DE69705659T2

DE69705659T2 - Regelungssystem für Hybridfahrzeug

Info

Publication number: DE69705659T2
Application number: DE69705659T
Authority: DE
Inventors: Hidehito Ikebe; Yutaka Tamagawa; Yusuke Tatara; Toru Yano; Takahiro Yonekura
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1996-04-10
Filing date: 1997-04-08
Publication date: 2002-05-23
Anticipated expiration: 2017-04-09
Also published as: EP0800947A2; DE69705659D1; US5875864A; EP0800947B1; JPH09284916A; JP3177153B2; EP0800947A3

Description

Hintergrund der Erfindung

Gebiet der Erfindung

Diese Erfindung bezieht sich auf ein Steuersystem für Hybridfahrzeuge mit einer Kraftmaschine mit innerer Verbrennung und einem Traktionsmotor als Primärantriebe.

Stand der Technik

Herkömmliche Hybridfahrzeuge mit einer Kraftmaschine mit innerer Verbrennung (im folgenden einfach als "die Kraftmaschine" bezeichnet) und einem Traktionsmotor als Primärantriebe sind weitgehend bekannt, und ein Steuersystem zum Steuern der Primärantriebe eines solchen Hybridfahrzeugs wurde bereits z. B. durch die japanische offengelegte Patentveröffentlichung (Kokai) JP-A-5-229351 vorgeschlagen.
Das vorgeschlagene Steuersystem stellt das optimale Drehmoment, bei welchem die maximale Kraftmaschineneffektivität erreicht wird, in Abhängigkeit der Fahrtbedingungen des Fahrzeugs fest und detektiert gleichzeitig das tatsächliche Drehmoment, welches von der Kraftmaschine erzeugt wird, um das Fahrzeug tatsächlich anzutreiben. Dann bestimmt oder wählt das Steuersystem das verlangte oder erforderliche Drehmoment von dem optimalen Drehmoment und dem tatsächlichen Drehmoment aus. Wenn das optimale Drehmoment als das erforderliche Drehmoment ausgewählt wird und gleichzeitig das optimale Drehmoment größer als das tatsächliche Drehmoment ist, wird ein regenerativer Strom zur Regeneration von Energie erzeugt (insbesondere elektrische Energie).
In der obengenannten Veröffentlichung ist nicht deutlich gezeigt, daß die Regeneration von elektrischer Energie während einer Verzögerung des Fahrzeugs ausgeführt wird. Es wird jedoch angenommen, daß, wenn die Bedingungen zum Erzeugen des regenerativen Stroms während einer Verzögerung des Fahrzeugs erfüllt sind, die Regeneration von elektrischer Energie erlaubt ist. Während des Verzögerns des Fahrzeugs ist jedoch normalerweise das Drosselventil der Kraftmaschine vollkommen geschlossen und somit entsteht ein Pumpverlust, welcher verhindert, daß die kinetische Energie des Fahrzeugs effektiv für die Regeneration von elektrischer Energie genutzt wird.
Die JP-A-57131840 offenbart ein weiteres Steuersystem für ein Hybridfahrzeug identisch mit dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Wenn die Kraftmaschine verzögert wird, öffnet die Steuereinheit ein Solenoidventil, um Luft in den Krümmer der Kraftmaschine einzubringen.

Zusammenfassung der Erfindung

Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Steuersystem für ein Hybridfahrzeug bereitzustellen, welches einen kinetischen Energieverlust reduzieren kann, welcher entsteht, wenn die elektrische Energie während des Verzögerns des Fahrzeugs regeneriert wird, wodurch sich die Regenerationseffektivität der elektrischen Energie verbessert.
Um die obengenannte Aufgabe zu lösen, bietet die vorliegende Erfindung ein Steuersystem für ein Hybridfahrzeug mit einer Kraftmaschine mit innerer Verbrennung, einer von der Kraftmaschine angetriebenen Antriebswelle, einem Generator zum Konvertieren von kinetischer Energie der Antriebswelle in elektrische Energie, um einen elektrischen Strom zu erzeugen, und eine elektrische Speichereinrichtung zum Speichern von elektrischer Energie, die von dem Generator ausgegeben wird,
einer Verzögerungs-Detektiereinrichtung zum Detektieren einer Verzögerung der Kraftmaschine;
einer Kraftstoffzufuhr-Unterbrechungseinrichtung zum Unterbrechen der Zufuhr von Kraftstoff an die Kraftmaschine während der Verzögerung der Kraftmaschine;
einer Einlaßluftmenge-Steuereinrichtung zum Steuern einer dem Motor zugeführten Einlaßluftmenge, so daß die dem Motor zugeführte Einlaßluftmenge zunimmt, wenn der Generator während der Verzögerung der Kraftmaschine elektrische Energie regeneriert.
Das erfindungsgemäße Steuersystem ist dadurch gekennzeichnet, daß es aufweist:
eine Regenerationsmenge-Berechnungseinrichtung zum Berechnen einer von dem Generator während der Verzögerung der Kraftmaschine zu regenerierenden elektrischen Energie; und
eine Leistungs-Steuereinrichtung zum Steuern einer Leistung von dem Generator auf der Basis der Menge an elektrischer Energie, die von der Regenerationsmenge-Berechnungseinrichtung berechnet wurde.
Vorzugsweise umfaßt das Steuersystem eine Restlade-Detektiereinrichtung zum Detektieren einer Restlademenge in der elektrischen Speichereinrichtung, wobei die Regenerationsmenge-Berechnungseinrichtung die Menge an zu regenerierender elektrischer Energie beschränkt in Abhängigkeit von der Restlademenge in der Speicherbatterieeinrichtung, die von der Restladung-Detektiereinrichtung detektiert wird.
Ebenfalls bevorzugt umfaßt das Steuersystem eine Temperatur-Detektiereinrichtung zum Detektieren einer Temperatur der Leistungs-Steuereinrichtung, wobei die Regenerationsmenge-Berechnungseinrichtung die zu regenerierende elektrische Energiemenge beschränkt in Abhängigkeit der Temperatur der Leistungs-Steuereinrichtung, die von der Temperatur-Detektiereinrichtung detektiert wird.
Wenn die Restlademenge in der Speicherbatterieeinrichtung im wesentlichen gleich einer Lademenge ist, die in der elektrischen Speichereinrichtung gespeichert werden soll, wenn die elektrische Speichereinrichtung vollständig geladen ist, setzt die Regenerationsmenge-Berechnungseinrichtung vorzugsweise die Menge an elektrischer Energie, die von dem Generator regeneriert werden soll, auf Null.
Vorzugsweise beinhaltet die Kraftmaschine einen Einlaßdurchgang und ein in dem Einlaßdurchgang angeordnetes Drosselventil, wobei die Einlaßluftmenge-Steuereinrichtung bewirkt, daß sich das Drosselventil vollständig öffnet, wenn der Generator die elektrische Energie während der Verzögerung der Kraftmaschine regeneriert.
Insbesondere hat das Hybridfahrzeug eine mit der Kraftmaschine verbundene Übertragung, wobei das Steuersystem eine Kraftmaschinen-Drehzahl-Detektiereinrichtung aufweist zum Detektieren der Drehzahl der Kraftmaschine, eine Einrichtung zum Detektieren eines Parameters, welcher ein Getriebereduktionsverhältnis der Übertragung darstellt, und eine Extra-Leistungs-Berechnungseinrichtung zum Berechnen einer Extraleistung von der Kraftmaschine oberhalb eines Fahrtwiderstands des Hybridfahrzeugs, wobei die Regenerationsmenge-Berechnungseinrichtung die Menge an elektrischer Energie, die von dem Generator während der Verzögerung der Kraftmaschine regeneriert werden soll, durch Hinzufügen einer vorbestimmten Menge entsprechend einem vollkommen geöffneten Zustand des Drosselventils zu einer Menge an elektrischer Energie, die von dem Generator regeneriert werden soll, berechnet, welche auf der Basis der Drehzahl der Kraftmaschine, des Getriebereduktionsverhältnisses der Übertragung und der Extraleistung der Kraftmaschine bestimmt wird.
Weiterhin beinhaltet das Steuersystem in bevorzugter Weise eine Fahrzeuggschwindigkeits-Detektiereinrichtung zum Detektieren der Fahrtgeschwindigkeit des Hybridfahrzeugs und der Fahrtwiderstand des Hybridfahrzeugs wird auf der Basis der von der Fahrzeuggeschwindigkeits-Detektiereinrichtung detektierten Fahrzeuggeschwindigkeit festgestellt, wobei die Extraleistung-Berechnungseinrichtung die Extraleistung der Kraftmaschine durch Subtraktion des Fahrtwiderstands des Fahrzeugs von einer von der Kraftmaschine geforderten Leistung in Abhängigkeit der Drehzahl der Kraftmaschine und Belastung der Kraftmaschine berechnet.
Bei einer weiter bevorzugten Ausführungsform beinhaltet das Steuersystem eine Drosselventilöffnungs-Detektiereinrichtung zum Detektieren der Öffnung des Drosselventils und die Belastung der Kraftmaschine wird aus der Öffnung der Drosselventilöffnung festgestellt.
Bei einer weiter bevorzugten Ausführungsform beinhaltet das Hybridfahrzeug ein Beschleunigungspedal und das Steuersystem beinhaltet eine Beschleunigungspedalöffnung- Detektiereinrichtung zum Detektieren der Öffnung des Beschleunigungspedals entsprechend einer von einem Fahrer ausgeübten Beschleunigungspedalstrecke, wobei die Belastung der Kraftmaschine aus der Öffnung des Beschleunigungspedals festgestellt wird.
Vorzugsweise dient der Generator auch als Motor, welcher durch elektrische Energie von, der elektrischen Speichereinrichtung betrieben werden kann, um die Kraftmaschine zu unterstützen.
Die obengenannten und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich deutlicher aus der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen.
Die in den Zeichnungen gezeigten Merkmale können je einzeln oder zusammen in beliebiger Kombination verwendet werden, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist ein Blockdiagramm, welches die gesamte Anordnung eines Antriebssystems eines Hybridfahrzeugs und ein Steuersystem für dieses gemäß einer Ausführungsform der Erfindung schematisch zeigt;
Fig. 2 ist ein Blockdiagramm, welches die Anordnung einer Kraftmaschine mit innerer Verbrennung und eines Steuersystems für diese schematisch zeigt;
Fig. 3 ist ein Blockdiagramm, welches die Anordnung eines Traktionsmotors und eines Steuersystems für diese schematisch zeigt;
Fig. 4 ist ein Blockdiagramm, welches die Anordnung einer Übertragung und ein Steuersystem für diese schematisch zeigt;
Fig. 5 ist ein Flußdiagramm, welches ein Programm für die Unterstützungs/Regenerations-Feststell-Verarbeitung zeigt, bei welchem auf der Basis der Restlademenge in einer Speicherbatterie festgestellt wird, ob die Unterstützung der Kraftmaschine durch den Traktionsmotor oder die Regeneration von elektrischer Energie durch den Traktionsmotor ausgeführt werden soll;
Fig. 6 zeigt ein ASSISTP-Kennfeld zur Verwendung bei der Verarbeitung von Fig. 5;
Fig. 7 ist ein Flußdiagramm eines Programmes zur gesamten Traktionsmotorsteuerung;
Fig. 8 ist ein Flußdiagramm einer Routine für die von dem Motor geforderte Leistungs- Feststellverarbeitung;
Fig. 9 zeigt eine RUNRST-Tabelle zum Feststellen des Fahrtwiderstands des Fahrzeugs;
Fig. 10 zeigt ein MOTORPOWER-Kennfeld zum Feststellen der von dem Motor geforderten Leistung;
Fig. 11 ist ein Flußdiagramm einer Routine für die Motorleistungs-Feststellverarbeitung;
Fig. 12 ist eine Fortsetzung des Flußdiagramms von Fig. 11;
Fig. 13 ist ein Flußdiagramm einer Subroutine für die Fahrtregenerationsverarbeitung;
Fig. 14 ist ein Flußdiagramm einer Subroutine für die Leerlaufregenerationsverarbeitung;
Fig. 15 zeigt eine IDLEREG-Tabelle zur Verwendung bei der Verarbeitung von Fig. 14:
Fig. 16 ist ein Flußdiagramm einer Subroutine für die Verzögerungs-Regenerationsverarbeitung;
Fig. 17 ist ein Flußdiagramm einer Subroutine für die Drehmomentschwankungs-Reduktionsverarbeitung;
Fig. 18 ist ein Flußdiagramm eines Programms für die gesamte Kraftmaschinensteuerung;
Fig. 19 ist ein Flußdiagramm einer Subroutine für die Kraftmaschinen-Betriebsbedingung- Feststellverarbeitung;
Fig. 20 ist ein Flußdiagramm einer Subroutine für die Kraftstoffzufuhr-Steuerverarbeitung;
Fig. 21 ist ein Flußdiagramm einer Subroutine für die Luft/Kraftstoff- Sollverhältniskoeffizienten (KCOM)-Feststellverarbeitung;
Fig. 22 zeigt eine KCOML2-Tabelle zur Verwendung bei der Verarbeitung von Fig. 21;
Fig. 23 ist ein Flußdiagramm einer Subroutine für die Drosselventilöffnungs (DBW)-Steuerverarbeitung;
Fig. 24 zeigt eine OTHIDLREG-Tabelle zur Verwendung bei der Verarbeitung von Fig. 23;
Fig. 25 ist ein Flußdiagramm einer Subroutine für die Drosselventil-Sollöffnung (θTHO)- Feststellverarbeitung;
Fig. 26 zeigt eine θTHLCRU/θTHHCRU-Tabelle zur Verwendung bei der Verarbeitung von Fig. 25;
Fig. 27A ist ein Schaubild, welches zum Erklären der bremsspezifischen Kraftstoffverbrauchseigenschaften (BSFC) nützlich ist, welche sich zeigen, wenn die Kraftmaschine mit dem auf einen stöchiometrischen Wert gesetzten Luft/Kraftstoffverhältnis eines der Kraftmaschine zugeführten Gemisches betrieben wird;
Fig. 27B ist ein Schaubild, welches zum Erklären der bremsspezifischen Kraftstoffverbrauchseigenschaften (BSFC) nützlich ist, welche sich zeigen, wenn die Kraftmaschine mit dem auf einen magereren Wert als den stöchiometrischen Wert gesetzten Luft/Kraftstoffverhältnis eines der Kraftmaschine zugeführten Gemisches betrieben wird;
Fig. 28 ist ein Schaubild, welches die Parameteränderungen zeigt, welche die Betriebsbedingungen der Kraftmaschine anzeigen, welche auftreten, wenn die Leerlaufregeneration begonnen wird.

Detaillierte Beschreibung

Die Erfindung wird nun im Detail in bezug auf die Zeichnungen beschrieben, welche eine Ausführungsform derselben zeigen. Die Ausführungsformen in den Zeichnungen sind beispielhaft und stellen keine abschließende Aufzählung der erfindungsgemäßen Anordnungen dar.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Anordnung eines Antriebssystems für ein Hybridfahrzeug und ein Steuersystem hierfür (Sensoren, Betätigungsorgane und andere zugeordnete Komponenten wurden weggelassen) gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
Wie die Figur zeigt, treibt eine Kraftmaschine mit innerer Verbrennung (im folgenden einfach als "die Kraftmaschine" bezeichnet) 1 eine Antriebswelle 2 drehend an, um ein Drehmoment über eine Übertragung 4 an die Antriebsräder 5 zu übertragen, um diese rotierend anzutreiben. Ein Traktionsmotor 3 ist an der Antriebswelle 2 so angeordnet, daß dieser die letztere direkt rotierend antreiben kann. Der Traktionsmotor 3 dient nicht nur als Primärantrieb zur Unterstützung der Kraftmaschine 1 sondern auch als Generator zum Ausführen einer regenerativen Funktion des Konvertierens eines Teils der kinetischen Energie des Fahrzeugs, die von der rotierenden Antriebswelle 2 übertragen wird, in elektrische Energie, und der Ausgabe der elektrischen Energie, um eine Speicherbatterie 14 wiederaufzuladen, die damit über eine Strom-Treibereinheit (im folgenden als "PDU" bezeichnet) 13 elektrisch verbunden ist. Der Betrieb des Traktionsmotors 3 wird über ein von der PDU 13 empfangenes Steuersignal gesteuert.
Das Steuersystem beinhaltet eine elektronische Steuereinheit (im folgenden als "ENGECU" bezeichnet) 11 zum Steuern der Kraftmaschine 1, eine elektronische Steuereinheit (im folgenden als "MOTECU" bezeichnet) 12 zum Steuern des Traktionsmotors 3, eine elektronische Steuereinheit (im folgenden als "BATECU" bezeichnet) 15 zum Steuern der Speicherbatterie 14 und eine elektronische Steuereinheit (im folgenden als "T/MECU" bezeichnet) 16 zum Steuern der Übertragung 4. Diese ECUs sind miteinander über einen Datenbus 21 verbunden und übertragen Daten von detektierten Parametern, Informationen über Kennzeichen usw. untereinander.
Fig. 2 zeigt die Anordnung der Kraftmaschine 1, der ENGECU 11 und damit verbundenen peripheren Vorrichtungen. Ein Einlaßrohr 102 ist mit dem Zylinderblock der Kraftmaschine verbunden, in welchem ein Drosselventil 103 angeordnet ist. Ein Drosselventilöffnungs (θTH) Sensor 104 ist mit dem Drosselventil 103 zum Erzeugen eines elektrischen Signals, welches die gemessene Drosselventilöffnung θTH anzeigt, und Zuführen desselben an die ENGECU 11 verbunden. Das Drosselventil 103 ist ein sogenanntes drive-by- wire (DBW) Ventil und mit einem Drossel-Betätigungsorgan 105 so verbunden, daß die Ventilöffnung θTH desselben durch dieses elektrisch gesteuert wird. Der Betrieb des Drossel-Betätigungsorgans 105 wird durch ein Signal von der ENGECU 11 gesteuert.
Kraftstoffeinspritzventile 106, von welchen nur eines gezeigt ist, sind in das Einlaßrohr 102 an Stellen zwischen dem Zylinderblock der Kraftmaschine 1 und dem Drosselventil 103 und direkt stromaufwärts der entsprechenden, nicht gezeigten Einlaßventile eingeführt. Die Kraftstoffeinspritzventile 106 sind mit einem nicht gezeigten Kraftstofftank über einen nicht gezeigten Druckregler verbunden und elektrisch mit der ENGECU 11 verbunden, so daß ihre Ventilöffnungsperioden und Ventilöffnungszeiten von Signalen von dieser gesteuert werden.
Andererseits ist ein Einlaßrohr-Absolutdruck (PBA) Sensor 108 in Verbindung mit dem Inneren des Einlaßrohres 102 über eine Leitung 107 an einer Stelle direkt stromabwärts des Drosselventils 103 verbunden, um ein elektrisches Signal, welches den gemessenen Absolutdruck PEA in dem Einlaßrohr 102 anzeigt, der ENGECU 11 zuzuführen.
Ein Einlaßlufttemperatur (TA) Sensor 109 ist in das Einlaßrohr 102 an einer Stelle stromabwärts der Leitung 107 eingeführt, um ein elektrisches Signal, welches die gemessene Einlaßlufttemperatur TA anzeigt, der ENGECU 11 zuzuführen.
Ein Motor-Kühlmitteltemperatur (TW) Sensor 110, welcher aus einem Thermistor oder dergleichen gebildet sein kann, ist in dem Zylinderblock der Kraftmaschine 1 angeordnet, um ein elektrisches Signal, welches die gemessene Motorkühlmitteltemperatur TW anzeigt, der ENGECU 11 zuzuführen.
Ein Kraftmaschinendrehzahl (NE) Sensor 111 ist gegenüber einer Nockenwelle oder Kurbelwelle der Kraftmaschine 1 angeordnet, welche beide nicht gezeigt sind. Der Kraftmaschinendrehzahl (NE) Sensor 111 erzeugt einen Impuls (im folgenden als "der TDC Signalimpuls" bezeichnet) bei einer vorbestimmten Kurbelwinkelposition jedes Zylinders bei einem vorbestimmten Winkel vor einer TDC-(Oberer Totpunkt)-Position des Zylinders entsprechend des Starts des Einlaßhubs desselben, jedes mal, wenn sich die Kurbelwelle um 180 Grad dreht. Der TDC-Signalimpuls wird der ENGECU 11 zugeführt.
Die Kraftmaschine 1 hat Zündkerzen 113, die jeweils für die Zylinder vorgesehen sind und jeweils mit der ENGECU 11 verbunden sind, so daß ihre Zündzeitgebung durch ein Signal von dieser gesteuert wird.
Ein Drei-Wege-Katalysator 115 ist in einem mit dem Zylinderblock der Kraftmaschine 1 verbundenen Auslaßrohr 114 angeordnet, um giftige Bestandteile wie HC, CO und Nox zu reinigen. Ein Luft-Kraftstoffverhältnis-Sensor mit linearem Ausgang (im folgenden als "der LAF-Sensor" bezeichnet) 117 ist in dem Auslaßrohr 114 an einer Stelle stromaufwärts des Drei-Wege-Katalysators 115 angeordnet. Der LAF-Sensor 117 liefert ein elektrisches Signal, welches im wesentlichen proportional zu der Sauerstoffkonzentration in den Abgasen ist, an die ENGECU 11. Der LAF-Sensor 117 kann das Luft-Kraftstoffverhältnis eines der Kraftmaschine 1 zugeführten Gemisches über einen weiten Bereich von einem mageren zu einem fetteren Bereich detektieren.
Der Drei-Wege-Katalysator 115 hat einen Katalysatortemperatur (TCAT) Sensor 118, von welchem ein Ausgangssignal, welches die gemessene Katalysatortemperatur TCAT anzeigt, an die ENGECU 11 geliefert wird. Weiterhin sind ein Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 119 zum Detektieren einer Fahrzeuggeschwindigkeit VCAR, bei welcher das Fahrzeug fährt, und ein Beschleunigungspedal-Öffnungssensor 120 zum Detektieren einer Beschleunigungspedalstrecke, ausgeführt durch den Fahrer, (im folgenden als "Beschleunigungspedalöffnung" bezeichnet) θAP mit der ENGECU 11 verbunden und Signale, welche die gemessene Fahrzeuggeschwindigkeit VCAR und die gemessene Beschleuhigungspedalöffnung θAP anzeigen, werden an die ENGECU 11 geliefert.
Die ENGECU 11 besteht aus einer nicht gezeigten Eingangsschaltung, welche die Funktion hat, die Wellenformen der Eingangssignale von verschiedenen Sensoren zu formen, die Spannungspegel von Sensorausgangssignalen auf einen vorbestimmten Pegel zu verschieben, analoge Signale von analogen Ausgangssensoren in digitale Signale zu konvertieren usw., einer nicht gezeigten zentralen Verarbeitungseinheit (im folgenden als "die CPU" bezeichnet), einer nicht gezeigten Speichereinrichtung, welche verschiedene Betriebsprogramme, welche von der CPU ausgeführt werden, und Berechnungsergebnisse hiervon usw. speichert, und einer nicht gezeigten Ausgangsschaltung, welche Treibersignale an die Kraftstoffeinspritzventile 106, die Zündkerzen 113 usw. ausgibt. Die Konstruktion jeder der anderen ECUs ist im wesentlichen ähnlich zu der ENGECU 11.
Fig. 3 zeigt Einzelheiten der Verbindung des Traktionsmotors 3, der PDU 13, der Speicherbatterie 14, der MOTECU 12 und der BATECU 15.
Der Traktionsmotor 3 hat einen daran angeordneten Motordrehzahlsensor 202 zum Detektieren der Drehzahl des Traktionsmotors 3, von welchem ein Ausgangssignal, welches die gemessene Motordrehzahl anzeigt, der MOTECU 12 zugeführt wird. Ein Strom/Spannungssensor 201 zum Detektieren der Spannung und des Stroms von Elektrizität, die dem Traktionsmotor 3 zugeführt wird oder von diesem erzeugt wird, ist an Leitungen angeordnet, die die PDU 13 und den Traktionsmotor 3 elektrisch verbinden. Weiterhin hat die PDU 13 einen Temperatursensor 203, welcher zum Detektieren der Temperatur TD eines Schutzwiderstands einer nicht gezeigten Treiberschaltung des Traktionsmotors 3 angeordnet ist. Diese Sensoren 201, 203 liefern Signale, welche die jeweilig detektierten Parameter anzeigen, an die MOTECU 12.
Ein Spannungs/Stromsensor 204 ist an Leitungen angeordnet, die die Speicherbatterie 14 und die PDU 13 elektrisch verbinden, um die Spannung über den Ausgangsanschlüssen der Speicherbatterie 14 und den elektrischen Strom, der aus der oder in die Speicherbatterie 14 fließt, zu detektieren, von welchem Ausgangssignale, welche die gemessene Spannung und gemessenen elektrischen Strom anzeigen, an die BATECU 15 geliefert werden.
Fig. 4 zeigt die Verbindung zwischen der Übertragung 4 und der T/MECU 16. An der Übertragung 4 ist ein Getriebepositionssensor 301 angeordnet zum Detektieren einer Getriebeposition GP der Übertragung 4, von welcher ein Ausgangssignal, welches die gemessene Getriebeposition anzeigt, der T/MECU 16 zugeführt wird. Wenn die Übertragung 4 der AT-Art (automatische Übertragung) ist, ist ein Übertragungs-Betätigungsorgan 302 daran angeordnet zum Steuern des Betriebs über das Übertragungs-Betätigungsorgan 302 durch ein Signal von der T/MECU 16.
Fig. 5 zeigt ein Programm für die Unterstützungs/Regenerations-Feststellverarbeitung, welche von der BATECU 15 z. B. in vorbestimmten Zeitintervallen ausgeführt wird.
Zuerst wird bei einem Schritt S1 ein kumulativer Entladewert BATTDISCH und ein kumulativer Ladewert BATTCHG berechnet. Insbesondere werden ein Ausgangsstrom von der Speicherbatterie 14 und ein Eingangsstrom (Ladestrom), welcher in diese fließt, von dem Strom/Spannungssensor 204 detektiert und ein kumulativer Wert des ersteren (BATTDISCH) und ein kumulativer Wert des letzteren (BATTCHG) werden jedesmal berechnet, wenn die vorliegende Verarbeitung ausgeführt wird. Bei der vorliegenden Ausführungsform nimmt der kumulative Entladewert BATTDISCH einen positiven Wert an, wohingegen der kumulative Ladewert BATTCHG einen negativen Wert annimmt. Weiterhin wird der kumulative Entladewert BATTDISCH zurückgesetzt, wenn die Unterstützung der Kraftmaschine 1 durch den Traktionsmotor 3 begonnen wird (bei einem Schritt S49 in Fig. 11), wohingegen der kumulative Ladewert BATTCHG zurückgesetzt wird, wenn die Regeneration von elektrischer Energie durch den Traktionsmotor 3 begonnen wird (bei einem Schritt S73 in Fig. 12).
Bei dem folgenden Schritt S2 wird eine Entladetiefe DOD der Speicherbatterie 14 berechnet. Insbesondere vorausgesetzt, daß BATTFULL die Kapazität der Speicherbatterie 14 darstellt, d. h. eine Menge an elektrischer Ladung, welche die Speicherbatterie 14 entladen kann, wenn sie in ihrem vollkommen geladenen Zustand ist, kann die Entladetiefe DOD durch Verwendung der folgenden Gleichung (1) berechnet werden:
DOD = (BATTDISCH + BATTCHG)/BATTFULL ... (1)
Dementsprechend kann eine Restladung BATTREM in der Speicherbatterie 14 durch eine Gleichung BATTREM = BATTFULL - (BATTDISCH + BATTCHG) und ein Restladeverhältnis RREM durch eine Gleichung RREM = BATTREM/BATTFULL = 1 - DOD berechnet werden.
Bei einem Schritt S3 wird festgestellt, ob ein Entlade = Zulaß-Kennzeichen FDISCH, welches, wenn es auf "1" gesetzt ist, anzeigt, daß eine Entladung der Speicherbatterie 14 zulässig ist, "1" annimmt oder nicht. Wenn FDISCH = 1 wird bei einem Schritt S9 festgestellt, ob die Entladetiefe DOD kleiner als ein vorbestimmter Referenzwert DODL ist oder nicht, welcher einer unteren Grenze der elektrischen Lademenge, die in der Speicherbatterie 14 gespeichert ist, entspricht. Wenn DOD DODL zutrifft, was bedeutet, daß die Restladung BATTREM in der Speicherbatterie 14 klein ist, wird das Entlade-Zulaß-Kennzeichen FDISCH bei einem Schritt S11 auf "0" gesetzt, um hierdurch die Entladung der Speicherbatterie 14 zu blockieren, worauf das Programm beendet wird.
Wenn bei dem Schritt S9 DOD < DODL, wird ein ASSISTP-Kennzeichen entsprechend der Entladetiefe DOD bei einem Schritt S10 gelesen, um eine zulässige Entlademenge ASSISTP zu bestimmen. Das ASSISTP-Kennzeichen wird wie z. B. in Fig. 6 gezeigt so gesetzt, daß bis die Entladetiefe DOD einen vorbestimmten Referenzwert DODM annimmt, entsprechend einer mittleren Lademenge in der Speicherbatterie 14, die erlaubte Entlademenge ASSISTP auf einen vorbestimmten festen Wert ASSISTP0 gesetzt wird und wenn die Entladetiefe DOD innerhalb eines Bereichs zwischen dem vorbestimmten Referenzwerts DODM und dem vorbestimmten Referenzwert DODL liegt, wird der ASSISTP- Wert mit zunehmender Entladetiefe DOD auf einen kleineren Wert gesetzt.
Bei dem folgenden Schritt S12 wird ein Unterstützungs-Zulaß-Kennzeichen FASSIST, welches, wenn es auf 1 gesetzt ist, anzeigt, daß der Traktionsmotor 3 die Kraftmaschine 1 unterstützen kann durch Bereitstellen eines Drehmoments an die Antriebsräder 5, "1" annimmt oder nicht. Wenn FASSIST = 1 wird bei einem Schritt S13 festgestellt, ob der kumulative Entladewert BATTDISCH gleich oder größer als die erlaubte Entlademenge ASSISTP ist oder nicht. Wenn BATTDISCH < ASSISTP zutrifft, wird das Programm sofort beendet, d. h. die Unterstützung der Kraftmaschine 1 durch den Traktionsmotor 3 wird weiterhin zugelassen, wohingegen wenn BATTDISCH ≥ ASSISTP, das eine Unterstützung zulassende Kennzeichen FASSIST bei einem Schritt S14 auf "0" gesetzt wird, um hierdurch die Unterstützung des Traktionsmotors 3 zu blockieren, worauf das Programm beendet wird.
Die Schritte S13 und S14 verhindern, daß die Speicherbatterie 14 übermäßig entladen wird, da die Unterstützung des Traktionsmotors 3 blockiert wird, wenn der kumulative Entladewert BATTDISCH gleich oder größer als die erlaubte Entlademenge ASSISTP ist.
Wenn andererseits FASSIST = 0 bei Schritt S12 zutrifft, was bedeutet, daß die Unterstützung des Traktionsmotors 3 nicht zulässig ist, wird festgestellt, ob ein Unterstützung- Ausführungs-Kennzeichen FASSISTON, welches, wenn es auf 1 gesetzt ist, anzeigt, daß die Unterstützung des Traktionsmotors 1 ausgeführt wird, "1" annimmt oder nicht. Wenn FASSISTON = 1 wird das Programm sofort beendet, wohingegen, wenn FASSISTON = 0, wird das eine Unterstützung-Zulassungs-Kennzeichen FASSIST bei einem Schritt S17 auf "1" gesetzt, worauf das Programm beendet wird.
Wenn bei Schritt S3 FDISCH = 0 zutrifft, was bedeutet, daß eine Entladung der Speicherbatterie 14 nicht zulässig ist, wird bei einem Schritt S4 festgestellt, ob die Entladetiefe DOD kleiner als ein vorbestimmter Referenzwert DODR ist oder nicht, bei welchem oder unterhalb welchem ein Entladezustand der Speicherbatterie 14 wiederhergestellt werden darf. Wenn DOD ≥ DODR, wird das Programm sofort beendet, um die Blockierung der Entladung der Speicherbatterie 14 fortzusetzen, wohingegen wenn DOD < DODR das Entlade-Zulaß-Kennzeichen FDISCH bei einem Schritt S5 auf "1" gesetzt wird und weiterhin wird bei einem Schritt S6 festgestellt, ob die Entladetiefe DOD kleiner ist als ein vorbestimmter Referenzwert DODF oder nicht, welcher einen im wesentlichen vollständig geladenen Zustand der Speicherbatterie 14 anzeigt (siehe Fig. 6). Wenn DOD DODF, was bedeutet, daß die Speicherbatterie 14 nicht vollständig geladen ist, wird ein Lade- Zulaß-Kennzeichen FCH bei einem Schritt S8 auf "1" gesetzt, wodurch ein Laden oder Wiederaufladen der Speicherbatterie 14 erlaubt ist, wohingegen wenn DOD < DODF, was bedeutet, daß die Speicherbatterie 14 im wesentlichen vollkommen geladen ist, das Lade-Zulaß-Kennzeichen FCH bei einem Schritt S7 auf "0" gesetzt wird, wodurch ein Laden der Speicherbatterie blockiert wird, worauf das Programm beendet wird.
Danach zeigt die Fig. 7 ein Programm zur Traktionsmotor-Steuerverarbeitung, welche von der MOTECU 12 in vorbestimmten Zeitintervallen ausgeführt wird. Dieses Programm weist zwei Schritte auf: einen Schritt S21 zum Ausführen der von der Kraftmaschine geforderten Leistungs-Feststellverarbeitung (Subroutine von Fig. 8), und einen Schritt S22 zum Ausführen der Kraftmaschinenleistungs-Feststellverarbeitung (Subroutine gezeigt in Fig. 11 und 12).
In bezug auf die Subroutine von Fig. 8 für die von der Kraftmaschine geforderten Leistungs-Feststellverarbeitung werden zuerst bei einem Schritt S31 die Motordrehzahl NE, die Drosselventilöffnung θTH (oder alternativ die Beschleunigungspedalöffnung θAP) und die Getriebeposition GP bei einem Schritt S31 detektiert. Dann wird ein ENGPOWER- Kennzeichen entsprechend den detektierten Werten dieser Parameter gelesen, um eine von der Kraftmaschine geforderte Leistung ENGPOWER bei einem Schritt S32 festzustellen, d. h. eine von dem Fahrer des Fahrzeugs geforderte Kraftmaschinenleistung.
Bei dem folgenden Schritt S33 wird eine RUNRST-Tabelle entsprechend der Fahrzeuggeschwindigkeit VCAR gelesen, um einen Fahrtwiderstand RUNRST festzustellen, d. h. einen Widerstand, welchen das Fahrzeug bei der Fahrt erfährt. Die RUNRST-Tabelle ist wie z. B. in Fig. 9 gezeigt gesetzt, so daß bei Zunahme der Fahrzeuggeschwindigkeit VCAR der Fahrtwiderstand RUNRST zunimmt. Dann wird eine Extraleistung EXPOWER berechnet durch Subtrahieren des Fahrtwiderstands RUNRST von der von der Kraftmaschine geforderten Leistung ENGPOWER. Bei den obengenannten Feststellungen und Berechnung werden sowohl die von der Kraftmaschine geforderte Leistung ENGPOWER als auch der Fahrtwiderstand RUNRST in Watt (W) gemessen.
Bei dem folgenden Schritt S35 wird ein MOTORPOWER-Kennfeld entsprechend der Getriebeposition GP, der Motordrehzahl NE und der Extraleistung EXPOWER gelesen, um die von dem Motor geforderte Leistung MOTORPOWER festzustellen. Das MOTORPOWER- Kennfeld ist wie z. B. in Fig. 10 gezeigt gesetzt, so daß eine Mehrzahl von MOTORPOWER- Kennfelder in Abhängigkeit der Getriebeposition GP vorgesehen sind, d. h. sie werden gewählt, wenn die Getriebeposition eine erste Geschwindigkeitsposition, eine zweite Geschwindigkeitsposition, eine dritte Geschwindigkeitsposition bzw. eine vierte Geschwindigkeitsposition ist. Weiterhin wird in einem Bereich oberhalb einer Kurve L bei jedem MOTORPOWER-Kennfeld, d. h. in einem Betriebsbereich, in welchem die Extraleistung EXPOWER groß ist, die von dem Motor geforderte Leistung MOTORPOWER auf einen positiven Wert (MOTORPOWER > 0) gesetzt, wodurch die Unterstützung des Traktionsmotors 3 zugelassen wird, wohingegen in einem Bereich unterhalb der Kurve L, d. h. in einem Betriebsbereich, in welchem die Extraleistung EXPOWER einen kleinen positiven Wert oder einen negativen Wert annimmt, die von dem Motor geforderte Leistung MOTORPOWER auf einen negativen Wert (MOTORPOWER < 0) gesetzt wird, wodurch die Regeneration von elektrischer Energie durch den Traktionsmotor 3 erlaubt wird. Wie in Fig. 10 gezeigt ist, steigt die Kurve L progressiv mit ansteigender Kraftmaschinendrehzahl NE, was bedeutet, daß wenn die Kraftmaschinendrehzahl NE höher ist, die von der Kraftmaschine geforderte Leistung MOTORPOWER auf einen positiven Wert relativ zu einem größeren Wert der Extraleistung EXPOWER gesetzt ist, d. h. die Unterstützung des Traktionsmotors 3 ist zugelassen.
Wie oben beschrieben ist, wird entsprechend der Verarbeitung von Fig. 8 die Extraleistung EXPOWER der Kraftmaschine durch Subtrahieren des Fahrtwiderstands RUNRST von der von der Kraftmaschine geforderten Leistung ENGPOWER berechnet und die von der Kraftmaschine geforderte Leistung MOTORPOWER wird gemäß der Extraleistung EXPOWER und der Motordrehzahl NE berechnet.
Fig. 11 und 12 zeigen Details der Subroutine für die von der Kraftmaschine geforderten Leistungs-Feststellverarbeitung, welche bei Schritt S22 in Fig. 7 ausgeführt wird.
Zuerst wird bei einem Schritt S41 festgestellt, ob die von dem Motor geforderte Leistung MOTORPOWER größer als "0" ist oder nicht. Wenn MOTORPOWER > 0, wird bei einem Schritt S42 festgestellt, ob das eine Unterstützung ausübende Kennzeichen FASSISTON "1" annimmt oder nicht. Wenn FASSISTON = 1 zutrifft, was bedeutet, daß die Kraftmaschine 1 von dem Traktionsmotor 3 unterstützt wird, geht das Programm zu einem Schritt S50 weiter, wohingegen, wenn FASSISTON = 0 zutrifft, was bedeutet, daß die Unterstützung durch den Traktionsmotor 3 nicht ausgeführt wird, bei einem Schritt S43 festgestellt wird, ob eine detektierte Änderungsmenge DTH in der Drosselventilöffnung θTH größer ist als ein vorbestimmter Wert DTHREF (> 0).
Wenn DTH DTHREF, springt das Programm zu einem Schritt S51, wohingegen, wenn DTH > DTHREF zutrifft, was bedeutet, daß eine Beschleunigung der Kraftmaschine 1 gefordert ist, das eine Unterstützung ausübende Kennzeichen FASSISTON bei einem Schritt S45 auf "1" gesetzt ist, und dann geht das Programm zu einem Schritt S47 weiter.
Bei Schritt S47 sind alle Arten von Regenerationskennzeichen (welche auf "1" gesetzt sind, wenn die Regeneration von elektrischer Energie durch den Traktionsmotor 3 ausgeführt wird), d. h., ein Höherrate-Fahrt-Regenerationskennzeichen FHCRUREG, ein Niedrigrate-Fahrt-Regenerationskennzeichen FLCRUREG, ein Leerlauf-Fahrtregenerationskennzeichen FIDLEREG, und ein Verzögerungsregenerationskennzeichen FDREG alle auf "0" gesetzt. Dann wird ein Schwankungs-Reduktionskennzeichen FREDDNE, welches wenn es auf "1" gesetzt ist, anzeigt, daß die Drehmoment-Schwankungsreduktions-Verarbeitung (Schritt S70 in Fig. 12) ausgeführt wird, bei einem Schritt S48 auf "0" gesetzt und der kumulative Entladewert BATTDISCH wird bei Schritt S49 auf "0" gesetzt, worauf das Programm zu Schritt S50 weitergeht.
Bei Schritt S50 wird festgestellt, ob das eine Unterstützung zulassende Kennzeichen FASSIST "1" annimmt oder nicht. Wenn FASSIST = 1 zutrifft, springt das Programm zu einem Schritt S53, wohingegen, wenn FASSIST = 0 zutrifft, das Programm zu Schritt S51 weitergeht.
Bei Schritt S51 wird das eine Unterstützung ausführende Kennzeichen FASSISTON auf "0" gesetzt und die von der Kraftmaschine geforderte Leistung MOTORPOWER wird bei einem Schritt S52 auf "0" gesetzt. Dann geht das Programm zu dem Schritt S53 weiter, wobei die Motorleistung OUTPUTPOWER auf die von dem Motor geforderte Leistung MOTORPOWER gesetzt wird, worauf das Programm beendet wird.
Entsprechend der obengenannten Schritte S42 bis S52 wird, solange die von dem Motor geforderte Leistung MOTORPOWER > 0 zutrifft, das Antriebssystem des Hybridfahrzeugs auf folgende Weise gesteuert:
1) Selbst wenn MOTORPOWER > 0, wird die Unterstützung der Kraftmaschine 1 durch den Traktionsmotor 3 blockiert, es sei denn die Beschleunigung der Kraftmaschine ist gefordert (Schritte S43, S51 und S52); und
2) wenn die Beschleunigung der Kraftmaschine gefordert ist, wenn ein Magerungsbetrieb der Kraftmaschine 1 und die Unterstützung der Kraftmaschine 1 durch den Traktionsmotor 3 zugelassen sind, wohingegen wenn der Magerungsbetrieb der Kraftmaschine 1 und Unterstützung der Kraftmaschine 1 durch den Traktionsmotor 3 nicht zugelassen sind, wird das Antriebssystem des Hybridfahrzeugs mit der Unterstützung der Kraftmaschine 1 durch den Traktionsmotor 3 betrieben, so daß das Luft/Kraftstoffverhältnis des Gemisches normalerweise auf einen stöchiometrischen Wert gesteuert wird.
Wenn bei Schritt S41 MOTORPOWER ≤ 0 zutrifft, geht das Programm zu einem Schritt S51 in Fig. 12, wobei festgestellt wird, ob die Temperatur TD des Schutzwiderstands der PDU 13 höher ist als ein vorbestimmter Wert TDF oder nicht. Wenn TD > TDF besteht die Gefahr, daß die Temperatur der Treiberschaltung des Traktionsmotors 3 zu hoch wird, wenn die Regeneration von elektrischer Energie durch den Traktionsmotor 3 ausgeführt wird, so daß alle Arten von Regenerationskennzeichen bei einem Schritt S63 auf "0" gesetzt werden, um hierdurch die Regeneration zu blockieren und weiterhin wird die von der Kraftmaschine geforderte Leistung MOTORPOWER bei einem Schritt S71 auf "0" gesetzt, worauf das Programm zu Schritt S53 in Fig. 11 weitergeht. Dadurch kann verhindert werden, daß die Temperatur der Treiberschaltung der PDU 13 übermäßig hoch wird.
Wenn andererseits TD ≤ TDF bei Schritt S61, wird bei einem Schritt S62 festgestellt, ob das Ladezulaß-Kennzeichen FCH "1" annimmt oder nicht. Wenn FCH = 0 zutrifft, was bedeutet daß ein Laden oder Aufladen der Speicherbatterie 14 nicht erlaubt ist, geht das Programm zu dem Schritt S63 weiter, um hierdurch die Regeneration zu blockieren. Dadurch kann eine übermäßige Ladung der Speicherbatterie 14 verhindert werden sowie ein Wärmeverlust der PDU 13 aufgrund übermäßiger Ladung der Speicherbatterie 14 und andere Unannehmlichkeiten.
Wenn bei Schritt S62 FCH = 1 zutrifft, was bedeutet, daß ein Laden der Speicherbatterie 14 zulässig ist, wird bei einem Schritt S72 festgestellt, ob eines der Regenerationskennzeichen FLCRUREG, FHCRUREG, FIDLEREG und FDREG "1" annimmt. Wenn eines dieser Kennzeichen "1" annimmt, springt das Programm zu einem Schritt S64 wohingegen, wenn alle Regenerationskennzeichen "0" annehmen, wird der kumulative Ladewert BATTCHG bei dem Schritt S73 auf "0" gesetzt und dann geht das Programm zu dem Schritt S64 weiter.
Bei Schritt S64 wird festgestellt, ob ein Verzögerungskennzeichen FDEC, welches, wenn es auf "1" gesetzt ist, anzeigt, daß eine Verzögerung der Kraftmaschine 1 gefordert ist, den Wert "1" annimmt oder nicht. Wenn FDEC = 1 wird eine Verzögerungsregenerationsverarbeitung bei Schritt S65 ausgeführt (durch Ausführen einer in Fig. 16 gezeigten Subroutine) und dann geht das Programm zu dem Schritt S53 weiter.
Wenn FDEC = 0 zutrifft, was bedeutet, daß ein Verzögern der Kraftmaschine 1 nicht gefordert ist, wird bei einem Schritt S66 festgestellt, ob ein Leerlaufkennzeichen FIDLE, welches wenn es auf "1" gesetzt ist, anzeigt, daß die Kraftmaschine 1 im Leerlauf ist (siehe Schritte S151 bis S155 in Fig. 19), "1" annimmt oder nicht. Wenn FIDLE = 0 zutrifft, was bedeutet, daß die Kraftmaschine nicht im Leerlauf ist, wird bei einem Schritt S67 eine Fahrtregenerationsverarbeitung ausgeführt (durch Ausführen einer in Fig. 13 gezeigten Subroutine) und dann geht das Programm zu Schritt S53 weiter.
Wenn bei Schritt S66 FIDLE = 1 zutrifft, wird bei einem Schritt S68 festgestellt, ob ein Rotationsschwankungskennzeichen FDNE, welches wenn es auf "1" gesetzt ist, anzeigt, daß die Drehzahl der Kraftmaschine 1 stark schwankt, "1" annimmt oder nicht. Wenn FNDE = 1, wird die Drehmomentschwankungs-Reduktionsverarbeitung bei Schritt S70 ausgeführt (durch Ausführen der Subroutine von Fig. 17) wohingegen, wenn FDNE = 0, bei einem Schritt S69 eine Leerlauf-Regenerationsverarbeitung ausgeführt wird (durch Ausführen der Subroutine von Fig. 14) und dann geht das Programm zu Schritt S53 weiter.
Wie oben beschrieben ist, wird entsprechend der Motorleistungs-Feststellverarbeitung in Fig. 11 und 12 der Traktionsmotor 3 selektiv auf einen Unterstützungsmodus, in welchem der Traktionsmotor 3 die Kraftmaschine 1 unterstützt (durch die Schritte S44 bis S50 und S53), einen Regenerationsmodus, in welchem die Regeneration von elektrischer Energie ausgeführt wird (durch die Schritte S65, S67 und S69), und einen Null-Leistungsmodus, in welchem der Traktionsmotor 3 keine Leistung erzeugt (durch die Schritte S52 und S71), auf der Basis der von der Kraftmaschine geforderten Leistung MOTORPOWER, festgestellt in der Verarbeitung der Fig. 8 gesetzt und in Abhängigkeit der Zustände des Unterstützungs-Zulaß-Kennzeichens FASSIST und des Lade-Zufaß- Kennzeichens FCH, welche beide in Abhängigkeit der Restlademenge in der Speicherbatterie 14 gesetzt werden, gesetzt. Dadurch wird die Steuerung des Traktionsmotors 3 so möglich, daß er die Unterstützung der Kraftmaschine 1 und Regeneration von elektrischer Energie in geeigneter Weise ausführt, wodurch die Kraftstoffökonomie und Drehmoment-Erzeugungsleistung des Antriebssystems des Hybridfahrzeugs verbessert werden kann während eine ausreichende Menge an Restladung in der Speicherbatterie 14 verbleibt.
Fig. 13 zeigt Einzelheiten der Subroutine für die Fahrtregenerationsverarbeitung, ausgeführt bei Schritt S67 in Fig. 12.
Zuerst wird das eine Unterstützung ausführende Kennzeichen FASSISTON bei einem Schritt S81 auf "0" gesetzt und das Schwankungsreduktionskennzeichen FREDDNE wird bei einem Schritt S82 auf "0" gesetzt. Dann wird bei einem Schritt S83 festgestellt, ob das Entlade-Zulaß-Kennzeichen FDISCH "1" annimmt oder nicht (siehe Schritte S5 und S11 in Fig. 5). Wenn FDISCH = 1 was bedeutet, daß die Entladung der Speicherbatterie 14 zulässig ist, wird bei einem Schritt S84 eine Niedrigrate-Fahrtregenerationsmenge LCRUREG festgestellt. Insbesondere wird ein LCRUREG-Kennfeld, welches ähnlich zu dem MOTORPOWER-Kennfeld von Fig. 10 gesetzt ist, so daß eine Mehrzahl von LCRUREG- Kennfeldern für entsprechende Geschwindigkeitspositionen der Getriebeposition GP vorgesehen sind, wobei LCRUREG-Werte jedes LCRUREG-Kennfeldes vorbestimmten Werten der Kraftmaschinendrehzahl NE und vorbestimmten Werten der Extraleistung EXPOWER entsprechen, gelesen, um dadurch die Niedrigrate-Fahrtregenerationsmenge LCRUREG festzustellen.
Bei dem folgenden Schritt S85 wird eine Regenerationsleistung REGPOWER auf einen Wert der Niedrigrate-Fahrtregenerationsmenge LCRUREG gesetzt, welche bei Schritt S84 festgestellt wird und dann wird das Niedrigrate-Fahrtregenerationskennzeichen FLCRU- REG, welches, wenn es auf "1" gesetzt ist, anzeigt, daß die Niedrigrate-Fahrtregeneration ausgeführt wird, bei einem Schritt S86 auf "1" gesetzt und die von der Kraftmaschine geforderte Leistung MOTORPOWER wird bei einem Schritt S90 auf die Regenerationsleistung REGPOWER gesetzt, worauf das Programm beendet wird.
Wenn andererseits FDISCH = 0 bei Schritt S83 zutrifft, was bedeutet, daß die Restlademenge in der Speicherbatterie 14 klein ist, wird eine Höherrate-Fahrtregenerationsmenge HCRUREG bei einem Schritt S87 festgestellt. Insbesondere wird ein HCRUREG-Kennfeld, welches ähnlich zu dem MOTORPOWER-Kennfeld von Fig. 10 gesetzt ist, so daß eine Mehrzahl von HCRUREG-Kennfeldern für entsprechende Geschwindigkeitspositionen der Getriebeposition GP vorgesehen sind, wobei HCRUREG-Werte jedes HCRUREG-Kennfeldes vorbestimmten Werten der Motordrehzahl NE und vorbestimmten Werten der Extraleistung EXPOWER entsprechen, gelesen, um dadurch die Höherrate-Fahrtregenerationsmenge HCRUREG festzustellen. Bei dem HCRUREG-Kennfeld wird jeder HCRUREG-Wert auf einen höheren Wert der Regeneration von elektrischer Energie gesetzt als ein entsprechender LCRURGEG-Wert für identische Parameterwerte (NE, EXPOWER, GP). Dann wird die Regenerationsleistung REGPOWER auf die festgestellte Höherrate-Fahrtregenerationsmenge HCRUREG bei einem Schritt S88 gesetzt und das Höherrate-Fahrtregenerationskennzeichen FHCRUREG, welches, wenn es auf "1" gesetzt ist, anzeigt, daß die Höherrate-Fahrtregeneration ausgeführt wird, wird bei einem Schritt S89 auf "1" gesetzt wird, worauf das Programm zu dem Schritt S90 weitergeht.
Wie oben beschrieben ist, wird entsprechend der Verarbeitung der Fig. 13, wenn die Entladung der Speicherbatterie 14 zugelassen ist, d. h. die Restlademenge in der Speicherbatterie 14 ist gleich oder größer als der vorbestimmte Wert, die Niedrigrate-Fahrtregeneration ausgeführt, wohingegen, wenn die Restlademenge in der Speicherbatterie 14 klein ist und die Entladung der Speicherbatterie 14 nicht zugelassen ist, die Höherrate-Fahrtregeneration ausgeführt wird, um eine größere Elektrizitätsmenge zu erzeugen. Deshalb ist es möglich, die Speicherbatterie 14 auf geeignete Weise in Abhängigkeit der Restlademenge in der Speicherbatterie 14 zu laden oder aufzuladen.
Fig. 14 zeigt Details der Subroutine für die Leerlauf-Regenerationsverarbeitung, welche bei Schritt S69 in Fig. 12 ausgeführt wird.
Bei dieser Subroutine wird zuerst das Unterstützungs-Ausführungskennzeichen FASSI- STON bei einem Schritt 101 auf "0" gesetzt und das Schwankungs-Reduktionskennzeichen FREDDNE, welches anzeigt, daß der Schwankungsreduktions-Vorgang ausgeführt wird, wenn es auf "1" gesetzt ist, bei einem Schritt S102 auf "0" gesetzt. Dann wird eine IDLEREG-Tabelle entsprechend der Entladetiefe DOD gelesen, um eine Leerlaufregenerationsmenge IDLEREG bei einem Schritt S103 festzustellen. Die IDLEREG-Tabelle ist z. B. wie in Fig. 15 gezeigt, so gesetzt, daß in einem Bereich, in welchem die Entladetiefe DOD kleiner als der vorbestimmte Referenzwert DODL ist, die Leerlaufregenerationsmenge IDLEREG mit zunehmender Entladetiefe DOD zunimmt, wohingegen, wenn der Entladetiefebereich DOD größer als der vorbestimmte Referenzwert DODL ist, dieser auf einen festen Wert gesetzt wird. Wenn weiterhin die Temperatur TD der Treiberschaltung des Traktionsmotors 3 niedriger als ein vorbestimmter Wert ist, werden die Werte, angedeutet durch eine Linie A verwendet, wohingegen, wenn die Temperatur TD der Treiberschaltung des Traktionsmotors 3 höher ist als der vorbestimmte Wert, die durch eine Linie B angedeuteten Werte verwendet werden. Dadurch wird ein übermäßiger Anstieg der Temperatur TD der Treiberschaltung des Traktionsmotors 3 durch Setzen der Regenerationsmenge der elektrischen Energie auf einen kleinen Wert verhindert, wenn der TD-Wert hoch ist.
Dann wird die Regenerationsleistung REGPOWER auf die bestimmte Leerlaufregenerationsmenge IDLEREG bei einem Schritt S104 gesetzt und das Leerlaufregenerationskennzeichen FIDLEREG wird bei einem Schritt S105 auf "1" gesetzt. Dann wird die von der Kraftmaschine geforderte Leistung MOTORPOWER bei einem Schritt S106 auf die Regenerationsleistung REGPOWER gesetzt, worauf das Programm beendet wird.
Fig. 16 zeigt Details der Subroutine für die Verzögerungs-Regenerationsverarbeitung, welche bei Schritt S65 in Fig. 12 ausgeführt wird.
Bei dieser Subroutine wird zuerst das eine Unterstützung ausführende Kennzeichen FASSISTON bei einem Schritt S111 auf "0" gesetzt und das Schwankungsreduktionskennzeichen FREDDNE wird bei einem Schritt S112 auf "0" gesetzt. Dann wird eine Verzögerungsregenerationsmenge DECREG bei einem Schritt S113 festgestellt. Insbesondere wird das in Fig. 10 gezeigte MOTORPOWER-Kennfeld entsprechend der Motordrehzahl NE und der Extraleistung EXPOWER (während eines Verzögerns der Kraftmaschine wird ein Bereich von EXPOWER < 0 gelesen) gelesen. Dann wird dem dergestalt gelesenen MO- TORPOWER-Wert ein vorbestimmter Wert hinzuaddiert, um die Verzögerungsregenerationsmenge DECREG zu erhalten. Addition der vorbestimmten Menge wird vorgenommen, um die Verzögerungsregenerationsmenge DECREG für einen im wesentlichen vollkommen geöffneten Zustand des Drosselventils 103 geeignet zu machen, welcher eingestellt wird, wenn die Regeneration von elektrischer Energie während des Verzögerns der Kraftmaschine 1 ausgeführt wird, was im folgenden beschrieben ist (Schritt S200 in Fig. 23).
Dann wird die Regenerationsleistung REGPOWER auf die berechnete Verzögerungsregenerationsmenge DECREG bei einem Schritt S114 gesetzt und das Verzögerungsregenerationskennzeichen FDREG, welches, wenn es auf "1" gesetzt ist, anzeigt, daß die Verzögerungsregeneration ausgeführt wird, wird bei einem Schritt S115 auf "1" gesetzt. Dann wird die von der Kraftmaschine geforderte Leistung MOTORPOWER auf die Regenerationsleistung REGPOWER bei einem Schritt S116 gesetzt, worauf das Programm beendet wird.
Fig. 17 zeigt Details der Subroutine für die Drehmomentschwankungs-Reduktionsverarbeitung, ausgeführt bei Schritt S70 in Fig. 12. Wenn die Drehzahl der Kraftmaschine 1 stark schwankt, wird diese Verarbeitung ausgeführt, um dadurch die Schwankungen des Drehmoments der Antriebswelle 2 mittels der Unterstützung des Traktionsmotors 3 oder die Regeneration der elektrischen Energie durch den Traktionsmotor 3 zu steuern oder reduzieren.
Bei dieser Subroutine wird zuerst das eine Unterstützung ausführende Kennzeichen FASSISTON bei einem Schritt S121 auf "0" gesetzt und alle Regenerationskennzeichen (FLCRUREG, FHCRUREG, FIDLEREG, FDREG) werden bei einem Schritt S122 auf "0" gesetzt. Dann wird eine Drehmomentschwankungs-Steuermenge REDDNE, d. h. eine Kraftmaschinenleistungsmenge, die erforderlich ist, um die Schwankungen des Drehmoments der Antriebswelle 2 zu steuern oder reduzieren, bei einem Schritt S123 auf folgende Weise berechnet:
Zuerst wird eine durchschnittliche kinetische Trägheitsenergie EA der Kraftmaschine 1 und eine augenblickliche kinetische Trägheitsenergie EI derselben durch die folgenden Gleichungen (2) und (3) berechnet:
EA = I · NEA²/2 ...(2)
EI = I · NE²/2 ...(3)
wobei I ein virtuelles Trägheitsmoment, NE einen momentanen Wert der Kraftmaschinendrehzahl und NEA einen durchschnittlichen Wert der. Kraftmaschinendrehzahl (erhalten durch Detektieren der NE-Werte in vorbestimmten Zeitintervallen und Mitteln derselben auf vorbestimmte Weise) darstellen.
Dann wird die Drehmomentschwankungs-Steuermenge REDDNE durch Verwendung der folgenden Gleichung erhalten:
REDDNE = EA - EI... (4).
Anstelle der obigen Gleichung (4) kann die Drehmomentschwankungs-Steuermenge REDDNE durch Lesen eines Kennfeldes berechnet werden, welches so gesetzt ist, daß REDDNE-Werte entsprechend vorbestimmter Werte des Durchschnittswerts NEA der Kraftmaschinendrehzahl und vorbestimmter Werte einer Änderungsmenge ΔNE der Kraftmaschinendrehzahl (Differenz zwischen dem vorliegenden Wert und dem direkt vorhergehenden Wert der Kraftmaschinendrehzahl NE, detektiert in vorbestimmten Zeitintervallen) entsprechend dem NEA-Wert und dem ΔNE-Wert geliefert werden.
Dann wird eine Schwankungs-Steuerleistung DNEPOWER auf die Drehmomentschwankungs-Steuermenge REDDNE bei einem Schritt S124 gesetzt und das Schwankungsreduktionskennzeichen FREDDNE, welches anzeigt, daß der Drehmomentschwankungs-Reduktionsvorgang ausgeführt wird, wenn es auf "1" gesetzt ist, bei einem Schritt S125 auf "1" gesetzt wird. Darin wird die von dem Motor geforderte Leistung MOTORPOWER auf die Schwankungssteuerleistung DNEPOWR bei einem Schritt S126 gesetzt, worauf das Programm beendet wird.
Wie oben beschrieben ist, steuert die MOTECU 12 die PDU 13 auf der Basis der Motorleistung OUTPUTPOWER, festgestellt durch die Motorleistungs-Feststellverarbeitung, gezeigt in Fig. 11 und 12, um hierdurch den Betriebsmodus des Traktionsmotors 3 zu steuern (Unterstützungsmodus, Regenerationsmodus und Null-Leistungsmodus).
Im folgenden wird eine Art der Kraftmaschinensteuerung, ausgeführt durch die ENGECU 11, beschrieben. Fig. 18 zeigt ein Programm für die gesamte Kraftmaschinensteuerung, welche z. B. in vorbestimmten Zeitintervallen ausgeführt wird.
Zuerst werden verschiedene Kraftmaschinen-Betriebsparameter wie Kraftmaschinendrehzahl NE und Einlaßrohr-Absolutdruck PBA bei einem Schritt S131 detektiert und dann werden nacheinander Betriebszustand-Feststellverarbeitung (Schritt S132), Kraftstoffzufuhr-Steuerverarbeitung (Schritt S133), Zündzeitpunkt-Steuerverarbeitung (Schritt S134) und DBW-Steuerung (Drosselventilöffnungssteuerung über das Drosselbetätigungsorgan 105) Verarbeitung (Schritt S135) ausgeführt.
Fig. 19 zeigt eine Subroutine für die Betriebszustand-Feststellverarbeitung, ausgeführt bei Schritt S132 in Fig. 18.
Bei einem Schritt S141 wird festgestellt, ob die Änderungsmenge DTH der Drosselventilöffnung θTH (DTH = vorliegender θTH-Wert - unmittelbar vorhergehender θTH-Wert) größer ist als ein vorbestimmter positiver Wert DTHA. Wenn DTH > DTHA zutrifft, wird ein Beschleunigungskennzeichen FACC bei einem Schritt S143 auf "1" gesetzt, wohingegen wenn DTH ≤ DTHA, das Beschleunigungskennzeichen bei einem Schritt S142 auf "0" gesetzt wird und dann geht das Programm zu einem Schritt S144 weiter.
Bei Schritt S144 wird festgestellt, ob die Änderungsmenge DTH in der Drosselventilöffnung θTH kleiner ist als ein vorbestimmter negativer Wert DTHD. Wenn DTH < DTHD, wird das Verzögerungskennzeichen FDEC bei einem Schritt S146 auf "1" gesetzt, wohingegen wenn DTH ≥ DTHA das Verzögerungskennzeichen bei einem Schritt S145 auf "0" gesetzt wird und das Programm zu Schritt S147 weitergeht.
Bei Schritt S147 wird festgestellt, ob die Kühlmitteltemperatur TW der Kraftmaschine gleich oder höher als ein vorbestimmter Wert TWREF ist. Wenn TW ≥ TWREF wird weiterhin bei einem Schritt S148 festgestellt, ob die Katalysatortemperatur TCAT gleich oder höher ist als ein vorbestimmter Referenzwert TCATREF. Wenn TW < TWREF bei Schritt S147 zutrifft, oder wenn TCAT < TCATREF bei Schritt S148 zutrifft, wird ein Magerungskennzeichen FLEAN bei einem Schritt S150 auf "0" gesetzt, um einen Magerungsbetrieb der Kraftmaschine 1 zu blockieren, wohingegen wenn TW ≥ TWREF bei Schritt S147 zutrifft und gleichzeitig TCAT ≥ TCATREF bei Schritt S148 zutrifft, das Magerungskennzeichen FLEAN bei einem Schritt S149 auf "1" gesetzt wird, um den Magerungsbetrieb der Kraftmaschine 1 zuzufassen.
Bei dem folgenden Schritt S151 wird festgestellt, ob die Fahrzeuggeschwindigkeit VCAR gleich oder niedriger als 0 ist. Wenn VCAR ≤ 0 zutrifft, was bedeutet, daß das Fahrzeug angehalten hat, wird bei einem Schritt S152 festgestellt, ob die Getriebeposition GP in der neutralen Position ist oder nicht. Wenn die Getriebeposition GP in der neutralen Position ist, wird bei einem Schritt S153 festgestellt, ob die Beschleunigungspedalöffnung θAP gleich oder kleiner als ein vorbestimmter Leerlaufwert θIDLE ist oder nicht. Wenn alle Antworten auf die Fragen der Schritte S151 bis S153 bestätigend (JA) sind, wird beurteilt, daß die Kraftmaschine im Leerlauf ist, so daß das Leerlaufkennzeichen FIDLE bei einem Schritt S154 auf "1" gesetzt ist, wohingegen, wenn einige der Antworten auf die Fragen der Schritte S151 bis S153 negativ (NEIN) sind, beurteilt wird, daß die Kraftmaschine nicht im Leerlauf ist, so daß das Leerlaufkennzeichen FIDLE bei einem Schritt S155 auf "0" gesetzt wird und dann geht das Programm zu einem Schritt S156 weiter.
Bei Schritt S156 wird festgestellt, ob die Änderungsmenge ΔNE der Motordrehzahl NE (ΔNE = vorliegender NE-Wert - direkt vorhergehender NE-Wert) gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert ΔNEREF ist. Wenn ΔNE ≥ ΔNEREF zutrifft, wird das Rotationsschwankungskennzeichen FDNE bei einem Schritt S157 auf "1" gesetzt, wohingegen wenn ΔNE < ΔNEREF zutrifft, das Rotationsschwankungskennzeichen bei einem Schritt S158 auf "0" gesetzt wird, worauf das Programm beendet wird.
Fig. 20 zeigt eine Subroutine für die Kraftstoffzufuhr-Steuerverarbeitung, die bei Schritt S133 in Fig. 18 ausgeführt wird.
Zuerst wird bei einem Schritt S161 festgestellt, ob das Verzögerungskennzeichen FDEC "1" annimmt oder nicht. Wenn FDEC = 1, was bedeutet, daß die Kraftmaschine 1 abbremst (verzögert), wird ein Kraftstoffunterbrechungskennzeichen FFC, welches, wenn es auf "1" gesetzt ist, anzeigt, daß eine Kraftstoffunterbrechung stattfindet, bei einem Schritt S162 auf "1" gesetzt und eine Kraftstoffeinspritzzeitperiode TCYL wird bei einem Schritt S163 auf "0" gesetzt, worauf das Programm zu eine m Schritt S169 weitergeht.
Wenn FDEC = 0 bei Schritt S161 zutrifft, was bedeutet, daß die Kraftmaschine nicht abgebremst wird, wird das Kraftstoffunterbrechungskennzeichen FFC bei einem Schritt S164 auf "0" gesetzt und eine Basis-Kraftstoffeinspritzperiode TI wird bei einem Schritt S165 auf der Basis der Kraftmaschinen-Drehzahl NE und dem Einlaßrohr-Absolutdruck PBA festgestellt. Dann werden die Korrekturkoeffizienten KTW, KTA, KLAF usw. jeweils auf der Basis der Kraftmaschinen-Kühlmitteltemperatur TW, der Einlaßlufttemperatur TA, dem von dem LAF-Sensor 117 detektierten Luft/Kraftstoffverhältnis usw. festgestellt. Die dergestalt festgestellten Korrekturkoeffizienten werden miteinander multipliziert, um einen gesamten Korrekturkoeffizienten KTOTAL bei einem Schritt S166 zu erhalten.
Bei dem folgenden Schritt S167 wird ein Luft/Kraftstoffverhältnis-Sollkoeffizient KCOM festgestellt durch Ausführen einer Subroutine für die KCOM-Feststellverarbeitung von Fig. 21. Dann werden die bei Schritten S165 bis S167 festgestellten Parameter auf die folgende Gleichung (5) angewandt, um die Kraftstoffeinspritzperiode TCYL bei einem Schritt S168 zu berechnen, worauf das Programm zu dem Schritt S169 weitergeht:
TCYL = TI · KTOTAL · KCOM ....(5)
Bei Schritt S169 wird der TCYL-Wert auf ein Ausgaberegister für die Kraftstoffeinspritzung durch die Kraftstoffeinspritzventile 106 mit richtiger Zeitgabe gesetzt.
Fig. 21 zeigt Details der Subroutine für die KCOM-Feststellverarbeitung, welche bei Schritt S167 in Fig. 20 ausgeführt wird. Der Luft/Kraftstoff-Sollverhältniskoeffizient KCOM ist proportional zu dem Reziprokwert des Luft/Kraftstoff-Sollverhältnisses, dessen Wert "1,0" dem stöchiometrischen Luft/Kraftstoffverhältnis entspricht.
Zuerst wird bei einem Schritt S171 festgestellt, ob das Magerungskennzeichen FLEAN "1" annimmt oder nicht. Wenn FLEAN = 0, was bedeutet, daß der Magerungsbetrieb der Kraftmaschine nicht zulässig ist, wird der Luft/Kraftstoff-Sollverhältniskoeffizient KCOM bei einem Schritt S172 auf "1,0" gesetzt, worauf das Programm beendet wird.
Wenn bei Schritt S171 FLEAN = 1, wird bei einem Schritt S173 festgestellt, ob das Unterstützungs-Ausübungskennzeichen FASSISTON "1" annimmt oder nicht. Wenn FASSISTON = 1, wird eine KCOML2-Tabelle entsprechend der Unterstützungsmenge des Traktionsmotors 3 gelesen, d. h. die Motorleistung MOTORPOWER, um einen Magerungs- Luft/Kraftstoff-Sollverhältniskoeffizienten KCOML2 festzustellen, welcher für den Unterstützungsmodus des Traktionsmotors 3 (< 1,0) bei einem Schritt S174 geeignet ist. Die KCOML2-Tabelle ist wie z. B. in Fig. 22 so gesetzt, daß bei einem Anstieg der Unterstützungsmenge (MOTORPOWER) das Luft/Kraftstoffverhältnis des der Kraftmaschine 1 zugeführten Gemisches magerer wird.
Bei dem folgenden Schritt S175 wird der Luft/Kraftstoff-Sollverhältnis-Korrekturkoeffizient KCOM auf den bei Schritt S174 festgestellten KCOML2-Wert gesetzt, worauf das Programm beendet wird.
Wenn bei Schritt S173 FASSISTON = 0, was bedeutet, daß die Unterstützung des Traktionsmotors 3 nicht ausgeführt wird, wird bei einem Schritt S176 festgestellt, ob das Leerlaufkennzeichen FIDLE "1" annimmt oder nicht. Wenn FIDLE = 0, was bedeutet, daß die Kraftmaschine nicht im Leerlauf ist, wird bei einem Schritt S177 ein Magerungs-Soll- Luft/Kraftstoffverhältnis-Koeffizient KCOML1 (< 1,0) entsprechend der Kraftmaschinendrehzahl NE und dem Einlaßrohr-Absolutdruck PBA festgestellt, und der Luft/Kraftstoffverhältnis-Sollkoeffizient KCOM wird bei einem Schritt S178 auf den KCOML1-Wert gesetzt, worauf das Programm beendet wird.
Wenn bei Schritt S176 FIDLE = 1, was bedeutet, daß die Kraftmaschine im Leerlauf ist, wird bei einem Schritt S179 festgestellt, ob das Leerlauf-Regenerationskennzeichen FIDLEREG "1" annimmt oder nicht. Wenn FIDLEREG = 0, was bedeutet, daß die Regeneration von elektrischer Energie durch den Traktionsmotor 3 nicht ausgeführt wird, wird der Luft/Kraftstoff-Sollverhältniskoeffizient KCOM bei einem Schritt S182 auf einen vorbestimmten Leerlauf-Luft/Kraftstoff-Sollverhältniskoeffizienten KCOMIDL gesetzt, worauf das Programm beendet wird. Wenn bei dem Schritt S179 FIDLEREG = 1 zutrifft; was bedeutet, daß die Regeneration ausgeführt wird, wird ein Magerungs-Luft/Kraftstoff-Sollverhältniskoeffizient KCOMIDLE, welcher für die Leerlaufregeneration geeignet ist, d. h. der Regenerationsmodus des Traktionsmotors 3 während des Leerlaufs der Kraftmaschine 1 (z. B. entsprechend A/F = ca. 22,0) bei einem Schritt S180 festgestellt und der Luft/Kraftstoff-Sollverhältniskoeffizient KCOM wird auf den KCOMIDLE-Wert gesetzt, worauf das Programm beendet wird. Es sollte beachtet werden, daß der KCOMIDLREG-Wert als Funktion der Regenerationsmenge der elektrischen Energie durch den Traktionsmotor 3 gesetzt werden kann.
Indem somit das Luft/Kraftstoffverhältnis des der Kraftmaschine zugeführten Gemisches auf einen magereren Wert als den stöchiometrischen Wert gesetzt wird, ist es möglich das Verhältnis der spezifischen Wärmen zu verbessern und den Wärmeverlust zu reduzieren, wodurch sich die Kraftstoffökonomie der Kraftmaschine 1 verbessert.
Fig. 27A und 27B zeigen Diagramme, welche die Auswirkungen der Magerung des Luft/Kraftstoffverhältnisses des Gemisches während des Ausführens der Unterstützung der Kraftmaschine 1 durch den Traktionsmotor 3 bei Schritten S173 bis 175 erklären. Jede Figur zeigt bremsspezifische Kraftstoffverbrauchseigenschaften (BSFC). Fig. 27A zeigt einen Fall, in welchem die Kraftmaschine mit einem Gemisch betrieben wird, dessen Luft/Kraftstoffverhältnis auf einen stöchiometrischen Wert gesetzt ist, wohingegen Fig. 27B einen Fall zeigt, in welchem die Kraftmaschine mit einem Luft/Kraftstoffverhältnis betrieben wird, dessen Wert magerer ist als der stöchiometrische Wert.
In allen Figuren stellt die Abszisse die Kraftmaschinendrehzahl NE und die Ordinate die Kraftmaschinenleistung (PS, metrische Pferdestärke) dar. L1 bis L5 bezeichnen jeweils eine Kurve, entlang welcher die Kraftstoffverbrauchsrate konstant ist. Auf einer Kurve L2 ist z. B. die Kraftstoffverbrauchsrate gleich 220 g/psh. G/psh stellt eine Einheit der Kraftstoffverbrauchsrate dar, d. h. eine Kraftstoffverbrauchmenge (Gramm) pro PS und Stunde. Wie aus den Figuren hervorgeht, verbessert sich die Kraftstoffökonomie je näher die Kraftmaschinendrehzahl NE und Kraftmaschinenleistung dem Zentrum jedes charakteristischen Diagramms gelangen.
Wenn die Unterstützung des Traktionsmotors 3 nicht gegeben ist und die Kraftmaschinen-Betriebsbedingung einem Punkt A1 (NE = 1500 U/min und Kraftmaschinenleistung = 10 PS) auf der Kurve L2 entspricht, beträgt der Kraftstoffverbrauch pro Stunde 220 g/psh · 10 PS = 2200 g/h. Wenn die Unterstützung des Traktionsmotors 3 durch 3,7 Kilowatt vorgesehen ist, wird die geforderte Leistung der Kraftmaschine 5 PS, so daß der Betriebspunkt der Kraftmaschine 1 in der Figur sich zu einem Punkt A2 auf der Kurve L3 bewegt. In diesem Zustand beträgt der Kraftstoffverbrauch pro Stunde 300 g/psh · 5 ps = 1500 g/h, was bedeutet, daß sich der Kraftstoffverbrauch um 700 g/h reduziert im Vergleich dazu, wenn keine Unterstützung des Traktionsmotors 3 vorgesehen ist. Die Effektivität der Kraftmaschine (Kraftstoffverbrauchsrate) verschlechtert sich von 220 g/psh auf 300 g/psh.
Wenn weiterhin die Kraftmaschinenbetriebsbedingung ohne Unterstützung des Traktionsmotors 3 einem Punkt B1 (NE = 3500 U/min und Motorleistung = 47 ps) entspricht, beträgt der Kraftstoffverbrauch pro Stunde 195 g/psh · 47 ps = 9165 g/h. Wenn die Unterstützung des Traktionsmotors 3 durch 16 Kilowatt vorgesehen ist, bewegt sich der Betriebspunkt der Kraftmaschine 1 in der Figur zu einem Punkt B2 auf der Kurve L2, was bedeutet, daß der Kraftstoffverbrauch pro Stunde 220 g/psh · 25 ps = 5500 g/h beträgt. Deshalb wird der Kraftstoffverbrauch pro Stunde um 3665 g/h reduziert, die Effektivität der Kraftmaschine (Kraftstoffverbrauchsrate) verschlechtert sich jedoch von 195 g/psh auf 220 g/psh.
In Anbetracht der Nachteile der oben beschriebenen verschlechterten Effektivität der Kraftmaschine, wird gemäß der vorliegenden Ausführungsform das Luft/Kraftstoffverhältnis magerer gemacht, wenn die Unterstützung der Kraftmaschine durch den Traktionsmotor 3 gegeben ist, so daß der Betriebspunkt A2 auf der Kurve L3 sich zu einem Punkt A3 auf einer Kurve L5 (in Fig. 27(b)) bewegt, wohingegen der Betriebspunkt B2 auf der Kurve L2 sich zu einem Punkt B3 auf einer Kurve L4 bewegt. Bei dem Betriebspunkt A3 beträgt der Kraftstoffverbrauch pro Stunde 240 g/psh · 5 ps = 1200 g/h, was bedeutet, daß sich die Kraftstoffökonomie weiterhin um 300 g/h verbessert, sogar im Vergleich zu dem Betriebspunkt A2 in Fig. 27A. Die Effektivität der Kraftmaschine (Kraftstoffverbrauchsrate) verbessert sich von 300 g/psh auf 240 g/psh. Weiterhin beträgt der Kraftstoffverbrauch pro Stunde an dem Betriebspunkt B3 in Fig. 27B 200 g/psh · 25 ps = 5000 g/h, was bedeutet, daß sich die Kraftstoffökonomie weiterhin um 500 g/h verbessert hat. Die Effektivität der Kraftmaschine (Kraftstoffverbrauchsrate) verbessert sich von 220 g/psh auf 200 g/psh, da die Magerung des Luft/Kraftstoffverhältnisses zur Verbesserung des Verhältnisses der spezifischen Wärmen, Reduktion des Kühlverlustes usw. beiträgt.
Weiterhin wird gemäß der vorliegenden Ausführungsform der Luft/Kraftstoff-Sollverhältniskoeffizient KCOML2 während des Magerungsbetriebs der Kraftmaschine gemäß der Unterstützungsmenge des Traktionsmotors 3 gesetzt. Dies ermöglicht, daß das Magerungs-Luft/Kraftstoff-Sollverhältnis so gesetzt werden kann, daß eine Steuerung des Anstiegs der Drehzahl der Kraftmaschine 1 mittels des Traktionsmotors 1 ausgeübt werden kann, wodurch der Magerungs-Grenzwert des Luft/Kraftstoffverhältnisses höher gesetzt werden kann (d. h., die Kraftmaschine 1 kann noch magerer betrieben werden).
Fig. 23 zeigt eine Subroutine für die DBW-Steuerungsverarbeitung, d. h. Verarbeitung zur Steuerung der Drosselventilöffnung, welche bei Schritt S135 in Fig. 8 ausgeführt wird.
Zuerst wird bei einem Schritt S191 festgestellt, ob das Leerlaufkennzeichen FIDLE "1" annimmt oder nicht. Wenn FIDLE = 1 zutrifft, was bedeutet, daß die Kraftmaschine im Leerlauf ist, wird bei einem Schritt S192 festgestellt, ob das Leerlauf-Regenerationskennzeichen FIDLEREG "1" annimmt oder nicht. Wenn FIDLEREG = 0, was bedeutet, daß die Regeneration der elektrischen Energie nicht ausgeführt wird, wird eine Drosselventil-Sollöffnung θTHO auf einen vorbestimmten Wert θTHIDL für einen normalen Leerlaufbetrieb der Kraftmaschine bei einem Schritt S195 gesetzt, worauf das Programm zu einem Schritt S201 weitergeht.
Wenn bei Schritt S192 FIDLEREG = 1, wird eine Drossel-Sollöffnung θTHIDLREG für die Leerlaufregeneration festgestellt. Insbesondere wird die Sollöffnung θTHIDLREG durch Lesen einer θTHIDLREG-Tabelle festgestellt, welche wie z. B. in Fig. 24 gezeigt gesetzt ist, so daß, wenn der Absolutwert 1 REGPOWER 1 der Regenerationsmenge REGPOWER zunimmt, der θTHIDLREG-Wert zunimmt entsprechend der Regenerationsmenge REGPOWER. Wenn weiterhin das Luft/Kraftstoff-Sollverhältnis auf das stöchiometrische Luft/Kraftstoffverhältnis gesetzt ist, werden Werte verwendet, die zum Steuern des Luft/Kraftstoffverhältnisses auf das stöchiometrische Luft/Kraftstoffverhältnis geeignet sind, wohingegen, wenn das Luft/Kraftstoff-Sollverhältnis auf einen magereren Wert gesetzt ist als das stöchiometrische Luft/Kraftstoffverhältnis, Werte verwendet werden, die zum Steuern des Luft/Kraftstoffverhältnisses auf das magerere Luft/Kraftstoffverhältnis geeignet sind. Dann wird die Drosselventil-Sollöffnung θTHO bei einem Schritt S194 auf den θTHIDLREG-Wert gesetzt, worauf das Programm zu Schritt S201 weitergeht.
Wenn somit die Leerlaufregeneration ausgeführt wird, steigt die Einlaßluftmenge, um hierdurch zu ermöglichen, daß kinetische Energie in einer Menge erzeugt wird, die für die Regeneration der elektrischen Energie durch den Traktionsmotor 3 erforderlich ist.
Fig. 28 zeigt Änderungen der Motorbetriebsparameter vor und nach Beginn der Leerlaufregeneration. Durch Ausführen der obengenannten Schritte S192 und S194 steigen die Einlaßluftmenge und der Einlaßrohr-Absolutdruck PBA und durch Ausführen der Schritte S179 bis S181 in Fig. 21 ändert sich das Luft/Kraftstoffverhältnis z. B. auf einen Wert von A/F = ca. 22,0. Dadurch wird es möglich, das Verhältnis der spezifischen Wärmen zu verbessern und den Wärmeverlust zu reduzieren, wodurch sich die Kraftstoffökonomie der Kraftmaschine verbessert.
Wenn andererseits FIDLE = 0 bei Schritt S191 zutrifft, was bedeutet, daß die Kraftmaschine nicht im Leerlauf ist, wird bei einem Schritt S196 festgestellt, ob das Kraftstoff- Unterbrechungskennzeichen FFC "1" annimmt oder nicht. Wenn FFC = 1, was bedeutet, daß eine Kraftstoffunterbrechung ausgeführt wird, wird die Drosselventil-Sollöffnung θTHO auf einen weit geöffneten Drosselwert θTHWOT gesetzt, welcher angenommen wird, wenn das Drosselventil im wesentlichen vollkommen geöffnet ist bei Schritt S200. Dadurch wird verhindert, daß Einlaßluft einen Widerstand aufgrund des vollkommen geschlossenen Zustands des Drosselventils 103 erfährt, wodurch ein erhöhter Pumpverlust bewirkt wird und verstärkt somit die Regeneration von elektrischer Energie durch den Traktionsmotor 3, wodurch die kinetische Energie des Fahrzeugs effektiv in elektrische Energie konvertiert wird.
Wenn bei Schritt S196 FFC = 0, was bedeutet, daß die Kraftstoffunterbrechung nicht ausgeführt wird, wird eine Basis-Drosselventilöffnung θTHM entsprechend der Beschleunigungsöffnung θAP und der Kraftmaschinendrehzahl NE bei einem Schritt S198 festgestellt, und eine Subroutine für θTH0-Berechnungsverarbeitung, gezeigt in Fig. 25, wird bei einem Schritt S199 ausgeführt, worauf das Programm zu dem Schritt S201 weitergeht.
Bei Schritt S201 werden die Drosselventil-Sollöffnung θTH0 und die detektierte Drosselventilöffnung θTH an die folgende Gleichung (6) angelegt, um hierdurch einen Betätigungsorgan-Befehlswert θTHCOM zu berechnen:
θTHCOM = θTHO - θTH ... (6)
Die Drosselventilöffnung θTH in dieser Gleichung kann durch einen kumulativen Befehlswert θTHP ersetzt werden, welcher ein kumulativer Wert der Befehlswerte θTHCOM ist, die dem Drosselbetätigungsorgan 105 zugeführt werden (θTHP = direkt vorhergehender θTHP-Wert + direkt vorhergehender θTHCOM-Wert).
Der berechnete Befehlswert θTHCOM wird bei einem Schritt S202 auf das Leistungsregister gesetzt, worauf das Programm beendet wird.
Fig. 25 zeigt Details der Subroutine für die θTHO-Berechnungsverarbeitung, ausgeführt bei Schritt S199 in Fig. 23.
Zuerst werden bei einem Schritt S211 die Korrekturterme zum Korrigieren der Drosselventilöffnung θTH in Abhängigkeit der entsprechenden Kraftmaschinen-Betriebsparameter zusammenaddiert, um hierdurch einen gesamten Korrekturterm θTHK zu berechnen. Dann wird bei einem Schritt S212 festgestellt, ob das Höherrate-Fahrtregenerationskennzeichen FHCRUREG "1" annimmt oder nicht. Wenn FHCRUREG = 1, was bedeutet, daß die Höherrate-Fahrtregeneration ausgeführt wird, wird ein Höherrate-Fahrtregenerationsabhängiger Korrekturterm θTHHCRU festgestellt. Insbesondere wird der Höherrate-Fahrtregenerations-abhängige Korrekturterm θTHHCRU durch Lesen einer θTHHCRU-Tabelle festgestellt, welche wie z. B. in Fig. 26 gezeigt gesetzt ist, so daß wenn der absolute Wert REGPOWER der Regenerationsmenge REGPOWER zunimmt, der θTHHCRU-Wert entsprechend der Regenerationsmenge REGPOWER zunimmt.
Bei dem folgenden Schritt S214 wird der Gesamt-Korrekturterm θTHK durch Addieren des Höherrate-Fahrtregenerations-abhängigen Korrekturterms θTHHCRU zu dem gesamten Korrekturterm θTHK, festgestellt bei Schritt S211 korrigiert, worauf das Programm zu einem Schritt S218 weitergeht.
Wenn bei Schritt S212 FHCRUREG = 0, wird bei einem Schritt S215 festgestellt, ob das Niedrigrate-Fahrtregenerationskennzeichen FLCRUREG "1" annimmt oder nicht. Wenn FLCRUREG = 0, was bedeutet, daß die Niedrigrate-Fahrtregeneration nicht ausgeführt wird, springt das Programm zu Schritt S218, wohingegen wenn FLCRUREG = 1, was bedeutet, daß die Niedrigrate-Fahrtregeneration ausgeführt wird, ein Niedrigrate-Fahrtregenerations-abhängiger Korrekturterm θTHLCRU durch Lesen einer θTHLCRU-Tabelle, gezeigt in Fig. 26 in Kombination mit der θTHLCRU-Tabelle gelesen wird. Der Niedrigrate- Fahrtregenerations-abhängige Korrekturterm θTHLCRU wird so gesetzt, daß, wenn der Absolutwert REGPOWER der Regenerationsmenge REGPOWER steigt, der θTHLCRU- Wert steigt, wobei jeder θTHLCRU-Wert kleiner als ein entsprechender θTHHCRU-Wert für einen identischen Wert des absoluten Werts REGPOWER ist.
Bei dem folgenden Schritt S217 wird der Niedrigrate-Fahrtregenerationsterm θTHLCRU dem Gesamtkorrekturterm θTHK, berechnet bei Schritt S211 hinzuaddiert, um den Gesamtkorrekturterm θTHK zu korrigieren und dann geht das Programm zu dem Schritt S218 weiter.
Bei Schritt S218 werden die Basis-Drosselventilöffnung θTHM und der Gesamtkorrekturterm θTHK auf die folgende Gleichung (7) angewandt, um hierdurch die Drosselventil- Sollöffnung θTH0 zu berechnen, worauf das Programm beendet wird:
θTHO = θTHM + θTHK ... (7)
Die Erfindung ist nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform beschränkt, sondern kann verschiedentlich modifiziert und variiert werden. Z. B. kann als elektrische Energie- Speichereinrichtung ein Kondensator mit großer elektrostatischer Kapazität in Kombination mit oder anstelle einer Speicherbatterie 14 verwendet werden.
Weiterhin kann die Erfindung bei einer Kraftmaschine verwendet werden, bei welcher anstelle des Drosselventils 103 der sogenannten DBW-Art, ein Drosselventil einer gewöhnlichen Art verwendet wird, welches mechanisch mit dem Beschleunigungspedal verbunden ist. In diesem Fall kann die Einlaßluftmenge in Abhängigkeit der Regenerationsmenge der elektrischen Energie durch Steuerung eines in einem Bypass-Durchgang um das Drosselventil herum angeordneten Steuerventils gesteuert werden. Bei einer Kraftmaschine mit durch Solenoide angetriebenen Einlaßventilen (angetrieben nicht durch einen Nockenmechanismus sondern durch ein Solenoid) kann die Einlaßluftmenge durch Ändern der Ventilöffnungsperioden der Einlaßventile gesteuert werden. Wenn weiterhin FFC = 1, d. h., wenn die Kraftstoffzufuhr an die Kraftmaschine unterbrochen ist, ist bevorzugt, daß das Steuerventil in dem Bypassdurchgang oder die mit Solenoiden angetriebenen Einlaßventile so gesteuert werden, daß sie die Einlaßluftmenge auf ein Maximum steuern (Verarbeitung entsprechend Schritt S200 in Fig. 23).
Weiterhin wird bei der vorliegenden Ausführungsform, obwohl FCH = 0, d. h., wenn Aufladen der Speicherbatterie nicht erlaubt ist, oder wenn die Temperatur TD des Schutzwiderstands der PDU 13 höher ist als der vorbestimmte Wert TDF, die Regeneration der elektrischen Energie verhindert (Regenerationsmenge = 0) (Schritte S61, S52, S63 und S71 in Fig. 12). Dies ist nicht einschränkend, sondern die Regenerationsmenge kann auf einen sehr kleinen Wert gesetzt werden.
Weiterhin kann die Übertragung 4 durch eine Übertragung mit variabler Geschwindigkeit ersetzt werden, welche das Untersetzungsgetriebeverhältnis unendlich ändern kann. In diesem Fall wird das Untersetzungsgetriebeverhältnis nicht durch Detektieren der Getriebeposition GP festgestellt, sondern durch Detektieren eines Verhältnisses der Drehzahl einer nachgeordneten Welle zu der einer Antriebswelle der Übertragung mit variabler Geschwindigkeit. Dann ist es bevorzugt, daß das in Fig. 10 gezeigte MOTORPOWER- Kennfeld und ein LCRUREG-Kennfeld und ein HCRUREG-Kennfeld, welche nicht gezeigt sind, für jeden der vorbestimmte Bereiche des Getriebereduktionsverhältnisses vorgesehen sind, oder Werte, die aus diesen Kennfeldern erhalten werden, mögen mit einem Koeffizienten multipliziert werden, welcher von dem Getriebereduktionsverhältnis abhängt.

Claims

1. Steuersystem für ein Hybridfahrzeug mit einer Kraftmaschine mit innerer Verbrennung, einer von der Kraftmaschine angetriebenen Antriebswelle, einem Generator zum Umwandeln von kinetischer Energie der Antriebswelle in elektrische Energie zum Erzeugen eines elektrischen Stroms, und einer elektrischen Speichereinrichtung zum Speichern von elektrischer Energie, die von dem Generator ausgegeben wird, wobei das Steuersystem aufweist:

eine Verzögerungs-Detektiereinrichtung zum Detektieren einer Verzögerung der Kraftmaschine;

eine Kraftstoffzufuhr-Unterbrechungseinrichtung zum Unterbrechen der Zufuhr von Kraftstoff an den Motor während der Verzögerung der Kraftmaschine;

eine Einlaßluftmenge-Steuereinrichtung zum Steuern einer dem Motor zugeführten Einlaßluftmenge, so daß die dem Motor zugeführte Einlaßluftmenge zunimmt, wenn der Generator während der Verzögerung der Kraftmaschine elektrische Energie regeneriert, gekennzeichnet durch:

eine Regeneriermenge-Berechnungseinrichtung zum Berechnen einer von dem Generator während der Verzögerung der Kraftmaschine zu regenerierenden elektrischen Energie; und

eine Leistungs-Steuereinrichtung zum Steuern einer Leistung von dem Generator auf der Basis der Menge an elektrischer Energie, die von der Regenerationsmenge-Berechnungseinrichtung berechnet wurde.

2. Steuersystem nach Anspruch 1, mit einer Restladungs-Detektiereinrichtung zum Detektieren einer Menge an Restladung in der elektrischen Speichereinrichtung, und wobei die Regenerationsmenge-Berechnungseinrichtung die zu regenerierende Menge an elektrischer Energie in Abhängigkeit der Restladungsmenge in der Speicherbatterieeinrichtung, die von der Restladungs-Detektiereinrichtung detektiert wurde, beschränkt.

3. Steuersystem nach Anspruch 1, mit einer Temperatur-Detektiereinrichtung zum Detektieren einer Temperatur der Leistungs-Steuereinrichtung, und wobei die Regenerationsmenge-Berechnungseinrichtung die Menge an zu regenerierender Energie in Abhängigkeit der Temperatur der Leistungs-Steuereinrichtung, die von der Temperatur-Detektiereinrichtung detektiert wurde, beschränkt.

4. Steuersystem nach Anspruch 2, wobei, wenn die Restladungsmenge in der Batteriespeichereinrichtung im wesentlichen gleich einer in der elektrischen Speichereinrichtung zu speichernden Ladungsmenge ist, wenn die elektrische Speichereinrichtung im wesentlichen vollkommen geladen ist, die Regenerationsmenge-Berechnungseinrichtung die Menge an von dem Generator zu regenerierender elektrischer Energiemenge auf Null setzt.

5. Steuersystem nach Anspruch 1, wobei die Kraftmaschine einen Einlaßdurchgang und ein Drosselventil aufweist, welches in dem Einlaßdurchgang angeordnet ist, wobei die Einlaßluftmenge-Steuereinrichtung bewirkt, daß das Drosselventil vollkommen geöffnet ist, wenn der Generator die elektrische Energie während der Verzögerung der Kraftmaschine regeneriert.

6. Steuersystem nach Anspruch 5, wobei das Hybridfahrzeug eine Übertragung hat, die mit der Kraftmaschine verbunden ist, wobei das Steuersystem eine Motordrehzahl-Detektiereinrichtung zum Detektieren der Drehzahl der Kraftmaschine, eine Einrichtung zum Detektieren eines für ein Untersetzungsverhältnis der Übertragung repräsentativen Parameters und eine zusätzliche Leistungs-Berechnungseinrichtung zum Berechnen einer zusätzlichen Leistung von der Kraftmaschine über den Fahrtwiderstand des Hybridfahrzeugs hinaus aufweist, wobei die Regenerationsmenge-Berechnungseinrichtung die Menge an von dem Generator zu regenerierender elektrischer Energie während der Verzögerung der Kraftmaschine durch Hinzufügen einer vorbestimmten Menge entsprechend eines vollkommen geöffneten Zustands des Drosselventils zu einer Menge an durch den Generator zu regenerierender elektrischer Energie berechnet, welche auf der Basis der Drehzahl der Kraftmaschine, dem Untersetzungsverhältnis der Übertragung und der zusätzlichen Leistung von der Kraftmaschine festgestellt wird.

7. Steuersystem nach Anspruch 6 mit einer Fahrzeuggeschwindigkeits-Detektiereinrichtung zum Detektieren der Fahrtgeschwindigkeit des Hybridfahrzeugs, und wobei der Fahrtwiderstand des Hybridfahrzeugs auf der Basis der von der Fahrzeuggeschwindigkeit-Detektiereinrichtung detektierten Fahrzeuggeschwindigkeit, der zusätzlichen Leistungs-Berechnungseinrichtung, die die zusätzliche Leistung von der Kraftmaschine durch Subtrahieren des Fahrtwiderstands des Fahrzeugs von einer von einer Kraftmaschine geforderten Leistung in Abhängigkeit der Drehzahl und der Belastung der Kraftmaschine berechnet, festgestellt wird.

8. Steuersystem nach Anspruch 7 mit einer Drosselventilöffnungs-Detektiereinrichtung zum Detektieren der Öffnung des Drosselventils, und wobei die Belastung der Kraftmaschine durch die Öffnung der Drosselventilöffnung festgestellt wird.

9. Steuersystem nach Anspruch 8, wobei das Hybridfahrzeug ein Gaspedal aufweist, und das Steuersystem eine Gaspedalöffnungs-Detektiereinrichtung zum Detektieren der Öffnung des Gaspedals entsprechend einer von einem Fahrer ausgeübten Gaspedalbewegung aufweist, wobei die Belastung der Kraftmaschine durch die Öffnung des Gaspedals festgestellt wird.

10. Steuersystem nach Anspruch 1, wobei der Generator auch als Motor dient, welcher mit elektrischer Energie von der elektrischen Speichereinrichtung betrieben werden kann, um die Kraftmaschine zu unterstützen.