DE10336487B4

DE10336487B4 - Hybridfahrzeugantriebssteuergerät, Hybridfahrzeugantriebssteuerverfahren und Programm dafür

Info

Publication number: DE10336487B4
Application number: DE10336487.0A
Authority: DE
Inventors: Tomoo Atarashi; Masaki Nomura; Kazuyuki Izawa
Original assignee: Aisin AW Co Ltd
Current assignee: Aisin AW Co Ltd
Priority date: 2002-08-09
Filing date: 2003-08-08
Publication date: 2015-10-01
Anticipated expiration: 2023-08-09
Also published as: US7100721B2; DE10336487A1; US20040055799A1; JP2004080849A; JP4236084B2

Abstract

Hybridfahrzeugantriebssteuergerät mit: einem elektrischen Generator (16), der mit einem Verbrennungsmotor (11) derart mechanisch verbunden ist, dass er in Bezug auf den Verbrennungsmotor (11) eine Drehdifferenz aufweist; einer Generatorbremse (B) für ein mechanisches Anhalten der Drehung des Generators und einer Generatorbremseneingriffssteuereinheit (91), die ein Generatormoment allmählich verringert, während die Generatorbremse (B) in Eingriff steht; wobei die Generatorbremseneingriffsteuereinheit (91) allmählich das Generatormoment nach dem Ablauf einer vorbestimmten Zeitspanne verringert, die dem Eingriff der Generatorbremse (B) folgt.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Antriebssteuergerät für ein Hybridfahrzeug und ein Antriebssteuerverfahren für ein Hybridfahrzeug und auch auf ein Programm dafür.
Ein bekanntes in einem Hybridfahrzeug eingebautes Fahrzeugantriebssteuergerät zum Übertragen eines Momentes eines Verbrennungsmotors d. h. eines Teils des Motormomentes zur einem elektrischen Generator (Generatormotor) und zum Übertragen des restlichen Motormomentes zu den angetriebenen Rädern ist mit einer Planetenradeinheit versehen, die ein Sonnenrad, einen Zahnkranz und einen Träger hat. Der Träger ist mit dem Motor verbunden. Der Zahnkranz ist mit den angetriebenen Rädern und mit dem Fahrzeugantriebselektromotor verbunden. Das Sonnenrad ist mit dem elektrischen Generator (mit der Lichtmaschine) verbunden. Die Drehabgabe von dem Zahnkranz und den Fahrzeugantriebselektromotor wird zu den angetriebenen Rädern übertragen, womit die das Fahrzeug antreibende Kraft erzeugt wird.
Wenn bei dieser Art an Fahrzeugantriebsgerät die Drehzahl des Generators relativ gering ist, nimmt der Verbrauch an elektrischer Energie zu und nimmt die Effizienz zur Erzeugung von elektrischer Energie des Generators ab, so dass der Kraftstoffverbrauch des Hybridfahrzeugs sich entsprechend verschlechtert. Daher gelangt bei relativ geringer Generatordrehzahl eine Generatorbremse in Eingriff, um das Schalten in Bezug auf den Generator anzuhalten, so dass der Generator angehalten wird (siehe die JP H09-156 387 A ).
Schließlich führt eine Generatorsteuervorrichtung des Fahrzeugantriebsgerätes einer Generatordrehzahlsteuerung zum Einstellen einer Zielgeneratordrehzahl d. h. eines Zielwertes der Drehzahl des Generators bei Null (0) aus und es wird bewirkt, dass der Generator das Motormoment aufnimmt und dann die Generatorbremse in Eingriff bringt. Anschließend ändert die Generatorsteuervorrichtung sofort das Moment des Generators auf Null zum Zwecke des Anhaltens des Generators.
Bei dem vorstehend beschriebenen herkömmlichen Fahrzeugantriebsgerät wird jedoch, wenn die Generatorbremse zum Zwecke des Anhaltens des Generators in Eingriff steht, das Generatormoment sofort auf Null geändert, so dass das Motormoment sofort auf die Generatorbremse einwirken kann. Daher werden die Spiele der Bauteile der Generatorbremse, wie beispielsweise dünne Platten und dergleichen, innerhalb einer sehr kurzen Zeitspanne ausgefüllt oder beseitigt, so dass ein anormales Geräusch wie beispielsweise ein Klappergeräusch und dergleichen erzeugt wird und darüber hinaus die Lebensdauer der Generatorbremse sich außerdem verringert.
2 zeigt ein Zeitablaufdiagramm des Generatormomentes und der Generatordrehzahl eines herkömmlichen Fahrzeugantriebsgerätes.
In 2 ist mit LG1 eine Linie gezeigt, die das Generatormoment TG darstellt, und LG2 zeigt die Generatordrehzahl NG. Nachdem die Generatorbremse in Eingriff gelangt ist, wird das Schalten in Bezug auf den Generator zum Zeitpunkt t1 sofort angehalten. Daher wird das Generatormoment TG sofort zu Null und die Generatordrehzahl NG nimmt sofort zu. Daher werden die Spiele der Bauteile der Generatorbremse wie beispielsweise dünne Platten und dergleichen gefüllt oder beseitigt, so dass ein anormales Geräusch wie beispielsweise ein Klappergeräusch und dergleichen erzeugt wird. Darüber hinaus wird die Lebensdauer der Generatorbremse außerdem verringert.
Die Druckschrift US 5 823 281 A offenbart ein Hybridfahrzeugantriebssteuergerät. Insbesondere hat das Hybridfahrzeugantriebssteuergerät eine Generatorsteuereinrichtung zum Steuern einer Drehzahl eines Generators und einer Änderungsrate einer Drehzahl, bei der die Generatorsteuereinrichtung steuert im Ansprechen auf eine Sollminimallast zum Antreiben des Fahrzeugs. Dabei wird ein Generatormoment allmählich verringert, bevor eine Generatordrehzahl zu Null wird und eine Bremse eingerückt ist.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Hybridfahrzeugantriebssteuergerät, ein Hybridfahrzeugantriebssteuerverfahren und ein Computerprogramm dafür zu schaffen, die die vorstehend erwähnten Probleme der herkömmlichen Fahrzeugantriebsgeräte lösen und die eine Erzeugung von anormalen Geräuschen bei einem Eingriff der Generatorbremse zum Anhalten des Generators vermeiden und daher die Haltbarkeit der Generatorbremse verbessern.
In Hinblick auf das Hybridfahrzeugantriebssteuergerät ist die Aufgabe durch ein Hybridfahrzeugantriebssteuergerät mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Weiterentwicklungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Ein Hybridfahrzeugantriebssteuerverfahren ist in Anspruch 6 aufgezeigt. Ein Programm dafür ist in Anspruch 7 aufgezeigt.
Bei dem Aufbau gemäß Anspruch 1 wird das Generatormoment allmählich verringert, wenn die Generatorbremse in Eingriff steht. Daher kann die Generatordrehzahl im wesentlichen davor bewahrt werden, dass sie hoch wird, bevor die Spiele der Bauteile der Generatorbremse wie beispielsweise die dünnen Platten und dergleichen gefüllt oder beseitigt werden. Folglich kann die Erzeugung eines anormalen Geräusches wie beispielsweise eines Klappergeräusches oder dergleichen verhindert werden. Somit verlängert sich die Lebensdauer der Generatorbremse.
Das Hybridfahrzeugantriebssteuergerät gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann derart aufgebaut sein, dass bei einer Generatorbremseneingriffsanforderung die Generatorbremseneingriffssteuereinheit eine Zielgeneratordrehzahl auf Null einstellt und eine Drehzahlsteuerung des Generators ausführt.
Darüber hinaus kann das Hybridfahrzeugantriebssteuergerät gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung derart aufgebaut sein, dass die Generatorbremseneingriffssteuereinheit allmählich das Generatormoment verringert, indem eine Drehzahlsteuerung des Generators ausgeführt wird.
Darüber hinaus kann das Hybridfahrzeugsteuerantriebsgerät gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung derart aufgebaut sein, dass die Generatorbremseneingriffssteuereinheit das Generatormoment allmählich verringert, indem eine Integralkomponente allmählich verringert wird, die auftritt, nachdem eine Proportionalkomponente bei einer PI-Steuerung Null erreicht hat.
Des weiteren kann das Hybridfahrzeugantriebssteuergerät gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung derart aufgebaut sein, dass die Generatorbremseneingriffssteuereinheit allmählich das Generatormoment verringert, indem eine Momentsteuerung des Generators ausgeführt wird.
Das Programm gemäß Anspruch 7 bewirkt, dass ein Computer als eine Generatorbremseneingriffssteuereinheit wirkt, die allmählich ein Generatormoment verringert, während die Generatorbremse in Eingriff steht.
1 zeigt eine Funktionsblockdarstellung eines Hybridfahrzeugantriebssteuergerätes gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
2 zeigt ein Zeitablaufdiagramm des Generatormomentes und der Generatordrehzahl eines herkömmlichen Fahrzeugantriebsgerätes.
3 zeigt eine Konzeptdarstellung eines Hybridfahrzeuges gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
4 zeigt eine Darstellung des Betriebs einer Planetenradeinheit gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
5 zeigt ein Fahrzeuggeschwindigkeitsdiagramm für eine Normalfahrt gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
6 zeigt eine Momentdarstellung für eine Normalfahrt gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
7 zeigt eine Konzeptdarstellung eines Hybridfahrzeugantriebssteuergerätes gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
8 zeigt ein erstes Hauptflussdiagramm eines Betriebs des Hybridfahrzeugantriebssteuergerätes gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
9 zeigt ein zweites Hauptflussdiagramm des Betriebs des Hybridfahrzeugantriebssteuergerätes gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
10 zeigt ein drittes Hauptflussdiagramm des Betriebs des Hybridfahrzeugantriebssteuergerätes gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
11 zeigt eine Darstellung einer ersten Fahrzeuganforderungsmomenttabelle gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
12 zeigt eine Darstellung einer zweiten Fahrzeuganforderungsmomenttabelle gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
13 zeigt eine Zielmotorbetriebszustandstabelle gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
14 zeigt eine Motorantriebsbereichstabelle gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
15 zeigt ein Flussdiagramm einer Nebenroutine eines Schnellbeschleunigungssteuerprozesses gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
16 zeigt ein Flussdiagramm einer Nebenroutine eines Betriebsmotorsteuerprozesses gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
17 zeigt ein Flussdiagramm einer Nebenroutine eines Generatormomentsteuerprozesses gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
18 zeigt ein Flussdiagramm einer Nebenroutine eines Motorstartsteuerprozesses gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
19 zeigt ein Flussdiagramm einer Nebenroutine eines Generatordrehzahlsteuerprozesses gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
20 zeigt ein Flussdiagramm einer Nebenroutine eines Motoranhaltesteuerprozesses gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
21 zeigt ein Flussdiagramm einer Nebenroutine eines Eingriffszustandsüberprüfungsprozesses gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
22 zeigt ein erstes Flussdiagramm einer Nebenroutine eines Generatorbremseingriffssteuerprozesses gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
23 zeigt ein zweites Flussdiagramm einer Nebenroutine des Generatorbremseingriffssteuerprozesses gemäß dem Ausführungsbeispiel.
24 zeigt ein Zeitablaufdiagramm des Betriebs des Generatorbremseingriffssteuerprozesses gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
25 zeigt ein Zeitablaufdiagramm des Generatormomentes und der Generatordrehzahl gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
26 zeigt ein Flussdiagramm einer Nebenroutine eines Generatorbremsfreigabesteuerprozesses gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Nachstehend sind bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung detailliert unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
1 zeigt eine Funktionsblockdarstellung eines Hybridfahrzeugantriebssteuergerätes gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
In 1 ist mit dem Bezugszeichen 16 ein elektrischer Generator bezeichnet, der mit einem (nicht gezeigten) Motor zum Zwecke einer Drehdifferenz in Bezug auf den Motor mechanisch verbunden ist, und mit dem Bezugszeichen B ist eine Generatorbremse für ein mechanisches Anhalten der Drehung des Generators 16 bezeichnet, und mit dem Bezugszeichen 91 ist eine Steuereinheit für den Eingriff der Generatorbremse bezeichnet, die allmählich das Moment des Generators 16 verringert, während die Generatorbremse B in Eingriff steht.
3 zeigt eine Konzeptdarstellung eines Hybridfahrzeuges gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
In 3 ist mit dem Bezugszeichen 11 ein Verbrennungsmotor (E/G) bezeichnet, der als eine Antriebskraftmaschine an einer ersten Achse vorgesehen ist; ist mit dem Bezugszeichen 12 eine Ausgangswelle bezeichnet, die die durch das Antreiben des Motors 11 erzeugte Drehung abgibt; ist mit dem Bezugszeichen 13 einen Planetenradeinheit als eine Differentialgetriebevorrichtung zum Ändern der Drehzahl, die über die Abgabewelle 12 eingegeben wird, bezeichnet; ist mit dem Bezugszeichen 14 eine Abgabewelle bezeichnet, die an der ersten Achse geordnet ist, um die in Hinblick auf die Drehzahl geänderte Drehung der Planetenradeinheit 13 abzugeben; ist mit dem Bezugszeichen 15 ein erstes Gegenantriebszahnrad als ein Abgabezahnrad bezeichnet, das an der Abgabewelle 14 fixiert ist; ist mit dem Bezugszeichen 16 ein elektrischer Generator (G) als eine erste Elektromotorvorrichtung bezeichnet, der an der ersten Achse angeordnet ist und der mit der Planetenradeinheit 13 über ein Übertragungswelle 17 verbunden ist und der mit dem Motor 11 so mechanisch verbunden ist, dass der Generator eine Drehdifferenz in Bezug auf den Motor 11 haben kann.
Die Abgabewelle 14 hat einen Hülsenaufbau und ist so angeordnet, dass sie die Abgabewelle 12 umgibt. Das erste Gegenantriebszahnrad 15 ist an einer Seite der Planetenradeinheit 13 angeordnet, die näher zu dem Motor 11 ist.
Die Planetenradeinheit 13 hat zumindest ein Sonnenrad S als ein erstes Zahnradelement, Antriebszahnräder (Ritzel) P, die mit dem Sonnenrad S in Eingriff stehen, einen Zahnkranz R als ein zweites Zahnradelement, das mit den Antriebszahnrädern P in Zahneingriff steht, und einen Träger CR als ein drittes Zahnradelement, das drehbar die Antriebszahnräder P stützt. Das Sonnenrad S ist mit dem Generator 16 über die Übertragungswelle 17 verbunden. Der Zahnkranz R ist über die Abgabewelle 14 und einen bestimmten Getriebezug mit angetriebenen Rädern 37 und einem Fahrzeugantriebsmotor (M) 25 als eine zweite Elektromotorvorrichtung verbunden, der an einer zweiten Achse parallel zu der ersten Achse angeordnet ist und mechanisch mit dem Motor 11 und dem Generator 16 so verbunden ist, dass er eine Drehdifferenz in Bezug auf den Motor 11 und den Generator 16 hat. Der Träger CR ist mit dem Motor 11 über die Abgabewelle 12 verbunden. Der Fahrzeugantriebsmotor 25 und die Antriebsräder 37 sind mechanisch miteinander verbunden. Darüber hinaus ist eine Ein-Wege-Kupplung F zwischen dem Träger CR und einem Gehäuse 10 des Hybridfahrzeugantriebsgerätes angeordnet. Die Ein-Wege-Kupplung F wird frei, wenn eine Vorwärtsdrehung von dem Motor 11 zu dem Träger CR übertragen wird. Wenn eine Rückwärtsdrehung zu dem Träger CR von dem Generator 16 oder dem Fahrzeugantriebsmotor 25 übertragen wird, wird die Ein-Wege-Kupplung F arretiert, um eine Übertragung der Rückwärtsdrehung zu dem Motor 11 zu verhindern.
Der Generator 16 besteht im wesentlichen aus einem Rotor 21, der an der Übertragungswelle 17 fixiert ist und drehbar angeordnet ist, einem Stator 22, der um den Rotor 21 herum angeordnet ist, und Spulen 23, die an dem Stator 22 gewickelt sind. Der Generator 16 erzeugt elektrische Energie aus der Drehung, die zu diesem über die Übertragungswelle 17 übertragen worden ist. Die Spulen 23 sind mit einer (nicht gezeigten) Batterie verbunden und liefern einen Gleichstrom zu der Batterie. Die Generatorbremse B ist zwischen dem Rotor 21 und dem Gehäuse 10 angeordnet. Indem die Generatorbremse B in Eingriff steht, kann der Rotor 21 fixiert werden, um die Drehung des Generators 16 mechanisch anzuhalten. Schließlich hat die Generatorbremse B eine Vielzahl an (nicht gezeigten) dünnen Platten an der antreibenden Seite und an der angetriebenen Seite, ein Hydraulikservo und dergleichen. Indem ein Öldruck zu dem Hydraulikservo geliefert wird, werden die einzelnen dünnen Platten aneinander gepresst, so dass die Generatorbremse B durch die Reibungskraft in Eingriff steht.
In 3 ist mit den Bezugszeichen 26 eine Abgabewelle bezeichnet, die an der zweiten Achse angeordnet ist, um die Drehung des Fahrzeugantriebsmotor 25 abzugeben, und mit dem Bezugszeichen 27 ist ein zweites Gegenantriebszahnrad als ein Abgabezahnrad bezeichnet, das an der Abgabewelle 26 fixiert ist. Der Fahrzeugantriebsmotor 25 besteht im wesentlichen aus einem Rotor 40, der an der Abgabewelle 26 fixiert ist und drehbar angeordnet ist, aus einem Stator 41, der um den Rotor 40 herum angeordnet ist, und aus Spulen 42, die an dem Stator 41 gewickelt sind.
Der Fahrzeugantriebsmotor 25 erzeugt das Moment des Fahrzeugantriebsmotors 25 d. h. das Antriebsmotormoment TM aus zu den Spulen 42 gelieferten Wechselströmen der Phase U, der Phase V und der Phase W. Schließlich sind die Spulen 42 mit der Batterie verbunden und werden mit den drei Phasenströmen beliefert, die aus dem Gleichstrom von der Batterie umgewandelt sind.
Um die Antriebsräder 37 in der gleichen Richtung wie die Drehung des Motors 11 zu drehen, ist eine Gegenwelle 30 an einer dritten Achse angeordnet, die parallel zu der ersten und zu der zweiten Achse ist. An der Gegenwelle 30 sind ein erstes angetriebenes Gegenzahnrad 31 und ein zweites angetriebenes Gegenzahnrad 32, dass mehr Zähne als das erste angetriebene Gegenzahnrad 31 hat, fixiert. Das erste angetriebene Gegenzahnrad 31 und das erste Antriebsgegenzahnrad 15 stehen miteinander in Zahneingriff und das zweite angetriebene Gegenzahnrad 32 und das zweite Antriebsgegenzahnrad 27 stehen miteinander in Zahneingriff. Daher wird die Drehung des ersten Antriebsgegenzahnrades 15 zu dem ersten angetriebenen Gegenzahnrad 31 als eine Drehung in umgekehrter Richtung übertragen und die Drehung des zweiten Antriebsgegenzahnrades 27 wird zu den zweiten angetriebenen Gegenzahnrad 32 als eine Drehung in umgekehrter Richtung übertragen.
Darüber hinaus ist ein Differentialantriebszahnrad 33 mit weniger Zähnen als das erste angetriebene Gegenzahnrad 31 an der Gegenwelle 30 fixiert.
Eine Differentialvorrichtung 38 ist an einer vierten Achse angeordnet, die parallel zu der ersten bis dritten Achse ist. Ein Differentialzahnkranz 35 der Differentialvorrichtung 36 steht mit dem Differentialantriebszahnrad 33 in Zahneingriff. Daher wird die zu dem Differentialzahnkranz 35 übertragene Drehung zu den Antriebsrädern über die Differentialvorrichtung 36 verteilt. Somit kann die durch den Motor 11 erzeugte Drehung zu dem ersten angetriebenen Gegenzahnrad 31 übertragen werden. Darüber hinaus kann die durch den Fahrzeugantriebsmotor 25 erzeugte Drehung zu dem zweiten angetriebenen Gegenzahnrad 32 übertragen werden. Daher kann das Hybridfahrzeug fahren, indem der Motor 11 und der Fahrzeugantriebsmotor 25 angetrieben werden.
In 3 ist mit dem Bezugszeichen 38 ein Generatorrotorpositionssensor wie beispielsweise ein Resolver oder Drehwinkelgeber oder dergleichen bezeichnet, der die Position des Rotors 21 d. h. die Generatorrotorposition θG erfasst, und mit dem Bezugszeichen 39 ist ein Antriebsmotorrotorpositionssensor wie beispielsweise ein Resolver oder dergleichen bezeichnet, der die Position des Rotors 40 d. h. die Antriebsmotorrotorposition θM erfasst. Die erfasste Generatorrotorposition θG wird zu einer Fahrzeugsteuervorrichtung und zu der (nicht gezeigten) Generatorsteuervorrichtung gesendet. Die Fahrzeugantriebsmotorposition θM wird zu der Fahrzeugsteuervorrichtung und zu einer Antriebsmotorsteuervorrichtung gesendet.
Nachstehend ist der Betrieb der Planetenradeinheit 13 beschrieben.
4 zeigt eine Darstellung des Betriebs einer Planetenradeinheit bei diesem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. 5 zeigt eine Darstellung der Fahrzeuggeschwindigkeit für eine normale Fahrt des Fahrzeugs bei dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. 6 zeigt eine Darstellung des Momentes für die normale Fahrt des Fahrzeuges bei dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Was die Planetenradeinheit 13 anbelangt (siehe 3), so ist der Träger CR mit dem Motor 11 verbunden, und das Sonnenrad S ist mit dem Generator 16 verbunden und der Zahnkranz R ist mit dem Fahrzeugantriebsmotor 25 und den Antriebsrädern 37 über die Abgabewelle 14 verbunden. Daher ist die Drehzahl des Zahnkranzes R d. h. die Zahnkranzdrehzahl NR gleich der Drehzahl, die zu der Abgabewelle 14 abgegeben wird, d. h. die Abgabewellendrehzahl. Die Drehzahl des Trägers CR ist gleich der Drehzahl des Motors 11 d. h. der Motordrehzahl NE. Darüber hinaus ist die Drehzahl des Sonnenrades S gleich der Generatordrehzahl NG. Wenn die Zähnezahl des Zahnkranzes R bei p-mal (bei diesem Ausführungsbeispiel: zweimal) eingestellt ist, erfüllt die Zähnezahl des Sonnenrades S die folgende Beziehung: (ρ + 1)·NE = 1·NG + ρ·NR Daher kann die Motordrehzahl NE aus der Zahnkranzdrehzahl NR und der Generatordrehzahl NG wie folgt bestimmt werden: NE = (1·NG + ρ·NR)/(ρ + 1) (1)
Die Gleichung (1) liefert einen sich auf die Drehzahl beziehenden Auszug in Hinblick auf die Planetenradeinheit 13.
Das Motormoment NE, das bei dem Zahnkranz R erzeugte Moment d. h. Zahnkranzmoment TR und das Generatormoment TG als ein Moment der elektrischen Vorrichtung haben die folgende Beziehung: TE:TR:TG = (ρ + 1):ρ:1 (2)
Die drei Momente nehmen Reaktionen voneinander auf. Die Gleichung (2) liefert einen sich auf das Moment beziehenden Ausdruck in Bezug auf die Planetenradeinheit 13.
Während einer normalen Fahrt des Hybridfahrzeugs werden der Zahnkranz R, der Träger CR und das Sonnenrad S in der Vorwärtsrichtung gedreht, so dass die Zahnkranzdrehzahl NR, die Motordrehzahl NE und die Generatordrehzahl NG jeweils einen positiven Wert einnehmen, wie es in 5 gezeigt ist. Das Zahnkranzmoment TR und das Generatormoment TG können durch eine proportionale Verteilung des Motormomentes TE bei einem Momentverhältnis bestimmt werden, das durch die Zähnezahl der Zahnräder der Planetenradeinheit 13 bestimmt wird. Daher liefert bei dem in 6 gezeigten Momentdiagramm die Summe des Zahnkranzmomentes TR und des Generatormomentes TG das Motormoment TE.
7 zeigt eine Konzeptdarstellung eines Hybridfahrzeugantriebssteuergerätes bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
In 7 ist mit dem Bezugszeichen 10 das Gehäuse bezeichnet; ist mit dem Bezugszeichen 11 der Motor E/G bezeichnet; ist mit dem Bezugszeichen 13 die Planetenradeinheit bezeichnet; ist mit dem Bezugszeichen 16 der Generator (G) bezeichnet; ist mit dem Bezugszeichen B die Generatorbremse zum Fixieren des Rotors 21 des Generators 16 bezeichnet; ist mit dem Bezugszeichen 25 der Fahrzeugantriebsmotor (M) bezeichnet; ist mit dem Bezugszeichen 28 ein Wandler oder Inverter als ein Generatorwandler zum Antreiben des Generators (Lichtmaschine) 26 bezeichnet; ist mit dem Bezugszeichen 29 ein Wandler als ein Antriebsmotorwandler zum Antreiben des Fahrzeugantriebsmotors 25 bezeichnet; ist mit dem Bezugszeichen 37 ein Antriebsrad bezeichnet; ist mit dem Bezugszeichen 38 ein Generatorrotorpositionssensor bezeichnet; ist mit dem Bezugszeichen 39 ein Antriebsmotorrotorpositionssensor bezeichnet und ist mit dem Bezugszeichen 43 eine Batterie bezeichnet. Die Wandler 28, 29 sind mit der Batterie 43 über einen Antriebsschalter SW verbunden. Wenn der Antriebsschalter SW eingeschaltet ist, liefert die Batterie 43 einen Gleichstrom zu den Wandlern 28, 29.
An der Eingabeseite des Wandlers 28 ist ein Generatorwandlerspannungssensor 75 als ein erster Gleichspannungserfassungsabschnitt zum Erfassen der Gleichspannung angeordnet, die an dem Wandler 28 angelegt wird, d. h. die Generatorwandlerspannung VG. Darüber hinaus ist ein Generatorwandlerstromsensor 77 als ein erster Gleichstromerfassungsabschnitt angeordnet, um den zu dem Wandler 28 gelieferten Gleichstrom zu erfassen d. h. den Generatorwandlerstrom IG. An der Eingangsseite des Wandlers 29 ist ein Antriebsmotorwandlerspannungssensor 76 als ein zweiter Gleichspannungserfassungsabschnitt angeordnet, um die Gleichspannung zu erfassen, die an dem Wandler 29 angelegt wird, d. h. die Antriebsmotorwandlerspannung VM. Darüber hinaus ist ein Antriebsmotorwandlerstromsensor 78 als ein zweiter Gleichstromerfassungsabschnitt angeordnet, um den zu dem Wandler 29 gelieferten Gleichstrom zu erfassen, d. h. den Antriebsmotorwandlerstrom IM. Die Generatorwandlerspannung VG und der Generatorwandlerstrom IG werden zu der Generatorsteuervorrichtung 47 und zu der Fahrzeugsteuervorrichtung 51 gesendet. Die Antriebsmotorwandlerspannung VM der Antriebsmotorwandlerstrom IM werden zu der Antriebsmotorsteuervorrichtung 49 und der Fahrzeugsteuervorrichtung 51 gesendet. Ein Glättungskondensator C ist zwischen der Batterie 43 und den Wandlern 28 und 29 verbunden.
Die Fahrzeugsteuervorrichtung 51 ist durch eine CPU, eine Aufzeichnungsvorrichtung und dergleichen (die nicht gezeigt sind) ausgebildet und führt eine Gesamtsteuerung des Hybridfahrzeugantriebsgerätes aus und wirkt als ein Computer auf der Basis von verschiedenen Programmen, Daten und dergleichen. Die Fahrzeugsteuervorrichtung 51 ist mit einer Motorsteuervorrichtung 46, der Generatorsteuervorrichtung 47 und der Antriebsmotorsteuervorrichtung 49 verbunden. Die Motorsteuervorrichtung 46 ist durch eine CPU, eine Aufzeichnungsvorrichtung und dergleichen (die nicht gezeigt sind) gebildet und sendet Befehlssignale in Bezug auf den Grad der Drosselöffnung 8, die Ventilzeit und dergleichen zu dem Motor 11 zum Zwecke des Steuerns des Motors 11. Die Generatorsteuervorrichtung 47 ist durch eine CPU, eine Aufzeichnungsvorrichtung und dergleichen (die nicht gezeigt sind) ausgebildet und sendet ein Antriebssignal SG1 zu dem Wandler oder Inverter 28 zum Zwecke des Steuerns des Generators 16. Die Antriebsmotorsteuervorrichtung 49 ist durch eine CPU, eine Aufzeichnungsvorrichtung und dergleichen (die nicht gezeigt sind) ausgebildet und sendet ein Antriebssignal SG2 zu dem Wandler 29 zum Zwecke des Steuerns des Fahrzeugantriebsmotors 25. Die Motorsteuervorrichtung 46, die Generatorsteuervorrichtung 47 und die Antriebsmotorsteuervorrichtung 49 bilden ein erstes Steuergerät einer niedrigeren Stufe in Bezug auf das Steuersystem als die Fahrzeugsteuervorrichtung 51. Die Fahrzeugsteuervorrichtung 51 bildet ein zweites Steuergerät einer höheren Stufe in Hinblick auf das Steuersystem als die Motorsteuervorrichtung 46, die Generatorsteuervorrichtung 47 und die Antriebsmotorsteuervorrichtung 49. Die Motorsteuervorrichtung 46, die Generatorsteuervorrichtung 47 und die Antriebsmotorsteuervorrichtung 49 wirken außerdem als Computer auf der Basis von verschiedenen Programmen, Daten und dergleichen.
Der Wandler oder Inverter 28 wird in Übereinstimmung mit dem Antriebssignal SG1 angetrieben. Genauer gesagt empfängt zum Zeitpunkt einer angetriebene Art des Fahrzeugs der Wandler 28 einen Gleichstrom von der Batterie 43, um die Ströme IGU, IGV, IGW der drei Phasen zu erzeugen, und liefert die Drei-Phasen-Ströme IGU, IGV, IGW zu dem Generator 16. Während des regenerativen Bremsens empfängt der Wandler 28 die Ströme IGU, IGV, IGW der drei Phasen von dem Generator 16, um einen Gleichstrom zu erzeugen, und liefert den Gleichstrom zu der Batterie 43.
Der Wandler 29 wird in Übereinstimmung mit dem Antriebssignal SG2 angetrieben. Genauer gesagt empfängt während einer angetriebenen Fahrt des Fahrzeugs der Wandler 28 einen Gleichstrom von der Batterie 43, um die Ströme IMU, IMV, IMW der drei Phasen zu erzeugen, und er liefert die Ströme der drei Phasen IMU, IMV, IMW zu den Fahrzeugantriebsmotor 25. Während des regenerativen Bremsens empfängt der Wandler 29 die Ströme IMU, IMV, IMW der drei Phasen von dem Antriebsmotor 25, um einen Gleichstrom zu erzeugen, und der liefert den Gleichstrom zu der Batterie 43.
In 7 ist mit dem Bezugszeichen 44 eine Aufladezustandserfassungsvorrichtung bezeichnet, die den Zustand der Batterie 43 d. h. die Menge an Restladung SOC als einen Zustand der Batterie erfasst; ist mit dem Bezugszeichen 52 ein Motordrehzahlsensor als ein Motordrehzahlerfassungsabschnitt zum Erfassen der Motordrehzahl NE bezeichnet, ist mit dem Bezugszeichen 53 ein Schaltpositionssensor zum Erfassen der Position eines (nicht gezeigten) Schalthebels bezeichnet, der als eine Drehzahlwahlbetätigungseinheit vorgesehen ist, d. h. die Schaltposition SP; ist mit dem Bezugszeichen 54 ein Gaspedal bezeichnet; ist mit dem Bezugszeichen 55 ein Gaspedalschalter als ein Gaspedalbetätigungserfassungsabschnitt zum Erfassen der Position (Betrag des Niederdrückens) des Gaspedals 54 bezeichnet, d. h. die Gaspedalposition AP; ist mit dem Bezugszeichen 59 ein Öltemperatursensor als ein Öltemperaturerfassungsabschnitt zum Erfassen der Temperatur des Öls in einem Hydraulikservo der Generatorbremse 8 bezeichnet, d. h. die Öltemperatur tmB; ist mit dem Bezugszeichen 61 ein Bremspedal bezeichnet; ist mit dem Bezugszeichen 62 ein Bremsschalter als ein Bremspedalbetätigungserfassungsabschnitt zum Erfassen der Position (Betrag des Niederdrückens) des Bremspedals 61 bezeichnet, d. h. die Bremspedalposition BP; ist mit dem Bezugszeichen 63 ein Motortemperatursensor zum Erfassen der Temperatur tmE des Motors 11 bezeichnet; ist mit dem Bezugszeichen 64 ein Generatortemperatursensor als ein erster Temperaturerfassungsabschnitt zum Erfassen der Temperatur des Generators 16 wie beispielsweise die Temperatur tmG der Spulen 22 bezeichnet und ist mit dem Bezugszeichen 65 ein Antriebsmotortemperatursensor als ein zweiter Temperaturerfassungsabschnitt zum Erfassen der Temperatur des Fahrzeugantriebsmotors 25 wie beispielsweise die Temperatur tmM der Spulen 42 bezeichnet.
Darüber hinaus sind mit den Bezugszeichen 66 bis 69 Stromsensoren als Wechselstromerfassungsabschnitte zum Erfassen der Ströme IGU, IGV, IMU, IMV der verschiedenen Phasen bezeichnet und ist mit dem Bezugszeichen 72 ein Batteriespannungssensor als ein für die Batterie zugewiesener Spannungserfassungsabschnitt zum Erfassen der Batteriespannung VB als der Zustand der Batterie bezeichnet. Die Batteriespannung VB und die Batterieladungsmenge SOC werden zu der Generatorsteuervorrichtung 47, der Antriebsmotorsteuervorrichtung 49 und der Fahrzeugsteuervorrichtung 51 gesendet. Was den Zustand der Batterie anbelangt, so ist es ebenfalls möglich, einen Batteriestrom, eine Batterietemperatur oder dergleichen zu erfassen. Die Batterieladezustandserfassungsvorrichtung 44, der Batteriespannungssensor 72, ein (nicht gezeigter) Batteriestromsensor, ein Batterietemperatursensor und dergleichen bilden einen Batterieladezustandserfassungsabschnitt. Die erfassten Ströme IGU, IGV werden zu der Generatorsteuervorrichtung 47 und der Fahrzeugsteuervorrichtung 51 gesendet und die elektrischen Ströme IMU, IMV werden zu der Antriebsmotorsteuervorrichtung 49 und der Fahrzeugsteuervorrichtung 51 gesendet.
Die Fahrzeugsteuervorrichtung 51 sendet ein Motorsteuersignal zu der Motorsteuervorrichtung 46, um so zu bewirken, dass die Motorsteuervorrichtung 46 das Antreiben/Anhalten des Motors 11 einstellt. Eine (nicht gezeigte) Fahrzeuggeschwindigkeitsberechnungseinheit der Fahrzeugsteuervorrichtung 51 führt einen Fahrzeuggeschwindigkeitsberechnungsprozess zum Kalkulieren einer Änderungsrate ΔθM der Antriebsmotorrotorposition θM und zum Berechnen einer Fahrzeuggeschwindigkeit V auf der Grundlage der Änderungsrate ΔθM und des Übersetzungsverhältnisses γV des Momentübertragungssystems von der Abgabewelle 26 (siehe 3) zu den Antriebsrädern 37 aus.
Die Fahrzeugsteuervorrichtung 51 bestimmt eine Zielmotordrehzahl NE*, die einen Zielwert der Motordrehzahl NE repräsentiert, ein Zielgeneratormoment TG*, das einen Zielwert des Generatormomentes TG repräsentiert, und ein Zielantriebsmotormoment TM*, das einen Zielwert des Motorantriebsmomentes TM repräsentiert. Die Generatorsteuervorrichtung 47 stellt eine Zielgeneratordrehzahl NG* ein, die einen Zielwert der Generatordrehzahl NG repräsentiert. Die Antriebsmotorsteuervorrichtung 49 stellt einen Antriebsmotormomentkorrekturwert δTM ein, der einen Korrekturwert des Antriebsmotormomentes TM repräsentiert. Die Steuerbefehlswerte werden durch die Zielmotordrehzahl NE*, das Zielgeneratormoment TG*, das Zielantriebsmotormoment TM* und dergleichen gebildet.
Eine (nicht gezeigte) Generatordrehzahlberechnungseinheit der Generatorsteuervorrichtung 47 führt einen Generatordrehzahlberechnungsprozess zum Eingeben der Generatorrotorposition θG und zum Berechnen der Drehzahl des Generators 16 d. h. der Generatordrehzahl NG durch ein Berechnen der Änderungsrate ΔθG der Generatorrotorposition θG aus.
Eine (nicht gezeigte) Antriebsmotordrehzahlberechnungseinheit der Antriebsmotorsteuervorrichtung 49 führt einen Antriebsmotordrehzahlberechnungsprozess zum Eingeben der Antriebsmotorrotorposition θM und zum Berechnen der Drehzahl des Fahrzeugantriebsmotors 25 d. h. der Antriebsmotordrehzahl NM durch ein Berechnen der Änderungsrate ΔθM der Antriebsmotorrotorposition θM aus.
Die Generatorrotorposition θG und die Generatordrehzahl NG sind proportional zueinander und die Antriebsmotorrotorposition θM, die Antriebsmotordrehzahl NM und die Fahrzeuggeschwindigkeit V sind proportional zueinander. Daher ist es möglich, zu bewirken, dass der Generatorrotorpositionssensor 38 und die Generatordrehzahlberechnungseinheit als ein Generatordrehzahlerfassungsabschnitt arbeiten, der die Generatordrehzahl NG erfasst, und zu bewirken, dass der Antriebsmotorrotorpositionssensor 39 und die Antriebsmotordrehzahlberechnungseinheit als ein Antriebsmotordrehzahlerfassungsabschnitt arbeiten, der die Antriebsmotordrehzahl NM erfasst, und zu bewirken, dass der Antriebsmotorrotorpositionssensor 39 und die Fahrzeuggeschwindigkeitsberechnungseinheit als ein Fahrzeuggeschwindikgeitserfassungsabschnitt arbeiten, der die Fahrzeuggeschwindigkeit V erfasst.
Obwohl bei diesen Ausführungsbeispiel der Motordrehzahlsensor 52 zum Erfassen der Motordrehzahl NE verwendet wird, kann die Motordrehzahl NE auch durch die Motorsteuervorrichtung 46 bestimmt werden. Darüber hinaus kann, obwohl bei diesem Ausführungsbeispiel die Fahrzeuggeschwindigkeit V auf der Grundlage der Antriebsmotorrotorposition θM durch die Fahrzeuggeschwindigkeitsberechnungseinheit berechnet wird, die Fahrzeuggeschwindigkeit V auch auf der Grundlage der erfassten Zahnkranzdrehzahl NR berechnet werden oder sie kann auf der Grundlage der Drehzahl der Antriebsräder d. h. der Antriebsraddrehzahl berechnet werden. In diesem Fall ist ein Zahnkranzdrehzahlsensor oder ein Antriebsraddrehzahlsensor oder dergleichen als ein Fahrzeuggeschwindigkeitserfassungsabschnitt angeordnet.
Der Betrieb des Hybridfahrzeugantriebssteuergerätes mit den vorstehend beschriebenen Aufbau ist nachstehend erläutert.
8 zeigt ein erstes Hauptflussdiagramm zur Darstellung des Betriebes des Hybridfahrzeugantriebsteuergerätes gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. 9 zeigt das zweite Hauptflussdiagramm des Betriebs des Hybridfahrzeugantriebssteuergerätes von dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. 10 zeigt das dritte Hauptflussdiagramm zur Darstellung des Betriebs des Hybridfahrzeugs von dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. 11 zeigt eine Darstellung einer ersten Fahrzeuganforderungsmomenttabelle bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. 12 zeigt eine Darstellung einer zweiten Fahrzeuganforderungsmomenttabelle bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. 13 zeigt eine Darstellung einer Zielmotorbetriebszustandstabelle bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. 14 zeigt eine Darstellung einer Motorantriebsbereichstabelle bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. In den 11, 12 und 14 zeigen die horizontalen Achsen die Fahrzeuggeschwindigkeit V und zeigen die vertikalen Achsen das Fahrzeuganforderungsmoment TO*. In 13 zeigt die horizontale Achse die Motordrehzahl NE und zeigt die vertikale Achse das Motormoment TE.
Zunächst eine (nicht gezeigte) Initialisierungseinheit der Fahrzeugsteuervorrichtung 51 (siehe 7) verschiedene Arten an Variablen auf Anfangswerte durch einen Initialisierungsprozess ein. Danach gibt die Fahrzeugsteuervorrichtung 51 die Gaspedalposition AP von dem Gaspedalschalter 55 ein und sie gibt die Bremspedalposition EP von dem Bremspedalschalter 62 ein. Dann gibt die Fahrzeuggeschwindigkeitsberechnungseinheit die Antriebsmotorrotorposition θM ein und berechnet die Änderungsrate ΔθM der Antriebsmotorrotorposition θM und berechnet die Fahrzeuggeschwindigkeit V auf der Grundlage der Änderungsrate ΔθM und der Übersetzungsverhältnisse δV.
Anschließend führt eine (nicht gezeigte) Fahrzeuganforderungsmomentbestimmungseinheit der Fahrzeugsteuervorrichtung 51 einen Fahrzeuganforderungsmomentbestimmungsprozess zum Bestimmen eines Fahrzeuganforderungsmomentes TO* aus, das zum Fahren des Hybridfahrzeuges erforderlich ist, wobei das Moment entsprechend der Fahrzeuggeschwindigkeit V, der Gaspedalposition AP und der Bremspedalposition BP voreingestellt wird, indem auf die ersten Fahrzeuganforderungsmomenttabelle von 11 Bezug genommen wird, die in der Aufzeichnungsvorrichtung der Fahrzeugsteuervorrichtung 51 aufgezeichnet ist, wenn das Gaspedal 54 niedergedrückt wird, und indem auf die zweite Fahrzeuganforderungsmomenttabelle von 12 Bezug genommen wird, die bei der Aufzeichnungsvorrichtung aufgezeichnet wird, wenn das Bremspedal 61 niedergedrückt wird.
Anschließend bestimmt die Fahrzeugsteuervorrichtung 51, ob das Fahrzeuganforderungsmoment TO* größer als ein maximales Antriebsmotormoment TMmax ist, das als ein Nennmoment des Fahrzeugantriebsmotors 25 voreingestellt ist. Wenn das Fahrzeuganforderungsmoment TO* größer als das maximale Antriebsmotormoment TMmax ist, bestimmt die Motorsteuervorrichtung 46, ob der Motor 11 angehalten ist. Wenn der Motor 11 angehalten ist, führt eine (nicht gezeigte) Schnellbeschleunigungssteuereinheit der Fahrzeugsteuervorrichtung 51 einen Schnellbeschleunigungssteuerprozess zum Antreiben des Fahrzeugantriebsmotors 25 und des Generators 18 aus, so dass das Hybridfahrzeug läuft.
Wenn im Gegensatz dazu das Fahrzeuganforderungsmoment TO* kleiner als oder gleich wie das maximale Antriebsmotormoment TMmax ist, oder wenn das Fahrzeuganforderungsmoment TO* größer als das maximale Antriebsmotormoment TMmax ist und der Motor 11 in Betrieb ist, führt eine (nicht gezeigte) Fahreranforderungsausgabeberechnungseinheit der Fahrzeugsteuervorrichtung 51 einen Fahrerausgabeberechnungsprozess aus, bei dem ein Fahreranforderungsausgabewert PD berechnet wird, indem das Fahrzeuganforderungsmoment TO* mit der Fahrzeuggeschwindigkeit V multipliziert wird. PD = TO*·V
Anschließend führt eine (nicht gezeigte) Batterieladungs-Entladungsanforderungsausgabeberechnungseinheit der Fahrzeugsteuervorrichtung 51 einen Prozess zum Berechnen einer Anforderungsausgabe bezüglich der Ladung/Entladung der Batterie aus, bei den der Betrag der Batterieladung SOC von der Batterieaufladezustandserfassungsvorrichtung 44 eingegeben wird und ein Batterielade-Entladeanforderungsausgabewert PB auf der Grundlage des Betrages der Batterieladung SOC berechnet wird.
Anschließend führt eine (nicht gezeigte) Fahrzeuganforderungsausgabewertberechnungseinheit der Fahrzeugsteuervorrichtung 51 einen Fahrzeuganforderungsausgabewertberechnungsprozess aus, bei dem ein Fahrzeuganforderungsausgabewert PO berechnet wird, indem der Ausgabewert der Anforderung des Fahrers PD zu dem Batterielade-Entladeanforderungsausgabewert PB hinzu addiert wird. PO = PD + PB
Anschließend führt eine (nicht gezeigte) Zielmotorbetriebszustandseinstelleinheit der Fahrzeugsteuervorrichtung 51 einen Zielmotorbetriebszustandeinstellprozess wie folgt aus. Das heißt unter Bezugnahme auf die Zielmotorbetriebszustandstabelle von 13, die in der Aufzeichnungsvorrichtung der Fahrzeugsteuervorrichtung 51 aufgezeichnet ist, bestimmt die Zielmotorbetriebszustandseinstelleinheit den Punkt A1 bis A3, Am den Schnittpunkt zwischen einer Linie PO1, PO2, ... wobei der Fahrzeuganforderungsausgabewert und eine optimale Kraftstoffverbrauchskurve L angezeigt wird, die die höchste Effizienz des Motors 11 bei der Gaspedalposition AP1 bis AP6 als einen Betriebspunkt des Motors 11 vorsieht, der ein Zielmotorbetriebszustand ist. Die Einstelleinheit bestimmt dann das Motormoment TE1 bis TE3, TEm des Betriebspunktes als ein Motorzielmoment TE*, das den Zielwert des Motormomentes TE wiedergibt. Die Einheit bestimmt die Motordrehzahl NE1 bis NE3, NEm des Betriebspunktes als einen Zielmotordrehzahl NE*, und sendet die Zielmotordrehzahl NE* zu der Motorsteuervorrichtung 46.
Dann bestimmt die Motorsteuervorrichtung 46, ob der Motor 11 in einem Antriebsbereich AR1 ist, unter Bezugnahme auf die Motorantriebsbereichstabelle von 14, die in der Aufzeichnungsvorrichtung der Motorsteuervorrichtung 46 aufgezeichnet ist. In 14 ist mit den Bezugszeichen AR1 ein Antriebsbereich bezeichnet, bei dem der Motor 11 angetrieben wird; ist mit dem Bezugszeichen AR2 ein Anhaltebereich bezeichnet, bei dem das Antreiben des Motors 11 angehalten wird; und ist mit dem Bezugszeichen AR3 ein Hysteresebereich bezeichnet. Darüber hinaus ist mit dem Bezugszeichen LE1 eine Linie bezeichnet, entlang der der Motor 11 in einem angehaltenen Zustand angetriebenen; und mit dem Bezugszeichen LE2 ist eine Linie bezeichnet, entlang der das Antreiben des Motors 11 angehalten wird. Die Linie LE1 bewegt sich in 14 zur rechten Seite, um so den Antriebsbereich AR1 zu verringern, wenn der Betrag der Batterieladung SOC zunimmt. Wenn der Betrag der Batterieladung SOC abnimmt, bewegt sich die Linie LE1 in 14 zu der linken Seite, um so den Antriebsbereich AR1 zu vergrößern.
Wenn der Motor 11 nicht angetrieben wird, obwohl der Motor 11 in dem Antriebsbereich AR1 ist, führt eine (nicht gezeigte) Motorstartsteuereinheit der Motorsteuervorrichtung 46 einen Motorstartsteuerprozess zum Starten des Motors 11 aus. Wenn der Motor 11 angetrieben wird, obwohl der Motor 11 nicht in dem Antriebsbereich AR1 ist, führt eine (nicht gezeigte) Motoranhaltesteuereinheit der Motorsteuervorrichtung 46 einen Motoranhaltesteuerprozess aus, um das Antreiben des Motors 11 anzuhalten. Wenn der Motor 11 in dem angehaltenen Zustand ist, während der Motor 11 nicht in dem Antriebsbereich AR1 ist, führt eine (nicht gezeigte) Zielantriebsmotorberechnungseinheit der Fahrzeugsteuervorrichtung 51 einen Zielantriebsmotormomentberechnungsprozess aus, bei dem das Fahrzeuganforderungsmoment TO* als ein Zielantriebsmotormoment TM* berechnet und bestimmt wird und das Zielantriebsmotormoment TM* zu der Antriebsmotorsteuervorrichtung 49 ausgegeben wird. Eine (nicht gezeigte) Antriebsmotorsteuerprozesseinheit der Antriebsmotorsteuervorrichtung 49 führt einen Antriebsmotorsteuerprozess aus, bei dem das Moment des Fahrzeugantriebsmotors 25 gesteuert wird.
Wenn der Motor 11 in dem Antriebsbereich AR1 ist und angetrieben wird, führt eine (nicht gezeigte) Motorsteuerprozesseinheit der Motorsteuervorrichtung 46 einen Motorsteuerprozess aus, bei dem der Motor 11 bei einem vorbestimmten Verfahren gesteuert wird.
Danach führt eine (nicht gezeigte) Zielgeneratordrehzahlberechnungseinheit der Generatorsteuervorrichtung 47 einen Zielgeneratordrehzahlberechnungsprozess aus. Genauer gesagt gibt die Zielgeneratordrehzahlberechnungseinheit die Antriebsmotorrotorposition θM von dem Antriebsmotorrotorpositionssensor 39 ein und berechnet eine Zahnkranzdrehzahl NR auf der Grundlage der Antriebsmotorrotorposition θM und des Übersetzungsverhältnisses γR der Übertragungsbahn von der Abgabewelle 26 (siehe 3) zu den Zahnkranz R, und gibt die Zielmotordrehzahl NE* ein, die durch den Zielmotorbetriebszustandseinstellprozess bestimmt worden ist, und berechnet und bestimmt eine Zielgeneratordrehzahl NG* aus der Zahnkranzdrehzahl NR und der Zielmotordrehzahl NE* wie bei dem vorstehend erwähnten Drehzahlbezugsausdruck.
Wenn die Generatordrehzahl NG niedrig wird, während das vorstehend beschriebenen Hybridfahrzeug in einem Motor-Verbrennungsmotor-Antriebsmodus fährt, nimmt der Verbrauch an elektrischer Energie zu und nimmt die Effizienz zur Erzeugung an elektrischer Energie des Generator 16 ab, so dass der Kraftstoffverbrauch des Hybridfahrzeugs dementsprechend sich verschlechtert. Eine (nicht gezeigte) Eingriffsbedingungsüberprüfungseinheit der Generatorsteuervorrichtung 47 führt einen Eingriffsbedingungsüberprüfungsprozess aus, bei dem bestimmt wird, ob eine vorbestimmte Eingriffsbedingung wie beispielsweise eine Bedingung, bei der der Absolutwert der Generatordrehzahl NG geringer als eine vorbestimmte Drehzahl ist, oder dergleichen erfüllt ist. Wenn die Eingriffsbedingung erfüllt ist, wird ein Bremssignal eingeschaltet, das eine Generatorbremseingriffsanforderung anzeigt, die einen Eingriff der Generatorbremse B anfordert. Wenn die Eingriffsbedingung nicht erfüllt ist, wird das Bremssignal ausgeschaltet.
Wenn die Eingriffsbedingung erfüllt ist, bestimmt die Generatorsteuervorrichtung 47, ob die Generatorbremse B sich im Eingriffszustand befindet. Wenn die Generatorbremse B nicht im Eingriffszustand ist, führt die Generatorbremseingriffssteuereinheit 91 (siehe 1) der Generatorsteuervorrichtung 47 einen Generatorbremseingriffsprozess aus, um die Generatorbremse B in Eingriff zu bringen.
Wenn andererseits die Eingriffsbedingung nicht erfüllt ist, bestimmt die Generatorsteuervorrichtung 47, ob die Generatorbremse im freigegebenen Zustand ist. Wenn die Generatorbremse B im freigegebenen Zustand ist, führt eine (nicht gezeigte) Generatordrehzahlsteuereinheit der Generatorsteuervorrichtung 47 einen Generatordrehzahlsteuerprozess aus und steuert das Moment des Generators 16 auf der Grundlage der Generatordrehzahl NG. Wenn die Generatorbremse B nicht im freigegebenen Zustand ist, führt eine (nicht gezeigte) Generatorbremsfreigabesteuereinheit der Generatorsteuervorrichtung 47 einen Generatorbremsfreigabesteuerprozess aus, um die Generatorbremse B freizugeben.
Bei dem vorstehend beschriebenen Generatordrehzahlsteuerprozess wird das Zielgeneratormoment TG* auf der Grundlage der Generatordrehzahl NG bestimmt und wird die Momentsteuerung des Generators 16 auf der Grundlage des Zielgeneratormomentes TG* so ausgeführt, dass ein vorbestimmtes Generatormoment TG erzeugt wird. Dann wird das Generatormoment TG in das Zahnkranzmoment TR umgewandelt und das Zahnkranzmoment TR wird von dem Zahnkranz R abgegeben, da das Motormoment TE, das Zahnkranzmoment TR und das Generatormoment TG die Reaktionen voneinander aufnehmen, wie dies vorstehend erwähnt ist.
Dann wird, wenn das Zahnkranzmoment TR von dem Zahnkranz R abgegeben wird, die Generatordrehzahl NG geändert und wird das Zahnkranzmoment TR geändert. Wenn das geänderte Zahnkranzmoment TR zu den Antriebsrädern 37 übertragen wird, verschlechtert sich das Antriebsverhalten des Hybridfahrzeugs. Um dieses Problem zu vermeiden oder zu verringern, wird das Zahnkranzmoment TR berechnet, während ein Betrag des Momentes, der der Trägheit des Generators 16 in Bezug auf die Änderung der Generatordrehzahl NG entspricht, berücksichtigt wird.
Schließlich führt eine (nicht gezeigte) Zahnkranzmomentberechnungseinheit der Fahrzeugsteuervorrichtung 51 einen Zahnkranzmomentberechnungsprozess aus, bei dem das Zielgeneratormoment TG* eingegeben wird, und das Zahnkranzmoment TR auf der Grundlage des Zielgeneratormomentes TG* und des Verhältnisses der Zähnezahl des Zahnkranzes R gegenüber der Zähnezahl des Sonnenrades S berechnet wird.
Das Moment, das an dem Sonnenrad S einwirkt, d. h. Sonnenradmoment TS wird bestimmt, indem eine dem Moment gleichwertige Komponente (Trägheitsmoment) TGI, die der Trägheit InG des Generators 16 entspricht (TGI = InG·αG, wobei αG die Winkelbeschleunigung (Drehänderungsrate) des Generators 18 ist), zu dem Zielgeneratormoment TG* hinzu addiert wird. TS = TG* + TGI = TG* + InG·αG (3)
Normalerweise nimmt die dem Moment gleichwertige Komponente TGI einen negativen Wert in der Richtung der Beschleunigung während der Beschleunigung des Hybridfahrzeuges ein und nimmt einen positiven Wert in der Richtung der Beschleunigung während der Verlangsamung des Hybridfahrzeuges ein. Die Winkelbeschleunigung αG kann berechnet werden, indem die Generatordrehzahl NG differenziert wird.
Wenn die Zähnezahl des Zahnkranzes R ρ-mal so groß wie die Zähnezahl des Sonnenrades S ist, ist das Zahnkranzmoment TR ρ-mal so groß wie das Sonnenradmoment TS und kann wie folgt ausgedrückt werden TR = ρ·TS = ρ·(TG* + TGI) = ρ·(TG* + InG·αG) (4)
In dieser Weise kann das Zahnkranzmoment TR aus dem Zielgeneratormoment TG* und der dem Moment gleichwertigen Komponente TGI berechnet werden.
Daher führt eine (nicht gezeigte) Antriebswellenmomentabschätzeinheit der Motorsteuervorrichtung 49 einen Antriebswellenmomentabschätzprozess aus, bei dem ein Moment an der Abgabewelle 26 d. h. ein Antriebswellenmoment TR/OUT auf der Grundlage des Zielmotormomentes TG* und der dem Moment gleichwertigen Komponente TGI abgeschätzt wird. Genauer gesagt schätzt und bestimmt die Antriebswellenmomentabschätzeinheit das Antriebswellenmoment TR/OUT auf der Grundlage des Zahnkranzmomentes TR und des Verhältnisses der Zähnezahl des zweiten Gegenantriebszahnrades 27 gegenüber der Zähnezahl des Zahnkranzes R.
Wenn die Generatorbremse B in Eingriff steht, wird das Zielgeneratormoment TG* auf Null (0) eingestellt, und daher geschieht es, dass das Zahnkranzmoment TR eine proportionale Beziehung zu dem Motormoment TE hat. Daher wird, wenn die Generatorbremse B in Eingriff steht, die Antriebswellenmomentabschätzeinheit das Motormoment TE von der Motorsteuervorrichtung 46 eingegeben und sie berechnet das Zahnkranzmoment TR aus dem Motormoment TE wie bei dem vorstehend erwähnten Momentbezugsausdruck und sie schätzt das Antriebswellenmoment TR/OUT auf der Grundlage des Zahnkranzmomentes TR und des Verhältnisses der Zähnezahl des zweiten Gegenantriebszahnrades 27 gegenüber der Zähnezahl des Sonnenrades R ab.
Anschließend führt die Zielantriebsmotormomentberechnungseinheit einen Zielantriebsmotormomentberechnungsprozess aus, bei dem das Antriebswellenmoment TR/OUT von dem Fahrzeuganforderungsmoment TO* subtrahiert wird, um so den Fehlbetrag des Antriebswellenmomentes TR/OUT als das Zielantriebsmotormoment TM* zu berechnen und zu bestimmen.
Die Antriebsmotorsteuerprozesseinheit führt den Antriebsmotorsteuerprozess zum Steuern des Antriebsmotormomentes TM über eine Momentsteuerung des Fahrzeugantriebsmotors 25 auf der Grundlage des bestimmten Zielantriebsmotormomentes TM* aus.
Das in den 8 bis 10 gezeigte Flussdiagramm ist nachstehend beschrieben.
Schritt S1: Eine Initialisierung wird ausgeführt.
Schritt S2: Die Gaspedalposition AP und die Bremspedalposition BP werden eingegeben.
Schritt S3: Die Fahrzeuggeschwindigkeit wird berechnet.
Schritt S4: Das Fahrzeuganforderungsmoment TO* wird bestimmt.
Schritt S5: Es wird bestimmt, ob das Fahrzeuganforderungsmoment TO* größer als das maximale Antriebsmotormoment TMmax ist. Wenn das Fahrzeuganforderungsmoment TO* größer als das maximale Antriebsmoment TMmax ist, geht der Prozess zu Schritt S6 weiter. Wenn das Fahrzeuganforderungsmoment TO* geringer als oder gleich wie das maximale Antriebsmotormoment TMmax ist, geht der Prozess zu Schritt S8 weiter.
Schritt S6: Es wird bestimmt, ob der Motor 11 im angehaltenen Zustand ist. Wenn der Motor im angehaltenen Zustand ist, geht der Prozess zu Schritt S7 weiter. Wenn der Motor 11 nicht im angehaltenen Zustand ist (wenn er angetrieben wird), geht der Prozess zu Schritt S8 weiter.
Schritt S7: Die Schnellbeschleunigungssteuerung wird ausgeführt. Danach endet der Prozess.
Schritt S8: Ein Fahreranforderungsausgabesignal PD wird berechnet.
Schritt S9: Ein Batterieladungs-Entladungsanforderungsabgabesignal PB wird berechnet.
Schritt S10: Das Fahrzeuganforderungsmoment PO wird berechnet.
Schritt S11: Ein Betriebspunkt des Motors 11 wird bestimmt.
Schritt S12: Es wird bestimmt, ob der Motor 11 in dem Antriebsbereich AR1 ist. Wenn der Motor 11 in dem Antriebsbereich AR1 ist, geht der Prozess zu Schritt S13 weiter. Wenn der Motor 11 nicht in dem Antriebsbereich AR1 ist, geht der Prozess zu dem Schritt S14 weiter.
Schritt S13: Es wird bestimmt, ob der Motor 11 angetrieben wird. Wenn der Motor 11 angetrieben wird, geht der Prozess zu dem Schritt S17 weiter. Wenn der Motor 11 nicht angetrieben wird, geht der Prozess zu dem Schritt S15 weiter.
Schritt S14: Es wird bestimmt, ob der Motor 11 angetrieben wird. Wenn der Motor 11 angetrieben wird, geht der Prozess zu Schritt S16 weiter. Wenn der Motor 11 nicht angetrieben wird, geht der Prozess zu Schritt S27 weiter.
Schritt S15: Der Motorstartsteuerprozess wird ausgeführt. Danach endet der Prozess.
Schritt S16: Der Motoranhaltesteuerprozess wird ausgeführt. Danach endet der Prozess.
Schritt S17: Der Motorsteuerprozess wird ausgeführt.
Schritt S18: Die Zielgeneratordrehzahl NG* wird bestimmt.
Schritt S19: Der Eingriffsbedingungsüberprüfungsprozess wird ausgeführt.
Schritt S20: Es wird bestimmt, ob die Eingriffsbedingung erfüllt ist. Wenn die Eingriffsbedingung erfüllt ist, geht der Prozess zu Schritt S22 weiter. Wenn die Eingriffsbedingung nicht erfüllt ist, geht der Prozess zu Schritt S21 weiter.
Schritt S21: Es wird bestimmt, ob die Generatorbremse B im freigegebenen Zustand ist. Wenn die Generatorbremse B in dem freigegebenen Zustand ist, geht der Prozess zu Schritt S24 weiter. Wenn die Generatorbremse B nicht im freigegebenen Zustand ist, geht der Prozess zu Schritt S25 weiter.
Schritt S22: Es wird bestimmt, ob die Generatorbremse B im Eingriffszustand ist. Wenn die Generatorbremse B im Eingriffszustand ist, endet der Prozess. Wenn die Generatorbremse B nicht im Eingriffszustand ist, geht der Prozess zu Schritt S23 weiter.
Schritt S23: Der Generatorbremseingriffssteuerprozess wird ausgeführt. Danach endet der Prozess.
Schritt S24: Der Generatordrehzahlsteuerprozess wird ausgeführt.
Schritt S25: Der Generatorbremsfreigabesteuerprozess wird ausgeführt. Danach endet der Prozess.
Schritt S26: Das Antriebswellenmoment TR/OUT wird abgeschätzt.
Schritt S27: Das Zielantriebsmotormoment TM* wird bestimmt.
Schritt S28: Der Antriebsmotorsteuerprozess wird ausgeführt. Danach endet der Prozess.
Nachstehend ist eine Nebenroutine eines Schnellbeschleunigungssteuerprozess bei Schritt S7 in 8 beschrieben.
15 zeigt ein Flussdiagramm zur Darstellung der Nebenroutine des Schnellbeschleunigungssteuerprozesses bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Die Schnellbeschleunigungssteuereinheit gibt das Fahrzeuganforderungsmoment TO* ein und stellt das Zielantriebsmotormoment TM* bei dem maximalen Antriebsmotormoment TMmax ein. Anschließend führt die (nicht gezeigte) Zielgeneratormomentberechnungseinheit der Fahrzeugsteuervorrichtung 51 (siehe 7) den Zielgeneratormomentberechnungsprozess aus. Bei diesem Prozess berechnet die Zielgeneratormomentsteuereinheit das Differenzmoment ΔR zwischen dem Fahrzeuganforderungsmoment TO* und dem Zielantriebsmotormoment TM* und sie berechnet und bestimmt den Fehlbetrag des maximalen Antriebsmotormomentes TMmax, das gleich dem Zielantriebsmotormoment TM* ist, als ein Zielgeneratormoment TG*. Dann sendet die Zielgeneratormomentberechnungseinheit das Zielgeneratormoment TG* zu der Generatorsteuervorrichtung 47.
Dann führt die Antriebsmotorsteuerprozesseinheit den Antriebsmotorsteuerprozess aus, bei dem das Moment des Fahrzeugantriebsmotors 25 unter Verwendung des Zielantriebsmotormomentes TM* gesteuert wird. Eine (nicht gezeigte) Generatormomentsteuereinheit der Generatorsteuervorrichtung 47 führt einen Generatormomentsteuerprozess aus, bei dem das Moment des Generators 16 auf der Grundlage des Zielgeneratormomentes TG* gesteuert wird.
Das Flussdiagramm von 15 ist nachstehend beschrieben.
Schritt S7-1: Das Fahrzeuganforderungsmoment TO* wird eingegeben.
Schritt S7-2: Das Zielantriebsmotormoment TM* wird als das maximale Antriebsmotormoment TMmax eingegeben.
Schritt S7-3: Das Zielgeneratormoment TG* wird berechnet.
Schritt S7-4: Ein Antriebsmotorsteuerprozess wird ausgeführt.
Schritt S7-5: Der Generatormomentsteuerprozess wird ausgeführt. Der Prozess geht dann zu dem Anfangsschritt zurück.
Eine Nebenroutine des bei dem Schritt S28 in 10 und bei dem Schritt S7-4 in 15 ausgeführten Antriebsmotorsteuerprozesses ist nachstehend beschrieben.
16 zeigt ein Flussdiagramm einer Nebenroutine des Antriebsmotorsteuerprozesses bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Zunächst gibt die Antriebsmotorsteuerprozesseinheit das Zielantriebsmotormoment TM* ein. Anschließend gibt die Antriebsmotordrehzahlberechnungseinheit die Antriebsmotorrotorposition θM ein und berechnet eine Antriebsmotordrehzahl NM, indem eine Änderungsrate ΔθM der Antriebsmotorrotorposition θM berechnet wird. Die Antriebsmotorsteuerprozesseinheit gibt die Batteriespannung VB ein. Die Antriebsmotordrehzahl NM und die Batteriespannung VB sind tatsächlich gemessene Werte.
Anschließend berechnet und bestimmt die Antriebsmotorsteuerprozesseinheit einen Stromstärkenbefehlswert Imd* für die Achse d und einen Stromstärkenbefehlswert Imq* für die Achse q auf der Grundlage des Zielantriebsmotormomentes TM*, der Antriebsmotordrehzahl NM und der Batteriespannung VB unter Bezugnahme auf die Stromstärkebefehlswerttabelle zum Zwecke der Antriebsmotorsteuerung, die in der Aufzeichnungsvorrichtung der Antriebsmotorsteuervorrichtung 49 aufgezeichnet ist (siehe 7). Der Stromstärkenbefehlswert Imd* für die Achse d und der Stromstärkenbefehlswert Imq* für die Achse q bilden Wechselstrombefehlswerte für den Fahrzeugantriebsmotor 25.
Die Antriebsmotorsteuerprozesseinheit gibt die Stromstärken IMU, IMV von den Stromstärkensensoren 68, 69 ein und berechnet eine Stromstärke IMW aus den Stromstärken IMU und IMV. IMW = IMU – IMV
Die Stromstärke IMW kann außerdem durch einen Stromstärkensensor wie in dem Falle der Stromstärken IMU und IMV erfasst werden.
Anschließend führt eine Wechselstromberechnungseinheit der Antriebsmotorsteuerprozesseinheit einen Wechselstromberechnungsprozess aus. Das heißt die Wechselstromberechnungseinheit berechnet einen Wechselstrom Imd der Achse d und einen Wechselstrom Imq der Achse q, indem die Stromstärken IMU, IMV, IMW in die Stromstärke der Achse d und in die Stromstärke der Achse q durch die drei Phasen/zwei Phasen-Umwandlung umgewandelt wird. Eine Wechselspannungsbefehlswertberechnungseinheit der Antriebsmotorsteuerprozesseinheit führt einen Wechselspannungsbefehlswertberechnungsprozess aus, bei dem Spannungsbefehlswerte VMd*, VMq* auf der Grundlage der Stromstärke EMd der Achse d und der Stromstärke EMq der Achse q, und des Stromstärkenbefehlswertes Imd* der Achse d und des Stromstärkenbefehlswertes IMq* der Achse q berechnet werden. Darüber hinaus wandelt die Antriebsmotorsteuerprozesseinheit die Spannungsbefehlswerte VMd*, VMq* in Spannungsbefehlswerte VMU*, VMV*, VMW* durch die zwei Phasen/drei Phasen-Umwandlung um. Die Antriebsmotorsteuerprozesseinheit berechnet dann Impulsbreitenmodulationssignale SU, SV, SW auf der Grundlage der Spannungsbefehlswerte VMU*, VMV*, VMW* und gibt die Impulsbreitenmodulationssignale SU, SV und SW zu einer (nicht gezeigten) Antriebsprozesseinheit der Antriebsmotorsteuervorrichtung 49 aus. Die Antriebsprozesseinheit führt einen Antriebsprozess aus und sendet ein Antriebssignal SG2 zu dem Invertern 29 auf der Grundlage der Impulsbreitenmodulationssignale SU, SV, SW. Es sollte hierbei beachtet werden, dass die Spannungsbefehlswerte VMd*, VMq* Wechselspannungsbefehlswerte für den Fahrzeugantriebsmotor 25 bilden.
Nachstehend ist das Flussdiagramm beschrieben. Der Prozess von Schritt S27 ist der gleiche wie der Prozess von Schritt S7-4. Der Prozess von Schritt S7-4 ist nachstehend beschrieben.
Schritt S7-4-1: Das Zielantriebsmotormoment TM* wird eingegeben.
Schritt S7-4-2: Die Antriebsmotorrotorposition θM wird eingegeben.
Schritt S7-4-3: Die Antriebsmotordrehzahl NM wird berechnet.
Schritt S7-4-4: Die Batteriespannung VB wird eingegeben.
Schritt S7-4-5: Der Stromstärkenbefehlswert Imd* für die Achse d und der Stromstärkenbefehlswert Imq* für die Achse q werden bestimmt.
Schritt S7-4-6: Die Stromstärken IMU und IMV werden eingegeben.
Schritt S7-4-7: Die drei Phasen/zwei Phasen-Umwandlung wird ausgeführt.
Schritt S7-4-8: Die Spannungsbefehlswerte VMd* und VMq* werden berechnet.
Schritt S7-4-9: Die zwei Phasen/drei Phasen-Umwandlung wird ausgeführt.
Schritt S7-4-10: Die Impulsbreitenmodulationssignale SU, SV und SW werden ausgegeben. Dann kehrt der Prozess zurück.
Eine Nebenroutine des Generatormomentsteuerprozesses von Schritt S7-5 in 15 ist nachstehend beschrieben.
17 zeigt ein Flussdiagramm einer Nebenroutine des Generatormomentsteuerprozesses gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Die Generatormomentsteuereinheit gibt das Zielgeneratormoment TG* ein und gibt die Generatorrotorposition θG ein und berechnet dann eine Generatordrehzahl NG, indem die Änderungsrate ΔθG der Generatorrotorposition θG berechnet wird. Anschließend gibt die Generatormomentsteuereinheit die Batteriespannung VB ein. Anschließend berechnet und bestimmt die Generatormomentsteuereinheit einen Stromstärkenbefehlswert IGd* für die Achse d und einen Stromstärkenbefehlswert IGq* für die Achse q auf der Grundlage des Zielgeneratormomentes TG* der Generatordrehzahl NG und der Batteriespannung VB unter Bezugnahme auf eine Stromstärkenbefehlswerttabelle zum Zwecke der Generatorsteuerung, die in einer Aufzeichnungsvorrichtung der Generatorsteuervorrichtung 47 aufgezeichnet ist (siehe 7). Im übrigen bilden der Stromstärkenbefehlswert IGd* für die Achse d und der Stromstärkenbefehlswert IGq* für die Achse q Wechselstrombefehlswerte für den Generator 16.
Die Generatormomentsteuereinheit gibt die Stromstärken IGU, IGV von den Stromstärkensensoren 66, 67 ein und berechnet eine Stromstärke IGW aus den Stromstärken IGU und IGV wie folgt: IGW = IGU – IGV
Die Stromstärke IGW kann außerdem durch einen Stromstärkensensor wie in dem Falle der Stromstärken IGU und IGV erfasst werden.
Anschließend führt eine Wechselstromberechnungseinheit der Generatormomentsteuereinheit einen Wechselstromberechnungsprozess aus. Das heißt die Wechselstromberechnungseinheit berechnet eine Wechselstromstärke IGd der Achse d und eine Wechselstromstärke IGq für die Achse q, indem die Stromstärken IGU, IGV und IGW in die Stromstärke der Achse d und in die Stromstärke der Achse q durch die drei Phasen/zwei Phasen-Umwandlung umgewandelt werden. Eine Wechselspannungsbefehlswertberechnungseinheit der Generatormomentsteuereinheit führt einen Wechselspannungsbefehlswertberechnungsprozess aus, bei dem die Spannungsbefehlswerte VGd* und VGq* auf der Grundlage der Stromstärke IGd der Achse d und der Stromstärke IGq der Achse q, und des Stromstärkenbefehlswertes IGd* für die Achse d und des Stromstärkenbefehlswertes IGq* für die Achse q berechnet werden. Darüber hinaus wandelt die Generatormomentsteuereinheit die Spannungsbefehlswerte VGd* und VGq* in Spannungsbefehlswerte VGU*, VGV* und VGW* durch die zwei Phasen/drei Phasen-Umwandlung um. Die Generatormomentsteuereinheit berechnet dann Impulsbreitenmodulationssignale SU, SV und SW auf der Grundlage der Spannungsbefehlswerte VGU*, VGV* und VGW* und gibt die Impulsbreitenmodulationssignale SU, SV und SW zu einer (nicht gezeigten) Antriebsprozesseinheit der Generatorsteuervorrichtung 47 aus. Die Antriebsprozesseinheit führt einen Antriebsprozess aus und sendet ein Antriebssignal SG1 zu dem Inverter 28 auf der Grundlage der Impulsbreitenmodulationssignale SU, SV und SW. Im übrigen bilden die Spannungsbefehlswerte VGd* und VGq* Wechselspannungsbefehlswerte für den Generator 16.
Nachstehend ist das Flussdiagramm von 17 beschrieben.
Schritt S7-5-1: Das Zielgeneratormoment TG* wird eingegeben.
Schritt S7-5-2: Die Generatorrotorposition θG wird eingegeben.
Schritt S7-5-3: Die Generatordrehzahl NG wird berechnet.
Schritt S7-5-4: Die Batteriespannung VB wird eingegeben.
Schritt S7-5-5: Der Stromstärkenbefehlswert IGd* für die Achse d und der Stromstärkenbefehlswert IGq* für die Achse q werden bestimmt.
Schritt S7-5-6: Die Stromstärken IGU, IGV werden eingegeben.
Schritt S7-5-7: Die drei Phasen 7 zwei Phasen-Umwandlung wird ausgeführt.
Schritt S7-5-8: Die Spannungsbefehlswerte VGd* und VGq* werden berechnet.
Schritt S7-5-9: Die zwei Phasen/drei Phasen-Umwandlung wird ausgeführt.
Schritt S7-5-10: Die Impulsbreitenmodulationssignale SU, SV und SW werden ausgegeben. Dann kehrt der Prozess zurück.
Nachstehend ist eine Nebenroutine des Motorstartsteuerprozesses von Schritt S15 in 9 beschrieben.
18 zeigt ein Flussdiagramm einer Nebenroutine des Motorstartsteuerprozesses gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Einen Motorstartsteuereinheit gibt den Grad der Drosselöffnung θ ein. Wenn der Grad der Drosselöffnung θ Null (0) [%] ist, gibt die Motorstartsteuereinheit die Fahrzeuggeschwindigkeit V ein, die durch die Fahrzeuggeschwindigkeitsberechnungseinheit berechnet worden ist, und sie gibt den Betriebspunkt des Motors 11 (siehe 7) ein, der bei dem Zielmotorbetriebszustandseinstellprozess bestimmt worden ist.
Anschließend führt die Zielgeneratordrehzahlberechnungseinheit den vorstehend beschriebenen Zielgeneratordrehzahlberechnungsprozess aus. Das heißt die Einheit gibt die Antriebsmotorrotorposition von θM ein und berechnet eine Zahnkranzdrehzahl NR auf der Grundlage der Antriebsmotorrotorposition θM und des Übersetzungsverhältnisses γR. Darüber hinaus gibt die Zielgeneratordrehzahlberechnungseinheit die Zielmotordrehzahl NE* bei dem Betriebspunkt ein und berechnet und bestimmt eine Zielgeneratordrehzahl NG* auf der Grundlage der Zahnkranzdrehzahl NR und der Zielmotordrehzahl NE* wie bei den vorstehend erwähnten sich auf die Drehzahl beziehenden Ausdruck. Die Motorsteuervorrichtung 46 vergleicht die Motordrehzahl NE mit einer voreingestellten Startdrehzahl NEth1 und bestimmt, ob die Motordrehzahl NE höher als die Startdrehzahl NEth1 ist. Wenn die Motordrehzahl NE größer als die Startdrehzahl NEth ist, führt die Motorstartsteuereinheit das Kraftstoffeinspritzen und Zünden in den Motor 11 aus.
Die Generatordrehzahlsteuereinheit führt einen Generatordrehzahlsteuerprozess auf der Grundlage der Zielgeneratordrehzahl NG* aus. Genauer gesagt erhöht die Generatordrehzahlsteuereinheit die Generatordrehzahl NG und in entsprechender Weise wird die Motordrehzahl NE erhöht.
Anschließend schätzt die Antriebsmotorsteuervorrichtung 49 das Antriebswellenmoment TR/OUT ab und bestimmt ein Zielantriebsmotormoment TM* und führt den Antriebsmotorsteuerprozess aus, wie bei den Schritten S26 bis S28.
Die Motorstartsteuereinheit stellt den Grad der Drosselöffnung θ so ein, dass die Motordrehzahl NE gleich wie die Zielmotordrehzahl NE* wird. Anschließend bestimmt, um zu bestimmen, ob der Motor 11 normal angetrieben wird, die Motorstartsteuereinheit, ob das Generatormoment TG geringer als ein Motormoment TEth im Zusammenhang mit dem Starten des Motors 11 ist, und sie wartet das Verstreichen einer vorbestimmten Zeitspanne ab, wobei das Generatormoment TE geringer als das Motormoment TEth ist.
Wenn die Motordrehzahl NE kleiner als oder gleich wie die Startdrehzahl NEth1, führt die Generatordrehzahlsteuereinheit den Generatordrehzahlsteuerprozess auf der Grundlage der Zielgeneratordrehzahl NG* aus. Anschließend schätzt die Antriebsmotorsteuervorrichtung 49 das Antriebswellenmoment TR/OUT ab und bestimmt ein Zielantriebsmotormoment TM* und führt den Antriebsmotorsteuerprozess aus, wie bei den Schritten S26 bis S28.
Das Flussdiagramm von 18 ist nachstehend erläutert.
Schritt S15-1: Es wird bestimmt, ob der Grad der Drosselöffnung θ Null [%] beträgt. Wenn der Grad der Drosselöffnung θ Null [%] beträgt, geht der Prozess zu Schritt S15-3 weiter. Wenn der Grad der Drosselöffnung θ nicht Null [%] beträgt, geht der Prozess zu Schritt S15-2 weiter.
Schritt S15-2: Der Grad der Drosselöffnung θ wird auf Null [%] eingestellt. Dann geht der Prozess zu Schritt S15-1 zurück.
Schritt S15-3: Die Fahrzeuggeschwindigkeit V wird eingegeben.
Schritt S15-4: Der Betriebspunkt des Motors 11 wird eingegeben.
Schritt S15-5: Die Zielgeneratordrehzahl NG* wird bestimmt.
Schritt S15-6: Es wird bestimmt, ob die Motordrehzahl NE größer als die Startdrehzahl NEth1 ist. Wenn die Motordrehzahl NE größer als die Startdrehzahl NEth1 ist, geht der Prozess zu Schritt S15-11 weiter. Wenn die Motordrehzahl NE niedriger als oder gleich wie die Startdrehzahl NEth1 ist, geht der Prozess zu Schritt S15-7 weiter.
Schritt S15-7: Der Generatordrehzahlsteuerprozess wird ausgeführt.
Schritt S15-8: Das Antriebswellenmoment TR/OUT wird abgeschätzt.
Schritt S15-9: Das Zielantriebsmotormoment TM* wird bestimmt.
Schritt S15-10: Der Antriebsmotorsteuerprozess wird ausgeführt. Dann kehrt der Prozess zu dem Schritt S15-1 zurück.
Schritt S15-11: Das Kraftstoffeinspritzen und das Kraftstoffzünden werden ausgeführt.
Schritt S15-12: Der Generatordrehzahlsteuerprozess wird ausgeführt.
Schritt S15-13: Das Antriebswellenmoment TR/OUT wird abgeschätzt.
Schritt S15-14: Das Zielantriebsmotormoment TM* wird bestimmt.
Schritt S15-15: Der Antriebsmotorsteuerprozess wird ausgeführt.
Schritt S15-16: Der Grad der Drosselöffnung θ wird eingestellt.
Schritt S15-17: Es wird bestimmt, ob das Generatormoment TG geringer als das Motormoment TEth ist. Wenn das Generatormoment TG kleiner als das Motormoment TEth ist, geht der Prozess zu Schritt S15-18 weiter. Wenn das Generatormoment TG größer als oder gleich wie das Motormoment TEth ist, geht der Prozess dem Schritt S15-11 zurück.
Schritt S15-18: Das Verstreichen der vorbestimmten Zeitspanne wird abgewartet. Wenn die vorbestimmte Zeitspanne verstrichen ist, geht der Prozess zurück.
Nachstehend ist eine Nebenroutine des Generatordrehzahlsteuerprozesses bei Schritt S24 in 10 und bei den Schritten S15-7 und S15-12 in 18 beschrieben.
19 zeigt ein Flussdiagramm einer Nebenroutine des Generatordrehzahlsteuerprozesses gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Zunächst gibt die Generatordrehzahlsteuereinheit die Zielgeneratordrehzahl NG* ein und gibt die Generatordrehzahl NG ein und führt eine PI-Steuerung auf der Grundlage der Drehzahldifferenz ΔNG zwischen der Zielgeneratordrehzahl NG* und der Generatordrehzahl NG aus und berechnet ein Zielgeneratormoment TG*. Wenn in diesem Fall die Drehzahldifferenz ΔNG größer ist, wird das Zielgeneratormoment TG* größer eingestellt, und das Vorzeichen (positiv/negativ) von diesem Wert wird berücksichtigt.
Anschließend führt die Generatormomentsteuereinheit den in 17 dargestellten Generatormomentsteuerprozess aus, um die Momentsteuerung des Generators 16 auszuführen (siehe 7).
Das Flussdiagramm in 19 ist nachstehend beschrieben. Die Schritte S24, S15-7 und S15-12 zeigen den gleichen Prozess und Schritt S15-7 ist nachstehend beschrieben.
Schritt S15-7-1: Die Zielgeneratordrehzahl NG* wird eingegeben.
Schritt S15-17-2: Die Generatordrehzahl NG wird eingegeben.
Schritt S15-17-3: Das Zielgeneratormoment TG* wird berechnet.
Schritt S15-17-4: Der Generatormomentsteuerprozess wird ausgeführt. Dann kehrt der Prozess zurück.
Nachstehend ist eine Routine des Motoranhaltesteuerprozesses von Schritt S16 in 19 beschrieben.
20 zeigt ein Flussdiagramm einer Nebenroutine des Motoranhaltesteuerprozesses gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Zunächst bestimmt die Generatorsteuervorrichtung 47 (siehe 7), ob die Generatorbremse B im freigegebenen Zustand ist. Wenn die Generatorbremse B nicht im freigegebenen Zustand sondern im Eingriffszustand ist, führt die Generatorbremsfreigabesteuereinheit eine Generatorbremsenfreigabesteuerung zum Freigeben der Generatorbremse B aus.
Wenn die Generatorbremse B im freigegebenen Zustand ist, hält die Motoranhaltesteuereinheit das Kraftstoffeinspritzen und das Kraftstoffzünden in dem Motor 11 an und stellt den Drosselöffnungsgrad θ auf Null [%].
Anschließend gibt die Motoranhaltesteuereinheit die Zahnkranzdrehzahl NR ein und bestimmt eine Zielgeneratordrehzahl NG* auf der Grundlage der Zahnkranzdrehzahl NR und der Zielmotordrehzahl NE* (0 Umdrehungen je Minute) wie bei dem Drehzahlbezugsausdruck. Dann wird, nachdem die Generatorsteuervorrichtung 47 den in 19 gezeigten Drehzahlsteuerprozess ausgeführt hat, durch die Antriebsmotorsteuervorrichtung 47 das Antriebswellenmoment TR/OUT abgeschätzt und diese bestimmt ein Zielantriebsmotormoment TM* und führt den Antriebsmotorsteuerprozess aus, siehe die Schritte S26 bis S28.
Danach bestimmt die Generatorsteuervorrichtung 47, ob die Motordrehzahl NE geringer als oder gleich wie eine Anhaltedrehzahl NEth2 ist. Wenn die Motordrehzahl NE geringer als oder gleich wie die Anhaltedrehzahl NEth2 ist, hält die Generatorsteuervorrichtung 47 das Schalten in Bezug auf den Generator 16 an und fährt den Generator 16 herunter.
Das Flussdiagramm von 20 ist nachstehend beschrieben.
Schritt S16-1: Es wird bestimmt, ob die Generatorbremse B im freigegebenen Zustand ist. Wenn die Generatorbremse B im freigegebenen Zustand ist, geht der Prozess zu Schritt S16-3 weiter. Wenn die Generatorbremse B nicht im freigegebenen Zustand ist, geht der Prozess zu Schritt S16-2 weiter.
Schritt S16-2: Der Generatorbremsenfreigabesteuerprozess wird ausgeführt.
Schritt S16-3: Das Kraftstoffeinspritzen und das Kraftstoffzünden werden angehalten.
Schritt S16-4: Der Grad der Drosselöffnung θ wird auf Null [%] eingestellt.
Schritt S16-5: Die Zielgeneratordrehzahl NG* wird bestimmt.
Schritt S16-6: Der Generatordrehzahlsteuerprozess wird ausgeführt.
Schritt S16-7: Das Antriebswellenmoment TR/OUT wird abgeschätzt.
Schritt S16-8: Das Zielantriebsmotormoment TM* wird bestimmt.
Schritt S16-9: Der Antriebsmotorsteuerprozess wird ausgeführt.
Schritt S16-10: Es wird bestimmt, ob die Motordrehzahl NE niedriger als oder gleich wie die Motoranhaltedrehzahl NEth2 ist. Wenn die Motordrehzahl NE geringer als oder gleich wie die Anhaltemotordrehzahl NEth2 ist, geht der Prozess zu dem Schritt S16-11 weiter. Wenn die Motordrehzahl NE größer als die Motoranhaltedrehzahl NEth2 ist, geht der Prozess zu dem Schritt S16-5 zurück.
Schritt S16-11: Das Schalten in Bezug auf den Generator 16 wird angehalten. Dann kehrt der Prozess zurück.
Eine Nebenroutine des Eingriffsbedingungsüberprüfungsprozesses von Schritt S19 bei 10 ist nachstehend beschrieben.
21 zeigt ein Flussdiagramm einer Nebenroutine des Eingriffsbedingungsüberprüfungsprozesses gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Zunächst gibt die Eingriffsbedingungsüberprüfungseinheit die Zahnkranzdrehzahl NR, die Öltemperatur tmB und die Zielgeneratordrehzahl NG* ein. Auf der Grundlage der Zahnkranzdrehzahl NR berechnet die Eingriffsbedingungsüberprüfungseinheit eine Motordrehzahl NE, die sich dann ergibt, wenn die Generatordrehzahl NG auf Null gebracht wird, indem die Generatorbremse in Eingriff steht (nachstehend als „Parallelmotordrehzahl NEp” bezeichnet). Anstelle der Zahnkranzdrehzahl NR kann die Fahrzeuggeschwindigkeit eingegeben werden und verwendet werden, um die Parallelmotordrehzahl NEp zu berechnen.
Anschließend gibt die Eingriffsbedingungsüberprüfungseinheit die Motordrehzahl NE und die Generatordrehzahl NG ein und bestimmt, ob eine erste Bedingung erfüllt ist, auf der Grundlage dessen, ob die Öltemperatur tmB innerhalb eines Einstellbereiches (beispielsweise der Bereich von 20 bis 150°C) ist. Die Eingriffsbedingungsüberprüfungseinheit bestimmt außerdem, ob eine zweite Bedingung erfüllt ist, auf der Grundlage dessen, ob die Parallelmotordrehzahl NEp größer als oder gleich wie ein Grenzwert NEth3 (beispielsweise 1300 Umdrehungen pro Minute) ist. Die Eingriffsbedingungsüberprüfungseinheit bestimmt, ob eine dritte Bedingung erfüllt ist, auf der Grundlage dessen, ob der absolute Wert der Zielgeneratordrehzahl NG* kleiner als eine erste Drehzahl NGth1 (beispielsweise 100 Umdrehungen je Minute) ist.
Die Eingriffsbedingungsüberprüfungseinheit bestimmt, dass die Eingriffsbedingung erfüllt ist, unter der Voraussetzung, dass die Öltemperatur tmB innerhalb des Einstellbereiches ist und die Parallelmotordrehzahl NEp größer als oder gleich wie der Grenzwert NEth3 ist und der Absolutwert der Zielgeneratordrehzahl NG* kleiner als die erste Drehzahl NGth1 ist und die erste bis dritte Bedingung erfüllt sind. Die Eingriffsbedingungsüberprüfungseinheit bestimmt, dass die Eingriffsbedingung nicht erfüllt ist, wenn die Öltemperatur tmB nicht innerhalb des Einstellbereiches ist oder wenn die Parallelmotordrehzahl NEp geringer als der Grenzwert NEth3 ist oder wenn der Absolutwert der Zielgeneratordrehzahl NG* größer als oder gleich wie die erste Drehzahl NGth1 ist und zumindest eine der ersten bis dritten Bedingung nicht erfüllt ist.
Somit ist, obwohl das Zielgeneratormoment TG* relativ gering ist und daher die Generatordrehzahl NG relativ gering ist, die Eingriffsbedingung nicht erfüllt, und daher steht die Generatorbremse B nicht in Eingriff, wenn die Öltemperatur tmB nicht innerhalb des Einstellbereiches ist oder wenn die Parallelmotordrehzahl NEp geringer als der Grenzwert NEth3 ist. Daher kann selbst dann, wenn die Viskosität des Öles sich mit der Änderung der Öltemperatur tmB ändert, die Generatorbremse B bei einem optimalen Zustand in Eingriff stehen, so dass das Absterben des Motors 11 verhindert werden kann.
Das Absterben des Motors 11 kann noch zuverlässiger verhindert werden, indem der Grenzwert NEth3 und die erste Drehzahl NGth1 in Abhängigkeit von der Öltemperatur tmB so geändert werden, dass der Grenzwert NEth für umso geringere Öltemperaturen tmB erhöht wird, und die erste Drehzahl NGth1 für umso niedrigere Öltemperaturen tmB verringert wird.
Das Flussdiagramm von 12 ist nachstehend beschrieben.
Schritt S19-1: Es wird bestimmt, ob die Öltemperatur tmB innerhalb des Einstellbereiches ist. Wenn die Öltemperatur tmB innerhalb des Einstellbereiches ist, geht der Prozess zu Schritt S19-3 weiter. Wenn die Öltemperatur tmB nicht innerhalb des Einstellbereiches ist, geht der Prozess zu Schritt S19-2 weiter.
Schritt S19-2: Es wird bestimmt, dass die Eingriffsbedingung nicht erfüllt ist. Dann kehrt der Prozess zurück.
Schritt S20-3: Es wird bestimmt, ob die Parallelmotordrehzahl NEp größer als oder gleich wie der Grenzwert NEth3 ist. Wenn die Parallelmotordrehzahl NEp größer als oder gleich wie der Grenzwert NEth3 ist, geht der Prozess zu dem Schritt S19-4 weiter. Wenn die Parallelmotordrehzahl NEp kleiner als der Grenzwert NEth3 ist, geht der Prozess zu dem Schritt S19-2 weiter.
Schritt S20-4: Es wird bestimmt, ob der Absolutwert der Zielgeneratordrehzahl NG* kleiner als die erste Drehzahl NGth1 ist. Wenn der Absolutwert der Zielgeneratordrehzahl NG* kleiner als die erste Drehzahl NGth1 ist, geht der Prozess zu Schritt S19-5 weiter. Wenn der Absolutwert der Zielgeneratordrehzahl NG* größer als oder gleich wie die erste Drehzahl NGth1 ist, geht der Prozess zu dem Schritt S19-2 weiter.
Schritt S20-5: Es wird bestimmt, dass die Eingriffsbedingung erfüllt ist. Dann geht der Prozess zurück.
Nachstehend ist eine Nebenroutine für den Generatorbremseneingriffssteuerprozess von Schritt S23 in 20 beschrieben.
22 zeigt das erste Flussdiagramm einer Nebenroutine des Generatorbremseneingriffssteuerprozesses gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. 23 zeigt das zweite Flussdiagramm der Nebenroutine des Generatorbremseneingriffssteuerprozesses. 24 zeigt ein Zeitablaufdiagramm von dem Betrieb des Generatorbremseneingriffssteuerprozesses gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. 25 zeigt ein Zeitablaufdiagramm des Generatormomentes und der Generatordrehzahl bei dem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Wenn die Eingriffsbedingung erfüllt ist und das Bremssignal bei einem Zeitpunkt t11 während des Ausführens der Drehzahlsteuerung (CNT1) des Generators 16 (siehe 7) eingeschaltet ist, stellt die Generatorbremseneingriffssteuereinheit 91 (siehe 1) die Zielgeneratordrehzahl NG* auf Null (0 Umdrehungen je Minute) und startet die Drehzahlsteuerung (CNT2) des Generators 16 in Übereinstimmung mit dem in 19 dargestellten Generatordrehzahlsteuerprozess. Anschließend schätzt die Antriebsmotorsteuervorrichtung 49 das Antriebswellenmoment TR/OUT ab und bestimmt ein Zielantriebsmotormoment TM* und führt den Antriebsmotorsteuerprozess aus. Während dieses Prozesses nimmt das Generatormoment TG vorübergehend ab und nimmt dann zu.
Danach bestimmt die Generatorbremseneingriffssteuereinheit 91, ob der Absolutwert der Generatordrehzahl NG kleiner als eine vorbestimmte zweite Drehzahl NGth2 (beispielsweise 100 Umdrehungen je Minute) ist. Wenn der Absolutwert der Generatordrehzahl NG kleiner als die zweite Drehzahl NGth2 zum Zeitpunkt t12 ist, wartet die Einheit 91 auf das Verstreichen der Eingriffszeit Te. Beim Ablauf der Eingriffszeit Te, d. h. beim Zeitpunkt t13, führt eine (nicht gezeigte) Eingriffseinheit der Generatorbremseneingriffssteuereinheit 91 einen Eingriffsprozess zum Einschalten eines Bremssolenoides aus, um die Generatorbremse B in Eingriff zu bringen und daher mechanisch die Drehung des Generators 16 anzuhalten.
Wenn die Generatorbremse B in Eingriff steht, wird der Druck auf den Hydraulikservo der Generatorbremse B d. h. der Bremsdruck allmählich erhöht. Anschließend schätzt die Antriebsmotorsteuervorrichtung 49 das Antriebswellenmoment TR/OUT ab und bestimmt ein Zielantriebsmotormoment TM* und führt den Antriebsmotorsteuerprozess aus, wie dies in den Schritten S26 bis S28 gezeigt ist.
Nachdem die Generatorbremse B vollständig in Eingriff steht, startet die Generatorbremseneingriffssteuereinheit 91 eine Momentverringerungssteuerung (CNT3) in Übereinstimmung mit dem Generatormomentsteuerprozess von 17 zu einem Zeitpunkt t14, d. h. beim Ablauf einer vorbestimmten Zeitspanne Tf, die dem Einschalten den Bremssolenoides folgt. Bei der Momentverringerungssteuerung verringert die Einheit 91 allmählich das Generatormoment TG, wobei eine vorbestimmte Zeitspanne benötigt wird.
Bei diesem Ausführungsbeispiel wird während der Zeitspanne von Zeitpunkt t11 zu dem Zeitpunkt t15 die Zielgeneratordrehzahl NG* auf Null (Umdrehungen je Minute) eingestellt und wird die Drehzahlsteuerung des Generators 16 durch die PI-Steuerung ausgeführt, so dass, wenn die Generatordrehzahl NG sich Null [Umdrehungen je Minute] nähert, die Proportionalkomponente (P-Komponente) abnimmt, und, wenn die Generatordrehzahl NG sich Null nähert und die Proportionalkomponente zu Null wird, lediglich die Integralkomponente (I-Komponente) verbleibt. Anschließend wird bei dem Zeitpunkt t14 die Integralkomponente allmählich durch eine vorbestimmte Funktion verringert, so dass das Generatormoment TG allmählich abnimmt.
Was die Funktion anbelangt, so kann eine lineare Funktion verwendet werden, so dass die Integralkomponente linear abnimmt, oder es kann eine Schrittfunktion verwendet werden, so dass die Integralkomponente schrittweise abnimmt.
Daher führt die Generatorbremssteuereinheit 91 einen Funktionsvorgang zum Berechnen des Wertes der Integralkomponente für jeden Steuerzyklus aus. Bei einem anderen möglichen Aufbau wird eine Integralkomponente, dessen Parameter die Zeit ist, als eine Tabelle in dem ROM aufgezeichnet, und wenn die Integralkomponente allmählich abnimmt, wird auch die Tabelle während jedes Steuerzyklus Bezug genommen, um einen Wert der Integralkomponente zu lesen.
Um das Generatormoment TG allmählich zu verringern, kann die Momentsteuerung des Generators 16 anstelle der Drehzahlsteuerung des Generators 16 ausgeführt werden. In diesem Fall Wird das Zielgeneratormoment TG* in Übereinstimmung mit einer vorbestimmten Funktion allmählich verringert.
Wenn der Absolutwert des Generatormomentes TG kleiner als ein Grenzwert TGth1 wird, startet die Generatorbremseneingriffssteuereinheit 91 die Herunterfahrsteuerung (CNT4) beim Zeitpunkt t15. Das heißt die Einheit 91 hält das Schalten in Bezug auf den Generator 16 an, um den Generator 16 anzuhalten (herunterzufahren).
Die Herunterfahrsteuerung wird ebenfalls gestartet, wenn eine Zeitspanne Tg verstrichen ist, die den Beginn der Momentverringerungssteuerung folgt.
In 25 ist mit LG11 und LG13 Linien bezeichnet, die das Generatormoment TG darstellen, und mit LG12 ist eine Linie bezeichnet, die die Generatordrehzahl NG darstellt. Bei dem Zeitpunkt t21 beginnt die Drehzahlsteuerung, und die Zielgeneratordrehzahl ist bei Null eingestellt. Dann wird, nachdem die Generatorbremse B in Eingriff steht, das Generatormoment TG allmählich auf Null verändert, wie dies durch die Linie LG11 dargestellt ist. Daher kann die Zeitspanne, bei der die Generatorbremse B ein Motormoment TE trägt oder aufnimmt, verzögert sein. Dieser Aufbau verhindert erheblich, dass die Generatordrehzahl NG zu hoch wird, bevor die Spiele der Bauteile der Generatorbremse B, wie beispielsweise dünne Platten und dergleichen, ausgefüllt sind oder beseitigt werden. Daher kann das Auftreten eines anormalen Geräusches, wie beispielsweise ein Klappergeräusch oder dergleichen, und ein Beschädigen oder Brechen einer Endplatte des Stators 22 (siehe 3) verhindert werden. Somit kann die Lebensdauer der Generatorbremse B erhöht werden.
Bei einem anderen möglichen Aufbau wird die Drehzahlsteuerung zum Zeitpunkt t21 gestartet, und die Zielgeneratordrehzahl ist auf Null gesetzt. Nachdem die Generatorbremse in Eingriff steht, wird das Generatormoment TG allmählich verringert, wie dies durch die Linie LG13 dargestellt ist. Wenn dann die Spiele der Bauteile der Generatorbremse B, wie beispielsweise die dünnen Platten und dergleichen, ausgefüllt sind oder beseitigt sind, wird das Generatormoment TG schnell zum Zeitpunkt t22 auf Null verändert.
Dieser Aufbau verhindert im erheblichen Maße, dass die Generatordrehzahl NG zu stark ansteigt, bevor die Spiele der Bauteile der Generatorbremse B, wie beispielsweise die dünnen Platten und dergleichen, ausgefüllt sind oder beseitigt sind.
Dass in 22 dargestellte Flussdiagramm ist nachstehend beschrieben.
Schritt S23-1: Die Zielgeneratordrehzahl NG* wird auf Null [Umdrehungen je Minute] gesetzt.
Schritt S23-2: Die Generatordrehzahlsteuerung wird ausgeführt.
Schritt S23-3: Das Antriebswellenmoment TR/OUT wird abgeschätzt.
Schritt S23-4: Das Zielantriebsmotormoment TM* wird bestimmt.
Schritt S23-5: Die Antriebsmotorsteuerung wird ausgeführt.
Schritt S23-6: Es wird bestimmt, ob der Absolutwert der Generatordrehzahl NG geringer als die zweite Drehzahl NGth2 ist. Wenn der Absolutwert der Generatordrehzahl NG geringer als die zweite Drehzahl NGth2 ist, geht der Prozess zu dem Schritt S23-7 weiter. Wenn der Absolutwert der Generatordrehzahl NG größer als oder gleich wie die zweite Drehzahl NGth2 ist, geht der Prozess zu Schritt S23-2 zurück.
Schritt S23-7: Das Ablaufen der Eingriffszeit Te wird abgewartet. Beim Verstreichen der Eingriffszeit Te geht der Prozess zu dem Schritt S23-8 weiter.
Schritt S23-8: Das Bremsolenoid wird eingeschaltet, damit die Generatorbremse B in Eingriff gelangt.
Schritt S23-9: Das Antriebswellenmoment TR/OUT wird abgeschätzt.
Schritt S23-10: Das Zielantriebsmotormoment TM* wird bestimmt.
Schritt S23-11: Der Antriebsmotorsteuerprozess wird ausgeführt.
Schritt S23-12: Es wird bestimmt, ob die vorbestimmte Zeitspanne Tf verstrichen ist. Wenn die Zeitspanne Tf verstrichen ist, geht der Prozess zu dem Schritt S23-13 weiter. Wenn die Zeitspanne Tf nicht verstrichen ist, kehrt der Prozess zu dem Schritt S23-11 zurück.
Schritt S23-13: Der Generatormomentsteuerprozess wird ausgeführt.
Schritt S23-14: Es wird bestimmt, ob die Zeitspanne Tg abgelaufen ist. Wenn die Zeitspanne Tg abgelaufen ist, geht der Prozess zu dem Schritt S23-16 weiter. Wenn die Zeitspanne Tg nicht abgelaufen ist, geht der Prozess zu dem Schritt S23-15 weiter.
Schritt S23-15: Es wird bestimmt, ob der Absolutwert des Generatormomentes TG kleiner als der Grenzwert TGth1 ist. Wenn der Absolutwert des Generatormomentes TG kleiner als der Grenzwert TGth1 ist, geht der Prozess zu dem Schritt S23-16 weiter. Wenn der Absolutwert des Generatormomentes TG größer als oder gleich wie der Grenzwert TGth1 ist, geht der Prozess zu dem Schritt S23-13 zurück.
Schritt S23-16: Das Schalten in Bezug auf den Generator 16 wird angehalten. Dann kehrt der Prozess zurück.
Eine Nebenroutine des Generatorbremsenfreigabesteuerprozesses von Schritt S25 in 10 und von Schritt S16-2 in 20 ist nachstehend beschrieben.
26 zeigt ein Flussdiagramm einer Nebenroutine für den Generatorbremsenfreigabesteuerprozess gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Während die Generatorbremse B (siehe 7) bei dem Generatorbremsenfreigabesteuerprozess in Eingriff steht, wirkt ein vorbestimmtes Motormoment TE als eine Reaktionskraft an dem Rotor 21 des Generators 16. Daher ändert sich, wenn die Generatorbremse B einfach freigegeben wird, das Generatormoment TG und das Motormoment TE außerordentlich, und daher wird ein Stoß bewirkt, wenn das Motormoment TE zu dem Rotor 21 übertragen wird.
Folglich wird bei der Motorsteuervorrichtung 46 das zu dem Rotor 21 übertragene Motormoment TE abgeschätzt oder berechnet. Die Generatorbremsenfreigabesteuereinheit gibt ein dem abgeschätzten oder berechneten Motormoment TE entsprechendes Moment, d. h. ein dem Motormoment entsprechender Betrag, ein und stellt den dem Motormoment entsprechenden Betrag als einen Zielgeneratorbetrag TG* ein. Nachdem die Generatormomentsteuereinheit den in 17 dargestellten Generatormomentsteuerprozess ausgeführt hat, schätzt die Antriebsmotorsteuervorrichtung 49 das Antriebswellenmoment TR/OUT ab und bestimmt ein Zielantriebsmotormoment TM* und führt den Antriebsmotorsteuerprozess aus, wie dies bei den Schritten S26 bis S28 der Fall ist.
Beim Ablaufen einer ersten Freigabezeitspanne, die dem Beginn des Generatormomentsteuerprozesses folgt, führt eine Freigabeeinheit der Generatorbremsenfreigabesteuereinheit einen Freigabeprozess aus. Das heißt die Freigabeeinheit schaltet das Bremssolenoid aus, um die Generatorbremse B freizugeben. Bei dem Ablaufen einer zweiten Freigabezeitspanne wird die Zielgeneratordrehzahl NG* auf Null [Umdrehungen je Minute] eingestellt, und dann führt die Generatordrehzahlsteuereinheit den in 19 dargestellten Generatordrehzahlsteuerprozess aus. Dann schätzt bei dem Ablaufen einer dritten Freigabezeitspanne die Antriebsmotorsteuervorrichtung 49 das Antriebswellenmoment TR/OUT ab und bestimmt ein Zielantriebsmotormoment TM* und führt den Antriebsmotorsteuerprozess aus, wie dies bei den Schritten S26 bis S28 der Fall ist. Der dem Motormoment entsprechende Betrag wird abgeschätzt oder berechnet, indem das Momentverhältnis des Generatormomentes TG gegenüber dem Motormoment TE erlernt wird.
Nachstehend ist ein Flussdiagramm beschrieben. Die Schritt S26-2 und S25 sind der gleiche Prozess und der Schritt S25 ist nachstehend beschrieben.
Schritt S25-1: Der dem Motormoment entsprechende Betrag wird als ein Zielgeneratormoment TG* eingestellt.
Schritt S25-2: Der Generatormomentsteuerprozess wird ausgeführt.
Schritt S25-3: Das Antriebswellenmoment TR/OUT wird abgeschätzt.
Schritt S25-4: Das Zielantriebsmotormoment TM* wird bestimmt.
Schritt S25-5: Der Antriebsmotorsteuerprozess wird ausgeführt.
Schritt S25-6: Es wird bestimmt, ob die erste Freigabezeitspanne abgelaufen ist. Wenn die erste Freigabezeitspanne abgelaufen ist, geht der Prozess zu dem Schritt S25-7 weiter. Wenn die erste Freigabezeitspanne nicht abgelaufen ist, kehrt der Prozess zu dem Schritt S25-2 zurück.
Schritt S25-7: Das Bremssolenoid wird ausgeschaltet, um die Generatorbremse B freizugeben.
Schritt S25-8: Das Ablaufen der zweiten Freigabezeitspanne wird abgewartet. Wenn die zweite Freigabezeitspanne abgelaufen ist, geht der Prozess zu dem Schritt S25-9 weiter.
Schritt S25-9: Die Zielgeneratordrehzahl NG* wird auf Null [Umdrehungen je Minute] eingestellt.
Schritt S25-10: Der Generatordrehzahlsteuerprozess wird ausgeführt.
Schritt S25-11: Es wird bestimmt, ob die dritte Freigabezeitspanne abgelaufen ist. Wenn die dritte Freigabezeitspanne abgelaufen ist, geht der Prozess zu dem Schritt S25-12 weiter. Wenn die dritte Freigabezeitspanne nicht abgelaufen ist, kehrt der Prozess zu dem Schritt S25-10 zurück.
Schritt S25-12: Das Antriebswellenmoment TR/OUT wird abgeschätzt.
Schritt S25-13: Das Zielantriebsmotormoment TM* wird bestimmt.
Schritt S25-14: Der Antriebsmotorsteuerprozess wird ausgeführt. Dann kehrt der Prozess zurück.
Es sollte verständlich sein, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die vorstehend dargelegten Ausführungsbeispiele oder Konstruktionsbeispiele beschränkt ist, sondern mit verschiedenen anderen Abwandlungen auf der Grundlage des Umfangs der vorliegenden Erfindung ausgeführt werden kann. Das heißt die vorliegende Erfindung soll derartige verschiedenartige Abwandlungen und gleichwertige Aufbauarten abdecken.
Das Hybridfahrzeugantriebssteuergerät hat den elektrischen Generator 16, der mit einem Motor mechanisch so verbunden ist, dass sich eine Drehdifferenz in Bezug auf den Motor ergibt, die Generatorbremse B für ein mechanisches Anhalten der Drehung des Generators und die Generatorbremseneingriffssteuereinheit 91, die ein Generatormoment allmählich verringert, während die Generatorbremse B in Eingriff steht. Da das Generatormoment allmählich sich verringert, wenn die Generatorbremse B in Eingriff steht, kann die Generatordrehzahl im wesentlichen davor bewahrt werden, dass sie zu hoch wird, bevor die Spiele der Bauteile der Generatorbremse B, wie dünne Platten und dergleichen, ausgefüllt sind oder beseitigt sind. Daher kann die Erzeugung eines anormalen Geräusches wie beispielsweise ein Klappergeräusch oder dergleichen verhindert werden. Somit kann die Lebensdauer der Generatorbremse B erhöht werden.

Claims

Hybridfahrzeugantriebssteuergerät mit: einem elektrischen Generator (16), der mit einem Verbrennungsmotor (11) derart mechanisch verbunden ist, dass er in Bezug auf den Verbrennungsmotor (11) eine Drehdifferenz aufweist; einer Generatorbremse (B) für ein mechanisches Anhalten der Drehung des Generators und einer Generatorbremseneingriffssteuereinheit (91), die ein Generatormoment allmählich verringert, während die Generatorbremse (B) in Eingriff steht; wobei die Generatorbremseneingriffsteuereinheit (91) allmählich das Generatormoment nach dem Ablauf einer vorbestimmten Zeitspanne verringert, die dem Eingriff der Generatorbremse (B) folgt.
Hybridfahrzeugantriebssteuergerät gemäß Anspruch 1, wobei bei einer Generatorbremseneingriffsanforderung die Generatorbremseneingriffssteuereinheit (91) eine Zielgeneratordrehzahl auf Null einstellt und eine Drehzahlsteuerung des Generators (16) ausführt.
Hybridfahrzeugantriebssteuergerät gemäß Anspruch 1, wobei die Generatorbremseneingriffssteuereinheit (91) das Generatormoment allmählich verringert, indem eine Drehzahlsteuerung des Generators (16) ausgeführt wird.
Hybridfahrzeugantriebssteuergerät gemäß Anspruch 1, wobei die Generatorbremseneingriffssteuereinheit (91) das Generatormoment allmählich verringert, indem eine Integralkomponente allmählich verringert wird, die auftritt, nachdem eine Proportionalkomponente bei einer PI-Steuerung Null erreicht hat.
Hybridfahrzeugantriebssteuergerät gemäß Anspruch 1, wobei die Generatorbremseneingriffssteuereinheit (91) das Generatormoment allmählich verringert, indem eine Momentsteuerung des Generators (16) ausgeführt wird.
Hybridfahrzeugantriebssteuerverfahren mit den folgenden Schritten: In-Eingriff-bringen einer Generatorbremse (B); Mechanisches Anhalten der Drehung eines Generators (16) mittels Generatorbremse (B), wobei der Generator (16) mit einem Verbrennungsmotor (11) mechanisch verbunden ist, so dass sich eine Drehdifferenz in Bezug auf den Verbrennungsmotor (11) ergibt; und Allmähliches Verringern eines Generatormomentes in Zusammenhang mit dem Schritt des mechanischen Anhaltens; wobei das Generatormoment allmählich nach dem Ablauf einer vorbestimmten Zeitspanne verringert wird, die dem Eingriff der Generatorbremse (B) folgt.
Programm eines Antriebssteuerverfahrens für ein Hybridfahrzeug, das einen elektrischen Generator (16), der mit einem Verbrennungsmotor (11) so mechanisch verbunden ist, dass sich eine Drehdifferenz in Bezug auf den Verbrennungsmotor (11) ergibt, und eine Generatorbremse (B) für ein mechanisches Anhalten der Drehung des Generators (16) hat, wobei das Programm bewirkt, dass ein Computer als eine Generatorbremseneingriffssteuereinheit (91) wirkt, die ein Generatormoment allmählich verringert, während die Generatorbremse (B) in Eingriff steht; wobei die Generatorbremseneingriffsteuereinheit (91) allmählich das Generatormoment nach dem Ablauf einer vorbestimmten Zeitspanne verringert, die dem Eingriff der Generatorbremse (B) folgt.