DE102014003403A1 - Hybridfahrzeug - Google Patents

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Masaaki Tagawa
Yasushi Sobukawa
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Original Assignee
Suzuki Motor Corp
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Abstract

Es ist ein Hybridfahrzeug vorgesehen, das konfiguriert ist, um eine von einer Antriebsmaschine und einem Motorgenerator erzeugte Antriebskraft über einen Antriebskraftübertragungsmechanismus an eine Antriebswelle zu übertragen. Ein Antriebsmaschinenaufwärmzustand-Beurteilungsmittel ist konfiguriert, um einen Aufwärmzustand der Antriebsmaschine zu beurteilen. Ein Anforderungsantriebskraft-Einstellmittel ist konfiguriert, um eine Anforderungsantriebskraft gemäß einer Anforderung eines Fahrers einzustellen. Ein Soll-Antriebsmaschinenbetriebspunkt-Einstellmittel ist konfiguriert, um: eine Soll-Antriebsmaschinenenergie und eine Soll-Lade-/Entladeenergie zum Ausgeben der Anforderungsantriebskraft zu berechnen; einen Soll-Antriebsmaschinenbetriebspunkt basierend auf der Soll-Antriebsmaschinenenergie zu berechnen; und eine Soll-Rotationsgeschwindigkeit der Antriebsmaschine und ein Soll-Antriebsmaschinendrehmoment aus dem berechneten Soll-Antriebsmaschinenbetriebspunkt einzustellen. Ein Änderungsmittel ist konfiguriert, um beim Start der Antriebsmaschine ein Soll-Drehmoment des Motorgenerators zu berechnen, so dass eine Rotationsgeschwindigkeit der Antriebsmaschine die Soll-Rotationsgeschwindigkeit der Antriebsmaschine annimmt, und eine Rückkopplungsverstärkung zum Berechnen des Soll-Drehmoments gemäß dem Aufwärmzustand der Antriebsmaschine zu ändern.

Description

  • HYBRIDFAHRZEUG
  • Die Offenbarung der am 12. März 2013 eingereichten japanischen Patentanmeldung mit der Nummer 2013-049029 einschließlich Beschreibung, Zeichnungen und Ansprüchen ist hier unter Bezugnahme in ihrer Gesamtheit enthalten.
  • TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Hybridfahrzeug, und insbesondere auf ein Hybridfahrzeug mit einer Vielzahl von Antriebsquellen, die in der Lage sind, eine Antriebskraft beim Start zu steuern.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Ein Hybridfahrzeug überträgt eine von einer Antriebsmaschine und einer Vielzahl von Motorgeneratoren (Dynamotoren) als eine Vielzahl von Antriebsquellen erzeugte Antriebskraft über einen Antriebskraftübertragungsmechanismus an eine Antriebswelle. Ein solches Hybridfahrzeug ist in den nachfolgenden Patentschriften offenbart.
    Patentschrift 1: veröffentlichtes japanisches Patent mit der Nummer 3931854 B
    Patentschrift 2: veröffentlichtes japanisches Patent mit der Nummer 3890459 B
  • Eine Energie- bzw. Leistungsausgabevorrichtung, ein Verfahren zum Steuern derselben, und ein Automobil, die in der Patentschrift 1 offenbart sind, steuern einen Motorgenerator unter Verwendung einer Rückkopplung einer ersten Verstärkung (”gain”), um eine Antriebsmaschine an einem Soll-Antriebspunkt anzutreiben, bis eine vorbestimmte Zeit abgelaufen ist, direkt nachdem die Antriebsmaschine gestartet worden ist, und steuert den Motorgenerator unter Verwendung einer Rückkopplung einer zweiten Verstärkung (”gain”), welche von der ersten Verstärkung verschieden ist, nachdem die vorbestimmte Zeit abgelaufen ist. Demgemäß wird zu einer Zeit, direkt nachdem die Antriebsmaschine gestartet worden ist, zu welcher ein Verhalten der Antriebsmaschine nicht stabil ist, ein durch den Fahrer angefordertes Drehmoment zuverlässig ausgegeben, ohne ein hohes Kompensationsdrehmoment von dem Motorgenerator an die Antriebsmaschine auszugeben.
  • Ein in Patentschrift 2 offenbartes Fahrzeug des automatischen Antriebsmaschinen-Stopp-/Neustarttyps stellt eine erste Rückkopplungsverstärkung während einer ersten Periode ein, bis die Antriebsmaschine einen stabilen Verbrennungszustand erreicht, und ändert während einer zweiten Periode, nachdem die Antriebsmaschine in den stabilen Verbrennungszustand gewechselt ist, die Rückkopplungsverstärkung zu einer zweiten Rückkopplungsverstärkung, welche kleiner als die erste Rückkopplungsverstärkung ist.
  • Allerdings wird in Patentschrift 1 ein Verfahren zum Einstellen der „vorbestimmten Zeit”, um von der ersten Verstärkung zu der zweiten Verstärkung umzuschalten, nicht erwähnt. Falls die vorbestimmte Zeit als relativ lang eingestellt ist, kann eine Drehmomentfluktuation der Antriebswelle zuverlässig verhindert werden. Da die erste Verstärkung eingestellt ist, um kleiner als die zweite Verstärkung zu sein, ist es auf der anderen Seite schwierig, die Antriebsmaschine in dem Soll-Antriebspunkt zu betreiben.
  • Da der Betriebspunkt der Antriebsmaschine als ein Punkt eingestellt ist, in welchem die Gesamteffizienz des Systems einschließlich der Antriebsmaschine und des Motorgenerators am Besten ist, führt die Tatsache, dass die Antriebsmaschine nicht in dem Soll-Antriebspunkt angetrieben wird, zu einer Verschlechterung der Brennstoffeffizienz.
  • Um die Drehmomentfluktuation der Antriebswelle und auch die Verschlechterung der Brennstoffeffizienz durch Betreiben der Antriebsmaschine in dem Soll-Antriebspunkt zu verhindern, ist es notwendig, die vorstehend beschriebene „vorbestimmte Zeit” optimal einzustellen, und somit ist die Verbesserung notwendig.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Es ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Hybridfahrzeug vorzusehen, das in der Lage ist, eine Drehmomentfluktuation einer Antriebswelle zu verhindern, und auch zu verhindern, dass ein Brennstoffverbrauch mehr als notwendig ansteigt.
  • Um die Aufgabe der vorliegenden Erfindung zu lösen, ist gemäß einem Aspekt der Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung ein Hybridfahrzeug vorgesehen, das konfiguriert ist, um eine von einer Antriebsmaschine und einem Motorgenerator erzeugte Antriebskraft über einen Antriebskraftübertragungsmechanismus an eine Antriebswelle zu übertragen, wobei das Hybridfahrzeug eine Steuerung aufweist, welche Folgendes aufweist: ein Antriebsmaschinen-Aufwärmzustand-Beurteilungsmittel, das konfiguriert ist, um einen Aufwärmzustand der Antriebsmaschine zu beurteilen, ein Anforderungsantriebskraft-Einstellmittel, das konfiguriert ist, um eine Anforderungsantriebskraft gemäß einer Anforderung eines Fahrers einzustellen, ein Soll-Antriebsmaschinenbetriebspunkt-Einstellmittel, das konfiguriert ist, um eine Soll-Antriebsmaschinenenergie bzw. -leistung und eine Soll-Lade-/Entladeenergie bzw. -leistung zum Ausgeben der Anforderungsantriebskraft, welche durch das Anforderungsantriebskraft-Einstellmittel eingestellt wird, zu berechnen, um einen Soll-Antriebsmaschinenbetriebspunkt basierend auf der Soll-Antriebsmaschinenenergie zu berechnen, und um eine Soll-Rotationsgeschwindigkeit der Antriebsmaschine und ein Soll-Antriebsmaschinendrehmoment aus dem berechneten Soll-Antriebsmaschinenbetriebspunkt einzustellen, und ein Änderungsmittel, das konfiguriert ist, um beim Start der Antriebsmaschine ein Soll-Drehmoment des Motorgenerators zu berechnen, so dass eine Rotationsgeschwindigkeit der Antriebsmaschine die Soll-Rotationsgeschwindigkeit der Antriebsmaschine annimmt, welche durch das Soll-Antriebsmaschinenbetriebspunkt-Einstellmittel eingestellt wird, und um eine Rückkopplungsverstärkung zum Berechnen des Soll-Drehmoments des Motorgenerators gemäß dem Aufwärmzustand der Antriebsmaschine, welcher durch das Antriebsmaschinenaufwärmzustand-Beurteilungsmittel beurteilt wird, zu ändern.
  • Die vorliegende Erfindung kann die Drehmomentfluktuation der Antriebswelle verhindern und auch verhindern, dass der Brennstoffverbrauch mehr als notwendig zunimmt.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 zeigt ein Systemkonfigurationsdiagramm, das eine Steuerungsvorrichtung für ein Hybridfahrzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel darstellt,
  • 2 zeigt ein Blockdiagramm, das eine Steuerung des Hybridfahrzeugs gemäß dem Ausführungsbeispiel darstellt,
  • 3 zeigt ein Flussdiagramm zum Berechnen eines Soll-Motordrehmoments gemäß dem Ausführungsbeispiel,
  • 4 zeigt ein Diagramm, das eine Soll-Antriebsdrehmoment-Suchkennfeld (”search map”) gemäß dem Ausführungsbeispiel darstellt,
  • 5 zeigt ein Diagramm, das ein Soll-Lade-/Entladeenergie-Suchtabelle bzw. -schema (”search table”) gemäß dem Ausführungsbeispiel darstellt,
  • 6 zeigt ein Diagramm, das einen Soll-Betriebspunkt gemäß dem Ausführungsbeispiel darstellt,
  • 7 zeigt ein Diagramm, das eine Soll-Antriebsmaschinendrehmoment-Suchkennfeld beim Start gemäß dem Ausführungsbeispiel darstellt,
  • 8 zeigt ein Ausrichtungsdiagramm gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
  • 9 zeigt ein Diagramm, das zeitliche Änderungen einer typischen Rückkopplungsverstärkung gemäß dem Ausführungsbeispiel darstellt, und
  • 10 zeigt ein Diagramm, das ein Rückkopplungsverstärkung-Umwandlungsverhältnis-Suchschema gemäß dem Ausführungsbeispiel darstellt.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
  • Die vorliegende Erfindung löst eine Aufgabe, wonach eine Drehmomentfluktuation einer Antriebswelle verhindert wird und außerdem verhindert wird, dass ein Brennstoffverbrauch einer Antriebsmaschine mehr als notwendig ansteigt, indem eine Rückkopplungsverstärkung zum Berechnen eines Soll-Drehmoments eines Motorgenerators gemäß einem Aufwärmzustand der Antriebsmaschine geändert wird.
  • 1 bis 10 zeigen ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Wie in 1 dargestellt, ist ein Hybridfahrzeug (nachstehend als Fahrzeug bezeichnet) mit einer Steuerungsvorrichtung 1 für eine Antriebsquelle ausgestattet.
  • Die Steuerungsvorrichtung 1 umfasst eine Ausgabewelle 3 einer Antriebsmaschine (in den Zeichnungen mit „ENG” bezeichnet), welche eine Antriebsquelle ist, die ein Drehmoment ausgibt, einen ersten Motorgenerator 4 (in den Zeichnungen mit ”MG1” bezeichnet) und einen zweiten Motorgenerator 5 (in den Zeichnungen mit ”MG2” bezeichnet), welche Motorgeneratoren (Dynamotoren) sind, eine Antriebswelle 8 (in den Zeichnungen mit ”OUT” bezeichnet) als ein Ausgabeelement, das mit einem Antriebsrad 6 über eine Ausgabeübertragungseinheit 7 in Verbindung steht, und einen Antriebskraftübertragungsmechanismus 9 (Differenzialgetriebemechanismus), der mit der Ausgabewelle 3 der Antriebsmaschine 2, dem ersten Motorgenerator 4, dem zweiten Motorgenerator 5 und der Antriebswelle 8 in Verbindung steht.
  • Der erste Motorgenerator 4 weist einen ersten Rotor 10 und einen ersten Stator 11 auf. Der zweite Motorgenerator 5 weist einen zweiten Rotor 12 und einen zweiten Stator 13 auf.
  • Wie in 1 und 2 dargestellt, ist die Steuerungsvorrichtung 1 mit einem ersten Wechselrichter 14 zum Steuern eines Betriebs des ersten Motorgenerators 4, einem zweiten Wechselrichter 15 zum Steuern eines Betriebs des zweiten Motorgenerators 5, und einem Steuerungsmittel (ECU) 16, das mit dem ersten Wechselrichter 14 und dem zweiten Wechselrichter 15 in Verbindung steht, vorgesehen.
  • Der erste Wechselrichter 14 ist mit dem ersten Stator 11 des ersten Motorgenerators 4 verbunden. Der zweite Wechselrichter 15 ist mit dem zweiten Stator 13 des zweiten Motorgenerators 5 verbunden. Jeder Energieversorgungsanschluss des ersten Wechselrichters 14 und des zweiten Wechselrichters 15 ist mit einer Batterie 17 (Hochspannungsbatterie zum Antreiben) verbunden. Die Batterie 17 kann mit dem ersten Motorgenerator 4 und dem zweiten Motorgenerator 5 Energie austauschen.
  • Die Steuerungsvorrichtung 1 steuert den Antrieb des Hybridfahrzeugs unter Verwendung der Ausgabe von der Antriebsmaschine 2, dem ersten Motorgenerator 4 und dem zweiten Motorgenerator 5.
  • Der Antriebskraftübertragungsmechanismus 9 ist eine so genannte Antriebskraft-Eingabe-/Ausgabevorrichtung eines Vier-Wellentyps. In dem Antriebskraftübertragungsmechanismus 9 sind die Ausgabewelle 3 der Antriebsmaschine 2 und die Antriebswelle 8 angeordnet, der erste Motorgenerator 4 ist an einer Seite der Antriebsmaschine 2 und der zweite Motorgenerator 5 ist an einer Seite der Antriebswelle 8 angeordnet, die Antriebskraft der Antriebsmaschine 2, die Antriebskraft des ersten Motorgenerators 4, und die Antriebskraft des zweiten Motorgenerators 5 werden kombiniert und an die Antriebswelle 8 ausgegeben, und die Antriebskraft wird zwischen der Antriebsmaschine 2, dem ersten Motorgenerator 4, dem zweiten Motorgenerator 5 und der Antriebswelle 8 ausgetauscht.
  • Bei dem Antriebskraftübertragungsmechanismus 9 sind also vier Elemente, welche die Antriebsmaschine 2, den ersten Motorgenerator 4, den zweiten Motorgenerator 5 und die Antriebswelle 8, die als das Ausgabeelement dient, umfassen, in der Reihenfolge des ersten Motorgenerators 4 (MG1), der Antriebsmaschine 2 (ENG), der Antriebswelle 8 (OUT), die als das Ausgabeelement dient, und des zweiten Motorgenerators 5 (MG2) auf einem in 8 dargestellten Ausrichtungsdiagramm verbunden, um einen Getriebemechanismus zu bilden.
  • Der Antriebskraftübertragungsmechanismus 9 weist ein erstes Planetengetriebe 18 und ein zweites Planetengetriebe 19 auf, welche parallel angeordnet sind. Zwei Rotationselemente des ersten Planetengetriebes 18 und des zweiten Planetengetriebes 19 sind miteinander verbunden.
  • Das erste Planetengetriebe 18 ist mit einem ersten Sonnenrad 20, einem ersten Ritzel 21, das mit dem ersten Sonnenrad 20 in Eingriff ist, einem ersten Hohlrad 22, das mit dem ersten Ritzel 21 in Eingriff ist, einem ersten Träger 23, der mit dem ersten Ritzel 21 verbunden ist, und einem Abtriebsrad 24, das mit dem ersten Hohlrad 22 verbunden ist, vorgesehen.
  • Das zweite Planetengetriebe 19 ist mit einem zweiten Sonnenrad 25, einem zweiten Ritzel 26, das mit dem zweiten Sonnenrad 25 in Eingriff ist, einem zweiten Hohlrad 27, das mit dem zweiten Ritzel 26 in Eingriff ist, und einem zweiten Träger 28, der mit dem zweiten Ritzel 26 verbunden ist, vorgesehen.
  • Bei dem Antriebskraftübertragungsmechanismus 9 ist der erste Träger 23 des ersten Planetengetriebes 18 mit der Ausgabewelle 3 der Antriebsmaschine 2 verbunden. Ferner ist der zweite Träger 28 des zweiten Planetengetriebes 19 mit dem ersten Hohlrad 22 und dem Abtriebsrad 24 des ersten Planetengetriebes 18 verbunden.
  • Der erste Rotor 10 des ersten Motorgenerators 4 ist mit dem ersten Sonnenrad 20 über die erste Motorausgabewelle 29 verbunden. Die Ausgabewelle 3 der Antriebsmaschine 2 ist mit dem ersten Träger 23 und dem zweiten Sonnenrad 25 verbunden. Die Antriebswelle 8 ist mit dem ersten Hohlrad 22 und dem zweiten Träger 28 über das Abtriebsrad 24 und die Ausgabeübertragungseinheit 7 verbunden. Der zweite Rotor 12 des zweiten Motorgenerators 5 ist mit dem zweiten Hohlrad 27 über die zweite Motorausgabewelle 30 verbunden.
  • Der zweite Motorgenerator 5 ist mit dem Antriebsrad 6 über die zweite Motorausgabewelle 30, das zweite Hohlrad 27, den zweiten Träger 28, das erste Hohlrad 22, das Abtriebsrad 24, die Ausgabeübertragungseinheit 7 und die Antriebswelle 8 verbindbar, und somit bewegt sich das Fahrzeug nur durch eine einzelne Ausgabe desselben fort.
  • Bei dem Antriebskraftübertragungsmechanismus 9 sind also der erste Träger 23 des ersten Planetengetriebes 18 und das zweite Sonnenrad 25 des zweiten Planetengetriebes 19 miteinander gekoppelt, um mit der Ausgabewelle 3 der Antriebsmaschine 2 verbunden zu sein, das erste Hohlrad 22 des ersten Planetengetriebes 18 und der zweite Träger 28 des zweiten Planetengetriebes 19 sind miteinander gekoppelt, um mit der Antriebswelle 8 verbunden zu sein, der erste Motorgenerator 4 ist mit dem ersten Sonnenrad 20 des ersten Planetengetriebes 18 verbunden, und der zweite Motorgenerator 5 ist mit dem zweiten Hohlrad 27 des zweiten Planetengetriebes 19 verbunden, wodurch die Antriebskraft zwischen der Antriebsmaschine 2, dem ersten Motorgenerator 4, dem zweiten Motorgenerator 5 und der Antriebswelle 8 ausgetauscht wird.
  • Wie in 2 dargestellt, sind ein Fahrpedalöffnungsgrad-Erfassungsmittel 31, das konfiguriert ist, um eine Betätigungsgröße eines Fahrpedals als Fahrpedalöffnungsgrad zu erfassen, ein Antriebsmaschinenrotationsgeschwindigkeit-Erfassungsmittel 32, das konfiguriert ist, um eine Rotationsgeschwindigkeit der Antriebsmaschine 2 zu erfassen, ein Wassertemperatur-Erfassungsmittel 33, das konfiguriert ist, um eine Kühlmitteltemperatur der Antriebsmaschine 2 als eine Antriebsmaschinenwassertemperatur zu erfassen, ein Fahrzeuggeschwindigkeit-Erfassungsmittel 34, das konfiguriert ist, um eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs als eine Fahrzeuggeschwindigkeit zu erfassen, und ein Ladezustand-Erfassungsmittel 35, das konfiguriert ist, um einen Ladezustand (SOC: State Of Charge) der Batterie 17 zu erfassen, mit dem Steuerungsmittel 16 verbunden.
  • Wie in 2 dargestellt, ist das Steuerungsmittel 16 mit einem Antriebsmaschinenaufwärmzustand-Beurteilungsmittel 16A, einem Anforderungsantriebskraft-Einstellmittel 16B, und einem Soll-Antriebsmaschinenbetriebspunkt-Einstellmittel 16C vorgesehen.
  • Das Antriebsmaschinenaufwärmzustand-Beurteilungsmittel 16A ist konfiguriert, um ein Ausgabesignal von dem Wassertemperatur-Erfassungsmittel 33 zu empfangen, um den Aufwärmzustand der Antriebsmaschine 2 zu beurteilen.
  • Das Anforderungsantriebskraft-Einstellmittel 16B ist konfiguriert, um eine Anforderungsantriebskraft gemäß einer Anforderung eines Fahrers einzustellen.
  • Das Soll-Antriebsmaschinenbetriebspunkt-Einstellmittel 16C ist konfiguriert, um eine Soll-Antriebsmaschinenenergie bzw. -leistung und eine Soll-Lade-/Entladeenergie bzw. -leistung zum Ausgeben der Anforderungsantriebskraft zu berechnen, welche durch das Anforderungsantriebskraft-Einstellmittel 16B eingestellt ist, den Soll-Antriebsmaschinenbetriebspunkt basierend auf der Soll-Antriebsmaschinenenergie zu berechnen, und eine Soll-Rotationsgeschwindigkeit der Antriebsmaschine und ein Soll-Antriebsmaschinendrehmoment aus dem berechneten Soll-Antriebsmaschinenbetriebspunkt einzustellen.
  • Zusätzlich ist, wie in 2 dargestellt, das Steuerungsmittel 16 mit einem Änderungsmittel 16D vorgesehen.
  • Beim Start der Antriebsmaschine 2 berechnet das Änderungsmittel 16D das Soll-Drehmoment der Motorgeneratoren 4 und 5, so dass die Rotationsgeschwindigkeit der Antriebsmaschine die Soll-Rotationsgeschwindigkeit der Antriebsmaschine annimmt, welche durch das Soll-Antriebsmaschinenbetriebspunkt-Einstellmittel 16C eingestellt wird, und ändert eine Rückkopplungsverstärkung zum Berechnen des Soll-Drehmoments der Motorgeneratoren 4 und 5 gemäß dem Aufwärmzustand der Antriebsmaschine 2, welcher durch das Antriebsmaschinenaufwärmzustand-Beurteilungsmittel 16A beurteilt wird.
  • Der Aufwärmzustand der Antriebsmaschine 2 wird durch das Ausgabesignal von dem Wassertemperatur-Erfassungsmittel 33, das konfiguriert ist, um die Temperatur des Kühlmittels der Antriebsmaschine 2 als die Wassertemperatur der Antriebsmaschine 2 zu erfassen, beurteilt.
  • Im Folgenden wird die Steuerung gemäß diesem Ausführungsbeispiel mit Bezug auf das Flussdiagramm in 3 beschrieben.
  • Mit Bezug auf das Flussdiagramm in 3 wird ein Verfahren zum Berechnen des Soll-Motordrehmoments beschrieben, um die Rotationsgeschwindigkeit der Antriebsmaschine an die Soll-Rotationsgeschwindigkeit anzupassen.
  • Wie in 3 dargestellt, wenn das Programm des Steuerungsmittels 16 startet (Schritt A01), werden der Öffnungsgrad des Fahrpedals, die Fahrzeuggeschwindigkeit, der Ladezustand (SOC) der Batterie 17, die Wassertemperatur der Antriebsmaschine und die Rotationsgeschwindigkeit der Antriebsmaschine als verschiedene Signale, die für die Steuerung verwendet werden, empfangen (Schritt A02).
  • Das Soll-Antriebsdrehmoment gemäß der Fahrzeuggeschwindigkeit und dem Öffnungsgrad des Fahrpedals werden aus dem in 4 dargestellten Soll-Antriebsdrehmoment-Suchkennfeld berechnet (Schritt A03). Das Antriebsdrehmoment wird auf einen negativen Wert in einem hohen Fahrzeuggeschwindigkeitsbereich eingestellt, in welchem der Öffnungsgrad des Fahrpedals null ist, so dass es ein Antriebsdrehmoment einer Verzögerungsrichtung annimmt, die zu einer Antriebsmaschinenbremse korrespondiert. Das Antriebsdrehmoment wird auf einen positiven Wert in einem niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeitsbereich eingestellt, so dass es durch ein Kriechdrehmoment fahren kann.
  • Danach wird die für das Antreiben des Fahrzeugs benötigte Soll-Antriebsenergie bzw. -leistung berechnet, indem das in Schritt A03 berechnete Soll-Antriebsdrehmoment mit der Fahrzeuggeschwindigkeit multipliziert wird (Schritt A04).
  • Um den Ladezustand (SOC) der Batterie 17 innerhalb eines normalen Verwendungsbereichs zu steuern, wird die Soll-Lade-/Entladegröße aus dem in 5 dargestellten Soll-Lade-/Entladeenergie-Suchschema berechnet (Schritt A05). Wie in 5 dargestellt, wird für den Fall, dass der Ladezustand (SOC) der Batterie 17 niedrig ist, die Soll-Ladeenergie erhöht, um ein übermäßiges Entladen der Batterie 17 zu verhindern. Für den Fall, dass der Ladezustand (SOC) der Batterie 17 hoch ist, wird die Soll-Entladeenergie verringert, um ein Überladen der Batterie 17 zu verhindern. Der Einfachheit halber ist in 5 die Entladeseite als positiver Wert (+) klassifiziert, während die Ladeseite als negativer Wert (–) klassifiziert ist.
  • Die von der Antriebsmaschine 2 auszugebende Soll-Antriebsmaschinenenergie wird aus der Soll-Antriebsenergie und der Soll-Lade-/Entladeenergie berechnet (Schritt A06). Die von der Antriebsmaschine 2 auszugebende Soll-Antriebsmaschinenenergie nimmt einen Wert an, der erhalten wird, indem die Soll-Lade-/Entladeenergie zum Laden/Entladen der Batterie 17 zu der für ein Antreiben des Fahrzeugs benötigten Soll-Antriebsenergie addiert wird. Da die Ladeseite als negativer Wert (–) klassifiziert ist, wird die Soll-Lade-/Entladeenergie von der Soll-Antriebsenergie subtrahiert, um die Soll-Antriebsmaschinenenergie zu berechnen.
  • Danach wird bestimmt, ob der Start der Antriebsmaschine 2 beendet ist oder nicht (Schritt A07). In diesem Ausführungsbeispiel wird bestimmt, dass die Antriebsmaschine 2 gestartet wird, z. B. wenn das Antriebsmaschinendrehmoment ein vorbestimmter Wert oder größer ist, oder die Rotationsgeschwindigkeit der Antriebsmaschine ein vorbestimmter Wert oder größer ist.
  • Falls in Schritt A07 JA bestimmt wird, d. h. für den Fall, dass der Start der Antriebsmaschine 2 abgeschlossen ist, wird der Soll-Antriebsmaschinenbetriebspunkt berechnet (Schritt A08).
  • In Schritt A08 wird das Soll-Betriebspunktkennfeld aus 6 mit der in Schritt S06 berechneten Soll-Antriebsmaschinenenergie durchsucht, und der Soll-Antriebsmaschinenbetriebspunkt (die Soll-Rotationsgeschwindigkeit der Antriebsmaschine und das Soll-Antriebsmaschinendrehmoment) wird berechnet.
  • Das Soll-Betriebspunktkennfeld stellt eine Linie ein, die gebildet ist, indem Punkte ausgewählt und verbunden werden, bei denen für jede Energie auf einer Linie gleicher Energie bzw. Leistung (Gleiche-Energie-Linie), die Gesamteffizienz, gebildet durch Addieren einer Effizienz eines Antriebskraftübertragungssystems bestehend aus dem Antriebskraftübertragungsmechanismus 9, dem ersten Motorgenerator 4 und dem zweiten Motorgenerator 5 zu einer Effizienz der Antriebsmaschine, am Besten (optimal) ist. Demgemäß wird der Schnittpunkt der Soll-Antriebsmaschinenenergie bzw- -leistung und der Soll-Betriebslinie der Soll-Antriebsmaschinenbetriebspunkt (die Soll-Rotationsgeschwindigkeit der Antriebsmaschine und das Soll-Antriebsmaschinendrehmoment).
  • Falls in Schritt A07 NEIN bestimmt wird, d. h. für den Fall, dass der Start der Antriebsmaschine 2 nicht abgeschlossen ist, wird der Soll-Antriebsmaschinenbetriebspunkt für den Start berechnet (Schritt A09).
  • In Schritt A09 wird der Soll-Antriebsmaschinenbetriebspunkt (die Soll-Rotationsgeschwindigkeit der Antriebsmaschine und das Soll-Antriebsmaschinendrehmoment) beim Start für den Antriebsmaschinenstart berechnet.
  • Das Soll-Antriebsmaschinendrehmoment beim Start wird aus dem in 7 dargestellten Startsoll-Antriebsmaschinendrehmoment-Suchkennfeld berechnet. Falls das Soll-Antriebsmaschinendrehmoment beim Start auf einer negativen Seite relativ zu einem Reibungsmoment bei einer Brennstoffreduzierung der Antriebsmaschine 2 als hoch eingestellt ist, überwindet die in Schritt A10 berechnete Soll-Motordrehmoment-Basiskomponente, welche nachstehend beschrieben wird, die Reibung der Antriebsmaschine 2, wodurch die Rotationsgeschwindigkeit der Antriebsmaschine erhöht wird. Ferner wird die Soll-Rotationsgeschwindigkeit der Antriebsmaschine beim Start auf 1000 U/min oder dergleichen eingestellt.
  • Nach dem Prozess in Schritt A08 oder nach dem Prozess in Schritt A09 wird die Soll-Motordrehmoment-Basiskomponente aus der berechneten Soll-Antriebsenergie bzw. -leistung, der berechneten Soll-Antriebsmaschinenenergie und dem berechneten Soll-Antriebsmaschinenbetriebspunkt berechnet (Schritt A10).
  • In diesem Ausführungsbeispiel wird eine Soll-MG1-Drehmoment-Basiskomponente (MG1: erster Motorgenerator) und eine Soll-MG2-Drehmoment-Basiskomponente (MG2: zweiter Motorgenerator), welche aus Berechnungsergebnissen eines Gleichungssystems berechnet sind, das aus der folgenden Gleichung (Gleichung 1), die ein Gleichgewicht des in den Antriebskraftübertragungsmechanismus 9 eingegebenen Drehmoments anzeigt, und der folgenden Gleichung (Gleichung 2) besteht, die anzeigt, dass die von dem ersten Motorgenerator 4 und dem zweiten Motorgenerator 5 erzeugte oder verbrauchte Energie gleich der Lade-/Entladeenergie der Batterie 17 ist, auf die Soll-Motordrehmoment-Basiskomponente eingestellt. Da die Soll-Motordrehmoment-Basiskomponente auf dem Soll-Antriebsmaschinendrehmoment beim Start berechnet wird, welches auf der negativen Seite relativ zu dem Reibungsmoment bei der Brennstoffreduzierung der Antriebsmaschine 2 als hoch eingestellt ist, überwindet das von dem ersten Motorgenerator 4 und dem zweiten Motorgenerator 5 ausgegebene Drehmoment die Reibung der Antriebsmaschine 2, wodurch die Rotationsgeschwindigkeit der Antriebsmaschine erhöht wird.
  • [Gleichung 1]
    • (Soll-Antriebsmaschinendrehmoment) + (1 + k1) × (Soll-MG1-Drehmoment-Basiskomponente) = k2 × (Soll-MG2-Drehmoment-Basiskomponente)
    • k1
    : Übersetzungsverhältnis von MG1-ENG, wobei ENG-OUT in 8 auf eins gesetzt ist, und
    k2:
    Übersetzungsverhältnis von OUT-MG2, wobei ENG-OUT in 8 auf eins gesetzt ist.
  • [Gleichung 2]
    • (Soll-Antriebsenergie) – (Soll-Antriebsmaschinenenergie) = (MG1-Rotationswinkelgeschwindigkeit) × (Soll-MG1-Drehmoment-Basiskomponente) + (MG2-Rotationswinkelgeschwindigkeit) × (Soll-MG2-Drehmoment-Basiskomponente)
  • Danach wird ähnlich zu Schritt A07 bestimmt, ob die Antriebsmaschine 2 startet oder nicht (Schritt A11). In diesem Ausführungsbeispiel wird bestimmt, dass die Antriebsmaschine 2 für den Fall startet, dass das Antriebsmaschinendrehmoment der vorbestimmte Wert oder größer ist, und die Rotationsgeschwindigkeit der Antriebsmaschine der vorbestimmte Wert oder größer ist.
  • Falls in Schritt A11 JA bestimmt wird, d. h., für den Fall, dass der Start der Antriebsmaschine 2 abgeschlossen ist, wird eine typische Rückkopplungsverstärkung (”feedback gain”) berechnet (Schritt S12).
  • In Schritt A12 wird eine Rückkopplungsverstärkung eingestellt, um die Rotationsgeschwindigkeit der Antriebsmaschine auf der Soll-Rotationsgeschwindigkeit zu bestätigen. Die Rückkopplungsverstärkung wird so eingestellt, dass sie von der Rückkopplungsverstärkung für den Antriebsmaschinenstart zu der typischen Rückkopplungsverstärkung, die von der Rückkopplungsverstärkung für den Antriebsmaschinenstart verschieden ist, wie in 9 dargestellt schrittweise umgewandelt wird. Ferner verwendet ein Umwandlungsverhältnis der Rückkopplungsverstärkung ein aus einer Rückkopplungsverstärkung-Umwandlungsverhältnis-Suchtabelle oder -Suchschema berechnetes Verhältnis (siehe 10) gemäß der Wassertemperatur der Antriebsmaschine, welche ein Index ist, der anzeigt, ob sich die Antriebsmaschine 2 in einem Kaltantriebsmaschinenzustand befindet oder nicht. Demgemäß wird in einem Vollerwärmungszustand, in welchem das Verhalten der Antriebsmaschine 2 relativ stabil ist, die Rückkopplungsverstärkung schnell umgewandelt, wodurch der folgenden Fähigkeit der Rotationsgeschwindigkeit der Antriebsmaschine auf der Soll-Rotationsgeschwindigkeit eine Priorität gegeben wird. Unterdessen wird in dem Kaltmaschinenzustand, in welchem das Verhalten der Antriebsmaschine 2 instabiler ist, die Umwandlung der Rückkopplungsverstärkung verzögert, um eine hohe Kompensation durch den ersten Motorgenerator 4 und den zweiten Motorgenerator 5 direkt nach dem Start der Antriebsmaschine 2 zu unterdrücken, und somit die Drehmomentfluktuation der Antriebswelle 8 zuverlässig zu verhindern. Da die Rückkopplungsverstärkung von der Rückkopplungsverstärkung für den Antriebsmaschinenstart zu der typischen Rückkopplungsverstärkung schrittweise umgewandelt wird, kann zusätzlich verhindert werden, dass sich das Drehmoment der Antriebswelle 8 abrupt ändert, ohne dass die Soll-Motordrehmoment-Rückkopplungskomponente abrupt schrittförmig geändert wird.
  • Falls in Schritt All NEIN bestimmt wird, d. h. für den Fall, dass der Start der Antriebsmaschine 2 nicht abgeschlossen ist, wird die Rückkopplungsverstärkung für den Start berechnet (Schritt A13).
  • Da in Schritt A13, wie in 9 dargestellt, die Rückkopplungsverstärkung für den Antriebsmaschinenstart auf einen Wert eingestellt ist, der kleiner als die typische Rückkopplungsverstärkung ist, wird die hohe Kompensation durch den ersten Motorgenerator 4 und den zweiten Motorgenerator 5 direkt nach dem Start der Antriebsmaschine 2, bei welchem das Verhalten der Antriebsmaschine 2 nicht stabil ist, nicht durchgeführt, und somit kann die Drehmomentfluktuation der Antriebswelle 8 verhindert werden.
  • Nach dem Prozess in Schritt A12 oder nach dem Prozess in Schritt A13 wird die Soll-Motordrehmoment-Rückkopplungskomponente (eine Soll-MG1-Drehmoment-Rückkopplungskomponente und eine Soll-MG2-Drehmoment-Rückkopplungskomponente) berechnet (Schritt A14), um die Rotationsgeschwindigkeit der Antriebsmaschine an die Soll-Rotationsgeschwindigkeit der Antriebsmaschine anzupassen.
  • Die Soll-MG1-Drehmoment-Rückkopplungskomponente wird durch die nachstehende Gleichung 3 aus der Rotationsgeschwindigkeit der Antriebsmaschine und der Soll-Rotationsgeschwindigkeit der Antriebsmaschine erhalten, und die Soll-MG2-Drehmoment-Rückkopplungskomponente wird durch die nachstehende Gleichung 4 hinsichtlich des Drehmomentausgleichs erhalten.
  • [Gleichung 3]
    • (Soll-MG1-Drehmoment-Rückkopplungskomponente) = ((Soll-Rotationsgeschwindigkeit von Antriebsmaschine) – (Rotationsgeschwindigkeit von Antriebsmaschine)) × (Rückkopplungsverstärkung)
  • [Gleichung 4]
    • k1 × (Soll-MG1-Drehmoment-Rückkopplungskomponente) = (1 + k2) × (Soll-MG2-Drehmoment-Rückkopplungskomponente)
    • k1:
    Übersetzungsverhältnis von MG1-ENG, wobei ENG-OUT in 8 auf eins gesetzt ist, und
    k2:
    Übersetzungsverhältnis von OUT-MG2, wobei ENG-OUT in 8 auf eins gesetzt ist.
  • Der erste Motorgenerator 4 und der zweite Motorgenerator 5 werden gesteuert, indem die Summe aus der Soll-Motordrehmoment-Basiskomponente und der Soll-Motordrehmoment-Rückkopplungskomponente als das Soll-Motordrehmoment verwendet wird (Schritt A15). Danach kehrt das Programm zurück (Schritt A16).
  • Bei diesem Ausführungsbeispiel wandelt also das Hybridfahrzeug, welches die Antriebsmaschine 2 und die Motorgeneratoren 4 und 5 als die Antriebsquelle umfasst, und die Rotationsgeschwindigkeit der Antriebsmaschine durch die Motorgeneratoren 4 und 5 rückkoppelnd steuert, um die Rotationsgeschwindigkeit der Antriebsmaschine an die Soll-Rotationsgeschwindigkeit anzupassen, die Rückkopplungsverstärkung zum Berechnen des Soll-Drehmoments in die typische Rückkopplungsverstärkung in einem im Voraus eingestellten Verhältnis schrittweise um. Außerdem ändert das Hybridfahrzeug, welches die Antriebsmaschine 2 und die Motorgeneratoren 4 und 5 als die Antriebsquelle umfasst, und die Rotationsgeschwindigkeit der Antriebsmaschine durch die Motorgeneratoren 4 und 5 rückkoppelnd steuert, um die Rotationsgeschwindigkeit der Antriebsmaschine an die Soll-Rotationsgeschwindigkeit anzupassen, das Verhältnis zum Umwandeln der typischen Rückkopplungsverstärkung gemäß der Wassertemperatur der Antriebsmaschine.
  • Mit der vorstehenden Konfiguration kann in dem vollen Aufwärmzustand, in welchem das Verhalten der Antriebsmaschine 2 relativ stabil ist, die Umwandlungszeitsteuerung der Rückkopplungsverstärkung gemäß dem Aufwärmzustand der Antriebsmaschine 2 geändert werden, und die folgende Fähigkeit der Rotationsgeschwindigkeit der Antriebsmaschine auf der Soll-Rotationsgeschwindigkeit der Antriebsmaschine kann direkt nachdem die Antriebsmaschine gestartet ist, verbessert werden. In dem Kaltmaschinenzustand, in welchem das Verhalten der Antriebsmaschine 2 instabiler ist, wird die hohe Kompensation durch den ersten Motorgenerator 4 und den zweiten Motorgenerator 5 direkt nachdem die Maschine 2 gestartet ist, unterdrückt, und somit kann die Drehmomentfluktuation der Antriebswelle 8 zuverlässig verhindert werden. Da die Rückkopplungsverstärkung von der Rückkopplungsverstärkung für den Antriebsmaschinenstart zu der typischen Rückkopplungsverstärkung schrittweise umgewandelt wird, kann verhindert werden, dass sich das Drehmoment der Antriebswelle 8 abrupt ändert, ohne dass sich das Motordrehmoment abrupt schrittförmig ändert.
  • Obwohl das Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung vorstehend beschrieben worden ist, ist die Konfiguration des vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiels auch aus den Ansprüchen ersichtlich.
  • Gemäß Anspruch 1 umfasst das Steuerungsmittel 16 das Änderungsmittel 16D, das konfiguriert ist, um beim Start der Antriebsmaschine 2 das Solldrehmoment der Motorgeneratoren 4 und 5 zu berechnen, so dass die Rotationsgeschwindigkeit der Antriebsmaschine die Soll-Rotationsgeschwindigkeit der Antriebsmaschine annimmt, welche durch das Soll-Antriebsmaschinenbetriebspunkt-Einstellmittel 16C eingestellt wird, und um die Rückkopplungsverstärkung zum Berechnen des Drehmoments der Motorgeneratoren 4 und 5 gemäß dem Aufwärmzustand der Antriebsmaschine 2 zu ändern, welcher durch das Antriebsmaschinenaufwärmzustand-Beurteilungsmittel 16A beurteilt wird.
  • Da die Rückkopplungsverstärkung zum Berechnen des Soll-Drehmoments der Motorgeneratoren 4 und 5 gemäß dem Aufwärmzustand der Antriebsmaschine 2 geändert wird, kann mit der vorstehenden Konfiguration die Drehmomentfluktuation der Antriebswelle 8 verhindert werden, und es kann auch verhindert werden, dass der Brennstoffverbrauch der Antriebsmaschine 2 mehr als notwendig ansteigt.
  • Gemäß Anspruch 2 wird der Aufwärmzustand der Antriebsmaschine 2 durch das Ausgabesignal von dem Wassertemperatur-Erfassungsmittel 33, das konfiguriert ist, um die Temperatur des Kühlmittels der Antriebsmaschine 2 als die Wassertemperatur der Antriebsmaschine zu erfassen, beurteilt.
  • Demgemäß kann die Konfiguration vereinfacht werden, ohne ein spezielles Berechnungsverfahren oder ein spezielles Erfassungsmittel zu verwenden.
  • Die Steuerungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann auf verschiedene Arten von Fahrzeugen angewendet werden.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 2013-049029 [0001]
    • JP 3931854 B [0003]
    • JP 3890459 B [0003]

Claims (2)

  1. Hybridfahrzeug, das konfiguriert ist, um eine von einer Antriebsmaschine und einem Motorgenerator erzeugte Antriebskraft über einen Antriebskraft-Übertragungsmechanismus an eine Antriebswelle zu übertragen, wobei das Hybridfahrzeug eine Steuerung aufweist, welche aufweist: ein Antriebsmaschinen-Aufwärmzustand-Beurteilungsmittel, das konfiguriert ist, um einen Aufwärmzustand der Antriebsmaschine zu beurteilen, ein Anforderungsantriebskraft-Einstellmittel, das konfiguriert ist, um eine Anforderungsantriebskraft gemäß einer Anforderung eines Fahrers einzustellen, ein Soll-Antriebsmaschinenbetriebspunkt-Einstellmittel, das konfiguriert ist, um: eine Soll-Antriebsmaschinenenergie bzw. -leistung und eine Soll-Lade-/Entladeenergie bzw. -leistung zum Ausgeben der Anforderungsantriebskraft, welche durch das Anforderungsantriebskraft-Einstellmittel eingestellt wird, zu berechnen, einen Soll-Antriebsmaschinenbetriebspunkt basierend auf der Soll-Antriebsmaschinenenergie zu berechnen, und eine Soll-Rotationsgeschwindigkeit der Antriebsmaschine und ein Soll-Antriebsmaschinendrehmoment aus dem berechneten Soll-Antriebsmaschinenbetriebspunkt einzustellen, und ein Änderungsmittel, das konfiguriert ist, um: beim Start der Antriebsmaschine ein Solldrehmoment des Motorgenerators zu berechnen, so dass eine Rotationsgeschwindigkeit der Antriebsmaschine die Soll-Rotationsgeschwindigkeit der Antriebsmaschine annimmt, welche durch das Soll-Antriebsmaschinenbetriebspunkt-Einstellmittel eingestellt wird, und eine Rückkopplungsverstärkung zum Berechnen des Soll-Drehmoments des Motorgenerators gemäß dem Aufwärmzustand der Antriebsmaschine zu ändern, welche durch das Antriebsmaschinenaufwärmzustand-Beurteilungsmittel beurteilt wird.
  2. Hybridfahrzeug nach Anspruch 1, wobei der Aufwärmzustand der Antriebsmaschine durch ein Ausgabesignal von einem Wassertemperatur-Erfassungsmittel, das konfiguriert ist, um eine Temperatur eines Kühlmittels der Antriebsmaschine als eine Wassertemperatur der Antriebsmaschine zu erfassen, beurteilt wird.
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