DE10049015B4 - Motorsteuer/regelvorrichtung für ein Hybridfahrzeug - Google Patents

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Abstract

Motorsteuer/regelvorrichtung für ein Hybridfahrzeug mit einer Brennkraftmaschine (10) zur Ausgabe einer Antriebskraft, mit einem Elektromotor (2) zum Unterstützen der Maschine, mit einer Energiespeichereinheit (1) zur Stromversorgung des Motors (2) und zum Speichern von durch den Motor regeneriertem Strom, und mit durch den Strom betriebenen Nebenaggregaten (5), wobei die Motorsteuer/regelvorrichtung umfasst:
eine erste Messvorrichtung (6) zum Messen der elektrischen Energie, die von der Energiespeichereinheit (1) ausgegeben oder in diese gespeichert wird;
eine zweite Messvorrichtung (7) zum Messen der elektrischen Energie, die dem Motor (2) zugeführt oder von diesem abgegeben wird;
eine Steuereinrichtung (15, 3) zum Steuern/Regeln der elektrischen Energie, die dem Motor (2) zugeführt oder von diesem abgegeben wird, in Abhängigkeit vom durch zumindest eine der Meßvorrichtungen (6, 7) gemessenen Wert; und
eine Antriebsmodus-Bestimmungsvorrichtung (11) zum Bestimmen eines Antriebsmodus auf der Basis vorbestimmter, den Betriebszustand des Fahrzeugs bezeichnender Parameter;
gekennzeichnet durch eine Wählvorrichtung (16) zum...

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Motorsteuer/regelvorrichtung für ein Hybridfahrzeug, welches eine Brennkraftmaschine und einen Motor trägt.
  • Diese Anmeldung beruht auf der japanischen Patentanmeldung Nr. 11-283579, deren Inhalte hierin unter Bezugnahme aufgenommen werden.
  • Beschreibung der relevanten Technik
  • Um die Fahrbarkeit eines Fahrzeugs zu verbessern, ist eine Steuer/Regelvorrichtung erforderlich, die ohne Verzögerung auf Anweisungen von einem Fahrer, das Fahrzeug zu beschleunigen oder zu verzögern, reagieren kann. Ein Hybridfahrzeug, das eine Brennkraftmaschine und einen Motor aufweist, muss die dem Motor zugeführte oder von dem Motor abgezogene elektrische Energiemenge ohne Verzögerung steuern/regeln. Das Hybridfahrzeug führt dem Motor die elektrische Energie zu, und der Motor unterstützt die Maschine, um das Fahrzeug zu beschleunigen. Ferner benutzt das Hybridfahrzeug einen Motor als Generator, und die erzeugte elektrische Energie wird abgezogen, so dass das Fahrzeug verzögert.
  • Um die Steuerung/Regelung ohne Verzögerung zu erreichen, könnte der von der Steuer/Regelvorrichtung dem Motor zugeführte Stellfaktor vergrößert werden, und alternativ könnte die Änderungsrate der von dem Motor abgezogenen elektrischen Energie pro Zeiteinheit vergrößert werden und könnte die Änderungsrate des Motordrehmoments pro Zeiteinheit vergrößert werden.
  • Um die oben erwähnte Steuerung/Regelung zu erreichen, muss eine Struktur zum Abziehen und Zuführen der elektrischen Energie zu dem Motor vorgesehen sein, und mit der Struktur könnte das Energiemanagement unausgeglichen sein, wenn die Maschine leer läuft oder wenn das Fahrzeug mit konstanter Geschwindigkeit fährt. Wenn die Maschine leer läuft oder wenn das Fahrzeug mit konstanter Geschwindigkeit fährt, wirkt der Motor als Generator, um die erzeugte Energie der Batterie zuzuführen, und die Batterie wird geladen. Die in der Batterie gespeicherte Energiemenge kann allein durch Erfassung der elektrischen Energie, die dem Motor zugeführt oder von diesem abgegeben wird, nicht genau bekannt sein. Der Grund hierfür ist, dass die Batterie nicht nur mit dem Motor verbunden ist, sondern auch mit verschiedener anderer elektrischer Ausstattung verbunden ist, die elektrische Energie verbraucht, und dass die elektrische Energie, die dem Motor zugeführt und von diesem abgegeben wird, nicht notwendigerweise die gleiche ist, wie die, die der Batterie zugeführt und von dieser abgegeben wird.
  • Um dieses Problem zu lösen, könnte die elektrische Energie erfasst werden, die der Batterie zugeführt und von dieser abgegeben wird. Wenn jedoch bei dieser Struktur zum Erfassen der elektrischen Energie und zum Steuern/Regeln des erfassten Werts, um ihn auf einem Festwert zu halten, der Motor elektrische Energie erzeugt, während das Fahrzeug leer läuft oder mit konstanter Geschwindigkeit fährt, erzeugt der Motor die elektrische Energie, die von der elektrischen Ausstattung, bzw. Nebenaggregaten wie etwa der Klimaanlage, den Scheinwerfern und dem Defroster, zu verbrauchen ist, und die elektrische Energie, die der Batterie zuzuführen ist. Daher erscheinen Schwankungen an der von den Nebenaggregaten verbrauchten elektrischen Energie als Schwankung der von dem Motor erzeugten elektrischen Energie.
  • Wenn bei dieser Struktur ein Nebenaggregat ein- oder ausgeschaltet wird, während die Maschine leer läuft, ändert sich die von dem Motor erzeugte elektrische Energie, ändert sich auch die Last an der Maschine, und daher könnte die Maschine stehen bleiben.
  • Wenn ferner ein Nebenaggregat ein- oder ausgeschaltet wird, während das Fahrzeug mit konstanter Geschwindigkeit fährt, ändert sich die von dem Motor erzeugte elektrische Energie, ändert sich auch die Last an der Maschine, und das Fahrzeug könnte sich unstabil verhalten.
  • Aus der US 5,081,365 A und der WO 98/17 494 A1 sind gattungsgemäße Steuereinrichtungen für Hybridfahrzeuge bekannt, bei denen die elektrische Energie vom oder zum Elektromotor/Generator in Abhängigkeit von dem Betriebszustand des Hybridfahrzeugs gesteuert wird.
  • In der US 5,166,584 A wird ein Fahrzeug, das von einem Elektromotor angetrieben wird, beschrieben, bei dem der Betriebsmodus des Fahrzeugs ermittelt wird und in Abhängigkeit dieses Betriebsmodus die Stromversorgung zu dem Elektromotor und den elektrischen Nebenaggregaten gesteuert wird.
    •
  • KURZE ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Es ist daher eine erste Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Motorsteuer/regelvorrichtung für ein Hybridfahrzeug vorzusehen, die auf Anweisungen des Fahrers, das Fahrzeug zu beschleunigen oder zu verzögern, reagieren kann, während das Energiemanagement ausgeglichen bleibt, wenn die Maschine leer läuft oder wenn das Fahrzeug mit konstanter Geschwindigkeit fährt.
  • Es ist eine zweite Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Motorsteuer/regelvorrichtung für ein Hybridfahrzeug vorzusehen, die ein Stehenbleiben der Maschine verhindern kann, auch wenn ein Nebenaggregat ein- oder ausgeschaltet wird, während die Maschine leer läuft, und die ein unstabiles Verhalten des Fahrzeugs verhindern kann, auch wenn ein Nebenaggregat ein- oder ausgeschaltet wird, während das Fahrzeug mit konstanter Geschwindigkeit fährt.
  • Es ist daher eine dritte Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Motorsteuer/regelvorrichtung für ein Hybridfahrzeug vorzusehen, die auf eine Anweisung eines Fahrers, das Fahrzeug zu beschleunigen oder zu verzögern, reagieren kann, während das Energiemanagement ausgeglichen bleibt, wenn die Maschine leer läuft oder wenn das Fahrzeug mit konstanter Geschwindigkeit fährt, die verhindern kann, dass die Maschine stehen bleibt, auch wenn elektrische Ausstattung ein- oder ausgeschaltet wird, während die Maschine leer läuft, und die das unstabile Verhalten des Fahrzeugs verhindern kann, auch wenn ein Nebenaggregat ein- oder ausgeschaltet wird, während das Fahrzeug mit konstanter Geschwindigkeit fährt.
  • In einem ersten Aspekt der Erfindung wird eine Motorsteuer/regelvorrichtung für ein Hybridfahrzeug gemäß Anspruch 1 angegeben.
  • Nach dem ersten Aspekt der Erfindung wählt die Wählvorrichtung den von der ersten Messvorrichtung gemessenen Wert oder den von der zweiten Messvorrichtung gemessenen Wert in Abhängigkeit vom Antriebsmodus, der von der Antriebsmodus-Bestimmungsvorrichtung bestimmt ist. Die Wählvorrichtung wählt nämlich die elektrische Energie, die von der Batterie zugeführt oder in diese gespeichert wird, oder die elektrische Energie, die dem Motor zugeführt oder von diesem abgezogen wird. Daher reagiert die Motorsteuer/regelvorrichtung auf eine Anweisung des Fahrers, das Fahrzeug zu beschleunigen oder zu verzögern, in dem Unterstützungsmodus oder in dem Verzögerungsmodus, während das Energiemanagement ausgeglichen bleibt, wenn das Fahrzeug leer läuft oder mit konstanter Geschwindigkeit fährt.
  • In einem zweiten Aspekt der Erfindung wird eine Motorsteuer/regelvorrichtung für ein Hybridfahrzeug gemäß Anspruch 2 angegeben.
  • Nach dem zweiten Aspekt der Erfindung schaltet der Schalter einen Stellfaktor, der eine Änderungsrate des Drehmoments des Motors definiert, in Abhängigkeit von der Bestimmung durch die Antriebsmodus-Bestimmungsvorrichtung. Daher reagiert die Motorsteuer/regelvorrichtung auf Anweisungen des Fahrers, das Fahrzeug zu beschleunigen oder zu verzögern, in dem Unterstützungsmodus oder in dem Verzögerungsmodus, während ein Stehenbleiben der Maschine im Leerlaufmodus verhindert wird, wenn ein Nebenaggregat ein- oder ausgeschaltet wird, und während das unstabile Verhalten des Fahrzeugs im Konstantfahrmodus verhindert wird, wenn ein Nebenaggregat ein- oder ausgeschaltet wird.
  • Ein bevorzugter dritter Aspekt der Erfindung ist in Anspruch 3 angegeben.
  • Nach dem dritten Aspekt der Erfindung schaltet der Schalter einen Stellfaktor, der eine Änderungsrate im Drehmoment des Motors definiert, in Abhängigkeit von der Bestimmung durch die Antriebsmodus-Bestimmungsvorrichtung. Daher reagiert die Motorsteuer/regelvorrichtung auf eine Anweisung des Fahrers, das Fahrzeug zu beschleunigen oder zu verzögern, im Unterstützungsmodus oder im Verzögerungsmodus, während das Energiemanagement ausgeglichen bleibt, wenn das Fahrzeug leer läuft oder mit konstanter Geschwindigkeit fährt, während ein Stehenbleiben der Maschine im Leerlaufmodus verhindert wird, wenn ein Nebenaggregat ein- oder ausgeschaltet wird, und während das unstabile Verhalten des Fahrzeugs im Konstantfahrmodus verhindert wird, wenn ein Nebenaggregat ein- oder ausgeschaltet wird.
  • Ein bevorzugter vierter Aspekt der Erfindung ist in Anspruch 4 angegeben.
  • Nach dem vierten Aspekt der Erfindung wird, wenn der Konstantfahrmodus oder der Leerlaufmodus vorliegt, der von der ersten Messvorrichtung gemessene Wert gewählt, wird die in der Batterie gespeicherte elektrische Energie gemessen und erfolgt die Steuerung/Regelung auf der Basis des gewählten Werts, um hierdurch das Energiemanagement auszugleichen.
  • Wenn der Unterstützungsmodus oder der Verzögerungsmodus vorliegt, wird der von der zweiten Messvorrichtung gemessene Wert gewählt, wird die dem Motor zugeführte oder von diesem abgezogene elektrische Energie gemessen und erfolgt die Steuerung/Regelung auf der Basis des gewählten Werts, um hierdurch das Fahrzeug auf die Anweisungen des Fahrers, das Fahrzeug zu beschleunigen oder zu verzögern, reagieren zu lassen.
  • Ein bevorzugter fünfter Aspekt der Erfindung ist in Anspruch 5 angegeben.
  • Nach dem fünften Aspekt der Erfindung ist der Stellfaktor, der von dem Stellfaktorschalter im Normalfahrmodus oder dem Leerlaufmodus geschaltet ist, kleiner als der Stellfaktor in dem Unterstützungsmodus oder dem Verzögerungsmodus. Daher wird, wenn der Konstantfahrmodus oder der Leerlaufmodus vorliegt, auch wenn ein Nebenaggregat ein- oder ausgeschaltet wird, die Änderungsrate des Motordrehmoments, die durch den Stellfaktor definiert ist, niedrig, und die Schwankung in der Last an der Maschine ist ebenfalls niedrig. Daher kann im Leerlaufmodus ein Stehenbleiben der Maschine verhindert werden, und im Konstantfahrmodus kann ein unstabiles Verhalten des Fahrzeugs verhindert werden.
  • Wenn der Unterstützungsmodus oder der Verzögerungsmodus vorliegt, kann das Fahrzeug auf Anweisungen des Fahrers, das Fahrzeug zu beschleunigen oder zu verzögern, reagieren, weil die durch den Stellfaktor definierte Änderungsrate des Motordrehmoments hoch ist.
    •
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist ein Blockdiagramm mit Darstellung der Motorsteuer/regelvorrichtung für das Hybridfahrzeug der vorliegenden Erfindung.
  • 2 ist ein Blockdiagramm mit Darstellung des Steuer/Regelsystems für das Parallel-Hybridfahrzeug der vorliegenden Erfindung.
  • 3 ist ein Flussdiagramm mit Darstellung des Flusses zum Setzen eines Stellfaktors und der Berechnung einer angeforderten elektrischen Energie nach der vorliegenden Erfindung.
  • 4 ist ein Diagramm, welches schematisch ein Verfahren zum Bestimmen des Antriebsmodus nach der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 5A bis 5F sind Diagramme zur Erläuterung des Prozesses zum Löschen der angeforderten elektrischen Energie auf null beim Schalten des Antriebsmodus nach der vorliegenden Erfindung.
  • 6 ist ein Flussdiagramm mit einer Detaildarstellung des Flusses zur Berechnung der angeforderten elektrischen Energie nach der vorliegenden Erfindung.
  • 7A bis 7D sind Diagramme zur Erläuterung des Verfahrens zum Berechnen der Soll-Energie nach der vorliegenden Erfindung.
  • 8 ist eine Tabelle zur Erläuterung der Beziehung zwischen den Antriebsmodi und den Stellfaktoren nach der vorliegenden Erfindung.
  • DETAILBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Die Ausführung der Motorsteuer/regelvorrichtung für das Hybridfahrzeug der vorliegenden Erfindung wird anhand der Figuren erläutert. 1 ist ein Blockdiagramm mit Darstellung der prinzipiellen Struktur der Motorsteuer/regelvorrichtung für das Hybridfahrzeug nach der vorliegenden Erfindung. In dieser Figur bezeichnet 1 eine Hauptbatterie, deren Anschluss 1a eine Spannung von 150V ausgibt. Nummer 2 bezeichnet einen Motor, der durch von der Hauptbatterie 1 zugeführte elektrische Energie angetrieben wird, um das Fahrzeug anzutreiben oder um die Maschine zu unterstützen. Eine Leistungstreibereinheit 3 zum Steuern/Regeln der dem Motor 2 zuzuführenden elektrischen Energiemenge ist zwischen der Hauptbatterie 1 und dem Motor 2 vorgesehen.
  • Der Anschluss 1a der Hauptbatterie 1 ist über einen DC-DC-Wandler 4 zum Wandeln einer Spannung mit verschiedenen Nebenaggregaten 5 verbunden, wie etwa Scheinwerfern, einem Defroster und einer Klimaanlage. Da die Nebenaggregate 5 mit 12V arbeiten, wandelt der DC-DC-Wandler 4 die von der Hauptbatterie 1 ausgegebene Spannung von 150V in 12V.
  • Eine erste Messvorrichtung 6 ist an einer Leitung, die den Anschluss 1a der Hauptbatterie 1 mit dem Anschluss 3a der Leistungstreibereinheit 3 verbindet, und in der Nähe des Anschlusses 1a der Hauptbatterie 1 vorgesehen. Die erste Messvorrichtung 6 misst die von der Hauptbatterie 1 abgezogene oder der Hauptbatterie 1 zugeführte elektrische Energie. Die erste Messvorrichtung 6 umfasst einen elektrischen Stromsensor sowie einen Spannungssensor, wie unten beschrieben.
  • Eine zweite Messvorrichtung 7 ist an der Leitung, die den Anschluss 1a der Hauptbatterie 1 mit dem Anschluss 3a der Leistungstreibereinheit 3 verbindet, und in der Nähe des Anschlusses 3a der Leistungstreibereinheit 3 vorgesehen. Die zweite Messvorrichtung 7 misst die elektrische Energie, die über die Leistungstreibereinheit 3 dem Motor 2 zugeführt wird, oder die von dem Motor 2 abgegeben und von dem Anschluss 3a über die Leistungstreibereinheit 3 abgezogen wird. Die zweite Messvorrichtung 7 umfasst einen elektrischen Stromsensor sowie einen Spannungssensor.
  • Die Ausgaben von der ersten und der zweiten Messvorrichtung 6 und 7 werden der Motorsteuer/regeleinheit 8 zugeführt, wie unten beschrieben.
  • Nummer 9 bezeichnet eine Maschinensteuer/regeleinheit zum Steuern/Regeln der Brennkraftmaschine 10, wie nachfolgend beschrieben. Schematisch umfasst die Maschinensteuer/regeleinheit 9 eine CPU (zentrale Prozessoreinheit) sowie einen Speicher. Die Maschinensteuer/regeleinheit 9 umfasst eine Antriebsmodus-Bestimmungsvorrichtung 11, eine Antriebsmodus-Speichervorrichtung 12 zum Speichern des von der Bestimmungsvorrichtung 11 bestimmten Antriebsmodus sowie einen Soll-Energie-Rechner 13 zum Berechnen einer Soll-Energie auf der Basis des von der Antriebsmodus-Bestimmungsvorrichtung 11 bestimmten Antriebsmodus. Die von dem Soll-Energie-Rechner 13 berechnete Soll-Energie ist eine Soll-Energie zum Steuern/Regeln der elektrischen Energie, die von der Hauptbatterie 1 abgezogen oder der Hauptbatterie 1 zugeführt wird, sowie der elektrischen Energie, die dem Motor 2 zugeführt oder von dem Motor 2 abgezogen wird.
  • Die Ausgabe von der Antriebsmodus-Bestimmungsvorrichtung 11 wird in die Antriebsmodus-Speichervorrichtung 12 und den Soll-Energie-Rechner 13 eingegeben. Ferner wird die Ausgabe von der Antriebsmodus-Bestimmungsvorrichtung 11 von der Maschinensteuer/regeleinheit 9 nach extern ausgegeben. Ferner werden die Ausgaben von der Antriebsmodus-Speichervorrichtung 12 und dem Soll-Energie-Rechner 13 von der Maschinensteuer/regeleinheit 9 nach extern ausgegeben.
  • Die Antriebsmodus-Bestimmungsvorrichtung 11 bestimmt den gegenwärtigen Antriebsmodus auf der Basis eines vorbestimmten Parameters. Die Antriebsmodus-Bestimmungsvorrichtung 11 wiederholt die Bestimmungen mit einem vorbestimmten Intervall. Die Ergebnisse der wiederholten Bestimmungen werden der Antriebsmodus-Speichervorrichtung 12 zugeführt, die dann das vorherige Ergebnis der Bestimmung speichert, d.h. den vorherigen Antriebsmodus.
  • Die Nummer 8 bezeichnet eine Motorsteuer/regeleinheit zum Steuern/Regeln des Motors 2. Schematisch umfasst die Motorsteuer/regeleinheit 8 eine CPU (zentrale Prozessoreinheit) sowie einen Speicher. Die Motorsteuer/regeleinheit 8 umfasst einen Stellfaktorschalter 14 zum Schalten eines Stellfaktors (der eine Änderungsrate des Motordrehmoments definiert) in Abhängigkeit vom Antriebsmodus, einen Rückkopplungsprozessor 15 zum Steuern/Regeln des Motors 2 entsprechend dem vom Stellfaktorschalter 14 geschalteten Stellfaktor sowie eine Wählvorrichtung 16 zum Wählen der gemessenen elektrischen Energiewerte.
  • Die Motorsteuer/regeleinheit 8 erhält als Eingaben drei Ausgaben von der Maschinensteuer/regeleinheit 9. Der Stellfaktorschalter 14 erhält als Eingang die Ausgabe von der Antriebsmodus-Bestimmungsvorrichtung 11. Der Rückkopplungsprozessor 15 erhält als Eingaben die Ausgaben von der Antriebsmodus-Speichervorrichtung 12 und dem Soll-Energie-Rechner 13. Die Wählvorrichtung 16 erhält als Eingabe die Ausgabe von der Antriebsmodus-Bestimmungsvorrichtung 11.
  • Die Ausgabe von dem Stellfaktorschalter 14 wird in den Rückkopplungsprozessor 15 eingegeben. Die Ausgabe von dem Rückkopplungsprozessor 15 wird von der Motorsteuer/regeleinheit 8 nach extern ausgegeben. Die Wählvorrichtung 16 empfängt als Eingaben die Ausgaben von der ersten Messvorrichtung 6 und der zweiten Messvorrichtung 7. Die Ausgabe von der Wählvorrichtung 16 wird in den Rückkopplungsprozessor 15 eingegeben.
  • Der Stellfaktorschalter 14 schaltet den Stellfaktor des Rückkopplungssystems zum Regeln des Motors 2 auf der Basis der Information in Bezug auf den Antriebsmodus des Fahrzeugs, die von der Antriebsmodus-Bestimmungsvorrichtung 11 zugeführt wird, und sendet die Information in Bezug auf den geschalteten Stellfaktor zu dem Rückkopplungsprozessor 15. Der Rückkopplungsprozessor 15 regelt die Leistungstreibereinheit 3 in Abhängigkeit von Information in Bezug auf den von dem Stellfaktorschalter 14 gesendeten Stellfaktor. Die Leistungstreibereinheit 3 steuert/regelt die elektrische Energie, die dem Motor 2 zugeführt wird, oder von dem Motor 2 abgezogen wird. Die Wählvorrichtung 16 wählt eine der Ausgaben von der ersten Messvorrichtung 6 und der zweiten Messvorrichtung 7 auf der Basis der Information in Bezug auf den Antriebsmodus des Fahrzeugs, die von der Antriebsmodus-Bestimmungsvorrichtung 11 zugeführt wird, und sendet die gewählte Ausgabe zu dem Rückkopplungsprozessor 15.
  • 2 ist ein Blockdiagramm mit Darstellung des Steuer/Regelsystems für das Parallel-Hybridfahrzeug der Ausführung der vorliegenden Erfindung. In dieser Figur bezeichnet 10 eine Brennkraftmaschine, die durch die Verbrennung von Kraftstoff betrieben wird, und 2 bezeichnet einen Motor, der durch elektrische Energie betrieben wird und der gemeinsam mit der Maschine verwendet wird. Die Antriebskräfte von der Maschine 10 und dem Motor 2 werden über ein Getriebe (nicht gezeigt), weiches ein Automatikgetriebe oder ein manuelles Getriebe ist, auf Antriebsräder (nicht gezeigt) übertragen. Ferner wird, wenn das Hybridfahrzeug verzögert, die Drehung von den Antriebsrädern auf den Motor 2 übertragen, und der Motor 2 wirkt als Generator, der die kinetische Energie des Fahrzeugs in elektrische Energie wandelt.
  • Die Nummer 1 bezeichnet die Hauptbatterie zum Zuführen der elektrischen Energie zu dem Motor 2, wenn das Fahrzeug durch die Antriebskraft von dem Motor 2 angetrieben wird, und zum Speichern der von dem Motor 2 erzeugten elektrischen Energie, der als Generator wirkt, wenn das Fahrzeug verzögert. In der Hauptbatterie 1 ist eine Vielzahl von Zellen seriell geschaltet, die jeweils ein Modul bilden, und die Module sind seriell geschaltet, um eine hohe Spannung auszugeben (150V). Für die jeweiligen Module, die die Hauptbatterie 1 bilden, sind Temperatursensoren 17 vorgesehen. Die Module sind in einem Batteriekasten aufgenommen, der einen Einlass und einen Auslass zum Kühlen der Module sowie ein Kühlgebläse 18 am Auslass aufweist. Der Einlass des Batteriekastens ist so angeordnet, dass er Luft in das Fahrzeug saugen kann, während der Auslass derart angeordnet ist, dass er dem Kühlgebläse 8 ermöglichen kann, die Luft aus dem Fahrzeug abzugeben.
  • Die Nummer 9 bezeichnet die Maschinensteuer/regeleinheit. Die Maschinensteuer/regeleinheit 9 überwacht die Maschinendrehzahl Ne, die Fahrgeschwindigkeit, einen Betätigungsbetrag AP des Gaspedals und dergleichen mit einem vorbestimmten Intervall. Die Antriebsmodus-Bestimmungsvorrichtung 11 in der Maschinensteuer/regeleinheit 9 bestimmt den Antriebsmodus des Fahrzeugs auf der Basis der überwachten Ergebnisse. Die Antriebsmodi sind ein Unterstützungsmodus, in dem das Fahrzeug beschleunigt, ein Verzögerungsmodus, in dem das Fahrzeug verzögert, ein Konstantfahrmodus, in dem das Fahrzeug mit konstanter Geschwindigkeit fährt, sowie ein Leerlaufmodus, in dem die Maschine leer läuft, wenn das Fahrzeug steht.
  • Die Maschinensteuer/regeleinheit 9 sendet Information in Bezug auf den Antriebsmodus zur Motorsteuer/regeleinheit 8. Wenn die Motorsteuer/regeleinheit 8 Information in Bezug auf den Antriebsmodus von der Maschinensteuer/regeleinheit 9 erhält, schaltet der Stellfaktorschalter 14 den Stellfaktor in Abhängigkeit von der Information. Der Rückkopplungsprozessor 15 regelt die Leistungstreibereinheit 3 entsprechend dem geschalteten Stellfaktor. Die Leistungstreibereinheit 3 steuert/regelt die elektrische Energiemenge, die dem Motor 2 zugeführt oder von dem Motor 2 abgezogen wird.
  • Nummer 19 bezeichnet eine Batteriesteuer/regeleinheit zum Berechnen der Restladung SOC (Ladezustand) der Hauptbatterie 1. Die Batteriesteuer/regeleinheit 19 steuert/regelt das Kühlgebläse 18, das für den die Hauptbatterie 1 aufnehmenden Batteriekasten vorgesehen ist, so dass die Temperatur der Hauptbatterie 1 bei gleichem oder unter einem vorbestimmten Wert erhalten wird, um hierdurch die Hauptbatterie 1 zu schützen.
  • Die Maschinensteuer/regeleinheit 9, die Motorsteuer/regeleinheit 8 und die Batteriesteuer/regeleinheit 19 sind durch eine CPU (zentrale Prozessoreinheit) und einen Speicher vorgesehen, und die Funktionen werden durch Ausführen von Computerprogrammen zum Vorsehen der Funktionen der Steuer/Regeleinheiten vorgesehen.
  • Die Nummer 3 bezeichnet die Leistungstreibereinheit, in der drei Paare von Schaltelementen, in denen jedes Elementenpaar seriell verbunden ist, parallel verbunden sind. Die Schaltelemente in der Leistungstreibereinheit 3 können durch den Rückkopplungsprozess 15 in der Motorsteuer/regeleinheit 8 ein- und ausgeschaltet werden, so dass der von der Hauptbatterie 1 der Energietreibereinheit 3 zugeführte Gleichstrom in einen Dreiphasen-Wechselstrom umgewandelt wird, und der Dreiphasen-Wechselstrom wird über dreiphasige Leitungen 3u, 3v und 3w dem Motor 2 zugeführt.
  • Die Nummer 20 bezeichnet eine 12V-Batterie zum Antrieb der verschiedenen elektrischen Ausstattungen 5. Die 12V-Batterie 20 ist über einen DC-DC-Wandler 4 mit der Hauptbatterie 1 mit der die Leistungstreibereinheit 3 verbindenden Leitung verbunden. Der DC-DC-Wandler 4 reduziert die Spannung (150V) von der Hauptbatterie auf 12V, die dann der elektrischen Ausstattung 5 und der 12V-Batterie 20 zugeführt wird.
  • Die Nummer 21 bezeichnet einen Vor-Ladekontakt, und 22 bezeichnet einen Hauptkontakt. Die Hauptbatterie 1 und die Leistungstreibereinheit 3 werden durch die Kontakte verbunden. Der Vor-Ladekontakt 21 und der Hauptkontakt 22 werden durch die Motorsteuer/regeleinheit 8 ein- oder ausgeschaltet. Die Nummer 23 bezeichnet einen Widerstand zum Beschränken eines elektrischen Vor-Ladestroms zu der Hauptbatterie 1 während des Vor-Ladens, d.h. wenn der Vor-Ladekontakt 21 eingeschaltet ist.
  • Die Nummer 24 bezeichnet einen Drehzahlsensor zum Messen der Drehzahl des Motors 2. Die Nummern 25u, 25v und 25w bezeichnen elektrische Stromsensoren zum Messen der durch die dreiphasigen Leitungen 3u, 3v und 3w fließenden elektrischen Ströme. Die von dem Drehzahlsensor 24 und den elektrischen Stromsensoren 25u, 25v und 25w gemessenen Werte werden in die Motorsteuer/regeleinheit 8 eingegeben.
  • Die Nummer 6a bezeichnet einen Spannungssensor, der an der Leitung, die den Anschluss 1a der Hauptbatterie 1 mit dem Anschluss 3a der Leistungstreibereinheit 3 verbindet, und in der Nähe des Anschlusses 1a der Hauptbatterie 1 vorgesehen ist. 6b bezeichnet einen elektrischen Stromsensor in der Nähe des Anschlusses 1a der Hauptbatterie 1. Der Spannungssensor 6a misst die Spanung an dem Anschluss 1a der Hauptbatterie 1, und der elektrische Stromsensor 6b misst den durch den Anschluss 1a der Hauptbatterie 1 fließenden Strom. Die zwei Sensoren 6a und 6b bilden eine erste Messvorrichtung 6. Der Spannungswert und der elektrische Stromwert, die von den Sensoren 6a und 6b gemessen sind, werden sowohl der Motorsteuer/regeleinheit 8 als auch der Batteriesteuer/regeleinheit 19 zugeführt.
  • Die Nummer 7a bezeichnet einen Spannungssensor, der an der Leitung, die den Anschluss 3a der Leistungstreibereinheit 3 mit dem Anschluss 1a der Hauptbatterie 1 verbindet, und in der Nähe des Anschlusses 3a der Leistungstreibereinheit 3 vorgesehen ist. Nummer 7b bezeichnet einen elektrischen Stromsensor, der in der Nähe des Anschlusses 3a der Energietreibereinheit 3 vorgesehen ist. Der Spannungssensor 7a misst die Spannung an dem Anschluss 3a der Energietreibereinheit 3, und der elektrische Stromsensor 7b misst den Strom, der durch den Anschluss 3a der Leistungstreibereinheit 3 fließt. Die zwei Sensoren 7a und 7b bilden eine zweite Messvorrichtung 7. Die Werte der Spannung und des elektrischen Stroms, die von den Sensoren 7a und 7b gemessen sind, werden der Motorsteuer/regeleinheit 8 zugeführt.
  • Weil der DC-DC-Wandler 4 an der Leitung vorgesehen ist, die den Anschluss 1a der Batterie 1 mit dem Anschluss 3a der Leistungstreibereinheit 3 und zwischen dem elektrischen Stromsensor 6b und dem elektrischen Stromsensor 7b vorgesehen ist, ist der von dem elektrischen Stromsensor 7b gemessene elektrische Strom gleich der Summe des von dem elektrischen Stromsensor 6b gemessenen elektrischen Stroms und des durch den DC-DC-Wandler 4 fließenden elektrischen Stroms.
  • Der Betrieb des Steuer/Regelsystems für das Hybridfahrzeug mit der oben beschriebenen Struktur wird kurz erläutert. Zuerst berechnet die Batteriesteuer/regeleinheit 19 die Restladung SOC der Hauptbatterie 1 auf der Basis des elektrischen Stroms und der Spannung an dem Anschluss 1a der Hauptbatterie 1 und sendet den berechneten Wert zur Motorsteuer/regeleinheit 8. Die Motorsteuer/regeleinheit 8 sendet die Restladung SOC zur Maschinensteuer/regeleinheit 9.
  • Der Soll-Energie-Rechner 13 der Maschinensteuer/regeleinheit 9 berechnet die Soll-Energie auf der Basis von der Restladung SOC, dem Betätigungsbetrag des Gaspedals Ap, der Maschinendrehzahl Ne, der Fahrgeschwindigkeit, dem Lufteinlassleitungsdruck Pb, des Ein/Auszustands der Bremse und dergleichen. Die Antriebsmodus-Bestimmungsvorrichtung 11 bestimmt einen der Antriebsmodi (des Unterstützungsmodus, des Verzögerungsmodus, des Konstantfahrmodus und des Leerlaufmodus) in Abhängigkeit von der Maschinendrehzahl Ne, der Fahrgeschwindigkeit und dem Betätigungsbetrag des Gaspedals Ap.
  • Der Rückkopplungsprozessor 15 in der Motorsteuer/regeleinheit 8 berechnet die für den Motor 2 erforderliche elektrische Energie auf der Basis der Soll-Energie. Bei Empfang der Information in Bezug auf den Antriebsmodus von der Maschinensteuer/regeleinheit 9 führt die Motorsteuer/regeleinheit 8 die Funktion aus, die dem spezifizierten Antriebsmodus entspricht. Wenn der Unterstützungsmodus oder der Verzögerungsmodus vorliegt, wird die Regelung so durchgeführt, dass die elektrische Energie am Anschluss 3a der Leistungstreibereinheit 3, d.h. die von der zweiten Messvorrichtung 7 gemessene elektrische Energie, als die Soll-Energie gesetzt wird. Wenn der Konstantfahrmodus oder der Leerlaufmodus vorliegt, wird die Regelung so durchgeführt, dass die elektrische Energie am Anschluss 1a der Hauptbatterie 1, d.h. die von der ersten Messvorrichtung 6 gemessene elektrische Energie, als die Soll-Energie gesetzt wird. Beim Start der Maschine 10 weist die Motorsteuer/regeleinheit 8 die Leistungstreibereinheit 3 an, die Maschine 1 mittels des Motors 2 zu starten.
  • Die Maschinensteuer/regeleinheit 9, die Motorsteuer/regeleinheit 8, die Batteriesteuer/regeleinheit 19 führen den oben beschriebenen Prozess mit einem vorbestimmten Timing durch, um die Maschine 10, den Motor 2 und die Hauptbatterie 1 geeignet zu steuern/regeln, um das Hybridfahrzeug zu steuern/zu regeln.
  • Das Setzen des von dem Rückkopplungsprozessor 15 verwendeten Stellfaktors und die Berechnung der elektrischen Energie Pcmd, die von dem Rückkopplungsprozessor 15 anzuweisen und der Leistungstreibereinheit 3 zuzuführen ist, wird anhand des Flussdiagramms von 3 erläutert. Die Leistungstreibereinheit 3 liefert oder zieht die angeforderte elektrische Energie zu oder von dem Motor 2 entsprechend der angeforderten elektrischen Energie Pcmd. Die Bezugszeichen wie etwa S1 bezeichnen Schritte in dem Flussdiagramm.
  • In Schritt S1 bestimmt die Antriebsmodus-Betimmungsvorrichtung 11 den gegenwärtigen Antriebsmodus auf der Basis vorbestimmter Parameter. Wenn der Unterstützungsmodus oder der Verzögerungsmodus vorliegt, geht der Fluss zu Schritt S21 weiter. Wenn der Konstantfahrmodus oder der Leerlaufmodus vorliegt, geht der Fluss zu Schritt S22 weiter.
  • In Schritt S21 wählt die Wählvorrichtung 16 den von der zweiten Messvorrichtung 7 gemessenen Wert und sendet den gewählten Wert zu dem Rückkopplungsprozessor 15. Wenn der Unterstützungsmodus oder der Verzögerungsmodus vorliegt, wird die zweite Messvorrichtung 7 in der Nähe des Anschlusses 3a der Leistungstreibereinheit 3 als Aktive Messvorrichtung gewählt. Dann geht der Fluss zu Schritt S31 weiter.
  • In Schritt S22 wählt die Wählvorrichtung 16 den von der ersten Messvorrichtung 6 gemessenen Wert und sendet den gewählten Wert zu dem Rückkopplungsprozessor 15. Wenn der Konstantfahrmodus oder der Leerlaufmodus vorliegt, wird die erste Messvorrichtung 6 in der . Nähe des Anschlusses 1a der Hauptbatterie 1 als Aktive Messvorrichtung gewählt. Dann geht der Fluss zu Schritt S32 weiter.
  • In Schritt S31 bestimmt die Antriebsmodus-Bestimmungsvorrichtung 11 erneut den gegenwärtigen Antriebsmodus. Wenn der Verzögerungsmodus vorliegt, geht der Fluss zu Schritt S411 weiter. Wenn der Unterstützungsmodus vorliegt, geht der Fluss zu Schritt S412 weiter.
  • In Schritt S32 bestimmt die Antriebsmodus-Bestimmungsvorrichtung 11 den gegenwärtigen Antriebsmodus. Wenn der Konstantfahrmodus vorliegt, geht der Fluss zu Schritt S421 weiter. Wenn der Leerlaufmodus vorliegt, geht der Fluss zu Schritt S422 weiter.
  • In Schritt S411 bestimmt der Rückkopplungsprozessor 15 den vorherigen Antriebsmodus. Die Antriebsmodus-Speichervorrichtung 12 sendet nämlich die Information in Bezug auf den vorherigen Antriebsmodus, die in der Antriebsmodus-Speichervorrichtung 12 gespeichert worden war, zu dem Rückkopplungsprozessor 15. Der Rückkopplungsprozessor 15 bestimmt den vorherigen Antriebsmodus auf der Basis der zugeführten Information. Wenn die Bestimmung zeigt, dass der vorherige Antriebsmodus der Unterstützungsmodus oder der Leerlaufmodus war, geht der Fluss zu Schritt S511 weiter. Falls nicht, überspringt der Fluss den Schritt S511 und geht zu Schritt S611 weiter.
  • In Schritt S511 löscht der Rückkopplungsprozessor 15 die angeforderte elektrische Energie Pcmd, d.h. setzt die an die Leistungstreibereinheit 3 angewiesene elektrische Energie Pcmd auf null. Dann geht der Fluss zu Schritt S611 weiter.
  • In Schritt S611 empfängt der Rückkopplungsprozessor 15 als Eingabe die Information in Bezug auf den Stellfaktor von dem Stellfaktorschalter 14 und setzt die Stellfaktoren, die in dem Rückkopplungsprozessor 15 zu verwenden sind, auf die ersten Stellfaktoren (Kp1 und Ki1) auf der Basis der eingegebenen Information. Da nämlich in den Schritten S1 und S31 die Antriebsmodus-Bestimmungsvorrichtung 11 bestimmt hat, dass der Antriebsmodus der Verzögerungsmodus ist, wird die Bestimmung zu dem Stellfaktorschalter 14 gesendet. Der Stellfaktorschalter 14 schaltet die Stellfaktoren auf die ersten Stellfaktoren (Kp1 und Ki1) entsprechend dem Verzögerungsmodus in Abhängigkeit von der Bestimmung des Antriebsmodus (dem Verzögerungsmodus). Der Stellfaktorschalter 14 sendet die geschalteten Stellfaktoren zu dem Rückkopplungsprozessor 15, und der Rückkopplungsprozessor 15 setzt die gesendeten Stellfaktoren. Dann geht der Fluss zu Schritt S7 weiter.
  • In Schritt S412 bestimmt der Rückkopplungsprozessor 15 den vorherigen Antriebsmodus. Die Antriebsmodus-Speichervorrichtung 12 sendet nämlich die Information in Bezug auf den vorherigen Antriebsmodus, die in der Antriebsmodus-Speichervorrichtung 12 gespeichert worden war, zu dem Rückkopplungsprozessor 15, und der Rückkopplungsprozessor 15 bestimmt den vorherigen Antriebsmodus auf der Basis der gesendeten Information. Wenn die Bestimmung zeigt, dass der vorherige Antriebsmodus der Verzögerungsmodus, der Konstantfahrmodus oder der Leerlaufmodus war, geht der Fluss zu Schritt S512 weiter. Falls nicht, überspringt der Fluss den Schritt S512 und geht zu Schritt S612 weiter.
  • In Schritt S512 löscht der Rückkopplungsprozessor 15 die angewiesene elektrische Energie Pcmd, d.h. setzt die angeforderte elektrische Energie Pcmd, die an die Leistungstreibereinheit 3 anzuweisen ist, auf null. Dann geht der Fluss zu Schritt S612 weiter.
  • In Schritt S612 empfängt der Rückkopplungsprozessor 15 als Eingabe die Information in Bezug auf die Stellfaktoren von dem Stellfaktorschalter 14 und setzt die Stellfaktoren, die in dem Rückkopplungsprozessor 15 zu verwenden sind, auf die zweiten Stellfaktoren (Kp2 und Ki2) auf der Basis der eingegebenen Information. Da in diesem Fall in den Schritten S1 und S31 die Antriebsmodus-Bestimmungsvorrichtung 11 bestimmt hat, dass der Antriebsmodus der Unterstützungsmodus ist, wird das Ergebnis der Bestimmung zu dem Stellfaktorschalter 14 gesendet. Der Stellfaktorschalter 14 schaltet die Stellfaktoren auf die zweiten Stellfaktoren (Kp2 und Ki2) entsprechend dem Unterstützungsmodus in Abhängigkeit vom Bestimmungsergebnis des Antriebsmodus (dem Unterstützungsmodus). Ferner sendet der Stellfaktorschalter 14 die geschalteten Stellfaktoren zu dem Rückkopplungsprozessor 15, und der Rückkopplungsprozessor 15 setzt die gesendeten Stellfaktoren. Dann geht der Fluss zu Schritt S7 weiter.
  • In Schritt S421 bestimmt der Rückkopplungsprozessor 15 den vorherigen Antriebsmodus. Die Antriebsmodus-Speichervorrichtung 12 sendet nämlich die Information in Bezug auf den vorherigen Antriebsmodus, die in der Antriebsmodus-Speichervorrichtung 12 gespeichert worden war, zu dem Rückkopplungsprozessor 15. Der Rückkopplungsprozessor 15 bestimmt den vorherigen Antriebsmodus auf der Basis der gesendeten Information. Wenn die Information zeigt, dass der vorherige Antriebsmodus der Unterstützungsmodus oder der Leerlaufmodus war, geht der Fluss zu Schritt S521 weiter. Falls nicht, überspringt der Fluss den Schritt S521 und geht zu Schritt S621 weiter.
  • In Schritt S521 löscht der Rückkopplungsprozessor 15 die angewiesene elektrische Energie Pcmd, das heißt die anforderte elektrische Energie, die an die Leistungstreibereinheit 3 anzuweisen ist, auf null. Dann geht der Fluss zu Schritt S621 weiter.
  • In Schritt S621 empfängt der Rückkopplungsprozessor 15 als Eingabe die Information in Bezug auf die Stellfaktoren von dem Stellfaktorschalter 14 und setzt die Stellfaktoren, die in dem Rückkopplungsprozessor 15 zu verwenden sind, auf dritte Stellfaktoren (Kp3 und Ki3). Da nämlich in den Schritten S1 und S32 die Antriebsmodus-Bestimmungsvorrichtung 11 bestimmt hat, dass der Antriebsmodus der Konstantfahrmodus ist, wird das Bestimmungsergebnis des Antriebsmodus (des Konstantfahrmodus) zu dem Stellfaktorschalter 14 gesendet. Der Stellfaktorschalter 14 schaltet die Stellfaktoren auf die dritten Stellfaktoren (Kp3 und Ki3) entsprechend dem Konstantfahrmodus. Ferner sendet der Stellfaktorschalter 14 die geschalteten Stellfaktoren zu dem Rückkopplungsprozessor 15, und der Rückkopplungsprozessor 15 setzt die gesendeten Stellfaktoren. Dann geht der Fluss zu Schritt S7 weiter.
  • In Schritt S422 bestimmt der Rückkopplungsprozessor 15 den vorherigen Antriebsmodus. Die Antriebsmodus-Speichervorrichtung 12 sendet nämlich die Information in Bezug auf den vorherigen Antriebsmodus, die in der Antriebsmodus-Speichervorrichtung 12 gespeichert worden war, zu dem Rückkopplungsprozessor 15. Der Rückkopplungsprozessor 15 bestimmt den vorherigen Antriebsmodus auf der Basis der gesendeten Information. Als Ergebnis der Bestimmung, wenn der vorherige Antriebsmodus der Verzögerungsmodus, der Konstantfahrmodus oder der Leerlaufmodus war, geht der Fluss zu Schritt S522 weiter. Falls nicht, überspringt der Fluss den Schritt S522 und geht zu Schritt S622 weiter.
  • In Schritt S522 löscht der Rückkopplungsprozessor 15 die angeforderte elektrische Energie Pcmd, d.h. setzt die elektrische Energie, die an die Leistungstreibereinheit 3 anzuweisen ist, auf null. Dann geht der Fluss zu Schritt S622 weiter.
  • In Schritt S622 empfängt der Rückkopplungsprozessor 15 als Eingabe die Information in Bezug auf die Stellfaktoren von dem Stellfaktorschalter 14 und setzt die Stellfaktoren, die in dem Rückkopplungsprozessor 15 zu verwenden sind, auf die vierten Stellfaktoren (Kp4 und Ki4) auf der Basis der eingegebenen Information. Da nämlich in Schritten S1 und S32 die Antriebsmodus-Bestimmungsvorrichtung 11 bestimmt hat, dass der Antriebsmodus der Leerlaufmodus ist, wird das Bestimmungsergebnis zu dem Stellfaktorschalter 14 gesendet. Der Stellfaktorschalter 14 schaltet die Stellfaktoren auf die vierten Stellfaktoren (Kp4 und Ki4) entsprechend dem Leerlaufmodus. Ferner sendet der Stellfaktorschalter 14 die geschalteten Stellfaktoren zu dem Rückkopplungsprozessor 15, und der Rückkopplungsprozessor 15 setzt die gesendeten Stellfaktoren. Dann geht der Fluss zu Schritt S7 weiter.
  • In Schritt S7 berechnet der Rückkopplungsprozessor 15 die angeforderte elektrische Energie Pcmd, die zur Leistungstreibereinheit 3 zu senden ist. Der Prozess von Schritt S7 wird im Detail unten erläutert. Das Obige ist der Fluss zum Setzen der Stellfaktoren und Berechnen der angewiesenen elektrischen Energie.
  • 4 ist ein schematisches Diagramm zur Erläuterung der Bestimmung des Antriebsmodus in den Schritten S1, S31 und S32 in dem oben beschriebenen Fluss. Die horizontale Achse in dieser Figur repräsentiert die Maschinendrehzahl Ne oder die Fahrgeschwindigkeit, während die vertikale Achse den Betätigungsbetrag Ap des Gaspedals repräsentiert.
  • Die Antriebsmodus-Bestimmungsvorrichtung 11 empfängt als Eingabe die Maschinendrehzahl Ne oder die Fahrgeschwindigkeit und den Betätigungsbetrag Ap des Gaspedals. Wenn die Maschinendrehzahl Ne oder die Fahrgeschwindigkeit niedrig ist, während der Betätigungsbetrag Ap des Gaspedals hoch ist, bestimmt die Antriebsmodus-Bestimmungsvorrichtung 11, dass der Antriebsmodus der Unterstützungsmodus ist. Wenn die Maschinendrehzahl Ne oder die Fahrgeschwindigkeit hoch ist, während der Betätigungsbetrag Ap des Gaspedals niedrig ist, bestimmt die Antriebsmodus-Bestimmungsvorrichtung 11, dass der Antriebsmodus der Verzögerungsmodus ist. Wenn diese Werte Zwischenwerte sind, bestimmt die Antriebsmodus-Bestimmungsvorrichtung 11, dass der Antriebsmodus der Konstantfahrmodus ist. Wenn sowohl die Maschinendrehzahl Ne oder die Fahrgeschwindigkeit als auch der Betätigungsbetrag Ap des Gaspedals niedrig sind, wird bestimmt, dass der Antriebsmodus der Leerlaufmodus ist.
  • Die 5A bis 5F sind Diagramme, die die Übergangszustände zeigen, um in Schritten S511, S512, S521 und S522 beim Schalten des Antriebsmodus den Betrieb zum Löschen der angeforderten elektrischen Energie Pcmd (diese auf null zu setzen) zu erläutern. In den Figuren repräsentieren die horizontalen Achsen die Zeit, während die vertikalen Achsen die dem Motor 2 zugeführte oder von dem Motor 2 abgezogene elektrische Energie repräsentieren. In dem Leerlaufmodus, dem Konstantfahrmodus oder dem Verzögerungsmodus wird die elektrische Energie von dem Motor 2 abgezogen. In den Figuren, in den Bereichen über den gestrichelten Linien, wird die elektrische Energie dem Motor 2 zugeführt, und der Motor 2 wird angetrieben. In den Bereichen unter den gestrichelten Linien wird die elektrische Energie von dem Motor 2 abgezogen, und der Motor 2 wirkt als Generator.
  • 5A zeigt den Übergang vom Unterstützungsmodus zu einem anderen Modus, der der Leerlaufmodus, der Konstantfahrmodus oder der Verzögerungsmodus sein kann. 5B zeigt den Übergang von dem Leerlaufmodus, Konstantfahrmodus oder Verzögerungsmodus zum Unterstützungsmodus. In dem Unterstützungsmodus unterstützt der Motor 2 die Maschine 10, und die elektrische Energie wird dem Motor 2 zugeführt.
  • Wenn der Antriebsmodus von dem Unterstützungsmodus zu einem anderen Modus wechselt oder wenn der Antriebsmodus von einem anderen Modus zu dem Unterstützungsmodus wechselt, verlaufen die Linien durch die Punkte, an denen die dem Motor 2 zuzuführende elektrische Energie auf null gesetzt wird. Um das Schalten zu beschleunigen, wird vor dem Schalten der angeforderten elektrischen Energie Pcmd die angeforderte elektrische Energie Pcmd auf null gelöscht.
  • 5C zeigt den Übergang vom Leerlaufmodus zu einem anderen Modus, der der Konstantfahrmodus oder der Verzögerungsmodus sein kann. 5D zeigt den Übergang von dem Konstantfahrmodus oder dem Verzögerungsmodus zum Leerlaufmodus. Wenn im Leerlaufmodus die Regeneration durch den Motor 2 (die von dem Motor 2 abgezogene) elektrische Energie zunimmt, nimmt auch die Last an der Maschine 10 zu, und die Maschine 10 könnte stehen bleiben. Daher wird beim Schalten von oder zu dem Leerlaufmodus, auch wenn das Vorzeichen (plus oder minus) der dem Motor 2 zuzuführenden angeforderten elektrischen Energie Pcmd nicht umgekehrt ist, die angeforderte elektrische Energie Pcmd auf null gelöscht. Die Umkehr des Vorzeichens der angeforderten elektrischen Energie Pcmd bedeutet einen Wechsel von dem Abziehen der elektrischen Energie von dem Motor 2 zur Zufuhr der elektrischen Energie zu dem Motor 2.
  • Die 5E und 5F zeigen andere Situationen als die der 5A bis 5D. 5E zeigt den Übergang von dem Verzögerungsmodus zu dem Konstantfahrmodus, und 5F zeigt den Übergang von dem Konstantfahrmodus zu dem Verzögerungsmodus. In diesen Fällen wird die angeforderte elektrische Energie Pcmd nicht auf null gelöscht, weil dies nicht erforderlich ist.
  • 6 ist ein Flussdiagramm mit Darstellung der Schritte zur Berechnung der angeforderten elektrischen Energie Pcmd (Schritt S7 in 3) im Detail. In der Beschreibung bezeichnen Bezugszeichen, wie etwa S71, Schritte in dem Flussdiagramm.
  • In Schritt S71 gibt der Soll-Energie-Rechner 13 die Soll-Energie aus. Der Rückkopplungsprozessor 15 empfängt als Eingabe die ausgegebene Soll-Energie. Hierbei gibt der Soll-Energie-Rechner 13 die Soll-Energie aus, die dem Motor 2 zuzuführen oder von diesem abgezogen werden soll, wenn der Unterstützungsmodus oder der Verzögerungsmodus vorliegt, oder gibt die Soll-Energie aus, die von der Batterie 1 abgezogen oder dieser zugeführt werden soll, wenn der Konstantfahrmodus oder der Leerlaufmodus vorliegt.
  • In Schritt S72 wählt die Wählvorrichtung 16 einen der gemessenen Werte (Ist-Energie), der von der ersten Messvorrichtung 6 und der zweiten Messvorrichtung 7 zugeführt wurde, und sendet den gewählten Wert zu dem Rückkopplungsprozessor 15. Wenn der Konstantfahrmodus oder der Leerlaufmodus vorliegt, wird der von der ersten Messvorrichtung 6 gemessene Wert gewählt. Wenn der Unterstützungsmodus oder der Verzögerungsmodus vorliegt, wird der von der zweiten Messvorrichtung 7 gemessene Wert gewählt.
  • In Schritt S73 berechnet der Rückkopplungsprozessor 15 die Differenz zwischen dem gesendeten Messwert (Ist-Energie) und der Soll-Energie und speichert das Ergebnis als die Differenz.
  • Im nächsten Schritt S74 multipliziert der Rückkopplungsprozessor 15 die Differenz mit dem P-Stellfaktor Kp, speichert dieses Ergebnis als Wert P, multipliziert die Differenz mit dem I-Stellfaktor Ki, addiert In-1 zu diesem Multiplikationsergebnis und speichert dieses Additionsergebnis als Wert In. Der Wert P ist ein Proportionalterm, und der Wert In ist ein integrierter Wert. Der Wert In-1 ist der zuvor integrierte Wert.
  • In dem letzten Schritt S75 addiert der Rückkopplungsprozessor 15 die Werte P und In auf, und der addierte Wert wird als die anzufordernde elektrische Energie Pcmd gesetzt, und die elektrische Energie Pcmd wird der Leistungstreibereinheit 3 zugeführt.
  • In Schritten S74 und S75 braucht das Integrationselement In nicht verwendet werden, und die angeforderte elektrische Energie Pcmd könnte auch nur aus dem Proportionalelement P berechnet werden.
  • 7A bis 7D sind Diagramme zur Erläuterung des Verfahrens zur Berechnung der Soll-Energie in Schritt S71. Die 7A und 7B zeigen das Verfahren zum Berechnen der Soll-Energie in dem Unterstützungsmodus. 7C zeigt das Verfahren zum Berechnen der Soll-Energie in dem Verzögerungsmodus. 7D zeigt das Verfahren zum Berechnen der Soll-Energie in dem Konstantfahrmodus.
  • In 7a repräsentiert die horizontale Achse die Maschinendrehzahl Ne oder die Fahrgeschwindigkeit, und die vertikale Achse repräsentiert einen Lufteinlassleitungs-(unter)-druck Pb. In 7B repräsentiert die horizontale Achse den Betätigungsbetrag des Gaspedals Ap, und die vertikale Achse repräsentiert die Soll-Energie in dem Unterstützungsmodus. In 7C repräsentiert die horizontale Achse die Maschinendrehzahl Ne oder die Fahrgeschwindigkeit, und die vertikale Achse repräsentiert die Soll-Energie in dem Verzögerungsmodus. In 7D repräsentiert die horizontale Achse die Maschinendrehzahl Ne oder die Fahrgeschwindigkeit, und die vertikale Achse repräsentiert die Soll-Energie in dem Konstantfahrmodus.
  • Wenn der Unterstützungsmodus vorliegt, wie in 7A gezeigt, bestimmt der Soll-Energie-Rechner 13, ob eine Unterstützung durch den Motor erfolgen soll, auf der Basis der Maschinendrehzahl Ne oder der Fahrgeschwindigkeit und dem Lufteinlassleitungsdruck Pb. Wenn die Maschinendrehzahl Ne oder die Fahrgeschwindigkeit und der Lufteinlassleitungsdruck Pb in dem oberen linken Bereich A in der Figur liegen, d.h. wenn die Maschinendrehzahl Ne oder die Fahrgeschwindigkeit niedrig ist, während der Lufteinlassleitungsdruck Pb hoch ist, unterstützt der Motor die Maschine. Umgekehrt, wenn die Maschinendrehzahl Ne oder die Fahrgeschwindigkeit und der Lufteinlassleitungsdruck Pb in dem unteren rechten Bereich in der Figur liegen, d.h. wenn die Maschinendrehzahl Ne oder die Fahrgeschwindigkeit hoch ist, während der Lufteinlassleitungsdruck Pb niedrig ist, unterstützt der Motor die Maschine nicht.
  • Gemäß der in 7B angegebenen Beziehung berechnet der Soll-Energie-Rechner 13 die Soll-Energie in dem Unterstützungsmodus auf der Basis des Betätigungsbetrags Ap des Gaspedals. Wenn nämlich der Betätigungsbetrag Ap des Gaspedals zunimmt, nimmt die Soll-Energie zu. Die Soll-Energie in diesem Modus ist der objektive Wert der elektrischen Energie, die dem Motor 2 zuzuführen ist, d.h. die elektrische Energie zum Antrieb des Motors 2.
  • Wenn der Verzögerungsmodus vorliegt, berechnet der Soll-Energie-Rechner 13 gemäß der in 7C gezeigten Beziehung die Soll-Energie auf der Basis der Maschinendrehzahl Ne oder der Fahrgeschwindigkeit. Wenn nämlich die Maschinendrehzahl Ne oder die Fahrgeschwindigkeit zunimmt, nimmt die Soll-Energie zu. Der Ein/Aus-Zustand der Bremse wird auch berücksichtigt. Wenn die Bremse in dem Ein-Zustand ist, ist die Soll-Energie höher als in dem Fall, dass die Bremse in dem Aus-Zustand ist. Die Soll-Energie in diesem Modus ist ein objektiver Wert der von dem Motor 2 abzuziehenden elektrischen Energie, d.h. der zu regenerierenden elektrischen Energie.
  • Wenn der Konstantfahrmodus vorliegt, berechnet der Soll-Energie-Rechner 13 gemäß der in 7D gezeigten Beziehung die Soll-Energie auf der Basis der Maschinendrehzahl Ne oder der Fahrgeschwindigkeit. Wenn nämlich die Maschinendrehzahl Ne oder die Fahrgeschwindigkeit zunimmt, nimmt die Soll-Energie zu. Die Soll-Energie in diesem Modus ist ein objektiver Wert der elektrischen Energie, die von dem Motor 2 abzuziehen ist, d.h. der zu regenerierenden elektrischen Energie.
  • 8 ist eine Tabelle mit Darstellung der Beziehung der Stellfaktoren, die in den jeweiligen Antriebsmodus zu setzen sind, d.h. die P-Stellfaktoren Kp und die I-Stellfaktoren Ki. Die Stellfaktoren werden in den Schritten S611, S612, S621 und S622 in 3 gesetzt. Die ungleiche Beziehung der Stellfaktoren, die in 8 gezeigt sind, wird ausgedrückt durch Kp1>Kp2>Kp3>Kp4, sowie Ki1>Ki2>Ki3>Ki4.
  • Obwohl die obige Ausführung eine Wählvorrichtung zum Wählen des Punkts aufweist, an dem elektrische Energie in Abhängigkeit vom Antriebsmodus gemessen wird, sowie den Stellfaktorschalter zum Schalten der Stellfaktoren in dem Rückkopplungssystem zum Regeln des Motors in Abhängigkeit vom Antriebsmodus, ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese Ausführung beschränkt, und es könnte auch die Wählvorrichtung und/oder der Schalter vorgesehen sein.
  • Auch wenn der Stellfaktorschalter 14 nicht vorgesehen ist, während die erste Messvorrichtung 6 zum Messen der elektrischen Energie, die der Hauptbatterie 1 zugeführt oder von dieser abgezogen wird, die zweite Messvorrichtung 7 zum Messen der elektrischen Energie, die dem Motor 2 zugeführt und von diesem abgezogen wird, sowie die Wählvorrichtung 16 zum Wählen einer der gemessenen Werte vorgesehen sind, wird der Punkt, an dem die elektrische Energie gemessen wird, in Abhängigkeit vom Antriebsmodus gewechselt.
  • Daher können folgende Effekte erzielt werden: Wenn der Unterstützungsmodus oder der Verzögerungsmodus vorliegt, wird die dem Motor 2 zugeführte oder von diesem abgezogene elektrische Energie derart gesteuert/geregelt, dass das Fahrzeug auf die Anweisungen des Fahrers, das Fahrzeug zu beschleunigen oder zu verzögern, reagieren kann; und wenn der Leerlaufmodus oder der Konstantfahrmodus vorliegt, wird die der Hauptbatterie 1 zugeführte oder von dieser abgezogene elektrische Energie derart gesteuert/geregelt, dass das Energiemanagement ausgeglichen ist.
  • Umgekehrt, auch wenn die erste Messvorrichtung 6, die zweite Messvorrichtung 7 und die Wählvorrichtung 16 nicht vorgesehen sind, während der Stellfaktorschalter 14 zum Schalten der Stellfaktoren sowie eine einzelne Messvorrichtung vorgesehen sind, wird der Stellfaktor für das Rückkopplungssystem zum Regeln des Motors in Abhängigkeit vom Antriebsmodus gewechselt. Daher können folgende Effekte erzielt werden: Wenn der Unterstützungsmodus oder der Verzögerungsmodus vorliegt, wird der Stellfaktor so erhöht, dass das Fahrzeug auf die Anweisungen des Fahrers, das Fahrzeug zu beschleunigen oder zu verzögern, reagieren kann; wenn der Leerlaufmodus vorliegt, wird der Stellfaktor derart reduziert, dass die durch den Motor 2 verursachte Lastschwankung der Maschine 10 reduziert wird, um hierdurch ein Stehenbleiben der Maschine zu verhindern, wenn die Nebenaggregate 5 ein- oder ausgeschaltet werden; und wenn der Konstantfahrmodus vorliegt, wird der Stellfaktor derart verkleinert, dass die durch den Motor 2 verursachte Lastschwankung der Maschine 10 reduziert wird, um hierdurch das unstabile Verhalten des Fahrzeugs zu verhindern, wenn die Nebenaggregate ein- oder ausgeschaltet werden.

Claims (5)

  1. Motorsteuer/regelvorrichtung für ein Hybridfahrzeug mit einer Brennkraftmaschine (10) zur Ausgabe einer Antriebskraft, mit einem Elektromotor (2) zum Unterstützen der Maschine, mit einer Energiespeichereinheit (1) zur Stromversorgung des Motors (2) und zum Speichern von durch den Motor regeneriertem Strom, und mit durch den Strom betriebenen Nebenaggregaten (5), wobei die Motorsteuer/regelvorrichtung umfasst: eine erste Messvorrichtung (6) zum Messen der elektrischen Energie, die von der Energiespeichereinheit (1) ausgegeben oder in diese gespeichert wird; eine zweite Messvorrichtung (7) zum Messen der elektrischen Energie, die dem Motor (2) zugeführt oder von diesem abgegeben wird; eine Steuereinrichtung (15, 3) zum Steuern/Regeln der elektrischen Energie, die dem Motor (2) zugeführt oder von diesem abgegeben wird, in Abhängigkeit vom durch zumindest eine der Meßvorrichtungen (6, 7) gemessenen Wert; und eine Antriebsmodus-Bestimmungsvorrichtung (11) zum Bestimmen eines Antriebsmodus auf der Basis vorbestimmter, den Betriebszustand des Fahrzeugs bezeichnender Parameter; gekennzeichnet durch eine Wählvorrichtung (16) zum Wählen des von der ersten Messvorrichtung (6) gemessenen Werts oder des von der zweiten Messvorrichtung (7) gemessenen Werts in Abhängigkeit vom durch die Antriebsmodus-Bestimmungsvorrichtung (11) bestimmten Antriebsmodus; wobei die Steuereinrichtung (15, 3) die elektrische Energie, die dem Motor (2) zugeführt oder von diesem abgegeben wird, in Abhängigkeit vom durch die Wählvorrichtung (16) gewählten Wert steuert/regelt.
  2. Motorsteuer/regelvorrichtung für ein Hybridfahrzeug mit einer Brennkraftmaschine (10) zur Ausgabe einer Antriebskraft, mit einem Elektromotor (2) zum Unterstützen der Maschine, mit einer Energiespeichereinheit (1) zur Stromversorgung des Motors (2) und zum Speichern von durch den Motor regeneriertem Strom und mit durch den Strom betriebenen Nebenaggregaten (5), wobei die Motorsteuer/regelvorrichtung umfasst: eine Messvorrichtung (6, 7) zum Messen der zwischen der Stromspeichereinheit und dem Motor (2) fließenden elektrischen Energie; eine Steuereinrichtung (15, 3) zum Steuern/Regeln der elektrischen Energie, die dem Motor (2) zugeführt oder von dem Motor (2) abgegeben wird, in Abhängigkeit vom durch die Messvorrichtung (6, 7) gemessenen Wert; und eine Antriebsmodus-Bestimmungsvorrichtung (11) zum Bestimmen eines Antriebsmodus auf der Basis vorbestimmter, den Betriebszustand des Fahrzeugs bezeichnender Parameter; gekennzeichnet durch einen Schalter (14) zum Umschalten eines eine Drehmoment-Änderungsrate des Motors (2) bestimmenden Stellfaktors in Abhängigkeit vom durch die Antriebsmodus-Bestimmungsvorrichtung (11) bestimmten Antriebsmodus, wobei die Steuereinrichtung (15, 3) die elektrische Energie, die dem Motor (2) zugeführt oder von diesem abgegeben wird, in Abhängigkeit von der Änderungsrate, die durch den vom Schalter (14) geschalteten Stellfaktor definiert ist, steuert/regelt.
  3. Motorsteuer/regelvorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Schalter (14) zum Umschalten eines eine Drehmoment-Änderungsrate des Motors (2) bestimmenden Stellfaktors in Abhängigkeit vom durch die Antrebsmodus-Bestimmungsvorrichtung (11) bestimmten Antriebsmodus, wobei die Steuereinrichtung (15, 3) die elektrische Energie, die dem Motor (2) zugeführt oder von diesem abgegeben wird, ferner in Abhängigkeit von er Änderungsrate, die durch den vom Schalter (14) geschalteten Stellfaktor definiert ist, steuert/regelt.
  4. Motorsteuer/regelvorrichtung nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsmodus-Bestimmungsvorrichtung (11) einen Unterstützungsmodus zum Unterstützen des Fahrzeugs oder einen Verzögerungsmodus zum Verzögern des Fahrzeugs oder einen Konstantfahrmodus zum Fahren des Fahrzeugs mit konstanter Geschwindigkeit oder einen Leerlaufmodus für Leerlauf des Fahrzeugs bestimmt und die Wählvorrichtung (16) den von der ersten Messvorrichtung (6) gemessenen Wert wählt, wenn der Konstantfahrmodus oder der Leerlaufmodus vorliegt, und den von der zweiten Messvorrichtung (7) gemessenen Wert wählt, wenn der Unterstützungsmodus oder der Verzögerungsmodus vorliegt.
  5. Motorsteuer/regelvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsmodus-Bestimmungsvorrichtung (11) einen Unterstützungsmodus zum Unterstützen des Fahrzeugs oder einen Verzögerungsmodus zum Verzögern des Fahrzeugs oder einen Konstantfahrmodus zum Fahren des Fahrzeugs mit konstanter Geschwindigkeit oder einen Leerlaufmodus für Leerlauf des Fahrzeugs bestimmt, und der von dem Schalter (14) geschaltete Stellfaktor im Konstantfahrmodus oder dem Leerlaufmodus kleiner ist als der Stellfaktor im Unterstützungsmodus oder Verzögerungsmodus.
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