniveau Sref bei Schritt S130 in diesem Ausführungsbeispiel, obwohl unterschiedliche Werte für das Referenzladeniveau Sref eingestellt werden können. Wenn der Ladezustand SOC der Batterie 50 nicht geringer als das voreingestellte Referenzladeniveau Sref bei Schritt S210 ist, läuft die Antriebssteuerroutine zu Schritt S140. In diesem Zustand ist das angeforderte Drehmoment, das an die Zahnkranzwelle 32a oder die Antriebswelle abzugeben ist, nicht besonders hoch und hat die Batterie 50 ein ausreichend hohes Ladeniveau als Ladezustand SOC, wo hingegen eine gewisse Möglichkeit eines Spiels oder eines Zahnradklapperns bei dem Getriebemechanismus 37 oder bei dem Differenzialgetriebe 38 beim Start des Verbrennungsmotors 22 besteht. Die CPU 72 richtet dann sowohl die Solldrehzahl Ne* als auch das Solldrehmoment Te* des Verbrennungsmotors 22 auf "0" ein, um den Verbrennungsmotor 22 ungeachtet des Starterfordernisses des Verbrennungsmotors 22 angehalten zu halten (Schritt S140) und führt den nachfolgenden Prozess des Schritts S150 und der Folgenden durch. Diese Steuerung verringert effektiv das Potenzial eines Spiels oder eines Zahnradklapperns bei dem Getriebemechanismus 37 oder bei dem Differenzialgetriebe 38 aufgrund der Drehmomentpulsation, die auf die Zahnkranzwelle 32a oder die Antriebswelle beim Start des Verbrennungsmotors 22 aufgebracht wird. Wenn der Ladezustand der Batterie 50 geringer als das voreingestellte Referenzladeniveau Sref bei Schritt S210 ist, startet andererseits die CPU 72 den Verbrennungsmotor 22 (Schritt S220) und führt den nachfolgenden Prozess des Schritts S230 und der Folgenden durch. Das verhindert effektiv, dass die Batterie 50 übermäßig entladen wird. Unter der Steuerung, um den Verbrennungsmotor 22 ungeachtet des Starterfordernisses des Verbrennungsmotors 22 (Schritte S130 und S180: ja) unter Bedingungen, dass das Ausgangsdrehmoment des Motors MG2 (vorheriges Tm2*) geringer als das voreingestellte Referenzausgangsdrehmoment Tm2ref ist (Schritt S190: ja), dass die Drehmomentanforderung Tr* geringer als das voreingestellte Referenzdrehmomentniveau Tref ist (Schritt S200: ja) und dass der Ladezustand SOC der Batterie 50 nicht geringer als das voreingestellte Referenzladeniveau Sref ist (Schritt S210: ja), wenn der Ladezustand SOC der Batterie 50 sich unter das voreingestellte Referenzladeniveau Sref verringert, angehalten zu halten (Schritt S140), startet die Antriebssteuerroutine den Verbrennungsmotor 22 unabhängig von der Drehmomentanforderung Tr* und dem Ausgangsdrehmoment des Motors MG2 (vorheriges Tm2*). Beim Start des Verbrennungsmotors 22 gemäß dem Ladezustand SOC der Batterie 50 besteht eine gewisse Möglichkeit eines Spiels oder eines Zahnradklapperns bei dem Getriebemechanismus 37 oder bei dem Differenzialgetriebe 38. Für eine bessere Fahrbarkeit ist es vorzuziehen, das Starten des Verbrennungsmotors 22 gemäß dem Ladezustand SOC der Batterie 50 zu minimieren. Aus diesem Grund wird das Referenzleistungsniveau Pref so eingerichtet, dass es sich mit einer Verringerung des Ladezustands SOC der Batterie 50 bei Schritt S120 verringert. Bei einem niedrigeren Ladezustand SOC der Batterie 50 stellt eine derartige Einstellung des Referenzleistungsniveaus Pref ein höheres Potenzial sicher, den in Betrieb befindlichen Verbrennungsmotor 22 in seinem Betriebszustand zu halten, um eine weitergehende Verringerung des Ladezustands SOC in der Batterie 50 zu verringern, während ein höheres Potenzial zur Erfüllung der Bedingung eines Starterfordernisses des Verbrennungsmotors 22 beim Anhalten sicher gestellt wird, um die Häufigkeit des Startens des Verbrennungsmotors 22 gemäß dem verringerten Ladezustand SOC der Batterie 50 zu verringern.
Bei dem Hybridfahrzeug 20 des vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiels startet unter der Bedingung, dass das Ausgangsdrehmoment des Motors MG2 (vorheriges Tm2*) nicht geringer als das voreingestellte Referenzausgangsdrehmoment Tm2ref, das als Kriterium zur Angabe der Spieleinstellung verwendet wird, im Augenblick eines Starterfordernisses des Verbrennungsmotors 22 ist, die Antriebssteuerung den Verbrennungsmotor 22. Unter der Bedingung, dass das Ausgangsdrehmoment des Motors MG2 (vorheriges Tm2*) niedriger als das voreingestellte Referenzausgangsdrehmoment Tm2ref ist, startet die Antriebssteuerung den Verbrennungsmotor 22 nicht. Diese Anordnung verringert effektiv das Potenzial eines Spiels oder eines Zahnradklapperns bei dem Getriebemechanismus 37 oder bei dem Differenzialgetriebe 38. Die Antriebssteuerung startet den Verbrennungsmotor 22 unter der Bedingung, dass die Drehmomentanforderung Tr* nicht geringer als das voreingestellte Referenzdrehmomentniveau Tref ist, oder unter der Bedingung, dass der Ladezustand SOC der Batterie 50 niedriger als das voreingestellte Referenzladeniveau Sref ist, auch wenn das Ausgangsdrehmoment des Motors MG2 (vorheriges Tm2*) niedriger als das voreingestellte Referenzausgangsdrehmoment Tm2ref ist. Der Start des Verbrennungsmotors 22 unter der erst genannten Bedingung spricht in wünschenswerter Weise auch die Anforderungen des Fahrers nach einer Beschleunigung an, während der Start des Verbrennungsmotors 22 unter der letzt genannten Bedingung effektiv verhindert, dass die Batterie 50 übermäßig entladen wird.
Bei dem Hybridfahrzeug 20 des Ausführungsbeispiels wird das Referenzleistungsniveau Pref, das als Kriterium zum Angeben des Erfordernisses oder des nicht vorhandenen Erfordernisses des Betriebs des Verbrennungsmotors 22 verwendet wird, so eingerichtet, dass es sich mit einer Verringerung des Ladezustands SOC der Batterie 50 verringert. Eine derartige Einstellung stellt ein höheres Potenzial zum Halten des in Betrieb befindlichen Verbrennungsmotors 22 in seinem Betriebszustand und ein höheres Potenzial zum Erfüllen der Bedingung eines Starterfordernisses des Verbrennungsmotors 22 beim Anhalten bei dem niedrigeren Ladezustand SOC der Batterie 50 sicher. Das erst Genannte verhindert in wünschenswerter Weise eine weitergehende Verringerung des Ladezustands SOC der Batterie 50, wohingegen das letzt Genannte effektiv die Häufigkeit des Startens des Verbrennungsmotors 22 gemäß dem abgesenkten Ladezustand SOC der Batterie 50 verringert.
Das Hybridfahrzeug 20 des Ausführungsbeispiels führt die Antriebssteuerroutine von 2 zum Starten des Verbrennungsmotors 22 bei Erfüllung von einer der Startbedingungen bei den Schritten S190 bis S210 als Reaktion auf eine Angabe des Erfordernisses eines Starts des Verbrennungsmotors 22 durch (Schritte S130 und S180). Ein abgewandelter Ablauf der Antriebssteuerroutine kann eine Stoppbedingung des Verbrennungsmotors 22 als Reaktion auf eine Angabe des Erfordernisses des Anhalts des Verbrennungsmotors 22 gemäß der Startbedingung (Schritte S190 bis S210) einrichten, die zum Starten des Verbrennungsmotors 22 erfüllt wird. Wenn beispielsweise der Verbrennungsmotor 22 gemäß dem Ladezustand SOC der Batterie 50 startet (Schritte S210 und S220), ist die Stoppbedingung des Verbrennungsmotors 22, dass der Ladezustand SOC der Batterie 50 sich auf oder über ein voreingestelltes Ladeniveau Sref2 erhöht (beispielsweise 53% oder 55%), das höher als das voreingestellte Referenzladeniveau Sref ist. Wenn der Verbrennungsmotor 22 gemäß dem Ausgangsdrehmoment des Motors MG2 (vorheriges Tm2*) (Schritte S190 und S220) oder gemäß der Drehmomentanforderung Tr* (Schritte S200 und S220) startet, ist die Stoppbedingung des Verbrennungsmotors 22, dass der Ladezustand SOC der Batterie 50 sich auf oder über ein voreingestelltes Ladeniveau Sref3 erhöht (beispielsweise 50%), das höher als das voreingestellte Referenzladeniveau Sref aber niedriger als das voreingestellte Ladeniveau Sref2 ist. Der Start des Verbrennungsmotors 22 unabhängig von dem Ladezustand SOC der Batterie 50 ermöglicht, dass der Verbrennungsmotor 22 bei dem niedrigeren Ladezustand SOC der Batterie 50 im Vergleich mit dem Start des Verbrennungsmotors 22 gemäß dem Ladezustand SOC der Batterie 50 anhält. Das verbessert in wünschenswerter Weise die Energieeffizienz.
Bei dem Hybridfahrzeug 20 des Ausführungsbeispiels wird das Referenzleistungsniveau Pref so eingerichtet, dass es sich mit einer Verringerung des Ladezustands SOC der Batterie 50 verringert, wie in dem Kennfeld von 4 gezeigt ist. Das Referenzleistungsniveau Pref kann unabhängig von dem Ladezustand SOC der Batterie 50 auf einen feststehenden Wert eingerichtet werden.
Bei dem Hybridfahrzeug 20 des Ausführungsbeispiels bestimmt als Reaktion auf ein Starterfordernis des Verbrennungsmotors 22 die Antriebssteuerung, ob ein Potenzial für ein Spiel oder ein Zahnradklappern bei dem Getriebemechanismus 37 oder bei dem Differenzialgetriebe 38 vorliegt, auf der Grundlage des Ausgangsdrehmoments des Motors MG2 (vorheriges Tm2*). Der Gegenstand einer derartigen Bestimmung ist jedoch nicht auf das Ausgangsdrehmoment des Motors MG2 (vorheriges Tm2*) beschränkt. Jeder geeignete Betrag kann als Gegenstand der Bestimmung verwendet werden, ob ein Potenzial für ein Spiel oder ein Zahnradklappern bei dem Getriebemechanismus 37 oder dem Differenzialgetriebe 38 vorliegt.
Bei dem Hybridfahrzeug 20 des Ausführungsbeispiels startet die Antriebssteuerung den Verbrennungsmotor 22 unter der Bedingung, dass eine Drehmomentanforderung Tr* nicht geringer als das voreingestellte Referenzdrehmomentniveau Tref im Augenblick eines Starterfordernisses des Verbrennungsmotors 22 ist, auch wenn das Ausgangsdrehmoment des Motors MG2 (vorheriges Tm2*) geringer als das voreingestellte Referenzausgangsdrehmoment Tm2ref ist. Eine mögliche Abwandlung der Antriebssteuerung kann den Verbrennungsmotor 22 ungeachtet der Drehmomentanforderung Tr* angehalten halten, wenn das Ausgangsdrehmoment des Motors MG2 (vorheriges Tm2*) geringer als das voreingestellte Referenzausgangsdrehmoment Tm2ref ist.
Bei dem Hybridfahrzeug 20 des Ausführungsbeispiels startet die Antriebssteuerung den Verbrennungsmotor 22 unter der Bedingung, dass der Ladezustand SOC der Batterie 50 geringer als das voreingestellte Referenzladeniveau Sref im Augenblick eines Starterfordernisses des Verbrennungsmotors 22 ist, auch wenn das Ausgangsdrehmoment des Motors MG2 (vorheriges Tm2*) geringer als das voreingestellte Referenzausgangsdrehmoment Tm2ref ist. Eine mögliche Abwandlung der Antriebssteuerung kann den Verbrennungsmotor 22 ungeachtet des Ladezustands SOC der Batterie 50 angehalten halten, wenn das Ausgangsdrehmoment des Motors MG2 (vorheriges Tm2*) geringer als das voreingestellte Referenzausgangsdrehmoment Tm2ref ist.
Bei dem Hybridfahrzeug 20 des Ausführungsbeispiels wird die Leistung des Motors MG2 an die Zahnkranzwelle 32a oder die Antriebswelle abgegeben. In einer möglichen Abwandlung, die als Hybridfahrzeug 120 von 7 gezeigt ist, kann die Leistung des Motors MG2 an eine andere Achse abgegeben werden (nämlich eine Achse 36b, die mit Rädern 39a und 39b von 7 verknüpft ist), die von der Achse verschieden ist, die mit der Zahnkranzwelle 32a verbunden ist (nämlich eine Achse, die mit den Rädern 39a und 39b verknüpft ist).
Bei dem Hybridfahrzeug 20 des Ausführungsbeispiels wird die Leistung des Verbrennungsmotors 22 über den Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus 30 an die Zahnkranzwelle 32a oder die Antriebswelle abgegeben, die mit den Antriebsrädern 39a und 39b verknüpft ist. In einer weiteren möglichen Abwandlung von 8 kann das Hybridfahrzeug 220 einen Rotorpaarmotor 230 haben, der einen Innenrotor 232, der mit der Kurbelwelle 26 des Verbrennungsmotors 22 verbunden ist, und einen Außenrotor 234 hat, der mit der Antriebswelle verbunden ist, um die Leistung an die Antriebsräder 39a, 39b abzugeben, und der einen Teil der Leistung, die von dem Verbrennungsmotor 22 abgegeben wird, auf die Antriebswelle überträgt, während er den restlichen Anteil der Leistung in elektrische Leistung umwandelt.
Das vorstehend diskutierte Ausführungsbeispiel soll in jeder Hinsicht als darstellend und nicht als beschränkend betrachtet werden. Es kann mehrere Abwandlungen, Änderungen und Abweichungen ohne Verlassen des Anwendungsbereichs oder Grundgedankens der Hauptcharakteristik der vorliegenden Erfindung geben. Der Anwendungsbereich und Grundgedanke der vorliegenden Erfindung sind eher durch die beigefügten Ansprüche als durch die vorstehend angegebene Beschreibung angegeben.
Industrielle Anwendbarkeit
Die Technologie der Erfindung ist vorzugsweise auf die Herstellungsindustrien von Hybridfahrzeugen anwendbar.
Zusammenfassung
Bei einem Hybridfahrzeug, das mit einem Verbrennungsmotor und einem Motor ausgestattet ist, die mit einer Antriebswelle verbunden sind, die mit einer Achse über einen Getriebemechanismus verknüpft ist, startet unter der Bedingung, dass ein Ausgangsdrehmoment des Motors (vorheriges tm2*) nicht geringer als ein voreingestelltes Referenzausgangsdrehmoment Tm2ref (Schritt S190) im Augenblick eines Starterfordernisses des Verbrennungsmotors ist (Schritte S130 und S180), die Antriebssteuerung der Erfindung den Verbrennungsmotor (Schritt S220). Unter Bedingungen, dass das Ausgangsdrehmoment des Motors (vorheriges Tm2*) geringer als das voreingestellte Referenzausgangsdrehmoment Tm2ref ist (Schritt S190), dass eine Drehmomentanforderung Tr* geringer als ein voreingestelltes Referenzausgangsdrehmoment Tref ist (Schritt S200) und dass ein Ladezustand des SOC einer Batterie nicht niedriger als ein voreingestelltes Referenzladeniveau Sref ist (Schritt S210), hält die Antriebssteuerung den Verbrennungsmotor ungeachtet des Starterfordernisses angehalten (Schritt S140). Diese Anordnung verringert effektiv das Potenzial eines Spiels oder eines Zahnradklapperns in dem Getriebemechanismus aufgrund einer Drehmomentpulsation, die auf die Antriebswelle beim Start des Verbrennungsmotors aufgeprägt wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- JP 2004-143957 [0002]

Claims

Hybridfahrzeug, das mit einer Brennkraftmaschine, die aufgebaut ist, um Leistung an eine Antriebswelle abzugeben, die mit einer Achse verknüpft ist, und mit einem Motor ausgestattet ist, der Leistung aufnimmt und abgibt, wobei das Hybridfahrzeug Folgendes aufweist: einen Eingabe-Ausgabe-Mechanismus für elektrische Leistung und mechanische Leistung, der mit einer Ausgangswelle der Brennkraftmaschine und der Antriebswelle verbunden ist und zumindest einen Teil der Ausgangsleistung der Brennkraftmaschine an die Antriebswelle durch eine Aufnahme und Abgabe der elektrischen Leistung und der mechanischen Leistung abgibt; einen zahnradbasierten Leistungsübertragungsaufbau, der die Antriebswelle mit einer Drehwelle des Motors über einen Getriebemechanismus verbindet, um eine Übertragung von Leistung zwischen der Antriebswelle und der Drehwelle zu ermöglichen; eine Speichereinheit, die elektrische Leistung von dem Motor und dem Eingabe-Ausgabe-Mechanismus für elektrische Leistung und mechanische Leistung aufnehmen und an diese abgeben kann; ein Antriebskraftanforderungseinstellmodul, das eine Antriebskraftanforderung einstellt, die an die Antriebswelle abzugeben ist; ein Stopp-Start-Anforderungsmodul, das ein Stopperfordernis der Brennkraftmaschine bei Erfüllung einer voreingestellten Betriebsstoppbedingung abgibt und ein Starterfordernis der Brennkraftmaschine bei Erfüllung einer voreingestellten Betriebsstartbedingung abgibt; und ein Steuermodul, das unter der Bedingung, dass ein Grad einer Spieleinstellung bei dem Getriebemechanismus eine vorbestimmte Bedingung im Augenblick des Starterfordernisses erfüllt, die durch das Stopp-Start-Anforderungsmodul abgegeben wird, die Brennkraftmaschine, den Eingabe-Ausgabe-Mechanismus für elektrische Leistung und mechanische Leistung und den Motor steuert, um die Brennkraftmaschine zu starten und eine Abgabe einer Antriebskraft, die äquivalent zu der eingestellten Antriebskraftanforderung ist, an die Antriebswelle sicher zu stellen, wobei unter der Bedingung, dass der Grad der Spieleinstellung bei dem Getriebemechanismus die vorbestimmte Bedingung im Augenblick des Starterfordernisses nicht erfüllt, das Steuermodul die Brennkraftmaschine, den Eingabe-Ausgabe-Mechanismus für elektrische Leistung und mechanische Leistung und den Motor steuert, um die Brennkraftmaschine ungeachtet des Starterfordernisses angehalten zu halten und die Abgabe der Antriebskraft, die äquivalent zu der eingestellten Antriebskraftanforderung ist, an die Antriebswelle sicher zu stellen.
Hybridfahrzeug gemäß Anspruch 1, wobei unter der Bedingung, dass ein Ausgangsdrehmoment des Motors nicht geringer als ein voreingestelltes Referenzdrehmomentniveau im Augenblick des Starterfordernisses ist, das Steuermodul angibt, dass der Grad der Spieleinstellung bei dem Getriebemechanismus die vorbestimmte Bedingung erfüllt, und die Brennkraftmaschine, den Eingabe-Ausgabe-Mechanismus für elektrische Leistung und mechanische Leistung und den Motor steuert, um die Brennkraftmaschine zu starten, wobei unter der Bedingung, dass das Ausgangsdrehmoment des Motors geringer als das voreingestellte Referenzdrehmomentniveau im Augenblick des Starterfordernisses ist, das Steuermodul angibt, dass der Grad der Spieleinstellung bei dem Getriebemechanismus die vorbestimmte Bedingung nicht erfüllt, und die Brennkraftmaschine, den Eingabe-Ausgabe-Mechanismus für elektrische Leistung und mechanische Leistung und den Motor steuert, um die Brennkraftmaschine angehalten zu halten.
Hybridfahrzeug gemäß Anspruch 1, wobei unter der Bedingung, dass die eingestellte Antriebskraftanforderung nicht geringer als ein voreingestelltes Referenzantriebskraftniveau im Augenblick des Starterfordernisses ist, das Steuermodul die Brennkraftmaschine, den Eingabe-Ausgabe-Mechanismus für elektrische Leistung und mechanische Leistung und den Motor steuert, um die Brennkraftmaschine unabhängig von dem Grad der Spieleinstellung bei dem Getriebemechanismus zu starten.
Hybridfahrzeug gemäß Anspruch 1, wobei unter der Bedingung, dass ein Ladezustand der Speichereinheit niedriger als ein voreingestelltes Referenzladeniveau im Augenblick des Starterfordernisses ist, das Steuermodul die Brennkraftmaschine, den Eingabe-Ausgabe-Mechanismus für elektrische Leistung und mechanische Leistung und den Motor steuert, um die Brennkraftmaschine unabhängig von dem Grad der Spieleinstellung bei dem Getriebemechanismus zu starten.
Hybridfahrzeug gemäß Anspruch 4, wobei unter der Steuerung, um die Brennkraftmaschine angehalten zu halten, unter Bedingungen, dass der Ladezustand der Speichereinheit nicht niedriger als das voreingestellte Referenzladeniveau ist und dass der Grad der Spieleinstellung bei dem Getriebemechanismus die vorbestimmte Bedingung im Augenblick des Starterfordernisses nicht erfüllt, wenn der Ladezustand der Speichereinheit sich unter das voreingestellte Referenzladeniveau verringert, das Steuermodul die Brennkraftmaschine, den Eingabe-Ausgabe-Mechanismus für elektrische Leistung und mechanische Leistung und den Motor steuert, um die Brennkraftmaschine unabhängig von dem Grad der Spieleinstellung bei dem Getriebemechanismus zu starten.
Hybridfahrzeug gemäß Anspruch 1, wobei das Hybridfahrzeug ferner Folgendes aufweist: Ein Leistungsanforderungseinstellmodul, das eine Leistungsanforderung, die für die Antriebswelle erforderlich ist, auf der Grundlage der eingestellten Antriebskraftanforderung einstellt, wobei das Stopp-Start-Anforderungsmodul ein Referenzleistungsniveau so einstellt, dass es sich mit einer Verringerung eines Ladezustands der Speichereinheit verringert, und wenn die eingestellte Leistungsanforderung höher als das Referenzleistungsniveau ist, die Erfüllung der voreingestellten Betriebsstartbedingung angibt, um das Starterfordernis der Brennkraftmaschine abzugeben.
Hybridfahrzeug gemäß Anspruch 1, wobei der Eingabe-Ausgabe-Mechanismus für elektrische Leistung und mechanische Leistung Folgendes aufweist: ein Drei-Wellen-Leistungseingabeausgabemodul, das mit drei Wellen verknüpft ist, nämlich der Ausgangswelle der Brennkraftmaschine, der Antriebswelle und der Drehwelle des Motors, und automatisch Leistung von einer übrigen Welle auf der Grundlage von Leistungen aufnimmt und zu dieser abgibt, die von zwei Wellen der drei Wellen abgegeben oder von diesen aufgenommen werden; und einen weiteren Motor, der Leistung von der Drehwelle aufnehmen und zu dieser abgeben kann.
Hybridfahrzeug gemäß Anspruch 1, wobei der Eingabe-Ausgabe-Mechanismus für elektrische Leistung und mechanische Leistung Folgendes aufweist: einen Rotorpaarmotor, der einen ersten Rotor, der mit der Ausgangswelle der Brennkraftmaschine verbunden ist, und einen zweiten Rotor hat, der mit der Antriebswelle verbunden ist, und der angetrieben wird, um sich durch eine relative Drehung des ersten Rotors zu dem zweiten Rotor zu drehen.
Steuerverfahren eines Hybridfahrzeugs, wobei das Hybridfahrzeug Folgendes aufweist: eine Brennkraftmaschine; einen Eingabe-Ausgabe-Mechanismus für elektrische Leistung und mechanische Leistung, der mit einer Ausgangswelle der Brennkraftmaschine und einer Antriebswelle verbunden ist und zumindest einen Teil von abgegebener Leistung der Brennkraftmaschine an die Antriebswelle durch eine Eingabe und Abgabe der elektrischen Leistung und mechanischen Leistung abgibt; einen Motor, der Leistung abgibt und aufnimmt; einen zahnradbasierten Leistungsübertragungsaufbau, der die Antriebswelle mit einer Drehwelle des Motors über einen Getriebemechanismus verbindet, um eine Übertragung von Leistung zwischen der Antriebswelle und der Drehwelle zu ermöglichen; und eine Speichereinheit, die elektrische Leistung von dem Motor und dem Eingabe-Ausgabe-Mechanismus für elektrische Leistung und mechanische Leistung aufnehmen und zu diesen abgeben kann, wobei unter der Bedingung, dass ein Grad einer Spieleinstellung bei dem Getriebemechanismus eine vorbestimmte Bedingung im Augenblick eines Starterfordernisses der Brennkraftmaschine erfüllt, die bei Erfüllung einer voreingesteliten Betriebsstartbedingung abgegeben wird, das Steuerverfahren die Brennkraftmaschine, den Eingabe-Ausgabe-Mechanismus für elektrische Leistung und mechanische Leistung und den Motor steuert, um die Brennkraftmaschine zu starten und eine Abgabe einer Antriebskraft, die äquivalent zu einer voreingesteliten Antriebskraftanforderung ist, an die Antriebswelle sicher zu stellen, wobei unter der Bedingung, dass der Grad der Spieleinstellung des Getriebemechanismus die vorbestimmte Bedingung im Augenblick des Starterfordernisses nicht erfüllt, das Steuerverfahren die Brennkraftmaschine, den Eingabe-Ausgabe-Mechanismus für elektrische Leistung und mechanische Leistung und den Motor steuert, um die Brennkraftmaschine ungeachtet des Starterfordernisses angehalten zu halten und eine Abgabe der Antriebskraft, die äquivalent zu der voreingestellten Antriebskraftanforderung ist, an die Antriebswelle sicher zu stellen.
Steuerverfahren gemäß Anspruch 9, wobei unter der Bedingung, dass ein Ausgangsdrehmoment des Motors nicht geringer als ein voreingestelltes Referenzdrehmomentniveau im Augenblick des Starterfordernisses ist, das Steuerverfahren angibt, dass der Grad einer Spieleinstellung bei dem Getriebemechanismus die vorbestimmte Bedingung erfüllt und die Brennkraftmaschine, den Eingabe-Ausgabe-Mechanismus für elektrische Leistung und mechanische Leistung und den Motor steuert, um die Brennkraftmaschine zu starten, wobei unter der Bedingung, dass das Ausgangsdrehmoment des Motors geringer als das voreingestellte Referenzdrehmomentniveau im Augenblick des Starterfordernisses ist, das Steuerverfahren angibt, dass der Grad der Spieleinstellung bei dem Getriebemechanismus die vorbestimmte Bedingung nicht erfüllt, und die Brennkraftmaschine, den Eingabe-Ausgabe-Mechanismus für elektrische Leistung und mechanische Leistung und den Motor steuert, um die Brennkraftmaschine angehalten zu halten.
Steuerverfahren gemäß Anspruch 9, wobei unter der Bedingung, dass die eingestellte Antriebskraftanforderung nicht geringer als das voreingestellte Referenzantriebskraftniveau im Augenblick des Starterfordernisses ist, das Steuerverfahren die Brennkraftmaschine, den Eingabe-Ausgabe-Mechanismus für elektrische Leistung und mechanische Leistung und den Motor steuert, um die Brennkraftmaschine unabhängig von dem Grad der Spieleinstellung bei dem Getriebemechanismus zu starten.
Steuerverfahren gemäß Anspruch 9, wobei unter der Bedingung, dass ein Ladezustand der Speichereinheit niedriger als ein voreingestelltes Referenzladeniveau im Augenblick eines Starterfordernisses ist, das Steuerverfahren die Brennkraftmaschine, den Eingabe-Ausgabe-Mechanismus für elektrische Leistung und mechanische Leistung und den Motor steuert, um die Brennkraftmaschine unabhängig von dem Grad der Spieleinstellung bei dem Getriebemechanismus zu starten.
Steuerverfahren gemäß Anspruch 12, wobei unter der Steuerung, um die Brennkraftmaschine angehalten zu halten, unter Bedingungen, dass der Ladezustand der Speichereinheit nicht niedriger als das voreingestellte Referenzladeniveau ist und dass der Grad der Spieleinstellung bei dem Getriebemechanismus die vorbestimmte Bedingung im Augenblick des Starterfordernisses nicht erfüllt, wenn der Ladezustand der Speichereinheit sich unter das voreingestellte Referenzladeniveau verringert, das Steuerverfahren die Brennkraftmaschine, den Eingabe-Ausgabe-Mechanismus für elektrische Leistung und mechanische Leistung und den Motor steuert, um die Brennkraftmaschine unabhängig von dem Grad der Spieleinstellung bei dem Getriebemechanismus zu starten.