DE112004001343B4 - Leistungsabgabevorrichtung, Kraftfahrzeug und Steuerverfahren - Google Patents

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Abstract

Leistungsabgabevorrichtung, die Leistung an eine Antriebswelle (32a) ausgibt, wobei die Leistungsabgabevorrichtung folgendes aufweist:
eine Brennkraftmaschine (22);
ein Aufnahme/Abgabe-Modul für elektrische Leistung und mechanische Leistung, das einen Generator (MG1), der als Elektrogenerator sowie auch als Elektromotor angesteuert werden kann, aufweist und das mit einer Abtriebswelle (26) der Brennkraftmaschine (22) und mit der Antriebswelle (32a) verbunden ist und zumindest einen Teil der Leistung von der Brennkraftmaschine (22) durch Aufnahme und Abgabe von elektrischer Leistung und mechanischer Leistung an die Antriebswelle (32a) abgibt;
einen Motor (MG2), der in der Lage ist, Leistung von der Antriebswelle (32a) aufzunehmen und an diese abzugeben;
einen Akkumulator (50), der in der Lage ist, elektrische Leistung an den Motor (MG2) zu liefern und von diesem zu empfangen;
Wechselrichter (41, 42), über die elektrische Leistung von dem Generator (MG1) und dem Motor (MG2) auf den und von dem Akkumulator (50) übertragbar ist, wobei der Wechselrichter (41) zwischen dem Generator (MG1) und dem Akkumulator (50) und der Wechselrichter (42) zwischen dem Motor (MG2) und dem Akkumulator (50) angeordnet ist;
ein Leistungsanforderungs-Einstellmodul, das eine erforderliche Leistungsanforderung (Pe*) für die Antriebswelle (32a) einstellt;
ein Zielleistungs-Einstellmodul, das eine Zielleistung, die von der Brennkraftmaschine (22) ausgegeben werden soll, aufgrund der eingestellten Leistungsanforderung (Pe*) einstellt;
ein Antriebsbegrenzungs-Verwirklichungsmodul, das, wenn eine vorgegebene Begrenzungsbedingung erfüllt ist, eine Antriebsbegrenzung des Motors (MG2) aufgrund der vorgegebenen Begrenzungsbedingung verwirklicht;
ein Korrekturmodul, das die eingestellte Zielleistung aufgrund der verwirklichten Antriebsbegrenzung korrigiert, wenn die Antriebsbegrenzung des Motors (MG2) durch das Antriebsbegrenzungs-Verwirklichungsmodul verwirklicht wird; und
ein Steuermodul, das eine Normalsteuerung durchführt, um die Brennkraftmaschine (22) und den Motor (MG2) im Falle keiner Verwirklichung der Antriebsbegrenzung des Motors (MG2) durch das Antriebsbegrenzungs-Verwirklichungsmodul so zu steuern, dass eine Ausgabe der Zielleistung von der Brennkraftmaschine (22) und eine Ausgabe der Leistung, die der eingestellten Leistungsanforderung entspricht, an die Antriebswelle (32a) sichergestellt wird, wobei das Steuermodul eine Begrenzungssteuerung durchführt, um die Brennkraftmaschine (22) und den Motor (MG2) im Falle der Verwirklichung einer Antriebsbegrenzung des Motors (MG2) durch das Antriebsbegrenzungs-Verwirklichungsmodul so zu steuern, dass die Ausgabe der korrigierten Zielleistung von der Brennkraftmaschine (22) und die Ausgabe der Leistung im Bereich der verwirklichten Antriebsbegrenzung vom Motor (MG2) sichergestellt wird;
wobei die vorgegebene Begrenzungsbedingung erfüllt ist, wenn eine Temperatur (Tm) des Motors (MG2) nicht niedriger ist als eine Obergrenze für die Motortemperatur, die als oberer Schwellenwert eingestellt ist, um eine kontinuierliche Ansteuerung des Motors (MG2) sicherzustellen, oder wenn eine Temperatur (Tinv) des Wechselrichters (42) nicht niedriger ist als eine Obergrenze für die Wechselrichtertemperatur, die als oberer Schwellenwert eingestellt ist, um eine kontinuierliche Ansteuerung des Motors (MG2) sicherzustellen,
wobei das Steuermodul ausgebildet ist, den Zielbetriebspunkt der Brennkraftmaschine (22) zu korrigieren, um die beobachtete elektrische Ladungs/Entladungsleistung (Wb) des Akkumulators (50) der angeforderten elektrischen Ladungs/ Entladungsleistung (Wb*) anzugleichen, während das Moment der Brennkraftmaschine (22) unverändert gehalten wird, während ein Betrieb im Niedriglastzustand unter Betriebsbegrenzung des Motors (MG2) stattfindet, und
wobei das Steuermodul ausgebildet ist, den Zielbetriebspunkt der Brennkraftmaschine (22) zu einem Betriebspunkt einer Hochlast-Ansteuerungslinie zu korrigieren, bei welchem einer konstanten Leistung (Pe*) ein im Vergleich zu einer Normalzustands-Ansteuerungslinie höheres Moment (Te*) zugeordnet ist, wenn die Begrenzungssteuerung in einem Hochlastzustand ausgeführt wird.

Description

  • GEBIET DER TECHNIK
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Leistungsabgabevorrichtung, ein Kraftfahrzeug und Verfahren zu deren Steuerung.
  • STAND DER TECHNIK
  • Eine vorgeschlagene Leistungsabgabevorrichtung weist folgendes auf: eine Brennkraftmaschine, eine Planetengetriebeeinheit, die einen Träger, der mit einer Abtriebswelle der Brennkraftmaschine verbunden ist, und einen Zahnkranz, der mit einer Antriebswelle verbunden ist, einschließt, einen Generator, der Leistung an ein Sonnenrad der Planetengetriebeeinheit abgibt und Leistung von diesem aufnimmt, und einen Motor, der Leistung an die Antriebswelle abgibt und Leistung von dieser aufnimmt (siehe beispielsweise die japanische Patentoffenlegungsschrift JP H11 055 810 A ). Im Falle einer Wärmeerzeugung im Generator oder dessen Ansteuerungsschaltung senkt diese Vorrichtung des Standes der Technik das Abtriebsmoment von der Brennkraftmaschine und erhöht die Drehzahl der Brennkraftmaschine, um die Belastung des Generators zu senken und um eine Wärmeerzeugung im Generator zu verhindern, während die Ausgangsleistungsanforderung an die Brennkraftmaschine gleich bleibt.
  • In einer Leistungsabgabevorrichtung, die die Brennkraftmaschine und die Antriebswelle unabhängig ansteuert, wird, falls es zu einer Störung, wie einem Überhitzen des Generators, kommt, der Betriebspunkt der Brennkraftmaschine geändert, um dadurch auf diese Störung zu reagieren, während die Ausgangsleistungsanforderung an die Brennkraftmaschine gleich bleibt. Dadurch, dass die Ausgangsleistungsanforderung an die Brennkraftmaschine gleich bleibt, bleibt die Antriebskraft, die an die Antriebswelle ausgegeben wird, unverändert. Wenn der Motor, der Leistung an die Antriebswelle abgibt, aufgrund einer Wärmeerzeugung im Motor oder in dessen Ansteuerungsschaltung einer Antriebsbegrenzung unterliegt, kann das Verfahren, bei dem die Ausgangsleistungsanforderung an die Brennkraftmaschine gleich bleibt, jedoch dazu führen, dass die Ausgangsleistung der Brennkraftmaschine erheblich größer wird als die Leistungsabgabe an die Antriebswelle, und kann dazu führen, dass ein Akkumulator, wie eine Sekundärbatterie, überladen wird.
  • DE 100 24 235 AI offenbart ein Aufnahme/Abgabe-Modul für elektrische Leistung und mechanische Leistung, welches mit einer Abtriebswelle einer Brennkraftmaschine verbunden ist und Leistung von der Brennkraftmaschine durch Aufnahme und Abgabe von elektrischer Leistung und mechanischer Leistung an eine Antriebswelle abgibt. Ein Motor ist in der Lage Leistung von der Antriebswelle aufzunehmen und an diese abzugeben und ein Akkumulator liefert elektrische Leistung an das und empfängt elektrische Leistung vom Aufnahme/Abgabe-Modul für elektrische Leistung und mechanische Leistung. Eine Leistungsanforderung, die von der Brennkraftmaschine ausgegeben werden soll, wird basierend auf der Position eines Gaspedals und der Fahrzeuggeschwindigkeit ermittelt. In Abhängigkeit von dem Wirkungsgrad der Leistungsübertragung und dem Ladezustand des Akkumulators kann die Leistungsanforderung angepasst werden.
  • DE 198 03 160 C1 beschreibt einen weiteren Hybridantrieb bestehend aus einem Verbrennungsmotor und einem Elektromotor. JP 2000-032 602 A betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Steuerung der Motortemperatur.
  • OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
  • Die Leistungsabgabevorrichtung, das Kraftfahrzeug und die Verfahren zu ihrer Steuerung gemäß der Erfindung zielen darauf ab, zu verhindern, dass ein Akkumulator, wie eine Sekundärbatterie, unter einer Antriebsbegrenzung eines Motors, der dafür ausgelegt ist, Leistung an eine Antriebswelle abzugeben, überladen wird. Die Leistungsabgabevorrichtung, das Kraftfahrzeug und die Verfahren zu ihrer Steuerung gemäß der Erfindung zielen auch darauf ab, während einer Antriebsbegrenzung des Motors eine Leistungsabgabe an die Antriebswelle im Bereich der Antriebsbegrenzung sicherzustellen. Die Leistungsabgabevorrichtung, das Kraftfahrzeug und die Verfahren zu ihrer Steuerung gemäß der Erfindung haben zum Ziel, die Emissionswerte während einer Antriebsbegrenzung des Motors zu verbessern.
  • Um zumindest einen Teil der genannten Ziele zu erreichen, sind die Leistungsabgabevorrichtung, das Kraftfahrzeug und die Verfahren zu ihrer Steuerung wie nachstehend ausgelegt.
  • Eine erste Leistungsabgabevorrichtung der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung, die Leistung an eine Antriebswelle abgibt, wobei die Leistungsabgabevorrichtung folgendes einschließt: eine Brennkraftmaschine; ein Aufnahme/Abgabe-Modul für elektrische Leistung und mechanische Leistung, das mit einer Abtriebswelle der Brennkraftmaschine und mit der Antriebswelle verbunden ist und über Aufnahme und Abgabe von elektrischer Leistung und mechanischer Leistung zumindest einen Teil der Leistung von der Brennkraftmaschine an die Antriebswelle ausgibt; einen Motor, der dafür ausgelegt ist, Leistung an die Antriebswelle abzugeben und von dieser aufzunehmen; einen Akkumulator, der dafür ausgelegt ist, elektrische Leistung vom Aufnahme/ Abgabe-Modul für elektrische Leistung und mechanische Leistung und vom Motor aufzunehmen und an diese abzugeben; ein Leistungsanforderungs-Einstellmodul, das eine für die Antriebswelle erforderliche Leistungsanforderung ansprechend auf eine Manipulation des Fahrers einstellt; ein Zielleistungs-Einstellmodul, das eine Zielausgangsleistung von der Brennkraftmaschine aufgrund der eingestellten Leistungsanforderung einstellt; ein Antriebsbegrenzungs-Verwirklichungsmodul, das, wenn eine vorgegebene Begrenzungsbedingung erfüllt ist, eine Antriebsbegrenzung des Motors aufgrund der vorgegebenen Begrenzungsbedingung verwirklicht; ein Korrekturmodul, das die Einstellung der Zielleistung aufgrund der verwirklichten Antriebsbegrenzung korrigiert, wenn die Antriebsbegrenzung des Motors durch das Antriebsbegrenzungs-Verwirklichungsmodul verwirklicht wird; und ein Steuermodul, das eine Normalsteuerung der Brennkraftmaschine, des Aufnahme/Abgabe-Moduls für elektrische Leistung und mechanische Leistung und des Motors durchführt, falls keine Antriebsbegrenzung des Motors durch das Antriebsbegrenzungs-Verwirklichungsmodul verwirklicht wird, um die Ausgabe einer Zielleistung von der Brennkraftmaschine und die Abgabe einer Leistung, die der eingestellten Leistungsanforderung entspricht, an die Antriebswelle sicherzustellen, wobei das Steuermodul eine Begrenzungssteuerung der Brennkraftmaschine, des Aufnahme/Abgabe-Moduls für elektrische Leistung und mechanische Leistung und des Motors durchführt, falls eine Antriebsbegrenzung des Motors durch das Antriebsbegrenzungs-Verwirklichungsmodul verwirklicht wird, um sicherzustellen, dass die korrigierte Zielleistung von der Brennkraftmaschine ausgegeben wird und vom Motor eine Leistung im Bereich der verwirklichten Antriebsbegrenzung ausgegeben wird.
  • Wenn der Motor keiner Antriebsbegrenzung unterliegt, steuert die erste Leistungsabgabevorrichtung der Erfindung die Brennkraftmaschine, das Aufnahme/ Abgabe-Modul für elektrische Leistung und mechanische Leistung und den Motor so, dass die Ausgabe der Zielleistung von der Brennkraftmaschine und die Abgabe einer Leistung, die der Leistungsanforderung entspricht, an die Antriebswelle sichergestellt ist. Während einer Antriebsbegrenzung des Motors korrigiert dagegen die erste Leistungsabgabevorrichtung die Zielleistung aufgrund der Antriebsbegrenzung und steuert die Brennkraftmaschine, das Aufnahme/Abgabe-Modul für elektrische Leistung und mechanische Leistung und den Motor so, dass die Ausgabe einer korrigierten Zielleistung von der Brennkraftmaschine und die Abgabe einer Leistung innerhalb der Antriebsbegrenzung an den Motor sichergestellt ist. Das heißt, während einer Antriebsbegrenzung des Motors wird die Zielleistung so korrigiert, dass der Betriebspunkt der Brennkraftmaschine verändert wird. Die Auslegung der Erfindung verhindert wirksam, dass der Akkumulator überladen wird, und stellt eine Leistungsabgabe an die Antriebswelle im Bereich der Antriebsbegrenzung sicher. Dies verhindert während einer Antriebsbegrenzung des Motors vorteilhaft die Verschlechterung der Emissionswerte durch eine Ausgangsleistung von der Brennkraftmaschine, die der Leistungsanforderung entspricht.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung schließt die erste Leistungsabgabevorrichtung ferner ein Messmodul für die Ladung/Entladung von elektrischer Leistung ein, das die Ladung/Entladung von elektrischer Leistung misst, die verwendet wird, um den Akkumulator zu laden, oder die durch Entladen des Akkumulators erhalten wird, und ein Anforderungs-Einstellmodul für elektrische Leistung, das eine angeforderte elektrische Leistung zum Laden oder Entladen des Akkumulators aufgrund einer vorgegebenen Ladungs/Entladungsbedingung einstellt. Das Korrekturmodul korrigiert die Zielleistung, um den Unterschied zwischen der geladenen/entladenen elektrischen Leistung, die vom Messmodul für die geladene/entladene elektrische Leistung gemessen wird, und der angeforderten elektrischen Leistung, die vom Einstellmodul für die angeforderte elektrische Leistung eingestellt wird, auszugleichen. Die elektrische Leistung, die verwendet wird, um den Akkumulator zu laden, oder die durch Entladen des Akkumulators erhalten wird, nähert sich daher deutlich der elektrischen Leistungsanforderung an. Diese Auslegung verhindert wirksam, dass der Akkumulator überladen wird.
  • In einer bevorzugten Anwendung der ersten Leistungsabgabevorrichtung der Erfindung ermittelt das Zielleistungs-Einstellmodul ein Zielmoment und eine Zieldrehzahl, um die Zielleistung einzustellen, und das Korrekturmodul variiert die ermittelte Zieldrehzahl, um die Zielleistung zu korrigieren. Der Betriebspunkt der Brennkraftmaschine wird somit verändert, während das Drehmoment, das von der Brennkraftmaschine ausgegeben wird, beibehalten wird. Diese Anordnung reduziert vorteilhaft die Wirkungen einer schwankenden Leistungsabgabe an die Antriebswelle durch das Abgabe/ Aufnahme-Modul für elektrische Leistung und mechanische Leistung bei einer Änderung der Zielleistung.
  • In einer anderen bevorzugten Anwendung der ersten Leistungsabgabevorrichtung der Erfindung führt das Steuermodul eine Begrenzungssteuerung unter der Bedingung durch, dass die Leistungsanforderung in einem vorgegebenen Niedriglast-Leistungsbereich liegt, wenn die Antriebsbegrenzung durch das Antriebsbegrenzungs-Verwirklichungsmodul verwirklicht wird. Eine solche Steuerung wird nur in einem Niedriglastzustand verwirklicht, während in einem Hochlastzustand eine andere Steuerung durchgeführt wird. Diese Anordnung gewährleistet eine angemessene Steuerung ansprechend auf die Forderung des Fahrers.
  • Eine zweite Leistungsabgabevorrichtung der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung, die Leistung an eine Antriebswelle abgibt, wobei die Leistungsabgabevorrichtung folgendes einschließt: eine Brennkraftmaschine; ein Aufnahme/Abgabe-Modul für elektrische Leistung und mechanische Leistung, das mit einer Abtriebswelle der Brennkraftmaschine und mit der Antriebswelle verbunden ist und über Aufnahme und Abgabe von elektrischer Leistung und mechanischer Leistung zumindest einen Teil der Leistung von der Brennkraftmaschine an die Antriebswelle abgibt; einen Motor, der dafür ausgelegt ist, Leistung an die Antriebswelle abzugeben und von dieser aufzunehmen; einen Akkumulator, der dafür ausgelegt ist, elektrische Leistung vom Aufnahme/ Abgabe-Modul für elektrische Leistung und mechanische Leistung und vom Motor aufzunehmen und Leistung an diese abzugeben; und ein Steuermodul, das eine Leistungsanforderung, die für die Antriebswelle erforderlich ist, ansprechend auf eine Manipulation durch den Fahrer einstellt und das eine Zielausgangsleistung von der Brennkraftmaschine aufgrund der eingestellten Leistungsanforderung einstellt, wobei das Steuermodul die Brennkraftmaschine, das Aufnahme/Abgabe-Modul für elektrische Leistung und mechanische Leistung und den Motor so steuert, dass sichergestellt ist, dass die Zielleistung von der Brennkraftmaschine ausgegeben wird und eine Leistung, die der Leistungsanforderung entspricht, an die Antriebswelle abgegeben wird, falls eine vorgegebene Begrenzungsbedingung nicht erfüllt ist, wobei das Steuermodul eine Begrenzungssteuerung des Motors aufgrund der vorgegebenen Begrenzungsssteuerung verwirklicht, die eingestellte Zielleistung aufgrund der bewirkten Antriebsbegrenzung korrigiert und die Brennkraftmaschine, das Aufnahme/Ausgabe-Modul für elektrische Leistung und mechanische Leistung und den Motor so steuert, dass eine Ausgabe der korrigierten Zielleistung von der Brennkraftmaschine und eine Leistungsausgabe im Bereich der verwirklichten Antriebsbegrenzung vom Motor sichergestellt ist.
  • Wenn der Motor keiner Antriebsbegrenzung unterliegt, steuert die zweite Leistungsabgabevorrichtung der Erfindung die Brennkraftmaschine, das Aufnahme/Abgabe-Modul für elektrische Leistung und mechanische Leistung und den Motor, um sicherzustellen, dass die Zielleistung von der Brennkraftmaschine ausgegeben wird und eine Leistung, die der Leistungsanforderung entspricht, an die Antriebswelle abgegeben wird. Während einer Betriebsbegrenzung des Motors korrigiert andererseits die zweite Leistungsabgabevorrichtung der Erfindung die Zielleistung aufgrund der Antriebsbegrenzung und steuert die Brennkraftmaschine, das Aufnahme/Abgabe-Modul für elektrische Leistung und mechanische Leistung und den Motor, um die Ausgabe der korrigierten Zielleistung von der Brennkraftmaschine und eine Leistungsausgabe vom Motor in der Antriebsbegrenzung sicherzustellen. Das heißt, die Zielleistung wird während einer Antriebsbegrenzung des Motors so korrigiert, dass der Betriebspunkt der Brennkraftmaschine verändert wird. Die Auslegung der Erfindung verhindert wirksam, dass der Akkumulator überladen wird und stellt sicher, dass eine Leistung im Bereich der Antriebsbegrenzung an die Antriebswelle ausgegeben wird. Dies verhindert während einer Antriebsbegrenzung des Motors vorteilhaft die Verschlechterung der Emissionswerte durch die Ausgabe einer Leistung, die der Leistungsanforderung entspricht.
  • In der oben erörterten ersten oder zweiten Leistungsabgabevorrichtung kann das Aufnahme/Abgabe-Modul für elektrische Leistung und mechanische Leistung folgendes einschließen: eine Dreiwellen-Leistungsaufnahme/-abgabeanordnung, die mit drei Wellen verbunden ist, d.h. der Abtriebswelle der Brennkraftmaschine, der Antriebswelle und einer dritten Welle, und die aufgrund der Leistungsaufnahme/-abgabe von und auf zwei Wellen von den drei Wellen die Leistungsaufnahme und -abgabe von der übrigen bzw. an die übrige der drei Wellen ermittelt; und einen Generator, der Leistung an die dritte Welle abgibt und von dieser aufnimmt. In der oben erörterten ersten oder zweiten Leistungsabgabevorrichtung kann das Aufnahme/Abgabe-Modul für elektrische Leistung und mechanische Leistung einen Rotorpaar-Generator, der einen ersten Rotor aufweist, der mit der Abtriebswelle der Brennkraftmaschine verbunden ist, sowie einen zweiten Rotor, der mit der Antriebswelle verbunden ist und sich relativ zum ersten Rotor dreht, einschließen, wobei der Rotorpaar-Generator über die Aufnahme und Abgabe von elektrischer Leistung durch elektromagnetische Wechselwirkung zwischen dem ersten Rotor und dem zweiten Rotor zumindest einen Teil der Leistung von der Brennkraftmaschine auf die Antriebswelle überträgt.
  • Die Leistungsabgabevorrichtung einer der oben genannten Anwendungen kann auch in einem Kraftfahrzeug installiert sein. Genauer schließt das Kraftfahrzeug der vorliegenden Erfindung folgendes ein: eine Brennkraftmaschine; ein Aufnahme/ Abgabe-Modul für elektrische Leistung und mechanische Leistung, das mit einer Abtriebswelle der Brennkraftmaschine und mit einer Antriebswelle, die mit einer Achse verkuppelt ist, verbunden ist und über Aufnahme und Abgabe von elektrischer Leistung und mechanischer Leistung zumindest einen Teil der Leistung von der Brennkraftmaschine an die Antriebswelle abgibt; einen Motor, der dafür ausgelegt ist, Leistung an die Antriebswelle abzugeben und von dieser aufzunehmen, einen Akkumulator, der dafür ausgelegt ist, elektrische Leistung vom Aufnahme/Abgabe-Modul für elektrische Leistung und mechanische Leistung und vom Motor aufzunehmen und Leistung an diese abzugeben; ein Leistungsanforderungs-Einstellmodul, das eine für die Antriebswelle erforderliche Leistungsanforderung ansprechend auf eine Manipulation des Fahrers einstellt; ein Zielleistungs-Einstellmodul, das eine Zielausgangsleistung von der Brennkraftmaschine aufgrund der eingestellten Leistungsanforderung einstellt; ein Antriebsbegrenzungs-Verwirklichungsmodul, das, wenn eine vorgegebene Begrenzungsbedingung erfüllt ist, eine Antriebsbegrenzung des Motors aufgrund der vorgegebenen Begrenzungsbedingung verwirklicht; ein Korrekturmodul, das die Einstellung der Zielleistung aufgrund der verwirklichten Antriebsbegrenzung korrigiert, wenn eine Antriebsbegrenzung des Motors durch das Antriebsbegrenzungs-Verwirklichungsmodul verwirklicht wird; und ein Steuermodul, das eine Normalsteuerung der Brennkraftmaschine, des Aufnahme/ Abgabe-Moduls für elektrische Leistung und mechanische Leistung und des Motors durchführt, falls keine Antriebsbegrenzung des Motors durch das Antriebsbegrenzungs-Verwirklichungsmodul verwirklicht wird, um die Ausgabe einer Zielleistung von der Brennkraftmaschine und die Abgabe einer Leistung, die der eingestellten Leistungsanforderung entspricht, an die Antriebswelle sicherzustellen, wobei das Steuermodul eine Begrenzungssteuerung durchführt, bei der die Brennkraftmaschine, das Aufnahme/ Abgabe-Modul für elektrische Leistung und mechanische Leistung und der Motor gesteuert werden, um sicherzustellen, dass die korrigierte Zielleistung von der Brennkraftmaschine ausgegeben wird und vom Motor eine Leistung im Bereich der verwirklichten Antriebsbegrenzung ausgegeben wird, falls eine Antriebsbegrenzung des Motors vom Antriebsbegrenzungs-Verwirklichungsmodul verwirklicht wird. Ein anderes Kraftfahrzeug der vorliegenden Erfindung schließt folgendes ein: eine Brennkraftmaschine; ein Aufnahme/Abgabe-Modul für elektrische Leistung und mechanische Leistung, das mit einer Abtriebswelle der Brennkraftmaschine und mit der mit einer Achse gekoppelten Antriebswelle verbunden ist und über Aufnahme und Abgabe von elektrischer Leistung und mechanischer Leistung zumindest einen Teil der Leistung von der Brennkraftmaschine an die Antriebswelle abgibt; einen Motor, der dafür ausgelegt ist, Leistung von der Antriebswelle aufzunehmen und an diese abzugeben; einen Akkumulator, der dafür ausgelegt ist, elektrische Leistung vom Aufnahme/Abgabe-Modul für elektrische Leistung und mechanische Leistung und vom Motor aufzunehmen und Leistung an diese abzugeben; und ein Steuermodul, das eine für die Antriebswelle erforderliche Leistungsanforderung ansprechend auf eine Manipulation des Fahrers einstellt und eine Zielausgangsleistung von der Brennkraftmaschine aufgrund der eingestellten Leistungsanforderung einstellt, wobei das Steuermodul, falls die vorgegebene Begrenzungsbedingung nicht erfüllt ist, die Brennkraftmaschine, das Aufnahme/Abgabe-Modul für elektrische Leistung und mechanische Leistung und den Motor steuert, um sicherzustellen, dass die Zielleistung von der Brennkraftmaschine ausgegeben wird und eine Leistung, die der Leistungsanforderung entspricht, an die Antriebswelle ausgegeben wird, wobei das Steuermodul, falls die vorgegebene Begrenzungsbedingung erfüllt ist, eine Antriebsbegrenzung des Motors aufgrund der vorgegebenen Begrenzungsbedingung verwirklicht, die Einstellung der Zielleistung aufgrund der verwirklichten Antriebsbegrenzung korrigiert und die Brennkraftmaschine, das Aufnahme/Abgabe-Modul für elektrische Leistung und mechanische Leistung und den Motor steuert, um sicherzustellen, dass die korrigierte Zielleistung von der Brennkraftmaschine ausgegeben wird und eine Leistung im Bereich der verwirklichten Antriebsbegrenzung vom Motor ausgeben wird.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung schließt eines der oben erörterten Kraftfahrzeuge ferner ein: ein Ladungs/Entladungs-Messmodul für elektrische Leistung, das die Ladung/Entladung von elektrischer Leistung, die verwendet wird, um den Akkumulator zu laden oder die durch Entladen des Akkumulators erhalten wird, zu messen; und ein Einstellmodul für die angeforderte elektrische Leistung, das die angeforderte elektrische Leistung zum Laden oder Entladen des Akkumulators aufgrund einer vorgegebenen Ladungs/Entladungsbedingung einstellt. Das Korrekturmodul korrigiert die Einstellung der Zielleistung, um die Differenz zwischen der elektrischen Ladungs-/Entladungsleistung, die vom Messmodul für die elektrische Ladungs-/Entladungsleistung gemessen wird, und dem elektrischen Leistungsbedarf, der vom Einstellmodul für den elektrischen Leistungsbedarf eingestellt wird, auszugleichen. In einer bevorzugten Ausführungsform des oben erörterten Kraftfahrzeugs ermittelt das Zielleistungs-Einstellmodul ein Zieldrehmoment und eine Zieldrehzahl, um die Zielleistung einzustellen, und das Korrekturmodul kann die ermittelte Zieldrehzahl variieren, um die Zielleistung zu korrigieren. In einer anderen bevorzugten Anwendung des oben erörterten Kraftfahrzeugs führt das Steuermodul die Begrenzungssteuerung unter der Bedingung durch, dass die Leistungsanforderung in einem vorgegebenen Niedriglastbereich liegt, wenn die Antriebsbegrenzung des Motors durch das Antriebsbegrenzungs-Verwirklichungsmodul verwirklicht wird.
  • Die Technik der Leistungsabgabevorrichtung und des Kraftfahrzeugs, in dem die Leistungsabgabevorrichtung der vorliegenden Erfindung installiert ist, kann auch auf ein Steuerverfahren für eine Leistungsabgabevorrichtung für ein Kraftfahrzeug angewendet werden. Ein Steuerverfahren für die vorliegende Erfindung ist ein Verfahren für eine Leistungsabgabevorrichtung oder ein Kraftfahrzeug, das folgendes aufweist: eine Brennkraftmaschine; ein Aufnahme/Abgabemodul für elektrische Leistung und mechanische Leistung, das mit einer Abtriebswelle der Brennkraftmaschine und mit einer Antriebswelle verbunden ist und zumindest einen Teil der Leistung von der Brennkraftmaschine über Aufnehmen und Abgeben von elektrischer Leistung und mechanischer Leistung auf die Antriebswelle überträgt; einen Motor, der dafür ausgelegt ist, Leistung an eine Antriebswelle abzugeben und von dieser aufzunehmen; und einen Akkumulator, der dafür ausgelegt ist, elektrische Leistung an das Aufnahme/Abgabemodul für elektrische Leistung und mechanische Leistung und den Motor abzugeben und von diesen aufzunehmen, wobei das Steuerverfahren die folgenden Schritte umfasst: (a) Einstellen einer Leistungsanforderung, die für die Antriebswelle erforderlich ist, ansprechend auf eine Manipulation durch den Fahrer; (b) Einstellen einer Zielleistung, die von der Brennkraftmaschine ausgegeben werden soll, aufgrund der eingestellten Leistungsanforderung; (c) Verwirklichen einer Antriebsbegrenzung des Motors aufgrund einer vorgegebenen Begrenzungsbedingung, falls die vorgegebene Begrenzungsbedingung erfüllt ist; (d) Korrigieren der eingestellten Zielleistung aufgrund der verwirklichten Antriebsbegrenzung, falls die Antriebsbegrenzung des Motors verwirklicht wird; und (e) Steuerung der Brennkraftmaschine, des Aufnahme/Abgabe-Moduls für elektrische Leistung/mechanische Leistung und des Motors, um sicherzustellen, dass die Zielleistung von der Brennkraftmaschine ausgegeben wird und dass eine Leistung, die der eingestellten Leistungsanforderung entspricht, an die Antriebswelle abgegeben wird, falls keine Antriebsbegrenzung des Motors verwirklicht wird, während die Brennkraftmaschine, das Aufnahme/Abgabe-Modul für elektrische Leistung/mechanische Leistung und der Motor, falls die Antriebsbegrenzung des Motors verwirklicht wird, gesteuert werden, um sicherzustellen, dass eine Zielleistung von der Brennkraftmaschine ausgegeben wird und dass eine Leistung im Bereich der Antriebsbegrenzung vom Motor ausgegeben wird.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung schließt das Steuerverfahren vor dem Schritt (d) ferner folgende Schritte ein: (f) Messen einer elektrischen Ladungs/ Entladungsleistung, die verwendet wird, um den Akkumulator zu laden oder die erhalten wird, wenn der Akkumulator entladen wird, und (g) Einstellen einer elektrischen Leistungsanforderung zum Laden oder Entladen des Akkumulators aufgrund einer vorgegebenen Ladungs/Entladungsbedingung. Der Schritt (d) korrigiert die Zielleistung, um den Unterschied zwischen der beobachteten elektrischen Ladungs/Entladungsleistung und der eingestellten elektrischen Leistungsanforderung auszugleichen.
  • Figurenliste
    • 1 zeigt schematisch den Aufbau eines Hybridfahrzeugs 20 einer Ausführungsform der Erfindung;
    • 2 ist ein Ablaufschema, das eine Antriebssteuerroutine zeigt, die von einer elektronischen Hybridsteuereinheit 70 durchgeführt wird;
    • 3 zeigt ein Beispiel für ein Momentanforderungs-Kennfeld;
    • 4 zeigt ein Beispiel für eine Betriebslinie eines Fahrzeugs 22 und ein Verfahren zum Einstellen einer Zieldrehzahl Ne* und eines Zielmoments Te*;
    • 5 ist ein Liniendiagramm, das eine dynamische Beziehung mit Bezug auf Drehelemente in einem Leistungsverteilungs/-integrationsmechanismus 30 zeigt;
    • 6 ist ein Ablaufschema, das eine Niedriglast-Korrekturroutine zeigt;
    • 7 ist ein Ablaufschema, das eine Hochlast-Korrekturroutine zeigt;
    • 8 zeigt eine Betriebslinie der Brennkraftmaschine 22 und ein Verfahren zum Korrigieren eines Zielbetriebspunkts;
    • 9 zeigt die Beziehung zwischen der Leistung der Brennkraftmaschine 22 und der Leistung eines Motors MG2 im normalen Zustand und unter einer Antriebsbegrenzung des Motors MG2;
    • 10 zeigt ein Verfahren zum Korrigieren des Zielbetriebspunkts gemäß einer Hochlast-Betriebslinie;
    • 11 zeigt schematisch den Aufbau eines Hybridfahrzeugs 120 in einer modifizierten Ausführungsform; und
    • 12 zeigt schematisch den Aufbau eines Hybridfahrzeugs 220 in einer weiteren modifizierten Ausführungsform.
  • BESTE WEISE DER DURCHFÜHRUNG DER ERFINDUNG
  • Eine Weise der Durchführung der Erfindung wird nachstehend als bevorzugte Ausführungsform erörtert. 1 zeigt schematisch den Aufbau eines Hybridfahrzeugs 20, in dem eine Leistungsabgabevorrichtung gemäß der Erfindung eingebaut ist. Wie dargestellt, schließt das Hybridfahrzeug 20 dieser Ausführungsform folgendes ein: eine Brennkraftmaschine 22, einen Dreiwellen-Leistungsverteilungs/-integrationsmechanismus 30, der über einen Dämpfer 28 mit einer Kurbelwelle 26, die als Abtriebswelle der Brennkraftmaschine 22 dient, verbunden ist, einen Motor MG1, der mit dem Leistungsverteilungs/-integrationsmechanismus 30 verbunden ist und elektrische Leistung erzeugen kann, ein Untersetzungsgetriebe 35, das an einer Zahnkranzwelle 32a befestigt ist, die als Antriebswelle dient, die mit dem Leistungsverteilungs/-integrationsmechanismus 30 verbunden ist, einen anderen Motor MG2, der mit dem Untersetzungsgetriebe 35 verbunden ist, und eine elektronische Hybridsteuereinheit 70, die die gesamte Leistungsabgabevorrichtung steuert.
  • Die Brennkraftmaschine 22 ist ein Motor mit innerer Verbrennung, der Kohlenwasserstoff-Brennstoff, wie Benzin oder Leichtöl, verbraucht, um Leistung auszugeben, und der von einer elektronischen Brennkraftmaschinen-Steuereinheit (im folgenden als Maschinen-ECU 24 bezeichnet) gesteuert wird. Die Maschinen-ECU 24 empfängt Eingangssignale von verschiedenen Sensoren, die die Antriebsbedingungen der Brennkraftmaschine 22 erfassen und führt eine Betriebssteuerung durch, die eine Kraftstoffeinspritzsteuerung, eine Zündsteuerung und eine Ansaugluftstrom-Regelung einschließen. Die Maschinen-ECU 24 kommuniziert mit der elektronischen Hybridsteuereinheit 70 und empfängt Steuersignale von der elektronischen Hybridsteuereinheit 70, um die Betriebsabläufe der Brennkraftmaschine 22 zu steuern, während sie Daten bezüglich der Antriebsbedingungen der Brennkraftmaschine 22 an die elektronische Hybridsteuereinheit 70 gemäß den Anforderungen ausgibt.
  • Der Leistungsverteilungs- und -integrationsmechanismus 30 weist ein Sonnenrad 31 auf, bei dem es sich um ein Außenrad handelt, einen Zahnkranz 32, bei dem es sich um ein Innenrad handelt, das konzentrisch mit dem Sonnenrad 31 angeordnet ist, mehrere Ritzel 33, die mit dem Sonnenrad 31 und mit dem Zahnkranz 32 kämmen, sowie einen Träger 34, der die mehreren Ritzel 33 solcherweise trägt, dass sie sich frei drehen und um die jeweiligen Achsen umlaufen können. Das heißt, der Leistungsverteilungs- und - integrationsmechanismus 30 ist als Planetengetriebemechanismus aufgebaut, der Differentialbewegungen des Sonnenrads 31, des Zahnkranzes 32 und des Trägers 34 als Drehelemente ermöglicht. Der Träger 34, das Sonnenrad 31 und der Zahnkranz 32 im Leistungsverteilungs- und -integrationsmechanismus 30 sind über die Zahnkranzwelle 32a mit der Kurbelwelle 26 der Brennkraftmaschine 22, dem Motor MG1 bzw. dem Untersetzungsgetriebe verbunden. Während der Motor MG1 als Generator fungiert, wird die Leistung, die von der Brennkraftmaschine 22 ausgegeben und über den Träger 34 abgegeben wird, entsprechend dem Übersetzungsverhältnis auf das Sonnenrad 31 und den Zahnkranz 32 verteilt. Während der Motor MG1 als Motor fungiert, wird dagegen die Leistung, die von der Brennkraftmaschine 22 ausgegeben und über den Träger 34 abgegeben wird, mit der Leistung kombiniert, die vom Motor MG1 ausgegeben und über das Sonnenrad 31 abgegeben wird, und die kombinierte Leistung wird an den Zahnkranz 32 abgegeben. Die Leistung, die an den Zahnkranz 32 abgegeben wird, wird schließlich von der Zahnkranzwelle 32a über den Getriebemechanismus 60 und das Differential 62 auf die Antriebsräder 63a, 63b übertragen.
  • Beide Motoren MG1 und MG2 sind als bekannte Synchron-Generatormotoren aufgebaut, die ebenso als Elektrogenerator wie auch als Elektromotor angesteuert werden. Die Motoren MG1 und MG2 übertragen elektrische Leistung über Wechselrichter 41 und 42 auf eine und von einer Batterie 50. Eine Stromleitung 54, die die Wechselrichter 41 und 42 mit der Batterie 50 verbindet, schließt eine Pluspol-Busleitung und eine Negativpol-Busleitung ein, die von den beiden Wechselrichtern 41 und 42 gemeinsam verwendet werden. Diese Auslegung macht es möglich, dass die elektrische Leistung, die von einem der Motoren MG1 und MG2 erzeugt wird, vom jeweils anderen Motor verbraucht wird. Die Batterie 50 wird mit der überschüssigen elektrischen Leistung vom Motor MG1 oder vom Motor MG2 geladen und wird entladen, um die nicht ausreichende elektrische Leistung vom Motor MG1 und vom Motor MG2 zu ergänzen. Die Batterie 50 wird weder geladen noch entladen, wenn ein Gleichgewicht an elektrischer Leistung zwischen den Motoren MG1 und MG2 besteht. Die Motoren MG1 und MG2 werden beide von einer Elektromotor-Steuereinheit (im folgenden als Motor-ECU 40 bezeichnet) angetrieben und gesteuert. Die Motor-ECU 40 empfängt Signale, die zum Antreiben und Steuern der Motoren MG1 und MG2 erforderlich sind, beispielsweise Signale von Drehstellungs-Erfassungssensoren 43 und 44, die die Drehstellungen von Rotoren in den Motoren MG1 und MG2 erfassen, und Werte der elektrischen Phasenströme, die den Motoren MG1 und MG2 zugeführt werden und von nicht-dargestellten Stromsensoren erfasst werden. Die Motor-ECU 40 gibt Schaltsteuersignale an die Wechselrichter 41 und 42 aus. Die Motor-ECU 40 kommuniziert mit der elektronischen Hybridsteuereinheit 70 und treibt und steuert die Motoren MG1 und MG2 ansprechend auf Steuersignale von der elektronischen Hybridsteuereinheit 70, während sie Daten, die die Antriebsbedingungen der Motoren MG1 und MG2 betreffen, an die elektronische Hybridsteuereinheit 70 je nach den Anforderungen ausgibt.
  • Die Batterie 50 wird von einer elektronischen Batteriesteuereinheit 52 (im folgenden als Batterie-ECU bezeichnet) gesteuert. Die Batterie-ECU 52 empfängt Signale, die zum Steuern der Batterie 50 erforderlich sind, beispielsweise den Wert einer Zwischenpolspannung Vb, die von einem Spannungssensor 51a gemessen wird, der zwischen den Polen der Batterie 50 angeordnet ist, den Wert eines elektrischen Ladungs/Entladungsstroms Ib, der von einem Stromsensor 51b gemessen wird, der an der Leistungsleitung 54 angebracht ist, die mit einem Ausgangspol der Batterie 50 verbunden ist, und eine Batterietemperatur Tb, die von einem Temperatursensor 51c gemessen wird, der an der Batterie 50 angebracht ist. Die Batterie-ECU 52 kommuniziert Daten bezüglich des Zustands der Batterie 50 an die elektronische Hybridsteuereinheit 70 gemäß den Anforderungen aus. Die Batterie-ECU 52 berechnet den Ladungszustand (SOC) anhand eines akkumulierten Werts des elektrischen Ladungs/Entladungsstroms Ib, der vom elektrischen Stromsensor 51b gemessen wird, um die Batterie 50 zu steuern.
  • Die elektronische Hybridsteuereinheit 70 ist als Mikroprozessor aufgebaut, der eine CPU 72, einen ROM 74, der Verarbeitungsprogramme speichert, einen RAM 76, der Daten zwischenspeichert, und einen nicht-dargestellten Eingabe/Ausgabeport und einen nicht-dargestellten Kommunikationsport einschließt. Die elektronische Hybridsteuereinheit 70 empfängt verschiedene Eingaben über den Eingabeport: eine Motortemperatur Tm von einem Temperatursensor 46, der am Motor MG2 angebracht ist, eine Wechselrichtertemperatur Tinv von einem Temperatursensor 47, der am Wechselrichter 42 angebracht ist, ein Zündsignal von einem Zündschalter 80, eine Gangstellung SP von einem Gangstellungssensor 82, der die aktuelle Stellung eines Schalthebels 81 erfasst, eine Beschleunigungselementöffnung Acc von einem Gaspedalstellungs-Sensor 84, der misst, wie weit ein Gaspedal 83 niedergedrückt wird, eine Bremspedalstellung BP von einem Bremspedalstellungs-Sensor 86, der misst, wie weit ein Bremspedal 85 niedergedrückt wird, und eine Fahrzeuggeschwindigkeit V von einem Fahrzeuggeschwindigkeits-Sensor 88. Die elektronische Hybridsteuereinheit 70 kommuniziert mit der Maschinen-ECU 24, der Motor-ECU 40 und der Batterie-ECU 52 über den Kommunikationsport, um verschiedene Steuersignale und Daten zu und von der Maschinen-ECU 24, der Motor-ECU 40 und der Batterie-ECU 52 zu übertragen, wie bereits erwähnt.
  • Das so aufgebaute Hybridfahrzeug 20 dieser Ausführungsform berechnet das erforderliche Moment, das an die Zahnkranzwelle 32a oder die Antriebswelle ausgegeben werden soll, aufgrund der Beschleunigungselementöffnung Acc, die dem Umfang entspricht, in dem der Fahrer das Gaspedal 83 niederdrückt, sowie der Fahrzeuggeschwindigkeit V. Die Brennkraftmaschine 22 und die Motoren MG1 und MG2 werden betriebsmäßig gesteuert, um zu ermöglichen, dass das errechnete Drehmoment tatsächlich an die Zahnkranzwelle 32a ausgegeben wird. Die Betriebssteuerung der Brennkraftmaschine 22 und der Motoren MG1 und MG2 hat verschiedene Modi, einen Momentumwandlungs-Ansteuerungsmodus, einen Ladungs/Entladungs-Ansteuerungsmodus und einen Motor-Ansteuerungsmodus. Im Momentumwandlungs-Ansteuerungsmodus unterliegt die Brennkraftmaschine 22 einer Betriebssteuerung, um eine Leistung auszugeben, die der erforderlichen Leistung entspricht. Die Motoren MG1 und MG2 werden angetrieben und gesteuert, um zu bewirken, dass die Gesamtausgangsleistung von der Brennkraftmaschine 22 einer Momentumwandlung mittels des Leistungsverteilungs- und -integrationsmechanismus 30 und der Motoren MG1 und MG2 unterzogen und an die Zahnkranzwelle 32a ausgegeben wird. Im Ladungs/Entladungs-Ansteuerungsmodus unterliegt die Brennkraftmaschine 22 einer Betriebssteuerung, um eine Leistung auszugeben, die der Summe der erforderlichen Leistung und der elektrischen Leistung, die zum Laden und Entladen der Batterie 50 verwendet wird, entspricht. Die Motoren MG1 und MG2 werden angetrieben und gesteuert, um zu bewirken, dass die Leistung, die von der Brennkraftmaschine 22 ausgegeben wird, mit einer Ladung oder Entladung der Batterie 50 ganz oder teilweise einer Momentumwandlung mittels des Leistungsverteilungs- und -integrationsmechanismus 30 und der Motoren MG1 und MG2 unterliegt und als erforderliche Leistung an die Zahnkranzwelle 32a ausgegeben wird. Im Motorantriebsmodus ist der Betrieb der Brennkraftmaschine 22 angehalten, während der Motor MG2 so angetrieben und gesteuert wird, dass eine Leistung, die der erforderlichen Leistung entspricht, an die Zahnkranzwelle 32a ausgegeben wird.
  • Im folgenden wird der Betrieb des Hybridfahrzeugs 20 der wie oben aufgebauten Ausführungsform, insbesondere der Betrieb unter einer Antriebsbegrenzung des Motors MG2 aufgrund eines Temperaturanstiegs des Motors MG2 oder des Wechselrichters 42 erörtert. 2 ist ein Ablaufschema, das eine Antriebssteuerroutine zeigt, die von der elektronischen Hybridsteuereinheit 70 ausgeführt wird. Die Routine wird wiederholt zu voreingestellten Zeitintervallen durchgeführt (zum Beispiel alle 8 ms).
  • Wenn die Antriebssteuerroutine beginnt, gibt die elektronische Steuereinheit 70 zuerst verschiedene Daten, die für die Steuerung notwendig sind, ein, d.h. die Beschleunigungselementöffnung Acc vom Gaspedalstellungs-Sensor 84, die Fahrzeuggeschwindigkeit V vom Fahrzeuggeschwindigkeits-Sensor 88, die Drehzahlen Nm1 und Nm2 der Motoren MG1 und MG2, und eine Ansteuerungsgrenze Tlim für den Motor MG2 (Schritt S100). Im Verfahren dieser Ausführungsform werden die Drehzahlen Nm1 und Nm2 der Motoren MG1 und MG2, die gemäß den Drehstellungen der Rotoren der Motoren MG1 und MG2, die von Drehstellungs-Erfassungssensoren 43 und 44 erfasst werden, von der Motor-ECU 40 berechnet werden, durch Datenübermittlung empfangen. Im Verfahren dieser Ausführungsform wird die Ansteuerungsgrenze Tlim des Motors MG2, die gemäß einer nicht-dargestellten Ansteuerungsgrenzen-Einstellroutine aufgrund der Motortemperatur Tm vom am Motor MG2 befestigten Temperatursensor 47, der Wechselrichtertemperatur Tinv vom am Wechselrichter 42 befestigten Temperatursensor 47 und der Drehzahl Nm2 des Motors MG2 eingestellt und in eine spezifische Adresse des RAM 76 geschrieben wurde, ausgelesen und eingegeben. Die Ansteuerungsgrenze Tlim wird beispielsweise als ein Wert von 60 % oder 50 % eines geschätzten maximalen Moments des Motors MG2 bei der Drehzahl Nm2 eingestellt, wenn die Motortemperatur Tm oder die Wechselrichtertemperatur Tinv nicht niedriger ist als eine Obergrenze für die Motortemperatur oder eine Obergrenze für die Wechselrichtertemperatur, die als oberer Schwellenwert eingestellt ist, um eine kontinuierliche Ansteuerung des Motors MG2 sicherzustellen. In dieser Ausführungsform wird ein geschätztes maximales Moment des Motors MG2 bei einer Drehzahl Ne auf die Ansteuerungsgrenze Tlim eingestellt, wenn die Motortemperatur Tm oder die Wechselrichtertemperatur Tinv niedriger ist als die Obergrenze für die Motortemperatur oder die Obergrenze für die Wechselrichtertemperatur. Um diese Erklärung besser zu erläutern, werden in der folgenden Beschreibung zuerst das Verfahren ohne eine Betriebsbegrenzung des Motors MG2 und das Verfahren unter einer Betriebsbegrenzung des Motors MG2 betrachtet.
  • Nachdem diese Daten eingegeben wurden, stellt die CPU 72 eine Momentanforderung Tr*, die an die Zahnkranzwelle 32a oder die Antriebswelle, die mit den Antriebsrädern 63a und 63b verbunden ist, ausgegeben werden soll, als Moment, das für das Fahrzeug erforderlich ist, sowie eine Leistungsanforderung Pe*, die von der Brennkraftmaschine 22 ausgegeben werden soll, aufgrund der eingegebenen Beschleunigungselementöffnung Acc und der Fahrzeuggeschwindigkeit V ein (Schritt S110). In der Anordnung dieser Ausführungsform werden Änderungen der Momentanforderung Tr* gegen die Beschleunigungselementöffnung Acc und die Fahrzeuggeschwindigkeit V zuvor ermittelt und als Momentanforderungseinstellungs-Kennfeld im ROM 74 hinterlegt. Im Verfahren dieser Ausführungsform wird die Momentanforderung Tr*, die der gegebenen Beschleunigungselementöffnung Acc und der gegebenen Fahrzeuggeschwindigkeit V entspricht, aus dem hinterlegten Momentanforderungseinstellungs-Kennfeld ausgelesen und eingestellt. 3 zeigt ein Beispiel für das Momentanforderungseinstellungs-Kennfeld. Die Leistungsanforderung Pe* wird als Summe des Produkts der eingestellten Momentanforderung Tr* und einer Drehzahl Nr der Zahnkranzwelle 32a, einer Ladungs/Entladungs-Leistungsanforderung Pb* der Batterie 50 und eines Potentialverlusts „Loss“ berechnet. Die Drehzahl Nr der Zahnkranzwelle 32a kann durch Multiplizieren der Fahrzeuggeschwindigkeit V mit einem Umwandlungskoeffizienten k oder durch Teilen der Drehzahl Nm2 des Motors MG2 durch ein Übersetzungsverhältnis Gr des Untersetzungsgetriebes 35 erhalten werden.
  • Nachdem die Momentanforderung Tr* und die Leistungsanforderung Pe* eingestellt wurden, werden eine Zieldrehzahl Ne* und ein Zielmoment Te* der Brennkraftmaschine 22 gemäß der eingestellten Leistungsanforderung Pe* eingestellt (Schritt S120). Hierbei werden die Zieldrehzahl Ne* und das Zielmoment Te* gemäß einer Ansteuerungslinie zum effizienten Ansteuern der Brennkraftmaschine 22 und der eingestellten Leistungsanforderung Pe* eingestellt. Ein Beispiel für die Ansteuerungslinie der Brennkraftmaschine 22 und das Verfahren zum Einstellen der Zieldrehzahl Ne* und des Zielmoments Te* sind in 4 dargestellt. Wie dargestellt, werden die Zieldrehzahl Ne* und das Zielmoment Te* als Schnittpunkt der Ansteuerungslinie und einer Kurve der konstanten Leistungsanforderung Pe* (= Ne* × Te*) erhalten.
  • Nach dem Einstellen der Zieldrehzahl Ne* und des Zielmoments Te* wird bestimmt, ob der Motor MG2 einer Antriebsbegrenzung unterliegt (Schritt S130). Das Vorliegen einer Antriebsbegrenzung des Motors MG2 kann gemäß dem Wert der Ansteuerungslinie Tlim oder gemäß dem Wert eines Flags, das gesetzt werden kann, um die Antriebsbegrenzung des Motors MG2 zu verwirklichen, festgestellt werden.
  • Zunächst wird der Fall beschrieben, dass keine Antriebsbegrenzung des Motors MG2 vorliegt. Die Routine gibt somit in Schritt S130 dieses Zyklus eine negative Antwort und geht zu den Prozessen von Schritt S170 ff. über. Die CPU 72 berechnet eine Zieldrehzahl Nm1* des Motors MG1 anhand der eingestellten Zieldrehzahl Ne*, der Drehzahl Nr (= Nm2/Gr) der Zahnkranzwelle 32a und einem Übersetzungsverhältnis p des Kraftverteilungs/-integrationsmechanismus 30 gemäß der nachstehend angegebenen Gleichung (1), während sie einen Momentbefehl Tm1* für den Motor MG1 anhand der errechneten Zieldrehzahl Nm1* und der aktuellen Drehzahl Nm1 gemäß der nachstehend angegebenen Gleichung (2) berechnet. Gleichung (1) zeigt eine dynamische Beziehung der Drehelemente im Leistungsverteilungs/-integrationsmechanismus 30. 5 ist ein Liniendiagramm, das eine dynamische Beziehung zwischen der Drehzahl und dem Moment bezüglich der Drehelemente im Leistungsverteilungs/-integrationsmechanismus zeigt. Eine Achse S zeigt die Drehzahl des Sonnenrads 31, die gleich der Drehzahl Nm1 des Motors MG1 ist. Eine Achse C zeigt die Drehzahl des Trägers 34, die gleich der Drehzahl Ne der Brennkraftmaschine 22 ist. Eine Achse R zeigt die Drehzahl Nr des Zahnkranzes 32, die durch Multiplizieren der Drehzahl Nm2 des Motors MG2 mit dem Übersetzungsverhältnis Gr des Untersetzungsgetriebes 35 erhalten wird. Die Gleichung (1) kann leicht aus diesem Liniendiagramm abgeleitet werden. Zwei dicke Pfeile auf der Achse R stellen ein Moment dar, das auf die Zahnkranzwelle 32a wirkt, wenn ein Moment Te*, das von der Brennkraftmaschine 22 ausgegeben wird, über den Leistungsverteilungs/-integrationsmechanismus 30 übertragen wird, während die Brennkraftmaschine 22 stetig an einem bestimmten Betriebspunkt betrieben wird, der durch das Zielmoment Te* und die Zieldrehzahl Ne* definiert wird, bzw. ein Moment, das als Moment Tm2* auf die Zahnkranzwelle 32a wirkt, wenn ein Moment Tm2*, das vom Motor MG2 ausgegeben wird, über das Untersetzungsgetriebe 35 übertragen wird. Die Gleichung (2) zeigt eine Beziehung in der Regelung zum Drehen des Motors MG1 bei der Zieldrehzahl Nm1*. In Gleichung (2) stellt „k1“ im zweiten Term auf der rechten Seite die Zunahme eines proportionalen Terms dar, und „k2“ im dritten Term auf der rechten Seite stellt die Zunahme eines integralen Terms dar. Nm1* = Ne* • ( 1 + ρ ) / ρ− Nm2/ ( Gr • ρ )
    Figure DE112004001343B4_0001
     Tm1* = vorheriges Tm1* + k 1 ( Nm 1 * − Nm 1 ) + k 2 ∫ ( Nm 1 * − Nm 1 ) dt
    Figure DE112004001343B4_0002
  • Nachdem die Zieldrehzahl Nm1* und der Momentbefehl Tm1* für den Motor MG1 berechnet wurden, teilt die CPU 72 die Differenz zwischen einer Ausgabegrenze Wout der Batterie 50 und dem Leistungsverbrauch (der erzeugten Leistung) des Motors MG1, der das Produkt des errechneten Momentbefehls Tm1* des Motors MG1 und der aktuellen Drehzahl Nm1 des Motors MG1 ist, durch die aktuelle Drehzahl Nm2 des Motors MG2 gemäß der Gleichung (3), die nachstehend angegeben ist, um eine Momentgrenze Tmax als Obergrenze für das Moment, das vom Motor MG2 ausgegeben wird, zu berechnen (Schritt S180). Die CPU 72 berechnet auch ein vorläufiges Motormoment Tm2tmp als Moment, das vom Motor MG2 ausgegeben werden soll, anhand der Momentanforderung Tr*, des Momentbefehls Tm1* und des Übersetzungsverhältnisses p des Leistungsverteilungs/-integrationsmechanismus 30 gemäß der nachstehend angegebenen Gleichung (4) (Schritt S190) und setzt von der errechneten Momentgrenze Tmax, dem errechneten vorläufigen Motormoment Tm2tmp und der Ansteuerungsgrenze Tlim die kleinste Größe als Momentbefehl Tm2* des Motors MG2 (Schritt S200). In diesem Zyklus der Routine besteht keine Betriebsbegrenzung des Motors MG2. Das geschätzte maximale Moment des Motors MG2 bei der Drehzahl Ne wurde demgemäß als Ansteuerungsgrenze Tlim gesetzt. Eine solche Einstellung des Momentbefehls Tm2* für den Motor MG2 ermöglicht es, die Momentanforderung Tr*, die an die Zahnkranzwelle 32a oder die Antriebswelle ausgegeben werden soll, als begrenztes Moment innerhalb der Ausgangsgrenzen der Batterie 50 und anhand des geschätzten maximalen Moments des Motors MG2 einzustellen. Die Gleichung (4) kann leicht aus dem oben erörterten Liniendiagramm von 5 abgeleitet werden. Tmax = ( Wout − Tm1* • Nm1 ) /Nm2
    Figure DE112004001343B4_0003
     Tm2tmp = ( Tr* + Tm1*/ ρ ) /Gr
    Figure DE112004001343B4_0004
  • Nachdem die Zieldrehzahl Ne* und das Zielmoment Te* der Brennkraftmaschine 2 und die Momentbefehle Tm1* und Tm2* der Motoren MG1 und MG2 eingestellt wurden, schickt die CPU 72 die Zieldrehzahl Ne* und das Zielmoment Te* der Brennkraftmaschine 22 zur Maschinen-ECU 24 und die Momentbefehle Tm1* und Tm2* der Motoren MG1 und MG2 zur Motor-ECU 40 (Schritt 210) und verlässt diese Antriebssteuerroutine. Die Maschinen-ECU 24 empfängt die Zieldrehzahl Ne* und das Zielmoment Te* und führt eine Kraftstoffeinspritzsteuerung und eine Zündsteuerung für die Brennkraftmaschine 22 aus, um die Brennkraftmaschine 22 bei einem Betriebspunkt anzutreiben, der von der Zieldrehzahl Ne* und dem Zielmoment Te* definiert ist. Die Motor-ECU 40 empfängt die Momentbefehle Tm1* und Tm2* und führt eine Schaltsteuerung der Schaltelemente in den Wechselrichtern 41 und 42 durch, um den Motor MG1 mit dem Momentbefehl Tm1* anzusteuern und um den Motor MG2 mit dem Momentbefehl Tm2* anzusteuern.
  • Im Falle einer Betriebsbegrenzung des Motors MG2 gibt die Routine in Schritt S130 dagegen eine positive Antwort und bestimmt, ob die Beschleunigungselementöffnung Acc nicht größer ist als eine voreingestellte Bezugsöffnung Aref (Schritt S140). Die voreingestellte Bezugsöffnung Aref wird verwendet, um zu bestimmen, ob der Fahrer eine hohe Last auf das Fahrzeugs verlangt, und ist z.B. auf 30 % oder 40 % eingestellt. Wenn die eingegebene Beschleunigungselementöffnung Acc nicht größer ist als die voreingestellte Bezugsöffnung Aref, stellt die CPU 72 einen Niedriglastzustand fest und führt eine im Ablaufschema von 6 dargestellte Niedriglast-Korrekturroutine aus, um einen Zielbetriebspunkt der Brennkraftmaschine 22, der von der Zieldrehzahl Ne* und dem Zielmoment Te* definiert ist, zu korrigieren (Schritt S150). Wenn die eingegebene Beschleunigungselementöffnung Acc größer ist als die voreingestellte Bezugsöffnung Aref, stellt die CPU 72 dagegen einen Hochlastzustand fest und führt eine im Ablaufschema von 7 dargestellte Hochlast-Korrekturroutine aus, um den Zielbetriebspunkt für die Brennkraftmaschine 22, der von der Zieldrehzahl Ne* und dem Zielmoment Te* definiert wird, zu korrigieren (Schritt S160).
  • In der Niedriglast-Korrekturroutine werden zuerst beobachtete elektrische Ladungs/Entladungsleistungen Wb und eine angeforderte elektrische Ladungs/Entladungsleistung Wb* der Batterie 50 gelesen (Schritt S300), und die durchschnittliche elektrische Ladungs/Entladungsleistung Wbave der in einem voreingestellten Zeitraum (beispielsweise 1 Sekunde) gelesenen beobachteten elektrischen Ladungs/Entladungsleistungen Wb werden berechnet. Hierbei wird die beobachtete elektrische Ladungs/ Entladungsleistung Wb der Batterie 50 als Produkt einer Spannung Vb zwischen den Polen der Batterie 50, die von einem Spannungssensor 51a gemessen wird, und einem Ladungs/Entladungsstrom Ib, der von einem Stromsensor 51b gemessen wird, erhalten und von der Batterie-ECU 52 über Datenübertragung eingegeben. Die angeforderte elektrische Ladungs-/Entladungsleistung Wb* wird durch Umwandeln der angeforderten Ladungs/Entladungsleistung Pb* erhalten. Die Routine berechnet dann den Unterschied (die Differenz der elektrischen Leistung) ΔW zwischen der angeforderten elektrischen Ladungs/Entladungsleistung Wb* und der errechneten durchschnittlichen elektrischen Ladungs/Entladungsleistung Wbave (Schritt S320) und korrigiert die Zieldrehzahl Ne* der Brennkraftmaschine 22, um die Differenz der elektrischen Leistung ΔW auszugleichen (Schritt S330). Im Verfahren dieser Ausführungsform wird das Produkt der Differenz der elektrischen Leistung ΔW und eine proportionale Zunahme kb zu einem früheren Wert der Zieldrehzahl Ne*, der im vorherigen Zyklus eingestellt wurde, addiert, um die Zieldrehzahl Ne* zu korrigieren. Die Niedriglast-Korrekturroutine variiert die Zieldrehzahl Ne* und den Zielbetriebspunkt der Brennkraftmaschine 22, um den Unterschied zwischen der angeforderten elektrischen Ladungs/Entladungsleistung Wb* und der errechneten durchschnittlichen elektrischen Ladungs/Entladungsleistung Wave auszugleichen, d.h. um die beobachtete elektrische Ladungs/Entladungsleistung Wb der Batterie 50 der angeforderten elektrischen Ladungs/Entladungsleistung Wb* anzugleichen, während das Zielmoment Te* unverändert gehalten wird. 8 zeigt eine Betriebslinie der Brennkraftmaschine 22 und ein Verfahren zum Korrigieren des Zielbetriebspunkts der Brennkraftmaschine 22. 9 zeigt die Beziehung zwischen der Leistung der Brennkraftmaschine 22 und der Leistung des Motors MG2 im Normalzustand und unter einer Betriebsbegrenzung des Motors MG2. Wie in 8 dargestellt, wird der Zielbetriebspunkt der Brennkraftmaschine 22 von einem Betriebspunkt DPI, bei dem es sich um den Schnittpunkt einer Betriebslinie der Brennkraftmaschine 22 und einer Kurve einer konstanten Leistungsanforderung Pe* handelt, zu einem Betriebspunkt DP2 einer niedrigeren Zieldrehzahl Ne* verändert. Die von der Brennkraftmaschine 22 ausgegebene Leistung ist somit gleich dem Produkt der korrigierten Zieldrehzahl Ne* und dem Zielmoment Te* des Betriebspunkts DP2. Die elektrische Ladungs/Entladungsleistung Wb der Batterie 50 unter einer Betriebsbegrenzung des Motors MG2 ist daher der im Normalzustand gleich, wie in 9 dargestellt.
  • Die Hochlast-Steuerroutine stellt die Zieldrehzahl Ne* und das Zielmoment Te* der Brennkraftmaschine 22 als Schnittpunkt der Hochlast-Betriebslinie und der Kurve der konstanten Leistungsanforderungen Pe* ein (Schritt S400 in 7). 10 zeigt ein Verfahren zum Korrigieren des Zielbetriebspunkts gemäß einer Hochlast-Betriebslinie. Wie dargestellt, wird der Zielbetriebspunkt der Brennkraftmaschine 22 von einem Betriebspunkt DPI, bei dem es sich um den Schnittpunkt einer Normalzustands-Betriebslinie und einer Kurve der konstanten Leistungsanforderung Pe* handelt, zu einem Betriebspunkt DP3, bei dem es sich um den Schnittpunkt einer Hochlast-Betriebslinie und der Kurve der konstanten Leistungsanforderung Pe* handelt, geändert. Eine solche Änderung des Zielbetriebspunkt, um das Zielmoment Te* zu erhöhen, verstärkt das Moment (Te* / (1 + p)), das auf die Zahnkranzwelle 32a übertragen wird, unter dem Moment, das von der Brennkraftmaschine 22 ausgegeben werden soll (dem Zielmoment Te*). Ein Moment, das immer noch kleiner ist als die Momentforderung Tr*, aber näher an dieser liegt, kann somit an die Zahnkranzwelle 32a oder die Antriebswelle des Motors MG2 ausgegeben werden.
  • Sobald die Korrektur des Zielbetriebspunkts der Brennkraftmaschine 22 abgeschlossen ist, führt die Routine die Prozesse der Schritte S170 bis S200 durch, um die Momentbefehle Tm1* und Tm2* der Motoren MG1 und MG2 einzustellen. In diesem Zyklus der Routine liegt eine Betriebsbegrenzung des Motors MG2 vor. Somit wurde die Ansteuerungsgrenze Tlim als 60 % oder 50 % des geschätzten maximalen Moments des Motors MG2 bei der Drehzahl Ne eingestellt. Der Prozess von Schritt S200 setzt die kleinste Größe von der Momentgrenze Tmax, dem vorläufigen Motormoment Tm2tmp und der Ansteuerungsgrenze Tlim als Momentbefehl Tm2* des Motors MG2. Der Momentbefehl Tm2* des Motors MG2 wird demgemäß durch Begrenzen der Momentanforderung Tr*, die an die Zahnkranzwelle 32a oder die Antriebswelle ausgegeben werden soll, im Bereich der Ausgabegrenze der Batterie 50 und in der Antriebsbegrenzung des Motors MG2 eingestellt.
  • Die Zieldrehzahl Ne* und das Zielmoment Te* der Brennkraftmaschine 22, die wie oben erörtert korrigiert wurden, und die Einstellungen der Momentbefehle Tm1* und Tm2* der Motoren MG1 und MG2 werden jeweils an die Maschinen-ECU 24 und die Motor-ECU 40 geschickt (Schritt S210). Die Maschinen-ECU 24 und die Motor-ECU 40 steuern die Brennkraftmaschine 22 und die Motoren MG1 und MG2, um sicherzustellen, dass der Momentbefehl Tm1* vom Motor MG1 ausgegeben wird und der Motorbefehl Tm2* vom Motor MG2 ausgegeben wird und dadurch die Brennkraftmaschine 22 am Betriebspunkt angesteuert wird, der von der Zieldrehzahl Ne* und dem Zielmoment Te* definiert ist.
  • Wie oben beschrieben, korrigiert das Hybridfahrzeug 20 dieser Ausführungsform den Zielbetriebspunkt der Brennkraftmaschine 22, um die beobachtete elektrische Ladungs/Entladungsleistung Wb der Batterie 50 der angeforderten elektrischen Ladungs/ Entladungsleistung Wb* anzugleichen, während das Moment der Brennkraftmaschine 22 unverändert gehalten wird, während ein Betrieb im Niedriglastzustand und unter der Betriebsbegrenzung des Motors MG2 stattfindet. Diese Anordnung verhindert wirksam, dass die Batterie 50 überladen wird und sich die Emissionswerte verschlechtern. Während eine Ansteuerung im Hochlastzustand unter einer Antriebsbegrenzung des Motors MG2 stattfindet, korrigiert das Hybridfahrzeug 20 den Zielbetriebspunkt der Brennkraftmaschine 22, um das Zielmoment Te* zu erhöhen. Ein Moment, das immer noch kleiner ist als die Momentanforderung Tr*, aber näher an dieser liegt, kann somit an die Zahnkranzwelle 32a oder die Antriebswelle ausgegeben werden. Diese Auslegung stellt sicher, dass ein gewünschtes Moment ansprechend auf eine Manipulation durch den Fahrer ausgegeben wird, auch wenn eine Antriebsbegrenzung des Motors MG2 stattfindet. Ohne eine Antriebsbegrenzung des Motors MG2 wird die Momentanforderung Tr* innerhalb der Ausgangsgrenzen Wout der Batterie 50 und im Bereich der geschätzten maximalen Moments ausgegeben.
  • Das Hybridfahrzeug 20 dieser Ausführungsform verwirklicht die Antriebsbegrenzung des Motors MG2, wenn die Temperatur Tm des Motors MG2 oder die Temperatur Tinv des Wechselrichters 42 nicht unter der Obergrenze für die Motortemperatur oder der Obergrenze für die Wechselrichtertemperatur liegt. Die Antriebsbegrenzung des Motors MG2 kann gemäß jedem geeigneten Faktor außer der Temperatur Tm des Motors MG2 oder der Temperatur Tinv des Wechselrichters 42 verwirklicht werden.
  • Im Hybridfahrzeug 20 dieser Ausführungsform wird die Ansteuerungsgrenze Tlim des Motors MG2 bei 60 % oder 50 % der geschätzten maximalen Geschwindigkeit des Motors MG2 bei der Drehzahl Nm2 eingestellt. Die Ansteuerungsgrenze Tlim ist nicht auf den Wert 60 % oder 50 % begrenzt, sondern kann auch größer oder kleiner sein. Die Ansteuerungsgrenze Tlim kann eine Variable sein, die eine stärkere Begrenzung aufweist, wenn die Temperatur Tm des Motors MG2 steigt, oder die Temperatur Tinv des Wechselrichters 42 steigt.
  • Im Hybridfahrzeug 20 dieser Ausführungsform wird unter einer Antriebsbegrenzung des Motors MG2 und im Hochlastzustand der Zielbetriebspunkt der Brennkraftmaschine 22 in den Betriebspunkt DP3 geändert, bei dem es sich um den Schnittpunkt der Hochlast-Betriebslinie und der Kurve der konstanten Leistungsanforderung Pe* handelt. Ein anderes Verfahren kann als Alternative angewendet werden, um den Zielbetriebspunkt einzustellen.
  • Im Hybridfahrzeug 20 dieser Ausführungsform unterliegt die Leistung des Motors MG2 einer Übersetzungsänderung durch das Untersetzungsgetriebe 35 und wird an die Zahnkranzwelle 32a ausgegeben. In einer möglichen Modifikation, die als Hybridfahrzeug 120 von 11 dargestellt ist, kann die Leistung des Motors MG2 an eine andere Achse (d.h. eine Achse, die mit den Rädern 64a und 64b verbunden ist), die sich von der Achse, die mit der Zahnkranzwelle 32a verbunden ist (d.h. der Achse, die mit den Rädern 63a und 63b verbunden ist) unterscheidet, ausgegeben werden.
  • In dem Hybridfahrzeug 20 dieser Ausführungsform wird die Leistung der Brennkraftmaschine 22 über den Leistungsverteilungs/-integrationsmechanismus 30 an die Zahnkranzwelle 32a ausgegeben, die als Antriebswelle dient, die mit den Antriebsrädern 63a und 63b verbunden ist. In einer anderen möglichen Modifikation von 12 kann ein Hybridfahrzeug 220 einen Rotorpaar-Motor 230 aufweisen, der einen inneren Rotor 232 aufweist, der mit der Kurbelwelle 26 der Brennkraftmaschine 22 verbunden ist, sowie einen äußeren Rotor 234, der mit der Antriebswelle verbunden ist, um die Leistung an die Antriebsräder 63a, 63b auszugeben, und der einen Teil der Leistung, die von der Brennkraftmaschine 22 ausgegeben wird, auf die Antriebswelle überträgt, während der übrige Teil der Leistung in elektrische Energie umgewandelt wird.

Claims (14)

  1. Leistungsabgabevorrichtung, die Leistung an eine Antriebswelle (32a) ausgibt, wobei die Leistungsabgabevorrichtung folgendes aufweist: eine Brennkraftmaschine (22); ein Aufnahme/Abgabe-Modul für elektrische Leistung und mechanische Leistung, das einen Generator (MG1), der als Elektrogenerator sowie auch als Elektromotor angesteuert werden kann, aufweist und das mit einer Abtriebswelle (26) der Brennkraftmaschine (22) und mit der Antriebswelle (32a) verbunden ist und zumindest einen Teil der Leistung von der Brennkraftmaschine (22) durch Aufnahme und Abgabe von elektrischer Leistung und mechanischer Leistung an die Antriebswelle (32a) abgibt; einen Motor (MG2), der in der Lage ist, Leistung von der Antriebswelle (32a) aufzunehmen und an diese abzugeben; einen Akkumulator (50), der in der Lage ist, elektrische Leistung an den Motor (MG2) zu liefern und von diesem zu empfangen; Wechselrichter (41, 42), über die elektrische Leistung von dem Generator (MG1) und dem Motor (MG2) auf den und von dem Akkumulator (50) übertragbar ist, wobei der Wechselrichter (41) zwischen dem Generator (MG1) und dem Akkumulator (50) und der Wechselrichter (42) zwischen dem Motor (MG2) und dem Akkumulator (50) angeordnet ist; ein Leistungsanforderungs-Einstellmodul, das eine erforderliche Leistungsanforderung (Pe*) für die Antriebswelle (32a) einstellt; ein Zielleistungs-Einstellmodul, das eine Zielleistung, die von der Brennkraftmaschine (22) ausgegeben werden soll, aufgrund der eingestellten Leistungsanforderung (Pe*) einstellt; ein Antriebsbegrenzungs-Verwirklichungsmodul, das, wenn eine vorgegebene Begrenzungsbedingung erfüllt ist, eine Antriebsbegrenzung des Motors (MG2) aufgrund der vorgegebenen Begrenzungsbedingung verwirklicht; ein Korrekturmodul, das die eingestellte Zielleistung aufgrund der verwirklichten Antriebsbegrenzung korrigiert, wenn die Antriebsbegrenzung des Motors (MG2) durch das Antriebsbegrenzungs-Verwirklichungsmodul verwirklicht wird; und ein Steuermodul, das eine Normalsteuerung durchführt, um die Brennkraftmaschine (22) und den Motor (MG2) im Falle keiner Verwirklichung der Antriebsbegrenzung des Motors (MG2) durch das Antriebsbegrenzungs-Verwirklichungsmodul so zu steuern, dass eine Ausgabe der Zielleistung von der Brennkraftmaschine (22) und eine Ausgabe der Leistung, die der eingestellten Leistungsanforderung entspricht, an die Antriebswelle (32a) sichergestellt wird, wobei das Steuermodul eine Begrenzungssteuerung durchführt, um die Brennkraftmaschine (22) und den Motor (MG2) im Falle der Verwirklichung einer Antriebsbegrenzung des Motors (MG2) durch das Antriebsbegrenzungs-Verwirklichungsmodul so zu steuern, dass die Ausgabe der korrigierten Zielleistung von der Brennkraftmaschine (22) und die Ausgabe der Leistung im Bereich der verwirklichten Antriebsbegrenzung vom Motor (MG2) sichergestellt wird; wobei die vorgegebene Begrenzungsbedingung erfüllt ist, wenn eine Temperatur (Tm) des Motors (MG2) nicht niedriger ist als eine Obergrenze für die Motortemperatur, die als oberer Schwellenwert eingestellt ist, um eine kontinuierliche Ansteuerung des Motors (MG2) sicherzustellen, oder wenn eine Temperatur (Tinv) des Wechselrichters (42) nicht niedriger ist als eine Obergrenze für die Wechselrichtertemperatur, die als oberer Schwellenwert eingestellt ist, um eine kontinuierliche Ansteuerung des Motors (MG2) sicherzustellen, wobei das Steuermodul ausgebildet ist, den Zielbetriebspunkt der Brennkraftmaschine (22) zu korrigieren, um die beobachtete elektrische Ladungs/Entladungsleistung (Wb) des Akkumulators (50) der angeforderten elektrischen Ladungs/ Entladungsleistung (Wb*) anzugleichen, während das Moment der Brennkraftmaschine (22) unverändert gehalten wird, während ein Betrieb im Niedriglastzustand unter Betriebsbegrenzung des Motors (MG2) stattfindet, und wobei das Steuermodul ausgebildet ist, den Zielbetriebspunkt der Brennkraftmaschine (22) zu einem Betriebspunkt einer Hochlast-Ansteuerungslinie zu korrigieren, bei welchem einer konstanten Leistung (Pe*) ein im Vergleich zu einer Normalzustands-Ansteuerungslinie höheres Moment (Te*) zugeordnet ist, wenn die Begrenzungssteuerung in einem Hochlastzustand ausgeführt wird.
  2. Leistungsabgabevorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Leistungsabgabevorrichtung ferner folgendes aufweist: ein Messmodul für die elektrische Ladungs-/Entladungsleistung, das eine elektrische Ladungs-/Entladungsleistung misst, die verwendet wird, um den Akkumulator (50) zu laden, oder die durch Entladen des Akkumulators (50) erhalten wird; und ein Anforderungs-Einstellmodul für die elektrische Leistung, das eine angeforderte elektrische Leistung zum Laden oder Entladen des Akkumulators (50) aufgrund einer vorgegebenen Ladungs-/Entladungsbedingung einstellt, wobei das Korrekturmodul die Einstellung der Zielleistung korrigiert, um die Differenz zwischen der elektrischen Ladungs-/Entladungsleistung, die vom Messmodul für die elektrische Ladungs-/Entladungsleistung gemessen wird, und der angeforderten elektrischen Leistung, die vom Anforderungs-Einstellmodul für die elektrische Leistung eingestellt wird, auszugleichen.
  3. Leistungsabgabevorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Zielleistungs-Einstellmodul ein Zielmoment (Te*) und eine Zieldrehzahl (Ne*) feststellt, um die Zielleistung einzustellen, und das Korrekturmodul die festgestellte Zieldrehzahl (Ne*) variiert, um die Zielleistung zu korrigieren.
  4. Leistungsabgabevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Aufnahme/Abgabe-Modul für elektrische Leistung und mechanische Leistung folgendes aufweist: eine Dreiwellen-Leistungsaufnahme/-abgabe-Anordnung (30), die mit drei Wellen verbunden ist, d.h. der Abtriebswelle (26) der Brennkraftmaschine (22), der Antriebswelle (32a) und einer dritten Welle, und die aufgrund der Leistungen, die von zwei Wellen von den drei Wellen aufgenommen und abgegeben wird, die Aufnahme und Abgabe von Leistung von der übrigen und an die übrige von den drei Wellen feststellt; und wobei der Generator (MG1) Leistung von der dritten Welle aufnimmt und an diese abgibt.
  5. Leistungsabgabevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 wobei das Aufnahme/Abgabe-Modul für elektrische Leistung und mechanische Leistung einen Rotorpaar-Generator (230) aufweist, der einen ersten Rotor (232) aufweist, der mit der Abtriebswelle (26) der Brennkraftmaschine (22) verbunden ist, und einen zweiten Rotor (234), der mit der Antriebswelle (32a) verbunden ist und sich relativ zum ersten Rotor (232) dreht, wobei der Rotorpaar-Generator (230) mindestens einen Teil der Leistung von der Brennkraftmaschine (22) durch Aufnahme und Abgabe von elektrischer Leistung durch elektromagnetische Wechselwirkung zwischen dem ersten Rotor (232) und dem zweiten Rotor (234) an die Abtriebswelle (26) abgibt.
  6. Kraftfahrzeug, das folgendes aufweist: eine Brennkraftmaschine (22); ein Aufnahme/Abgabe-Modul für elektrische Leistung und mechanische Leistung, das einen Generator (MG1), der als Elektrogenerator sowie auch als Elektromotor angesteuert werden kann, und das mit einer Abtriebswelle (26) der Brennkraftmaschine (22) und mit einer Antriebswelle (32a) verbunden ist, die mit einer Achse verbunden ist und zumindest einen Teil der Leistung von der Brennkraftmaschine (22) durch Aufnahme und Abgabe von elektrischer Leistung und mechanischer Leistung an die Antriebswelle (32a) abgibt; einen Motor (MG2), der in der Lage ist, Leistung von der Antriebswelle (32a) aufzunehmen und an diese abzugeben; einen Akkumulator (50), der in der Lage ist, elektrische Leistung an den Motor (MG2) zu liefern und von diesem zu empfangen; Wechselrichter (41, 42), über die elektrische Leistung von dem Generator (MG1) und dem Motor (MG2) auf den und von dem Akkumulator (50) übertragbar ist, wobei der Wechselrichter (41) zwischen dem Generator (MG1) und dem Akkumulator (50) und der Wechselrichter (42) zwischen dem Motor (MG2) und dem Akkumulator (50) angeordnet ist; ein Leistungsanforderungs-Einstellmodul, das eine erforderliche Leistungsanforderung (Pe*) für die Antriebswelle (32a) einstellt; ein Zielleistungs-Einstellmodul, das eine Zielleistung, die von der Brennkraftmaschine (22) ausgegeben werden soll, aufgrund der eingestellten Leistungsanforderung (Pe*) einstellt; ein Antriebsbegrenzungs-Verwirklichungsmodul, das, wenn eine vorgegebene Begrenzungsbedingung erfüllt ist, eine Antriebsbegrenzung des Motors (MG2) aufgrund der vorgegebenen Begrenzungsbedingung verwirklicht; ein Korrekturmodul, das die eingestellte Zielleistung aufgrund der verwirklichten Antriebsbegrenzung korrigiert, wenn die Antriebsbegrenzung des Motors (MG2) durch das Antriebsbegrenzungs-Verwirklichungsmodul verwirklicht wird; und ein Steuermodul, das eine Normalsteuerung durchführt, um die Brennkraftmaschine (22) und den Motor (MG2) im Falle keiner Verwirklichung der Antriebsbegrenzung des Motors (MG2) durch das Antriebsbegrenzungs-Verwirklichungsmodul so zu steuern, dass eine Ausgabe der Zielleistung von der Brennkraftmaschine (22) und eine Ausgabe der Leistung, die der eingestellten Leistungsanforderung entspricht, an die Antriebswelle (32a) sichergestellt wird, wobei das Steuermodul eine Begrenzungssteuerung durchführt, um die Brennkraftmaschine (22) und den Motor (MG2) im Falle der Verwirklichung einer Antriebsbegrenzung des Motors (MG2) durch das Antriebsbegrenzungs-Verwirklichungsmodul so zu steuern, dass die Ausgabe der korrigierten Zielleistung von der Brennkraftmaschine (22) und die Ausgabe der Leistung im Bereich der verwirklichten Antriebsbegrenzung vom Motor (MG2) sichergestellt wird, wobei die vorgegebene Begrenzungsbedingung erfüllt ist, wenn eine Temperatur (Tm) des Motors (MG2) nicht niedriger ist als eine Obergrenze für die Motortemperatur, die als oberer Schwellenwert eingestellt ist, um eine kontinuierliche Ansteuerung des Motors (MG2) sicherzustellen, oder wenn eine Temperatur (Tinv) des Wechselrichters (42) nicht niedriger ist als eine Obergrenze für die Wechselrichtertemperatur, die als oberer Schwellenwert eingestellt ist, um eine kontinuierliche Ansteuerung des Motors (MG2) sicherzustellen, wobei das Steuermodul ausgebildet ist, den Zielbetriebspunkt der Brennkraftmaschine (22) zu korrigieren, um die beobachtete elektrische Ladungs/Entladungsleistung (Wb) des Akkumulators (50) der angeforderten elektrischen Ladungs/ Entladungsleistung (Wb*) anzugleichen, während das Moment der Brennkraftmaschine (22) unverändert gehalten wird, während ein Betrieb im Niedriglastzustand unter Betriebsbegrenzung des Motors (MG2) stattfindet, und wobei das Steuermodul ausgebildet ist, den Zielbetriebspunkt der Brennkraftmaschine (22) zu einem Betriebspunkt einer Hochlast-Ansteuerungslinie zu korrigieren, bei welchem einer konstanten Leistung (Pe*) ein im Vergleich zu einer Normalzustands-Ansteuerungslinie höheres Moment (Te*) zugeordnet ist, wenn die Begrenzungssteuerung in einem Hochlastzustand ausgeführt wird.
  7. Kraftfahrzeug nach Anspruch 6, wobei das Kraftfahrzeug ferner folgendes aufweist: ein Messmodul für die elektrische Ladungs-/Entladungsleistung, das eine elektrische Ladungs-/Entladungsleistung misst, die verwendet wird, um den Akkumulator (50) zu laden, oder die durch Entladen des Akkumulators (50) erhalten wird; und ein Anforderungs-Einstellmodul für die elektrische Leistung, das eine angeforderte elektrische Leistung zum Laden oder Entladen des Akkumulators (50) aufgrund einer vorgegebenen Ladungs-/Entladungsbedingung einstellt, wobei das Korrekturmodul die Einstellung der Zielleistung korrigiert, um die Differenz zwischen der elektrischen Ladungs/Entladungsleistung, die vom Messmodul für die elektrische Ladungs/Entladungsleistung gemessen wird, und der angeforderten elektrischen Leistung, die vom Anforderungs-Einstellmodul für die elektrische Leistung eingestellt wird, auszugleichen.
  8. Kraftfahrzeug nach Anspruch 6, wobei das Zielleistungs-Einstellmodul ein Zielmoment (Te*) und eine Zieldrehzahl (Ne*) feststellt, um die Zielleistung einzustellen, und das Korrekturmodul die festgestellte Zieldrehzahl (Ne*) variiert, um die Zielleistung zu korrigieren.
  9. Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei das Aufnahme/ Abgabe-Modul für elektrische Leistung und mechanische Leistung folgendes aufweist: eine Dreiwellen-Leistungsaufnahme/-abgabe-Anordnung (30), die mit drei Wellen verbunden ist, d.h. der Abtriebswelle (26) der Brennkraftmaschine (22), der Antriebswelle (32a) und einer dritten Welle, und die aufgrund der Leistungen, die von zwei Wellen von den drei Wellen aufgenommen und abgegeben wird, die Aufnahme und Abgabe von Leistung von der übrigen und an die übrige von den drei Wellen feststellt; und wobei der Generator (MG1) Leistung von der dritten Welle aufnimmt und an dieser abgibt.
  10. Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei das Aufnahme/Abgabe-Modul für elektrische Leistung und mechanische Leistung einen Rotorpaar-Generator (230) aufweist, der einen ersten Rotor (232) aufweist, der mit der Abtriebswelle (26) der Brennkraftmaschine (22) verbunden ist, und einen zweiten Rotor (234), der mit der Antriebswelle (32a) verbunden ist und sich relativ zum ersten Rotor (232) dreht, wobei der Rotorpaar-Generator (230) mindestens einen Teil der Leistung von der Brennkraftmaschine (22) durch Aufnahme und Abgabe von elektrischer Leistung durch elektromagnetische Wechselwirkung zwischen dem ersten Rotor (232) und dem zweiten Rotor (234) an die Antriebswelle (26) ausgibt.
  11. Steuerverfahren für eine Leistungsabgabevorrichtung, die folgendes aufweist: eine Brennkraftmaschine (22); ein Aufnahme/Abgabe-Modul für elektrische Leistung und mechanische Leistung, das einen Generator (MG1), der als Elektrogenerator sowie auch als Elektromotor angesteuert werden kann, das mit einer Abtriebswelle (26) der Brennkraftmaschine (22) und mit einer Antriebswelle (32a) verbunden ist und zumindest einen Teil der Leistung von der Brennkraftmaschine (22) durch Aufnahme und Abgabe von elektrischer Leistung und mechanischer Leistung an die Antriebswelle (32a) abgibt; einen Motor (MG2), der in der Lage ist, Leistung von der Antriebswelle (32a) aufzunehmen und an diese abzugeben; einen Akkumulator (50), der in der Lage ist, elektrische Leistung an den Motor (MG2) zu liefern und von diesem zu empfangen; und Wechselrichter (41, 42), über die elektrische Leistung von dem Generator (MG1) und dem Motor (MG2) auf den und von dem Akkumulator (50) übertragbar ist, wobei der Wechselrichter (41) zwischen dem Generator (MG1) und dem Akkumulator (50) und der Wechselrichter (42) zwischen dem Motor (MG2) und dem Akkumulator (50) angeordnet ist; wobei das Steuerverfahren die folgenden Schritte umfasst: (a) Einstellen einer Leistungsanforderung (Pe*), die für die Antriebswelle (32a) erforderlich ist; (b) Einstellen einer Zielleistung, die von der Brennkraftmaschine (22) ausgegeben werden soll, aufgrund der eingestellten Leistungsanforderung (Pe*); (c) Verwirklichen einer Antriebsbegrenzung des Motors (MG2) aufgrund einer vorgegebenen Begrenzungsbedingung, wenn die vorgegebene Begrenzungsbedingung erfüllt ist; (d) Korrigieren der eingestellten Zielleistung aufgrund der verwirklichten Antriebsbegrenzung, wenn eine Antriebsbegrenzung des Motors (MG2) verwirklicht wird; (e) Steuern der Brennkraftmaschine (22) und des Motors (MG2), falls die Antriebsbegrenzung des Motors (MG2) nicht verwirklicht wird, um die Ausgabe der Zielleistung von der Brennkraftmaschine (22) und die Ausgabe einer Leistung, die der eingestellten Leistungsanforderung entspricht, an die Antriebswelle (32a) sicherzustellen, während die Brennkraftmaschine (22) und der Motor (MG2) im Falle einer verwirklichten Antriebsbegrenzung des Motors (MG2) so gesteuert werden, dass die Ausgabe der korrigierten Zielleistung von der Brennkraftmaschine (22) und die Ausgabe der Leistung im Bereich der verwirklichten Antriebsleistungsbegrenzung vom Motor (MG2) sichergestellt werden; (f) Korrigieren des Zielbetriebspunkts der Brennkraftmaschine (22), um die beobachtete elektrische Ladungs/Entladungsleistung (Wb) des Akkumulators (50) der angeforderten elektrischen Ladungs/ Entladungsleistung (Wb*) anzugleichen, während das Moment der Brennkraftmaschine (22) unverändert gehalten wird, während ein Betrieb im Niedriglastzustand unter Betriebsbegrenzung des Motors (MG2) stattfindet; und (g) Korrigieren des Zielbetriebspunkts der Brennkraftmaschine (22) zu einem Betriebspunkt einer Hochlast-Ansteuerungslinie, bei welchem einer konstanten Leistung (Pe*) ein im Vergleich zu einer Normalzustands-Ansteuerungslinie höheres Moment (Te*) zugeordnet ist, wenn die Begrenzungssteuerung in einem Hochlastzustand ausgeführt wird; wobei die vorgegebene Begrenzungsbedingung erfüllt ist, wenn eine Temperatur (Tm) des Motors (MG2) nicht niedriger ist als eine Obergrenze für die Motortemperatur, die als oberer Schwellenwert eingestellt ist, um eine kontinuierliche Ansteuerung des Motors (MG2) sicherzustellen oder wenn eine Temperatur (Tinv) des Wechselrichters (42) nicht niedriger ist als eine Obergrenze für die Wechselrichtertemperatur, die als oberer Schwellenwert eingestellt ist, um eine kontinuierliche Ansteuerung des Motors (MG2) sicherzustellen.
  12. Steuerverfahren nach Anspruch 11, wobei das Steuerverfahren ferner vor dem Schritt (d) die folgenden Schritte umfasst: Messen einer elektrischen Ladungs-/Entladungsleistung, die verwendet wird, um den Akkumulator (50) zu laden, oder die erhalten wird, wenn der Akkumulator (50) entladen wird; und Einstellen einer angeforderten elektrischen Leistung zum Laden oder Entladen des Akkumulators (50) aufgrund einer vorgegebenen Ladungs/Entladungsbedingung, wobei der Schritt (d) die Zielleistung korrigiert, um die Differenz zwischen der gemessenen elektrischen Ladungs/Entladungsleistung und der angeforderten elektrischen Leistung auszugleichen.
  13. Steuerverfahren für ein Kraftfahrzeug, welches folgendes umfasst: eine Brennkraftmaschine (22), ein Aufnahme/Abgabe-Modul für elektrische Leistung und mechanische Leistung, das einen Generator (MG1), der als Elektrogenerator sowie auch als Elektromotor angesteuert werden kann, das mit einer Abtriebswelle (26) der Brennkraftmaschine (22) und mit einer Antriebswelle (32a) verbunden ist, die mit einer Achse verbunden ist, und zumindest einen Teil der Leistung von der Brennkraftmaschine (22) durch Aufnahme und Abgabe von elektrischer Leistung und mechanischer Leistung an die Antriebswelle (32a) abgibt; einen Motor (MG2), der in der Lage ist, Leistung von der Antriebswelle (32a) aufzunehmen und an diese abzugeben; einen Akkumulator (50), der in der Lage ist, elektrische Leistung an den Motor (MG2) zu liefern und von diesem zu empfangen; und Wechselrichter (41, 42), über die elektrische Leistung von dem Generator (MG1) und dem Motor (MG2) auf den und von dem Akkumulator (50) übertragbar ist, wobei der Wechselrichter (41) zwischen dem Generator (MG1) und dem Akkumulator (50) und der Wechselrichter (42) zwischen dem Motor (MG2) und dem Akkumulator (50) angeordnet ist; wobei das Steuerverfahren die folgenden Schritte umfasst: (a) Einstellen einer Leistungsanforderung (Pe*), die für die Antriebswelle (32a) erforderlich ist; (b) Einstellen einer Zielleistung, die von der Brennkraftmaschine (22) ausgegeben werden soll, aufgrund der eingestellten Leistungsanforderung (Pe*); (c) Verwirklichen einer Antriebsbegrenzung des Motors (MG2) aufgrund einer vorgegebenen Begrenzungsbedingung, wenn die vorgegebene Begrenzungsbedingung erfüllt ist; (d) Korrigieren der eingestellten aufgrund der Zielleistung verwirklichten Antriebsbegrenzung, wenn eine Antriebsbegrenzung des Motors (MG2) verwirklicht wird; (e) Steuern der Brennkraftmaschine (22) und des Motors (MG2), falls die Antriebsbegrenzung des Motors (MG2) nicht verwirklicht wird, um die Ausgabe der Zielleistung von der Brennkraftmaschine (22) und die Ausgabe einer Leistung, die der eingestellten Leistungsanforderung entspricht, an die Antriebswelle (32a) sicherzustellen, während die Brennkraftmaschine (22) und der Motor (MG2) im Falle einer verwirklichten Antriebsbegrenzung des Motors (MG2) gesteuert werden, um die Ausgabe der korrigierten Zielleistung von der Brennkraftmaschine (22) und die Ausgabe der Leistung im Bereich der verwirklichten Antriebsleistung vom Motor (MG2) sicherzustellen; (f) Korrigieren des Zielbetriebspunkts der Brennkraftmaschine (22), um die beobachtete elektrische Ladungs/Entladungsleistung (Wb) des Akkumulators (50) der angeforderten elektrischen Ladungs/ Entladungsleistung (Wb*) anzugleichen, während das Moment der Brennkraftmaschine (22) unverändert gehalten wird, während ein Betrieb im Niedriglastzustand unter Betriebsbegrenzung des Motors (MG2) stattfindet; und (g) Korrigieren des Zielbetriebspunkts der Brennkraftmaschine (22) zu einem Betriebspunkt einer Hochlast-Ansteuerungslinie, bei welchem einer konstanten Leistung (Pe*) ein im Vergleich zu einer Normalzustands-Ansteuerungslinie höheres Moment (Te*) zugeordnet ist, wenn die Begrenzungssteuerung in einem Hochlastzustand ausgeführt wird; wobei die vorgegebene Begrenzungsbedingung erfüllt ist, wenn eine Temperatur (Tm) des Motors (MG2) nicht niedriger ist als eine Obergrenze für die Motortemperatur, die als oberer Schwellenwert eingestellt ist, um eine kontinuierliche Ansteuerung des Motors (MG2) sicherzustellen oder wenn eine Temperatur (Tinv) des Wechselrichters (42) nicht niedriger ist als eine Obergrenze für die Wechselrichtertemperatur, die als oberer Schwellenwert eingestellt ist, um eine kontinuierliche Ansteuerung des Motors (MG2) sicherzustellen.
  14. Steuerverfahren nach Anspruch 13, wobei das Steuerverfahren ferner vor dem Schritt (d) die folgenden Schritte umfasst: Messen einer elektrischen Ladungs/Entladungsleistung, die verwendet wird, um den Akkumulator (50) zu laden oder die erhalten wird, wenn der Akkumulator (50) entladen wird; und Einstellen einer angeforderten elektrischen Leistung zum Laden oder Entladen des Akkumulators (50) aufgrund einer vorgegebenen Ladungs/Entladungsbedingung, wobei der Schritt (d) die Zielleistung korrigiert, um die Differenz zwischen der gemessenen elektrischen Ladungs/Entladungsleistung und der angeforderten elektrischen Leistung auszugleichen.
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