DE112011104798T5 - Antriebssteuervorrichtung für Hybridfahrzeug - Google Patents

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Masaaki Tagawa
Masakazu Saito
Hitoshi Ohkuma
Yoshiki Ito
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Abstract

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Fahrbarkeit und das Fahrgefühl zu verbessern, ohne dass sich eine Drehmomentvariation eines Verbrennungsmotors auf ein Antriebsdrehmoment auswirkt, während die Kompatibilität mit einer Antriebskraft und einem Lade-/Entladevorgang durch eine Steuerung gewährleistet wird. Eine Antriebssteuervorrichtung für ein Hybridfahrzeug enthält einen ersten und einen zweiten Motor-Generator, einen Differenzialgetriebemechanismus, eine Gaspedalpositionsdetektionseinheit, eine Fahrzeuggeschwindigkeitsdetektionseinheit, einer Batterieladezustandsdetektionseinheit, eine Soll-Antriebskrafteinstelleinheit, eine Soll-Lade/Entladeleistungseinstelleinheit, eine Soll-Verbrennungsmotorleistungsberechnungseinheit, eine Verbrennungsmotor-Sollbetriebspunkteinstelleinheit und eine Motordrehmomentbefehlswertbetriebseinheit. Die Antriebssteuervorrichtung führt eine Rückkopplungskorrektur an berechneten Drehmomentbefehlswerten für mehrere Motor-Generatoren aus. Die Motordrehmomentbefehlswertbetriebseinheit berechnet die Drehmomentkorrekturwerte der mehreren Motor-Generatoren anhand einer Abweichung zwischen einer tatsächlichen Verbrennungsmotordrehzahl und einer Soll-Verbrennungsmotordrehzahl während der Rückkopplungskorrektur und stellt ein Verhältnis zwischen den Drehmomentkorrekturwerten der mehreren Motor-Generatoren auf ein vorgegebenes Verhältnis anhand eines Hebelverhältnisses der Antriebssteuervorrichtung ein.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung für ein Hybridfahrzeug, das mehrere Kraftquellen enthält und die Leistungen der Kraftquellen durch einen Differenzialgetriebemechanismus kombiniert, um die kombinierte Leistung von einer Antriebswelle entgegenzunehmen bzw. an eine Antriebswelle abzugeben, und insbesondere eine Antriebssteuervorrichtung für ein Hybridfahrzeug, die einen Betriebspunkt eines Verbrennungsmotors und ein Motordrehmoment steuert.
  • ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
  • Herkömmlicherweise enthalten Systeme für einen Hybrid-Pkw mit einer Elektromaschine und einem Verbrennungsmotor Systeme, wie sie zum Beispiel im japanischen Patent Nr. 3050125 , im japanischen Patent Nr. 3050138 , im japanischen Patent Nr. 3050141 und im japanischen Patent Nr. 3097572 offenbart sind, neben einem Reihensystem und einem Parallelsystem. Diese offenbarten Systeme arbeiten mit einem System, das ein Planetengetriebe (einen Differenzialgetriebemechanismus mit drei Rotationselementen) und zwei Elektromaschinen verwendet, um die Leistung eines Verbrennungsmotors in jeweilige Leistungen für einen Generator und eine Antriebswelle aufzuteilen, und verwendet die durch den Generator erzeugte elektrische Leistung zum Antreiben der an der Antriebswelle angeordneten Elektromaschine, um eine Drehmomentwandlung der Leistung des Verbrennungsmotors vorzunehmen.
  • Dieser Typ wird als ein „Dreiwellentyp” bezeichnet.
  • Bei dieser herkömmlichen Technik kann der Betriebspunkt des Verbrennungsmotors auf einen Punkt, einschließlich Stopp, eingestellt werden. Dadurch wird die Kraftstoffeffizienz verbessert.
  • Jedoch ist nicht so sehr wie beim Reihensystem – um ein ausreichendes Drehmoments der Antriebswelle zu erhalten – eine Elektromaschine mit einem vergleichsweise großen Drehmoment erforderlich, und die Beträge der abgegebenen und der empfangenen elektrischen Leistung zwischen dem Generator und der Elektromaschine nehmen in einem NIEDRIGEN Gangbereich zu. Dadurch vergrößert sich der elektrische Verlust. Darum gibt es immer noch Raum für Verbesserungen
  • Verfahren zur Lösung dieses Punktes sind im japanischen Patent Nr. 3578451 , in der japanischen ungeprüften Patentanmeldungspublikation Nr. 2004-15982 und in der japanischen ungeprüften Patentanmeldungspublikation Nr. 2002-281607 dieses Anmelders offenbart.
  • In dem Verfahren der japanischen ungeprüften Patentanmeldungspublikation Nr. 2002-281607 sind jeweilige Rotationselemente eines Differenzialgetriebemechanismus mit vier Rotationselementen mit einer Abtriebswelle eines Verbrennungsmotors, einem ersten Motor-Generator (im Weiteren als „MG1” bezeichnet), einem zweiten Motor-Generator (im Weiteren als „MG2” bezeichnet) und einer mit einem Antriebsrad gekoppelten Antriebswelle gekoppelt. Dies kombiniert eine Leistung des Verbrennungsmotors mit den Leistungen von MG1 und MG2, um die kombinierte Leistung an die Antriebswelle abzugeben.
  • In dem kollinearen Schaubild sind die Abtriebswelle des Verbrennungsmotors und die Antriebswelle als die Rotationselemente auf der Innenseite angeordnet. MG1 (auf der Verbrennungsmotor-Seite) und MG2 (auf der Antriebswellen-Seite) sind als die Rotationselemente auf der Außenseite in dem kollinearen Schaubild angeordnet. Dies reduziert die Anteile der Leistungen von MG1 und MG2 innerhalb der Leistung, die von dem Verbrennungsmotor zu der Antriebswelle übertragen wird. Dies reduziert die Größe von MG1 und MG2 und verbessert den Übertragungswirkungsgrad als eine Antriebsvorrichtung.
  • Dieser Typ wird als ein „Vierwellentyp” bezeichnet.
  • Das vorgeschlagene Verfahren des japanischen Patents Nr. 3578451 ähnelt dem oben beschriebenen Verfahren. Außerdem enthält das Verfahren ein fünftes Rotationselement und eine Bremse, die die Rotation dieses Rotationselement stoppt.
  • Bei der herkömmlichen Technik, wie im japanischen Patent Nr. 3050125 offenbart, werden die Antriebskraft, die für das Fahrzeug benötigt wird, und eine elektrische Leistung, die für das Laden einer Speicherbatterie benötigt wird, addiert, um eine Leistung zu berechnen, die durch den Verbrennungsmotor abgegeben werden soll. Ein Punkt mit dem höchstmöglichen Wirkungsgrad wird unter Kombinationen eines Drehmoments, das die Leistung erzeugt, und einer Drehzahl berechnet, um einen Verbrennungsmotor-Sollbetriebspunkt einzustellen.
  • Anschließend wird MG1 so gesteuert, dass ein Betriebspunkt des Verbrennungsmotors der Soll-Betriebspunkt wird. Auf diese Weise wird eine Verbrennungsmotordrehzahl gesteuert.
    Patentdokument 1: Japanische ungeprüfte Patentanmeldungspublikation Nr. 2008-12992
  • OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
  • DURCH DIE ERFINDUNG ZU LÖSENDE PROBLEME
  • In dem Fall, wo die herkömmliche Antriebssteuervorrichtung für das Hybridfahrzeug der „Dreiwellentyp” ist, beeinflusst das Drehmoment von MG2 nicht die Drehmomentbalance. Dementsprechend wird das Drehmoment von MG1 durch Rückkopplung so gesteuert, dass sich die Verbrennungsmotordrehzahl dem Sollwert nähert. Dieses Drehmoment von MG1 wird verwendet, um ein Drehmoment zu berechnen, das vom Verbrennungsmotor und MG1 an die Antriebswelle abzugeben ist. Das Drehmoment von MG2 wird auf einen Wert gesteuert, wo ein Wert des berechneten Drehmoments von der Soll-Antriebskraft subtrahiert wird. Dadurch wird die Soll-Antriebskraft selbst dann von der Antriebswelle abgegeben, wo das Drehmoment des Verbrennungsmotors variiert.
  • Jedoch haben im Fall des „Vierwellentyps” die Antriebswelle und MG2 verschiedene Wellen. Das Drehmoment von MG2 beeinflusst die Drehmomentbalance, wodurch die Steuerung der Drehzahl des Verbrennungsmotors beeinflusst wird. Daraus ergibt sich das Problem, dass das Steuerungsverfahren für den „Dreiwellentyp” nicht nutzbar ist.
  • In der japanischen ungeprüften Patentanmeldungspublikation Nr. 2004-15982 , wo der „Vierwellentyp” beschrieben wird, verwendet das offenbarte Verfahren eine Drehmomentbalancegleichung zum Berechnen jeweiliger Drehmomente von MG1 und MG2, während ohne Laden und Entladen der Batterie gefahren wird. Dieses Verfahren führt eine Regelkreissteuerung der Drehzahl aus, um die Verbrennungsmotordrehzahl und die Antriebskraft zu steuern.
  • Jedoch wird der Fall, wo die Batterie geladen und entladen wird, oder der Fall, wo das Drehmoment des Verbrennungsmotors variiert, nicht erwähnt.
  • Des Weiteren ist eine Technik, die im Patentdokument 1 offenbart ist, eine Technik zum Steuern eines Verbrennungsmotors in einem Hybridsystem, das einen Verbrennungsmotor und mehrere Motor-Generatoren enthält. Diese Technik stellt eine hohe Verbrennungsmotordrehzahl bezüglich eines Betriebspunktes des Verbrennungsmotors ein.
  • Hier ist eine Steuerung für die mehreren Motor-Generatoren in Patentdokument 1 unbekannt. Des Weiteren ist in dem Fall, wo die Batterie geladen und entladen wird, eine Steuerung für die mehreren Motor-Generatoren unbekannt.
  • Während der Steuerung ist es notwendig, dass der Verbrennungsmotor und die mehreren Motor-Generatoren im Betrieb mechanisch miteinander gekoppelt sind, um die mehreren Motor-Generatoren miteinander zu verknüpfen, während der Betriebspunkt des Verbrennungsmotors auf dem Sollwert gehalten wird, um die Drehmomentbalance aufrecht zu erhalten. Außerdem ist es in dem Fall, wo die Batterie geladen und entladen wird, ebenfalls erforderlich, Eingang und Ausgang der elektrischen Leistung auszubalancieren.
  • Es ist erforderlich, die Kompatibilität mit diesen Balancen durch Steuerung sicherzustellen.
  • Während einer Steuerung, wo die mehreren Motor-Generatoren miteinander verknüpft sind, um die Drehmomentbalance aufrecht zu erhalten, kommt es selbst in dem Fall, wo eine Regelkreissteuerung ausgeführt wird, zu dem Problem, dass eine Drehmomentvariation des Verbrennungsmotors das Antriebsdrehmoment in Abhängigkeit vom Prozess der Steuerung beeinflusst.
  • Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Fahrbarkeit und das Fahrgefühl zu verbessern, indem mehrere Motor-Generatoren gesteuert werden, wenn in einem Hybridsystem mit einem Verbrennungsmotor und den mehreren Motor-Generatoren eine Batterie geladen und entladen wird. In dem Fall, wo eine Steuerung ausgeführt wird, um die Kompatibilität mit einer Soll-Antriebskraft und einem Solllade-/-entladevorgang sicherzustellen, während ein Betriebspunkt des Verbrennungsmotors berücksichtigt wird, optimiert die vorliegende Erfindung eine Drehmomentvariation des Verbrennungsmotors so, dass das Antriebsdrehmoment nicht beeinflusst wird.
  • LÖSUNGEN DER PROBLEME
  • Um die oben angesprochene Unzulänglichkeit zu beseitigen, hat die vorliegende Erfindung die folgende Konfiguration. Eine Antriebssteuervorrichtung für ein Hybridfahrzeug enthält: einen Verbrennungsmotor mit einer Abtriebswelle; eine Antriebswelle, die mit einem Antriebsrad gekoppelt ist; einen ersten und einen zweiten Motor-Generator; einen Differenzialgetriebemechanismus, der jeweilige vier Rotationselemente enthält, die mit den mehreren Motor-Generatoren, der Antriebswelle und dem Verbrennungsmotor gekoppelt sind; eine Gaspedalpositionsdetektionseinheit, die dafür konfiguriert ist, eine Gaspedalposition zu detektieren; eine Fahrzeuggeschwindigkeitsdetektionseinheit, die dafür konfiguriert ist, eine Fahrzeuggeschwindigkeit zu detektieren; eine Batterieladezustandsdetektionseinheit, die dafür konfiguriert ist, einen Ladezustand der Batterie zu detektieren; eine Soll-Antriebskrafteinstelleinheit, die dafür konfiguriert ist, eine Soll-Antriebskraft anhand einer durch die Gaspedalpositionsdetektionseinheit detektierten Gaspedalposition und einer durch die Fahrzeuggeschwindigkeitsdetektionseinheit detektierten Fahrzeuggeschwindigkeit einzustellen; eine Soll-Lade/Entladeleistungseinstelleinheit, die dafür konfiguriert ist, eine Soll-Lade/Entladeleistung anhand mindestens eines durch die Batterieladezustandsdetektionseinheit detektierten Batterieladezustands einzustellen; eine Soll-Verbrennungsmotorleistungsberechnungseinheit, die dafür konfiguriert ist, eine Soll-Verbrennungsmotorleistung unter Verwendung der Soll-Antriebskrafteinstelleinheit und der Soll-Lade/Entladeleistungseinstelleinheit zu berechnen; eine Verbrennungsmotor-Sollbetriebspunkteinstelleinheit, die dafür konfiguriert ist, einen Verbrennungsmotor-Sollbetriebspunkt anhand der Soll-Verbrennungsmotorleistung und eines Gesamtwirkungsgrades eines Systems einzustellen; und eine Motordrehmomentbefehlswertbetriebseinheit, die dafür konfiguriert ist, jeweilige Drehmomentbefehlswerte der mehreren Motor-Generatoren einzustellen. Die Motordrehmomentbefehlswertbetriebseinheit ist dafür konfiguriert: jeweilige Drehmomentbefehlswerte der mehreren Motor-Generatoren unter Verwendung einer Drehmomentbalancegleichung und einer Leistungsbalancegleichung zu berechnen, wobei die Drehmomentbalancegleichung ein aus dem Verbrennungsmotor-Sollbetriebspunkt erhaltenes Soll-Verbrennungsmotordrehmoment enthält, wobei die Leistungsbalancegleichung die Soll-Lade/Entladeleistung enthält; und jeweilige Rückkopplungskorrekturen der Drehmomentbefehlswerte für die mehreren Motor-Generatoren zu erlauben, so dass eine tatsächliche Verbrennungsmotordrehzahl zu einer Soll-Verbrennungsmotordrehzahl konvergiert, die aus dem Verbrennungsmotor-Sollbetriebspunkt in der Antriebssteuervorrichtung für das Hybridfahrzeug erhalten wurde. Die Motordrehmomentbefehlswertbetriebseinheit ist dafür konfiguriert: einen Drehmomentkorrekturwert des ersten Motor-Generators und einen Drehmomentkorrekturwert des zweiten Motor-Generators unter den mehreren Motor-Generatoren anhand einer Abweichung zwischen der tatsächlichen Verbrennungsmotordrehzahl und der Soll-Verbrennungsmotordrehzahl zu berechnen, wenn die Rückkopplungskorrektur ausgeführt wird; und ein Verhältnis zwischen dem Drehmomentkorrekturwert des ersten Motor-Generators und dem Drehmomentkorrekturwert des zweiten Motor-Generators auf ein vorgegebenes Verhältnis anhand eines Hebelverhältnisses der Antriebssteuervorrichtung für das Hybridfahrzeug einzustellen.
  • AUSWIRKUNGEN DER ERFINDUNG
  • Wie oben beschrieben, enthält mit der vorliegenden Erfindung eine Antriebssteuervorrichtung für ein Hybridfahrzeug: einen Verbrennungsmotor mit einer Abtriebswelle; eine Antriebswelle, die mit einem Antriebsrad gekoppelt ist; einen ersten und einen zweiten Motor-Generator; einen Differenzialgetriebemechanismus, der jeweilige vier Rotationselemente enthält, die mit den mehreren Motor-Generatoren, der Antriebswelle und dem Verbrennungsmotor gekoppelt sind; eine Gaspedalpositionsdetektionseinheit, die dafür konfiguriert ist, eine Gaspedalposition zu detektieren; eine Fahrzeuggeschwindigkeitsdetektionseinheit, die dafür konfiguriert ist, eine Fahrzeuggeschwindigkeit zu detektieren; eine Batterieladezustandsdetektionseinheit, die dafür konfiguriert ist, einen Ladezustand der Batterie zu detektieren; eine Soll-Antriebskrafteinstelleinheit, die dafür konfiguriert ist, eine Soll-Antriebskraft anhand einer durch die Gaspedalpositionsdetektionseinheit detektierten Gaspedalposition und einer durch die Fahrzeuggeschwindigkeitsdetektionseinheit detektierten Fahrzeuggeschwindigkeit einzustellen; eine Soll-Lade/Entladeleistungseinstelleinheit, die dafür konfiguriert ist, eine Soll-Lade/Entladeleistung anhand mindestens eines durch die Batterieladezustandsdetektionseinheit detektierten Batterieladezustands einzustellen; eine Soll-Verbrennungsmotorleistungsberechnungseinheit, die dafür konfiguriert ist, eine Soll-Verbrennungsmotorleistung unter Verwendung der Soll-Antriebskrafteinstelleinheit und der Soll-Lade/Entladeleistungseinstelleinheit zu berechnen; eine Verbrennungsmotor-Sollbetriebspunkteinstelleinheit, die dafür konfiguriert ist, einen Verbrennungsmotor-Sollbetriebspunkt anhand der Soll-Verbrennungsmotorleistung und eines Gesamtwirkungsgrades eines Systems einzustellen; und eine Motordrehmomentbefehlswertbetriebseinheit, die dafür konfiguriert ist, jeweilige Drehmomentbefehlswerte der mehreren Motor-Generatoren einzustellen. Die Motordrehmomentbefehlswertbetriebseinheit ist dafür konfiguriert: jeweilige Drehmomentbefehlswerte der mehreren Motor-Generatoren unter Verwendung einer Drehmomentbalancegleichung und einer Leistungsbalancegleichung zu berechnen, wobei die Drehmomentbalancegleichung ein aus dem Verbrennungsmotor-Sollbetriebspunkt erhaltenes Soll-Verbrennungsmotordrehmoment enthält, wobei die Leistungsbalancegleichung die Soll-Lade/Entladeleistung enthält; und jeweilige Rückkopplungskorrekturen der Drehmomentbefehlswerte für die mehreren Motor-Generatoren zu erlauben, so dass eine tatsächliche Verbrennungsmotordrehzahl zu einer Soll-Verbrennungsmotordrehzahl konvergiert, die aus dem Verbrennungsmotor-Sollbetriebspunkt in der Antriebssteuervorrichtung für das Hybridfahrzeug erhalten wurde. Die Motordrehmomentbefehlswertbetriebseinheit ist dafür konfiguriert: einen Drehmomentkorrekturwert des ersten Motor-Generators und einen Drehmomentkorrekturwert des zweiten Motor-Generators unter den mehreren Motor-Generatoren anhand einer Abweichung zwischen der tatsächlichen Verbrennungsmotordrehzahl und der Soll-Verbrennungsmotordrehzahl zu berechnen, wenn die Rückkopplungskorrektur ausgeführt wird; und ein Verhältnis zwischen dem Drehmomentkorrekturwert des ersten Motor-Generators und dem Drehmomentkorrekturwert des zweiten Motor-Generators auf ein vorgegebenes Verhältnis anhand eines Hebelverhältnisses der Antriebssteuervorrichtung für das Hybridfahrzeug einzustellen. Darum wird die Drehmomentbalancegleichung, die auf eine Drehmomentvariation fokussiert ist, wo die Antriebswelle ein Unterstützungspunkt ist, dafür verwendet, die Drehmomentvariation des Verbrennungsmotors zu neutralisieren. Dadurch wird verhindert, dass die Drehmomentvariation des Verbrennungsmotors das Drehmoment der Antriebswelle beeinflusst, selbst wenn die Variation eintritt.
  • Dies erlaubt jeweilige Steuerungen der mehreren Motor-Generatoren in dem Fall, wo die Batterie geladen und entladen wird.
  • Außerdem gewährleistet dies die Kompatibilität mit einer Soll-Antriebskraft und einem Solllade-/-entladevorgang unter Berücksichtigung des Betriebspunktes des Verbrennungsmotors.
  • Des Weiteren werden die jeweiligen Drehmomentbefehlswerte der mehreren Motor-Generatoren speziell korrigiert. Dies ermöglicht es, dass die Verbrennungsmotordrehzahl sofort auf den Sollwert konvergiert.
  • Dadurch kann der Verbrennungsmotor-Betriebspunkt mit dem Soll-Betriebspunkt übereinstimmen, um einen zweckmäßigen Fahrzustand zu erreichen.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist ein Systemblockschaubild einer Antriebssteuervorrichtung für ein Hybridfahrzeug.
  • 2 ist ein Steuerungsblockschaubild für den Betrieb eines Soll-Betriebspunktes.
  • 3 ist ein Steuerungsblockschaubild für den Betrieb eines Drehmomentbefehlswertes.
  • 4 ist ein Flussdiagramm für eine Steuerung für den Betrieb des Soll-Betriebspunktes des Verbrennungsmotors.
  • 5 ist ein Flussdiagramm für den Betrieb des Drehmomentbefehlswertes.
  • 6 ist eine Karte zum Suchen einer Soll-Antriebskraft, die durch eine Soll-Antriebskraft und eine Fahrzeuggeschwindigkeit definiert wird.
  • 7 ist eine Tabelle zum Suchen einer Soll-Lade/Entladeleistung, die durch eine Soll-Lade/Entladeleistung und eine Batterieladezustandsdetektionseinheit definiert wird.
  • 8 ist eine Karte zum Suchen eines Verbrennungsmotor-Sollbetriebspunktes, der durch ein Verbrennungsmotordrehmoment und eine Verbrennungsmotordrehzahl definiert wird.
  • 9 ist ein kollineares Schaubild in dem Fall, wo eine Fahrzeuggeschwindigkeit am selben Verbrennungsmotor-Betriebspunkt variiert.
  • 10 ist ein Kurvendiagramm, das eine beste Linie für einen Verbrennungsmotor-Wirkungsgrad, die durch das Verbrennungsmotordrehmoment und die Verbrennungsmotordrehzahl definiert wird, und eine beste Linie für den Gesamtwirkungsgrad veranschaulicht.
  • 11 ist ein Kurvendiagramm, das jeweilige Wirkungsgrade auf einer gleichen Leistungslinie veranschaulicht, die durch den Wirkungsgrad und die Verbrennungsmotordrehzahl definiert wird.
  • 12 ist ein kollineares Schaubild, das die jeweiligen Punkte (D, E, und F) auf der gleichen Leistungslinie veranschaulicht.
  • 13 ist ein kollineares Schaubild, das einen Zustand einer NIEDRIGEN Gangübersetzung veranschaulicht.
  • 14 ist ein kollineares Schaubild, das einen Zustand einer Zwischengangübersetzung veranschaulicht.
  • 15 ist ein kollineares Schaubild, das einen Zustand einer HOHEN Gangübersetzung veranschaulicht.
  • 16 ist ein kollineares Schaubild, das einen Zustand veranschaulicht, der einen Leistungskreislauf erzeugt.
  • 17 ist ein kollineares Schaubild eines Basisdrehmoments und eines Rückkopplungsdrehmoments.
  • 18 ist ein kollineares Schaubild im Fall einer Rückkopplung, allein auf MG1 basiert.
  • BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Es folgt nun eine detaillierte Beschreibung anhand einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Verwendung der Zeichnungen.
  • Ausführungsform
  • 1 bis 18 veranschaulichen eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • In 1 bezeichnet Bezugszahl 1 eine Antriebssteuervorrichtung für ein Hybridfahrzeug (nicht gezeigt), das heißt eine Leistungseingabe/-ausgabeeinheit vom Vierwellentyp, auf die die vorliegende Erfindung Anwendung findet.
  • Die Antriebssteuervorrichtung 1 für das Hybridfahrzeug enthält, wie in 1 veranschaulicht, einen Verbrennungsmotor (auch als „E/G” oder „ENG” beschrieben) 2, eine Abtriebswelle 3 des Verbrennungsmotors 2, einen ersten Motor-Generator (auch als „MG1” oder „erster Elektromotor” bezeichnet) 5 und einen zweiten Motor-Generator (auch als „MG2” oder „zweiter Elektromotor” bezeichnet) 6, eine Antriebswelle 8, und ein erstes Planetengetriebe (auch als „PG1” bezeichnet) 9 und ein zweites Planetengetriebe (auch als „PG2” bezeichnet) 10. Der Verbrennungsmotor 2 erzeugt eine Antriebskraft durch Verbrennen von Kraftstoff als ein Antriebssystem zum Steuern eines Fahrzeugs während der Fahrt unter Verwendung einer Leistungsabgabe von einer Elektromaschine und sich selbst. Der erste Motor-Generator 5 und der zweite Motor-Generator 6 sind über eine Einwegkupplung 4 gekoppelt und erzeugen eine Antriebskraft durch Elektrizität und Erzeugen von elektrischer Energie durch Fahren. Die Antriebswelle 8 ist mit einem Antriebsrad 7 des Hybridfahrzeugs gekoppelt. Das erste Planetengetriebe 9 und das zweite Planetengetriebe 10 sind jeweils mit der Abtriebswelle 3, dem ersten Motor-Generator 5, dem zweiten Motor-Generator 6 und der Antriebswelle 8 gekoppelt.
  • Der Verbrennungsmotor 2 enthält eine Luftmengenjustiereinheit 11, wie zum Beispiel eine Drosselklappe, eine Kraftstoffzufuhreinheit 12, wie zum Beispiel ein Kraftstoffeinspritzventil, und eine Zündeinheit 13, wie zum Beispiel eine Zündvorrichtung. Die Luftmengenjustiereinheit 11 justiert eine anzusaugende Luftmenge entsprechend einer Gaspedalposition (einem Betrag des Niedertretens eines Gaspedals). Die Kraftstoffzufuhreinheit 12 liefert Kraftstoff entsprechend der anzusaugenden Luftmenge. Die Zündeinheit 13 entzündet den Kraftstoff.
  • In dem Verbrennungsmotor 2 wird ein Verbrennungszustand des Kraftstoffs durch die Luftmengenjustiereinheit 11, die Kraftstoffzufuhreinheit 12 und die Zündeinheit 13 gesteuert, um eine Antriebskraft zu erzeugen.
  • Hier enthält das erste Planetengetriebe 9, wie in 1 veranschaulicht, einen ersten Planetenträger (auch als „C1” bezeichnet) 9-1, einen ersten Zahnkranz 9-2, ein erstes Sonnenrad 9-3 und ein erstes Planetenrad 9-4. Das erste Planetengetriebe 9 enthält außerdem ein Abtriebsrad 14 und einen Abtriebsmechanismus (auch als „Getriebemechanismus” oder „Differenzialgetriebemechanismus” bezeichnet, wie unten beschrieben) 15. Das Abtriebsrad 14 steht mit der Antriebswelle 8 des Antriebsrades 7 in Verbindung. Der Abtriebsmechanismus 15 enthält zum Beispiel Zahnräder und Ketten, um dieses Abtriebsrad 14 mit der Antriebswelle 8 zu koppeln.
  • Das zweite Planetengetriebe 10 enthält, wie in 1 veranschaulicht, einen zweiten Planetenträger (auch als „C2” bezeichnet) 10-1, einen zweiten Zahnkranz 10-2, ein zweites Sonnenrad 10-3 und ein zweites Planetenrad 10-4.
  • Wie in 1 veranschaulicht, sind der erste Planetenträger 9-1 des ersten Planetengetriebes 9 und das zweite Sonnenrad 10-3 des zweiten Planetengetriebes 10 zusammengefügt und dann mit der Abtriebswelle 3 des Verbrennungsmotors 2 gekoppelt.
  • Wie in 1 veranschaulicht, sind der erste Zahnkranz 9-2 des ersten Planetengetriebes 9 und der zweite Planetenträger 10-1 des zweiten Planetengetriebes 10 zusammengefügt und dann an das Abtriebsrad 14 als ein Abtriebselement gekoppelt, das mit der Antriebswelle 8 in Verbindung steht.
  • Der erste Motor-Generator 5 enthält einen ersten Motorrotor 5-1, einen ersten Motorstator 5-2 und eine erste Motorrotorwelle 5-3. Der zweite Motor-Generator 6 enthält einen zweiten Motorrotor 6-1, einen zweiten Motorstator 6-2 und eine zweite Motorrotorwelle 6-3.
  • Wie in 1 veranschaulicht, ist das erste Sonnenrad 9-3 des ersten Planetengetriebes 9 mit dem ersten Motorrotor 5-1 des ersten Motor-Generators 5 gekoppelt. Der zweite Zahnkranz 10-2 des zweiten Planetengetriebes 10 ist mit dem zweiten Motorrotor 6-1 des zweiten Motor-Generators 6 gekoppelt.
  • Das heißt, das Hybridfahrzeug enthält den Differenzialgetriebemechanismus 15, der ein Getriebemechanismus zum Verkoppeln von vier Elementen, die durch den Verbrennungsmotor 2, den ersten Motor-Generator 5, den zweiten Motor-Generator 6 und das Abtriebsrad 14 gebildet werden, in der Reihenfolge ist, die dem ersten Motor-Generator 5, dem Abtriebsrad 14 und dem zweiten Motor-Generator 6 in den kollinearen Schaubildern entspricht (siehe 9 und 10).
  • Darum wird Leistung zwischen dem Verbrennungsmotor 2, dem ersten Motor-Generator 5, dem zweiten Motor-Generator 6 und der Antriebswelle 8 übertragen oder empfangen.
  • Des Weiteren ist der erste Motorstator 5-2 des ersten Motor-Generators 5 mit einem ersten Wechselrichter 16 gekoppelt. Der zweite Motorstator 6-2 des zweiten Motor-Generators 6 ist mit einem zweiten Wechselrichter 17 gekoppelt.
  • Der erste und der zweite Wechselrichter 16 und 17 steuern den ersten bzw. den zweiten Motor-Generator 5 und 6.
  • Die jeweiligen Stromversorgungsanschlüsse des ersten und des zweiten Wechselrichters 16 und 17 sind mit einer Batterie 18 als einer elektrischen Speichervorrichtung gekoppelt.
  • Die Antriebssteuervorrichtung 1 für das Hybridfahrzeug steuert ein Fahrzeug während der Fahrt mittels jeweiliger Leistungsabgaben aus dem Verbrennungsmotor 2 sowie aus dem ersten und dem zweiten Motor-Generator 5 und 6.
  • Die Antriebssteuervorrichtung 1 für das Hybridfahrzeug enthält den Verbrennungsmotor 2 mit der Abtriebswelle 3, die Antriebswelle 8, die mit dem Antriebsrad 7 gekoppelt ist, den ersten und den zweiten Motor-Generator 5 und 6 und den Differenzialgetriebemechanismus 15. Der Differenzialgetriebemechanismus 15 enthält die jeweiligen vier Rotationselemente, die mit dem ersten und dem zweiten Motor-Generator 5 und 6 als mehreren Motor-Generatoren gekoppelt sind, die Antriebswelle 8 und den Verbrennungsmotor 2. Die Antriebssteuervorrichtung 1 für das Hybridfahrzeug enthält außerdem eine Gaspedalpositionsdetektionseinheit 19 zum Detektieren einer Gaspedalposition, eine Fahrzeuggeschwindigkeitsdetektionseinheit 20 zum Detektieren einer Fahrzeuggeschwindigkeit, eine Batterieladezustandsdetektionseinheit 21 zum Detektieren des Ladezustands der Batterie 18, eine Soll-Antriebskrafteinstelleinheit 22, eine Soll-Lade/Entladeleistungseinstelleinheit 23, eine Soll-Verbrennungsmotorleistungsberechnungseinheit 24, eine Verbrennungsmotor-Sollbetriebspunkteinstelleinheit 25 und eine Motordrehmomentbefehlswertbetriebseinheit 26.
  • Die Soll-Antriebskrafteinstelleinheit 22 stellt eine Soll-Antriebskraft anhand der durch die Gaspedalpositionsdetektionseinheit 19 detektierten Gaspedalposition und der durch die Fahrzeuggeschwindigkeitsdetektionseinheit 20 detektierten Fahrzeuggeschwindigkeit ein. Die Soll-Lade/Entladeleistungseinstelleinheit 23 stellt eine Soll-Lade/Entladeleistung anhand mindestens des durch die Batterieladezustandsdetektionseinheit 21 detektierten Ladezustands der Batterie 18 ein. Die Soll-Verbrennungsmotorleistungsberechnungseinheit 24 berechnet eine Soll-Verbrennungsmotorleistung unter Verwendung der Soll-Antriebskrafteinstelleinheit 22 und der Soll-Lade/Entladeleistungseinstelleinheit 23. Die Verbrennungsmotor-Sollbetriebspunkteinstelleinheit 25 stellt einen Verbrennungsmotor-Sollbetriebspunkt anhand der Soll-Verbrennungsmotorleistung und des Gesamtwirkungsgrades des Systems ein. Die Motordrehmomentbefehlswertbetriebseinheit 26 stellt jeweilige Drehmomentbefehlswerte Tmg1 und Tmg2 des ersten und des zweiten Motor-Generators 5 und 6 als den mehreren Motor-Generatoren ein.
  • Hier sind die Luftmengenjustiereinheit 11, die Kraftstoffzufuhreinheit 12 und die Zündeinheit 13 des Verbrennungsmotors 2, der erste Motorstator 5-2 des ersten Motor-Generators 5 und der zweite Motorstator 6-2 des zweiten Motor-Generators 6 mit einem Fahrtregler 27 als einem Steuerungssystem der Antriebssteuervorrichtung 1 für das Hybridfahrzeug gekoppelt.
  • Der Fahrtregler 27 der Antriebssteuervorrichtung 1 für das Hybridfahrzeug enthält, wie in 1 veranschaulicht, die Gaspedalpositionsdetektionseinheit 19, die Fahrzeuggeschwindigkeitsdetektionseinheit 20, die Batterieladezustandsdetektionseinheit 21 und die Verbrennungsmotor-Drehzahldetektionseinheit 28.
  • Die Gaspedalpositionsdetektionseinheit 19 detektiert eine Gaspedalposition als einen Betrag des Niedertretens des Gaspedals.
  • Die Fahrzeuggeschwindigkeitsdetektionseinheit 20 detektiert eine Fahrzeuggeschwindigkeit des Hybridfahrzeugs.
  • Die Batterieladezustandsdetektionseinheit 21 detektiert einen Ladezustand (State Of Charge, SOC) der Batterie 18.
  • Der Fahrtregler 27 für den Betrieb eines Soll-Betriebspunktes enthält, wie in 1 veranschaulicht, die Soll-Antriebskrafteinstelleinheit 22, die Soll-Lade/Entladeleistungseinstelleinheit 23, die Soll-Verbrennungsmotorleistungsberechnungseinheit 24, die Verbrennungsmotor-Sollbetriebspunkteinstelleinheit 25 und die Motordrehmomentbefehlswertbetriebseinheit 26.
  • Die Soll-Antriebskrafteinstelleinheit 22 hat die Funktion des Einstellens der Soll-Antriebskraft zum Antreiben des Hybridfahrzeugs anhand der durch die Gaspedalpositionsdetektionseinheit 19 detektierten Gaspedalposition und der durch die Fahrzeuggeschwindigkeitsdetektionseinheit 20 detektierten Fahrzeuggeschwindigkeit.
  • Das heißt, die Soll-Antriebskrafteinstelleinheit 22 enthält, wie in 2 veranschaulicht, einen Soll-Antriebskraftberechner 29 und einen Soll-Antriebskraftberechner 30. Der Soll-Antriebskraftberechner 29 stellt eine Soll-Antriebskraft anhand einer in 6 veranschaulichten Suchkarte für eine Antriebskraft entsprechend der durch die Gaspedalpositionsdetektionseinheit 19 detektierten Gaspedalposition und der durch die Fahrzeuggeschwindigkeitsdetektionseinheit 20 detektierten Fahrzeuggeschwindigkeit ein.
  • Hier wird in einem hohen Fahrzeuggeschwindigkeitsbereich in dem Fall, wo „die Gaspedalposition = 0”, die Soll-Antriebskraft auf einen negativen Wert eingestellt, um eine Antriebskraft in einer Verlangsamungsrichtung, vergleichbar einer Motorbremse, zu erhalten. In einem Bereich mit niedriger Fahrzeuggeschwindigkeit wird die Soll-Antriebskraft auf einen positiven Wert eingestellt, um eine Schleichfahrt zu ermöglichen.
  • Der Soll-Antriebskraftberechner 30 multipliziert die durch den Soll-Antriebskraftberechner 29 eingestellte Soll-Antriebskraft mit der durch die Fahrzeuggeschwindigkeitsdetektionseinheit 20 detektierten Fahrzeuggeschwindigkeit zum Berechnen einer Soll-Antriebskraft, die zum Antreiben eines Fahrzeug mittels der Soll-Antriebskraft benötigt wird.
  • Die Soll-Lade/Entladeleistungseinstelleinheit 23 stellt eine Soll-Lade/Entladeleistung anhand mindestens des durch die Batterieladezustandsdetektionseinheit 21 detektierten Ladezustands (State Of Charge, SOC) der Batterie 18 ein.
  • In dieser Ausführungsform wird die Soll-Lade/Entladeleistung mittels Durchsuchen einer in 7 veranschaulichten Karte zum Suchen einer Soll-Lade/Entladeleistung entsprechend dem Ladezustand (State Of Charge, SOC) der Batterie eingestellt.
  • Die Soll-Verbrennungsmotorleistungsberechnungseinheit 24 berechnet die Soll-Verbrennungsmotorleistung anhand der durch die Soll-Antriebskrafteinstelleinheit 22 eingestellten Soll-Antriebskraft und der durch die Soll-Lade/Entladeleistungseinstelleinheit 23 eingestellten Soll-Lade/Entladeleistung.
  • In dieser Ausführungsform wird die Soll-Lade/Entladeleistung von der Soll-Antriebskraft subtrahiert, um die Soll-Verbrennungsmotorleistung zu erhalten.
  • Die Verbrennungsmotor-Sollbetriebspunkteinstelleinheit 25 stellt den Verbrennungsmotor-Sollbetriebspunkt anhand der Soll-Verbrennungsmotorleistung und des Gesamtwirkungsgrades des Systems ein.
  • Die Motordrehmomentbefehlswertbetriebseinheit 26 stellt jeweilige Drehmomentbefehlswerte Tmg1 und Tmg2 des ersten und des zweiten Motor-Generators 5 und 6 als den mehreren Motor-Generatoren ein.
  • Der Fahrtregler 27 zum Berechnen des Drehmomentbefehlswertes enthält erste bis siebente Berechner 31 bis 37, wie in 3 veranschaulicht.
  • Der erste Berechner 31 verwendet die Soll-Verbrennungsmotordrehzahl (siehe 2), die mit Hilfe der Verbrennungsmotor-Sollbetriebspunkteinstelleinheit 25 erhalten wird, und die Fahrzeuggeschwindigkeit aus der Fahrzeuggeschwindigkeitsdetektionseinheit 20 zum Berechnen einer MG1-Drehzahl Nmg1 des ersten Motor-Generators 5 und einer MG2-Drehzahl Nmg2 des zweiten Motor-Generators 6 in dem Fall, wo die Verbrennungsmotordrehzahl zu einer Soll-Verbrennungsmotordrehzahl Net wird.
  • Der zweite Berechner 32 verwendet die MG1-Drehzahl Nmg1 und die MG2-Drehzahl Nmg2, die durch den ersten Berechner 31 berechnet werden, und ein Soll-Verbrennungsmotordrehmoment (siehe 2), das mit Hilfe der Verbrennungsmotor-Sollbetriebspunkteinstelleinheit 25 erhalten wird, zum Berechnen eines Basisdrehmoments Tmg1i des ersten Motor-Generators 5.
  • Der dritte Berechner 33 verwendet die Verbrennungsmotordrehzahl aus der Verbrennungsmotor-Drehzahldetektionseinheit 28 und das Soll-Verbrennungsmotordrehmoment (siehe 2), das mit Hilfe der Verbrennungsmotor-Sollbetriebspunkteinstelleinheit 25 erhalten wird, zum Berechnen eines Rückkopplungskorrekturdrehmoments Tmg1fb des ersten Motor-Generators 5.
  • Der vierte Berechner 34 verwendet die Verbrennungsmotordrehzahl aus der Verbrennungsmotor-Drehzahldetektionseinheit 28 und das Soll-Verbrennungsmotordrehmoment (siehe 2), das mit Hilfe der Verbrennungsmotor-Sollbetriebspunkteinstelleinheit 25 erhalten wird, zum Berechnen des Rückkopplungskorrekturdrehmoments Tmg2fb des zweiten Motor-Generators 6.
  • Der fünfte Berechner 35 verwendet das Basisdrehmoment Tmg1i des ersten Motor-Generators 5 aus dem zweiten Berechner 32 und das Soll-Verbrennungsmotordrehmoment (siehe 2), das mit Hilfe der Verbrennungsmotor-Sollbetriebspunkteinstelleinheit 25 erhalten wird, zum Berechnen eines Basisdrehmoments Tmg2i des zweiten Motor-Generators 6.
  • Der sechste Berechner 36 verwendet das Basisdrehmoment Tmg1i des ersten Motor-Generators 5 aus dem zweiten Berechner 32 und das Rückkopplungskorrekturdrehmoment Tmg1fb des ersten Motor-Generators 5 aus dem dritten Berechner 33 zum Berechnen des Drehmomentbefehlswertes Tmg1 des ersten Motor-Generators 5.
  • Der siebente Berechner 37 verwendet das Rückkopplungskorrekturdrehmoment Tmg2fb des zweiten Motor-Generators 6 aus dem vierten Berechner 34 und das Basisdrehmoment Tmg2i des zweiten Motor-Generators 6 aus dem fünften Berechner 35 zum Berechnen des Drehmomentbefehlswertes Tmg2 des zweiten Motor-Generators 6.
  • In der Antriebssteuervorrichtung 1 für das Hybridfahrzeug verwendet die Motordrehmomentbefehlswertbetriebseinheit 26 eine Drehmomentbalancegleichung, die das aus dem Verbrennungsmotor-Sollbetriebspunkt erhaltene Soll-Verbrennungsmotordrehmoment enthält, und eine Leistungsbalancegleichung, die die Soll-Lade/Entladeleistung enthält, zum Berechnen jeweiliger Drehmomentbefehlswerte Tmg1 und Tmg2 des ersten und des zweiten Motor-Generators 5 und 6 als den mehreren Motor-Generatoren. Die Motordrehmomentbefehlswertbetriebseinheit 26 führt jeweilige Rückkopplungskorrekturen der Drehmomentbefehlswerte Tmg1 und Tmg2 des ersten und des zweiten Motor-Generators 5 und 6 als den mehreren Motor-Generatoren so aus, dass die tatsächliche Verbrennungsmotordrehzahl auf die Soll-Verbrennungsmotordrehzahl konvergiert, die aus dem Verbrennungsmotor-Sollbetriebspunkt erhalten wird.
  • Außerdem ist die Motordrehmomentbefehlswertbetriebseinheit 26 dafür konfiguriert, einen Drehmomentkorrekturwert (auch als „Rückkopplungskorrekturdrehmoment Tmg1fb” bezeichnet) des ersten Motor-Generators 5 und einen Drehmomentkorrekturwert (auch als „Rückkopplungskorrekturdrehmoment Tmg2fb” bezeichnet) des zweiten Motor-Generators 6 als den mehreren Motor-Generatoren anhand einer Abweichung zwischen der tatsächlichen Verbrennungsmotordrehzahl und der Soll-Verbrennungsmotordrehzahl bei der Ausführung dieser Rückkopplungskorrekturen zu berechnen. Die Motordrehmomentbefehlswertbetriebseinheit 26 ist außerdem dafür konfiguriert, ein Verhältnis des Rückkopplungskorrekturdrehmoments Tmg1fb als dem Drehmomentkorrekturwert des ersten Motor-Generators 5 zu dem Rückkopplungskorrekturdrehmoment Tmg2fb als dem Drehmomentkorrekturwert des zweiten Motor-Generators 6 als ein vorgegebenes Verhältnis anhand eines Hebelverhältnisses der Antriebssteuervorrichtung 1 für das Hybridfahrzeug einzustellen.
  • Darum wird die Drehmomentbalancegleichung, die auf eine Drehmomentvariation fokussiert ist, wo die Antriebswelle 8 ein Unterstützungspunkt ist, dafür verwendet, die Drehmomentvariation des Verbrennungsmotors 2 zu neutralisieren. Dadurch wird verhindert, dass die Drehmomentvariation des Verbrennungsmotors 2 das Drehmoment der Antriebswelle beeinflusst, selbst wenn die Variation eintritt.
  • Dies erlaubt jeweilige Steuerungen des ersten und des zweiten Motor-Generators 5 und 6 als den mehreren Motor-Generatoren in dem Fall, wo die Batterie 18 geladen und entladen wird.
  • Außerdem gewährleistet dies die Kompatibilität mit einer Soll-Antriebskraft und einem Solllade-/-entladevorgang unter Berücksichtigung des Betriebspunktes des Verbrennungsmotors 2.
  • Des Weiteren werden die jeweiligen Drehmomentbefehlswerte Tmg1 und Tmg2 des ersten und des zweiten Motor-Generators 5 und 6 als den mehreren Motor-Generatoren speziell korrigiert. Dies ermöglicht es, dass die Verbrennungsmotordrehzahl sofort auf den Sollwert konvergiert.
  • So kann auf diese Weise der Verbrennungsmotor-Betriebspunkt mit dem Soll-Betriebspunkt übereinstimmen, um einen zweckmäßigen Fahrzustand zu erreichen.
  • Der Differenzialgetriebemechanismus 15 enthält die vier Rotationselemente, die in dem kollinearen Schaubild in der Reihenfolge angeordnet sind, die dem Rotationselement, das mit dem ersten Motor-Generator 5 gekoppelt ist, dem Rotationselement, das mit dem Verbrennungsmotor 2 gekoppelt ist, dem Rotationselement, das mit der Antriebswelle 8 gekoppelt ist, und dem Rotationselement, das mit dem zweiten Motor-Generator 6 gekoppelt ist, entspricht. Jeweilige gegenseitige Hebelverhältnisse zwischen diesen Elementen sind als k1:1:k2 in der gleichen Reihenfolge eingestellt. Das Rückkopplungskorrekturdrehmoment Tmg1fb als der Drehmomentkorrekturwert des ersten Motor-Generators 5 und das Rückkopplungskorrekturdrehmoment Tmg2fb als der Drehmomentkorrekturwert des zweiten Motor-Generators 6 werden so eingestellt, dass eine Beziehung aufrecht erhalten wird, bei der ein Wert des Rückkopplungskorrekturdrehmoments Tmg1fb, das der erste Motor-Generator 5 ist, mit k1 multipliziert, gleich einem Wert des Rückkopplungskorrekturdrehmoments Tmg2fb, das der Drehmomentkorrekturwert des zweiten Motor-Generators 6 ist, mit 1 + k2 multipliziert, ist.
  • Darum wird in dem Fall, wo der Differenzialgetriebemechanismus 15, der ähnliche vier Rotationselemente mit verschiedenen Hebelverhältnissen enthält, gebildet wird, diese Konfiguration bevorzugt verwendet.
  • Der Differenzialgetriebemechanismus 15 enthält die jeweiligen vier Rotationselemente, die in dem kollinearen Schaubild in der Reihenfolge angeordnet sind, die dem Rotationselement, das mit dem ersten Motor-Generator 5 gekoppelt ist, dem Rotationselement, das mit dem Verbrennungsmotor 2 gekoppelt ist, dem Rotationselement, das mit der Antriebswelle 8 gekoppelt ist, und dem Rotationselement, das mit dem zweiten Motor-Generator 6 gekoppelt ist, entspricht. Jeweilige gegenseitige Hebelverhältnisse zwischen diesen Elementen sind als k1:1:k2 in der gleichen Reihenfolge eingestellt. Eine Rückkopplungsverstärkung wird so eingestellt, dass das Rückkopplungskorrekturdrehmoment Tmg1fb als der Drehmomentkorrekturwert des ersten Motor-Generators 5 und das Rückkopplungskorrekturdrehmoment Tmg2fb als der Drehmomentkorrekturwert des zweiten Motor-Generators 6 eine Beziehung aufweisen, bei der der Wert des Rückkopplungskorrekturdrehmoments Tmg1fb, das der Drehmomentkorrekturwert des ersten Motor-Generators 5 ist, mit k1 multipliziert, gleich einem Wert des Rückkopplungskorrekturdrehmoments Tmg2fb, das der Drehmomentkorrekturwert des zweiten Motor-Generators 6 ist, mit 1 + k2 multipliziert, ist.
  • Darum wird in dem Fall, wo der Differenzialgetriebemechanismus 15, der ähnliche vier Rotationselemente mit verschiedenen Hebelverhältnissen enthält, gebildet wird, diese Konfiguration bevorzugt verwendet.
  • Eine vorläufige Einstellung der Verstärkung reduziert signifikant den Arbeitsaufwand in der Regelkreissteuerung der Steuervorrichtung.
  • Als nächstes wird die Funktionsweise beschrieben.
  • In einem Flussdiagramm zur Steuerung des Berechnens eines Soll-Betriebspunktes des Verbrennungsmotors in 4 wird der Verbrennungsmotor-Sollbetriebspunkt (die Soll-Verbrennungsmotordrehzahl und das Soll-Verbrennungsmotordrehmoment) anhand des Betrages der Gaspedalbetätigung durch den Fahrer und der Fahrzeuggeschwindigkeit erhalten. In einem Flussdiagramm zum Berechnen eines Motordrehmomentbefehlswertes in 5 werden jeweilige Soll-Drehmomente des ersten Motor-Generators 5 und des zweiten Motor-Generators 6 anhand des Verbrennungsmotor-Sollbetriebspunktes erhalten.
  • Zuerst, wenn ein Programm für die Steuerung des Berechnens des Soll-Betriebspunktes des Verbrennungsmotors in 4 beginnt (101), schreitet der Prozess voran zu einem Schritt (102) zum Abrufen eines Detektionssignals der Gaspedalposition aus der Gaspedalpositionsdetektionseinheit 19, die durch einen Gaspedalpositionssensor gebildet wird, eines Detektionssignals der Fahrzeuggeschwindigkeit aus der Fahrzeuggeschwindigkeitsdetektionseinheit 20, die durch einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor gebildet wird, und eines Detektionssignals des Ladezustands (State Of Charge, SOC) der Batterie 18 aus der Batterieladezustandsdetektionseinheit 21. Das heißt, es werden verschiedene Signale in der Steuerung verwendet.
  • Anschließend schreitet der Prozess voran zu einem Schritt (103) zum Detektieren der Soll-Antriebskraft anhand der in 6 veranschaulichten Karte zum Detektieren der Soll-Antriebskraft. Dieser Schritt (103) ist ein Schritt zum Berechnen einer Soll-Antriebskraft entsprechend einer Fahrzeuggeschwindigkeit und einer Gaspedalposition anhand der in 6 veranschaulichten Karte zum Detektieren der Soll-Antriebskraft.
  • Hier wird in dem Fall, wo „die Gaspedalposition = 0”, die Soll-Antriebskraft auf einen negativen Wert eingestellt, um eine Antriebskraft in einer Verlangsamungsrichtung, vergleichbar einer Motorbremse in einem hohen Fahrzeuggeschwindigkeitsbereich, zu erhalten. In einem Bereich mit niedriger Fahrzeuggeschwindigkeit wird die Soll-Antriebskraft auf einen positiven Wert eingestellt, um eine Schleichfahrt zu ermöglichen.
  • Die Soll-Antriebskraft, die in Schritt (103) zum Detektieren der Soll-Antriebskraft anhand der Karte zum Detektieren der Soll-Antriebskraft in 6 berechnet wird, und die Fahrzeuggeschwindigkeit werden miteinander multipliziert. Anschließend schreitet der Prozess voran zu einem Schritt (104) zum Berechnen der Soll-Antriebskraft.
  • Dieser Schritt (104) ist ein Schritt zum Multiplizieren der Soll-Antriebskraft, die in Schritt (103) berechnet wird, und der Fahrzeuggeschwindigkeit zum Berechnen einer Soll-Antriebskraft, die für das Antreiben des Fahrzeugs mit der Soll-Antriebskraft benötigt wird.
  • Außerdem schreitet der Prozess voran zu einem Schritt (105) zum Berechnen der Soll-Lade/Entladeleistung anhand einer Tabelle zum Suchen einer Soll-Lade/Entladeleistung in 7.
  • Dieser Schritt (105) ist ein Schritt zum Berechnen eines Soll-Betrages des Ladens und Entladens anhand der in 7 offenbarten Tabelle zum Suchen einer Soll-Lade/Entladeleistung, um den Ladezustand (State Of Charge, SOC) der Batterie 18 innerhalb eines Bereich während der normalen Nutzung zu steuern.
  • Hier wird in Schritt (105), in dem Fall, wo der Ladezustand (State Of Charge, SOC) der Batterie 18 niedrig ist, die Ladeleistung erhöht, um ein übermäßiges Entladen der Batterie 18 zu verhindern. In dem Fall, wo der Ladezustand (State Of Charge, SOC) der Batterie 18 hoch ist, wird die Entladeleistung erhöht, um ein übermäßiges Laden zu verhindern.
  • Des Weiteren schreitet der Prozess voran zu einem Schritt (106), um die Soll-Verbrennungsmotorleistung zu berechnen.
  • Dieser Schritt (106) ist ein Schritt zum Berechnen der Soll-Verbrennungsmotorleistung, die eine Leistung ist, die durch den Verbrennungsmotor 2 abgegeben werden soll, anhand der Soll-Antriebskraft und der Soll-Lade/Entladeleistung.
  • Hier hat die Leistung, die durch den Verbrennungsmotor 2 abgegeben werden soll, einen Wert, bei dem eine Leistung für das Laden der Batterie 18 zu einer Leistung addiert (im Fall des Entladens subtrahiert) wird, die zum Antreiben des Fahrzeugs erforderlich ist.
  • Hier wird dieser Wert als ein negativer Wert auf der Ladeseite eingestellt. Dementsprechend wird die Soll-Lade/Entladeleistung von der Soll-Antriebskraft subtrahiert, um die Soll-Verbrennungsmotorleistung zu berechnen.
  • Der Prozess schreitet voran zu einem Schritt (107) zum Berechnen des Verbrennungsmotor-Sollbetriebspunktes anhand einer Karte zum Suchen eines Verbrennungsmotor-Sollbetriebspunktes in 8.
  • Dieser Schritt (107) ist ein Schritt zum Berechnen des Verbrennungsmotor-Sollbetriebspunktes entsprechend der Soll-Verbrennungsmotorleistung und der Fahrzeuggeschwindigkeit anhand der in 8 offenbarten Karte zum Suchen eines Verbrennungsmotor-Sollbetriebspunktes.
  • Nach dem Schritt (107) zum Berechnen des Verbrennungsmotor-Sollbetriebspunktes anhand der Karte zum Suchen eines Verbrennungsmotor-Sollbetriebspunktes in 8 geht der Prozess in die Rückkehr über (108).
  • Die Karte zum Suchen eines Verbrennungsmotor-Sollbetriebspunktes in 8 stellt jede Linie, die Punkte verbindet, die für jede Leistung mit einem hohen Gesamtwirkungsgrad eingestellt sind, als eine Soll-Betriebspunktlinie ein. Die Soll-Betriebspunktlinie wird unter Berücksichtigung eines Wirkungsgrades des Verbrennungsmotors 2 zusätzlich zu einem Wirkungsgrad eines Kraftübertragungssystems, das durch den Differenzialgetriebemechanismus 15 und den ersten und den zweiten Motor-Generator 5 und 6 gebildet wird, auf jeder gleichen Leistungslinie eingestellt.
  • Die Soll-Betriebspunktlinie wird für jede Fahrzeuggeschwindigkeit eingestellt. Hier kann der eingestellte Wert experimentell ermittelt werden, oder er kann durch Berechnung anhand jeweiliger Wirkungsgrade des Verbrennungsmotors 2, des ersten Motor-Generators 5 und des zweiten Motor-Generators 6 erhalten werden.
  • Die Soll-Betriebspunktlinie wird so eingestellt, dass sie sich zu einer Hochdrehzahlseite verschiebt, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit höher wird.
  • Der Grund dafür ist folgender.
  • In dem Fall, wo der Verbrennungsmotor-Sollbetriebspunkt ungeachtet der Fahrzeuggeschwindigkeit auf den gleichen Verbrennungsmotor-Betriebspunkt eingestellt wird, wie in 9 veranschaulicht, hat der erste Motor-Generator 5 eine positive Drehzahl bei einer niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeit. Der erste Motor-Generator 5 fungiert als ein Generator, während der zweite Motor-Generator 6 als eine Elektromaschine fungiert (siehe Punkt A).
  • Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit zunimmt, so nähert sich die Drehzahl des ersten Motor-Generators 5 null (siehe Punkt B). Des Weiteren hat in dem Fall, wo die Fahrzeuggeschwindigkeit hoch wird, der erste Motor-Generator 5 eine negative Drehzahl. In diesem Zustand fungiert der erste Motor-Generator 5 als eine Elektromaschine, während der zweite Motor-Generator 6 als ein Generator fungiert (siehe Punkt C).
  • In dem Fall, wo die Fahrzeuggeschwindigkeit niedrig ist (in den Zuständen der Punkte A und B), findet kein Leistungskreislauf statt. Dementsprechend bewegt sich der Soll-Betriebspunkt meistens in der Nähe des Punktes mit einem hohen Verbrennungsmotor-Wirkungsgrad, wie eine Soll-Betriebspunktlinie, wo die Fahrzeuggeschwindigkeit = 40 km/h beträgt (in 8).
  • Jedoch fungiert in dem Fall, wo die Fahrzeuggeschwindigkeit hoch wird (im Zustand von Punkt C), der erste Motor-Generator 5 als eine Elektromaschine, während der zweite Motor-Generator 6 als ein Generator fungiert. Darum findet ein Leistungskreislauf statt. Dies reduziert den Wirkungsgrad des Kraftübertragungssystems.
  • Dementsprechend, wie bei Punkt C in 11 veranschaulicht, verursacht die Verringerung des Wirkungsgrades des Kraftübertragungssystems eine Verringerung des Gesamtwirkungsgrades, selbst wenn der Wirkungsgrad des Verbrennungsmotors 2 hoch ist.
  • Um keinen Leistungskreislauf hervorzurufen, wird die Drehzahl des ersten Motor-Generators 5 einfach auf null oder auf mehr als null eingestellt, wie bei Punkt E in dem kollinearen Schaubild von 12 veranschaulicht. Infolge dessen bewegt sich der Betriebspunkt auf eine hohe Drehzahlseite des Verbrennungsmotors 2. Wie in Punkt E von 11 veranschaulicht, wird der Wirkungsgrad des Verbrennungsmotors 2 signifikant verringert, selbst wenn der Wirkungsgrad des Kraftübertragungssystems hoch wird. Dies reduziert den Gesamtwirkungsgrad.
  • Dementsprechend wird, wie in 11 veranschaulicht, ein Punkt mit hohem Gesamtwirkungsgrad auf Punkt D zwischen zwei Punkten eingestellt. Die Verwendung dieses Punktes als den Soll-Betriebspunkt ermöglicht das effizienteste Fahren.
  • Wie oben beschrieben, veranschaulicht 10 drei Betriebspunkte von Punkt C, Punkt D und Punkt E auf einer Karte zum Suchen eines Soll-Betriebspunktes. Es ist zu sehen, dass sich ein Betriebspunkt mit dem besten Gesamtwirkungsgrad zu einer Hochdrehzahlseite im Vergleich zu dem Betriebspunkt mit dem besten Verbrennungsmotor-Wirkungsgrad in dem Fall, wo die Fahrzeuggeschwindigkeit hoch wird, bewegt.
  • Als nächstes wird die Funktionsweise von Soll-Drehmomenten für den ersten Motor-Generator 5 und den zweiten Motor-Generator 6 beschrieben, um den Lade- und Entladebetrag beim Sollwert für die Batterie 18 zu erhalten, während die Soll-Antriebskraft entlang dem Flussdiagramm zum Berechnen des Motordrehmomentbefehlswertes von 5 abgegeben wird.
  • Zuerst beginnt ein Programm zum Berechnen des Motordrehmomentbefehlswertes in 5 (201). Anschließend schreitet der Prozess voran zu einem Schritt (202) zum Berechnen einer MG1-Drehzahl Nmg1t des ersten Motor-Generators 5 und einer MG2-Drehzahl Nmg2t des zweiten Motor-Generators 6.
  • In diesem Schritt (202) wird eine Antriebswellendrehzahl No des Planetengetriebes anhand der Fahrzeuggeschwindigkeit berechnet.
  • Anschließend werden in dem Fall, wo die Verbrennungsmotordrehzahl zur Soll-Verbrennungsmotordrehzahl Net wird, die MG1-Drehzahl Nmg1t des ersten Motor-Generators 5 und die MG2-Drehzahl Nmg2t des zweiten Motor-Generators 6 anhand der folgenden Formeln berechnet.
  • Diese Formeln werden durch eine Beziehung mit der Drehzahl des Planetengetriebes erhalten.
  • [Formel 1]
    • Nmg1t = (Net ☐ No)·k1 + Net (1)
  • [Formel 2]
    • Nmg2t = (No ☐ Net)·k2 + No (2)
  • Hier sind k1 und k2 Werte, die durch eine Gangübersetzung des Planetengetriebes ermittelt werden, wie unten beschrieben wird.
  • Als nächstes schreitet der Prozess voran zu einem Schritt (203) zum Berechnen des Basisdrehmoments Tmg1i des ersten Motor-Generators 5 anhand der MG1-Drehzahl Nmg1t des ersten Motor-Generators 5 und der MG2-Drehzahl Nmg2t des zweiten Motor-Generators 6, die in Schritt (202) erhalten werden, einer Soll-Lade/Entladeleistung Pbatt und eines Soll-Verbrennungsmotordrehmoment Tet.
  • In diesem Schritt (203) wird das Basisdrehmoment Tmg1i des ersten Motor-Generators 5 mit der folgenden Formel (3) berechnet.
  • [Formel 3]
    • Tmg1i = (Pbatt·60/2π ☐ Nmg2t☐Tet/k2)/(Nmg1t + Nmg2t·(1 + k1)/k2) (3)
  • Diese Formel (3) wird aus einer gleichzeitigen Gleichung abgeleitet, die durch die folgenden Formeln (4) und (5) gebildet wird. Formel (4) drückt eine Balance des Drehmomenteingangs in das Planetengetriebe aus. Formel (5) drückt aus, dass eine elektrische Leistung, die in dem ersten Motor-Generator 5 und dem zweiten Motor-Generator 6 erzeugt oder verbraucht wird, gleich der Eingangs- oder Ausgangsleistung (Pbatt) in der Batterie 18 ist.
  • [Formel 4]
    • Tet + (1 + k1)·Tmg1 = k2·Tmg2 (4)
  • [Formel 5]
    • Nmg1·Tmg1·2π/60 + Nmg2·Tmg2·2π/60 = Pbatt (5)
  • Nach dem Schritt (203) zum Berechnen des Basisdrehmoments Tmg1i des ersten Motor-Generators 5 schreitet der Prozess voran zu einem Schritt (204) zum Berechnen des Basisdrehmoments Tmg2i des zweiten Motor-Generators 6 anhand des Basisdrehmoments Tmg1i des ersten Motor-Generators 5 und des Soll-Verbrennungsmotordrehmoments.
  • In diesem Schritt (204) wird das Basisdrehmoment Tmg2i des zweiten Motor-Generators 6 mit der folgenden Formel (6) berechnet.
  • [Formel 6]
    • Tmg2i = (Tet + (1 + k1)·Tmg1i)/k2 (6)
  • Diese Formel (6) wird aus der Formel (4) abgeleitet.
  • Nach dem Schritt (204) zum Berechnen des Basisdrehmoments Tmg2i des zweiten Motor-Generators 6 schreitet der Prozess voran zu einem Schritt (205) zum Berechnen der jeweiligen Rückkopplungskorrekturdrehmomente Tmg1fb und Tmg2fb des ersten und des zweiten Motor-Generators 5 und 6.
  • In diesem Schritt (205) wird, um die Verbrennungsmotordrehzahl nahe an den Sollwert heranzuführen, eine Abweichung der Drehzahl des Verbrennungsmotors mit Bezug auf den Sollwert mit einer vorgegebenen Rückkopplungsverstärkung, die vorläufig eingestellt wird, multipliziert, um die jeweiligen Rückkopplungskorrekturdrehmomente Tmg1fb und Tmg2fb des ersten und des zweiten Motor-Generators 5 und 6 zu berechnen.
  • Die hier verwendete Rückkopplungsverstärkung wird auf folgende Rate eingestellt.
  • [Formel 7]
    • MG2-Rückkopplungsverstärkung = k1/(1 + k2)·MG1-Rückkopplungsverstärkung (7)
  • Dies schafft folgendes Verhältnis der Rückkopplungskorrekturdrehmomente.
  • [Formel 8]
    • Tmg2fb = (k1/(1 + k2))·Tmg1fb (8)
  • Dies verhindert eine Variation des Drehmoments der Antriebswelle, selbst wenn das Verbrennungsmotordrehmoment variiert.
  • Es wird nun beschrieben, warum das Drehmoment der Antriebswelle nicht variiert.
  • Nehmen wir zum Vergleich einen Fall an, wo nur eine Rückkopplung des ersten Motor-Generators 5 ausgeführt wird, um die Verbrennungsmotordrehzahl nahe an den Sollwert heranzuführen.
  • 18 veranschaulicht ein kollineares Schaubild in diesem Fall.
  • Das Rückkopplungskorrekturdrehmoment Tmg1fb des MG1-Drehmoments wird in dem Fall, wo das Drehmoment des Verbrennungsmotors mit Bezug auf das Soll-Drehmoment um ΔTe variiert, auf der Grundlage der Drehmomentbalancegleichung, die sich auf einen Variationsbetrag des Drehmoments fokussiert, folgendermaßen berechnet.
  • [Formel 9]
    • Tmg1fb = –ΔTe/(1 + k1) (9)
  • Jedoch ist ΔTe unbekannt. Das Rückkopplungskorrekturdrehmoment Tmg1fb des MG1-Drehmoments wird praktisch anhand einer Rückkopplung der Drehzahl wie oben beschrieben berechnet.
  • Ein Variationsbetrag ΔTo des Drehmoments der Antriebswelle wird zu folgendem Wert.
  • [Formel 10]
    • ΔTo = –ΔTe·k1/(1 + k1) (10)
  • Dies zeigt, dass eine Variation des Verbrennungsmotordrehmoments das Drehmoment der Antriebswelle variiert.
  • Im Gegensatz dazu wird ein Fall beschrieben, wo außerdem eine Rückkopplungskorrektur des zweiten Motor-Generators 6 zusätzlich zur Rückkopplungskorrektur des ersten Motor-Generators 5 wie die vorliegende Erfindung ausgeführt wird.
  • 17 veranschaulicht ein kollineares Schaubild in diesem Fall.
  • Eine Drehmomentbalancegleichung, die sich auf einen Variationsbetrag des Drehmoments in dem Fall fokussiert, wo die Antriebswelle 8 ein Unterstützungspunkt ist, lautet wie folgt.
  • [Formel 11]
    • k2·Tmg2fb = ΔTe + (1 + k1)·Tmg1fb (11)
  • Der Variationsbetrag des Drehmoments der Antriebswelle ist gleich einer Summe jeweiliger Variationsbeträge für jedes Drehmoment. Somit ist die folgende Formel erfüllt.
  • [Formel 12]
    • ΔTo = Tmg1fb + ΔTe + Tmg2fb (12)
  • In dem Fall, wo es keinen Variationsbetrag des Drehmoments der Antriebswelle gibt, ist ΔTo = 0 erfüllt. Somit ist die folgende Formel erfüllt.
  • [Formel 13]
    • Tmg1fb + ΔTe + Tmg2fb = 0 (13)
  • Die Lösung der Formel (11) und Formel (13) führt zur oben beschriebenen Formel (8). Dies zeigt, dass, wenn diese Beziehung erfüllt ist, das Drehmoment der Antriebswelle nicht variiert, selbst wenn das Verbrennungsmotordrehmoment variiert.
  • Nach dem Schritt (205) zum Berechnen der jeweiligen Rückkopplungskorrekturdrehmomente Tmg1fb und Tmg2fb des ersten und des zweiten Motor-Generators 5 und 6 schreitet der Prozess voran zu einem Schritt (206) zum Berechnen des Steuerungsdrehmomentbefehlswertes Tmg1 des ersten und des zweiten Motor-Generators 5 und 6.
  • In diesem Schritt (206) werden jeweilige Rückkopplungskorrekturdrehmomente zu jeweiligen Basisdrehmomenten addiert, um die Steuerungsdrehmomentbefehlswerte Tmg1 des ersten und des zweiten Motor-Generators 5 und 6 zu berechnen.
  • Anschließend erlaubt das Steuern des ersten und des zweiten Motor-Generators 5 und 6 gemäß dem Steuerungsdrehmomentbefehlswert Tmg1 das Laden und Entladen der Batterie 18 entsprechend dem Wert nahe dem Sollwert, während die Soll-Antriebskraft abgegeben wird, selbst wenn das Verbrennungsmotordrehmoment aufgrund einer Störung variiert.
  • Nach dem Schritt (206) zum Berechnen des Steuerungsdrehmomentbefehlswertes Tmg1 des ersten und des zweiten Motor-Generators 5 und 6 geht der Prozess in die Rückkehr über (207).
  • 13 bis 16 veranschaulichen jeweils ein kollineares Schaubild in einem typischen Betriebszustand.
  • Hier sind die Werte k1 und k2, die durch die Gangübersetzung des Planetengetriebes bestimmt sind, folgendermaßen definiert.
    • k1 = ZR1/ZS1
    • k2 = ZS2/ZR2
    • ZS1: die Anzahl der Zähne eines PG1-Sonnenrades
    • ZR1: die Anzahl der Zähne eines PG1-Zahnkranzes
    • ZS2: die Anzahl der Zähne eines PG2-Sonnenrades
    • ZR2: die Anzahl der Zähne eines PG2-Zahnkranzes
  • Als nächstes werden jeweilige Betriebszustände unter Bezug auf die kollinearen Schaubilder beschrieben.
  • Die Drehzahl ist mit einer positiven Richtung definiert, das heißt der Drehrichtung des Verbrennungsmotors 2. Die Drehmomenteingabe/-abgabe zu jeder Welle ist mit einer positiven Richtung definiert, das heißt einer Richtung, um ein Drehmoment in derselben Richtung wie das Drehmoment des Verbrennungsmotors 2 einzugeben.
  • Darum wird in dem Fall, wo das Drehmoment der Antriebswelle positiv ist, ein Drehmoment zum Antreiben des Fahrzeugs in der Rückwärtsrichtung abgegeben (zum Verlangsamen während der Vorwärtsbewegung oder zum Antreiben während der Rückwärtsbewegung). In dem Fall, wo das Drehmoment der Antriebswelle negativ ist, wird ein Drehmoment zum Antreiben des Fahrzeugs in der Vorwärtsrichtung abgegeben (zum Antreiben während der Vorwärtsbewegung oder zum Verlangsamen während der Rückwärtsbewegung).
  • In dem Fall, wo Elektrizitätserzeugung und Fahren mit Antriebsleistung (Übertragung von Leistung an das Rad (das Antriebsrad) zum Beschleunigen oder zum Beibehalten der Balancegeschwindigkeit an einer Steigung) durch den Motor ausgeführt wird, kommt es zu einem Verlust aufgrund einer Wärmeerzeugung in dem Wechselrichter und dem Motor. Dementsprechend ist der Wirkungsgrad der Umwandlung zwischen der elektrischen Energie und der mechanischen Energie nicht 100%. Jedoch nehmen wir zur Vereinfachung der Erläuterung an, dass in dieser Beschreibung kein Verlust eintritt.
  • In dem Fall, wo ein tatsächlicher Verlust berücksichtigt wird, wird eine Steuerung ausgeführt, um einfach zusätzliche elektrische Energie zu erzeugen, die der verlorenen Energie infolge des Verlustes entspricht.
  • (1) NIEDRIGER Gangübersetzungszustand
  • In diesem Zustand wird das Fahren durch den Verbrennungsmotor ausgeführt, und die Drehzahl des zweiten Motor-Generators 6 ist null.
  • Ein kollineares Schaubild in diesem Zustand ist in 13 veranschaulicht.
  • Da die Drehzahl des zweiten Motor-Generators 6 null ist, wird keine elektrische Leistung verbraucht.
  • Dementsprechend ist in dem Fall, wo kein Laden und Entladen der Speicherbatterie ausgeführt wird, eine Elektrizitätserzeugung des ersten Motor-Generators 5 nicht nötig. Der Drehmomentbefehlswert Tmg1 des ersten Motor-Generators 5 wird null.
  • Ein Verhältnis zwischen der Verbrennungsmotordrehzahl und der Antriebswellendrehzahl wird (1 + k2)/k2.
  • (2) Zwischengangübersetzungszustand
  • In diesem Zustand wird das Fahren durch den Verbrennungsmotor 2 ausgeführt, und die jeweiligen Drehzahlen des ersten Motor-Generators 5 und des zweiten Motor-Generators 6 sind positiv.
  • Ein kollineares Schaubild in diesem Zustand ist in 14 veranschaulicht.
  • In diesem Fall, wenn kein Laden und Entladen der Speicherbatterie ausgeführt wird, regeneriert der erste Motor-Generator 5 elektrische Leistung. Diese regenerative elektrische Leistung erlaubt ein Fahren mit Antriebsleistung des zweiten Motor-Generators 6.
  • (3) HOHER Gangübersetzungszustand
  • In diesem Zustand wird das Fahren durch den Verbrennungsmotor 2 ausgeführt, und die Drehzahl des ersten Motor-Generators 5 ist null.
  • Ein kollineares Schaubild in diesem Zustand ist in 15 veranschaulicht.
  • Da die Drehzahl des ersten Motor-Generators 5 null ist, findet keine Regenerierung statt.
  • Dementsprechend findet in dem Fall, wo kein Laden und Entladen der Speicherbatterie ausgeführt wird, kein Fahren mit Antriebsleistung und keine Regeneration des zweiten Motor-Generators 6 statt. Der Drehmomentbefehlswert Tmg2 des zweiten Motor-Generators 6 wird null.
  • Ein Verhältnis zwischen der Verbrennungsmotordrehzahl und der Antriebswellendrehzahl wird k1/(1 + k1).
  • (4) Zustand, in dem ein Leistungskreislauf stattfindet
  • In einem Zustand, wo die Fahrzeuggeschwindigkeit höher ist als die des HOHEN Gangübersetzungszustandes, dreht sich der erste Motor-Generator 5 in umgekehrter Richtung.
  • In diesem Zustand führt der erste Motor-Generator 5 ein Fahren mit Antriebsleistung aus und verbraucht elektrische Leistung.
  • Dementsprechend führt in dem Fall, wo kein Laden und Entladen der Speicherbatterie ausgeführt wird, der zweite Motor-Generator 6 (5) eine Regeneration aus, um elektrische Leistung zu erzeugen.
  • Das heißt, diese Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hat folgende Hauptkonfiguration. Die jeweiligen Rückkopplungsdrehmomente, damit die Rotation des ersten Motor-Generators 5 und des zweiten Motor-Generators 6 die Verbrennungsmotordrehzahl nahe der Sollrotation hat, werden anhand der Abweichung zwischen der Verbrennungsmotordrehzahl und der Soll-Verbrennungsmotordrehzahl berechnet. Das Verhältnis zwischen den jeweiligen Rückkopplungsdrehmomenten des ersten Motor-Generators 5 und des zweiten Motor-Generators 6 wird auf ein vorgegebenes Verhältnis anhand der Gangübersetzung des Planetengetriebes ohne Einfluss auf das Drehmoment der Antriebswelle eingestellt.
  • Diese Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nimmt eine solche Steuerung vor, dass MG2-Rückkopplungsdrehmoment = k1/(1 + k2)·MG1-Rückkopplungsdrehmoment erfüllt ist.
  • Die Rückkopplungsverstärkung wird so eingestellt, dass MG2-Rückkopplungsverstärkung = k1/(1 + k2)·MG1-Rückkopplungsverstärkung erfüllt ist.
  • Dies sorgt für einen vorteilhaften Effekt, der eine Variation der Antriebskraft selbst dann verhindert, wenn das Verbrennungsmotorausgangsdrehmoment mit Bezug auf das Soll-Drehmoment variiert.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Antriebssteuervorrichtung für Hybridfahrzeug
    2
    Verbrennungsmotor (auch als „E/G” oder „ENG” beschrieben)
    3
    Abtriebswelle
    4
    Einwegkupplung
    5
    erster Motor-Generator (auch als „MG1” oder „erster Elektromotor” bezeichnet)
    6
    zweiter Motor-Generator (auch als „MG2” oder „zweiter Elektromotor” bezeichnet)
    7
    Antriebsrad
    8
    Antriebswelle
    9
    erstes Planetengetriebe (auch als „PG1” bezeichnet)
    10
    zweites Planetengetriebe (auch als „PG2” bezeichnet)
    11
    Luftmengenjustiereinheit
    12
    Kraftstoffzufuhreinheit
    13
    Zündeinheit
    14
    Abtriebsrad
    15
    Differenzialgetriebemechanismus
    16
    erster Wechselrichter
    17
    zweiter Wechselrichter
    18
    Batterie
    19
    Gaspedalpositionsdetektionseinheit
    20
    Fahrzeuggeschwindigkeitsdetektionseinheit
    21
    Batterieladezustandsdetektionseinheit
    22
    Soll-Antriebskrafteinstelleinheit
    23
    Soll-Lade/Entladeleistungseinstelleinheit
    24
    Soll-Verbrennungsmotorleistungsberechnungseinheit
    25
    Verbrennungsmotor-Sollbetriebspunkteinstelleinheit
    26
    Motordrehmomentbefehlswertbetriebseinheit
    27
    Fahrtregler
    28
    Verbrennungsmotor-Drehzahldetektionseinheit
    29
    Soll-Antriebskraftberechner
    30
    Soll-Antriebskraftberechner
    31 bis 37
    erster bis siebenter Berechner
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 3050125 [0002, 0011]
    • JP 3050138 [0002]
    • JP 3050141 [0002]
    • JP 3097572 [0002]
    • JP 3578451 [0006, 0010]
    • JP 2004-15982 [0006, 0015]
    • JP 2002-281607 [0006, 0007]
    • JP 2008-12992 [0012]

Claims (3)

  1. Antriebssteuervorrichtung für ein Hybridfahrzeug, die Folgendes umfasst: einen Verbrennungsmotor mit einer Abtriebswelle; eine Antriebswelle, die mit einem Antriebsrad gekoppelt ist; einen ersten und einen zweiten Motor-Generator; einen Differenzialgetriebemechanismus, der jeweilige vier Rotationselemente enthält, die mit den mehreren Motor-Generatoren, der Antriebswelle und dem Verbrennungsmotor gekoppelt sind; eine Gaspedalpositionsdetektionseinheit, die dafür konfiguriert ist, eine Gaspedalposition zu detektieren; eine Fahrzeuggeschwindigkeitsdetektionseinheit, die dafür konfiguriert ist, eine Fahrzeuggeschwindigkeit zu detektieren; eine Batterieladezustandsdetektionseinheit, die dafür konfiguriert ist, einen Ladezustand der Batterie zu detektieren; eine Soll-Antriebskrafteinstelleinheit, die dafür konfiguriert ist, eine Soll-Antriebskraft anhand einer durch die Gaspedalpositionsdetektionseinheit detektierten Gaspedalposition und einer durch die Fahrzeuggeschwindigkeitsdetektionseinheit detektierten Fahrzeuggeschwindigkeit einzustellen; eine Soll-Lade/Entladeleistungseinstelleinheit, die dafür konfiguriert ist, eine Soll-Lade/Entladeleistung anhand mindestens eines durch die Batterieladezustandsdetektionseinheit detektierten Batterieladezustands einzustellen; eine Soll-Verbrennungsmotorleistungsberechnungseinheit, die dafür konfiguriert ist, eine Soll-Verbrennungsmotorleistung unter Verwendung der Soll-Antriebskrafteinstelleinheit und der Soll-Lade/Entladeleistungseinstelleinheit zu berechnen; eine Verbrennungsmotor-Sollbetriebspunkteinstelleinheit, die dafür konfiguriert ist, einen Verbrennungsmotor-Sollbetriebspunkt anhand der Soll-Verbrennungsmotorleistung und eines Gesamtwirkungsgrades eines Systems einzustellen; und eine Motordrehmomentbefehlswertbetriebseinheit, die dafür konfiguriert ist, jeweilige Drehmomentbefehlswerte der mehreren Motor-Generatoren einzustellen, wobei die Motordrehmomentbefehlswertbetriebseinheit dafür konfiguriert ist: jeweilige Drehmomentbefehlswerte der mehreren Motor-Generatoren unter Verwendung einer Drehmomentbalancegleichung und einer Leistungsbalancegleichung zu berechnen, wobei die Drehmomentbalancegleichung ein aus dem Verbrennungsmotor-Sollbetriebspunkt erhaltenes Soll-Verbrennungsmotordrehmoment enthält, wobei die Leistungsbalancegleichung die Soll-Lade/Entladeleistung enthält; und jeweilige Rückkopplungskorrekturen der Drehmomentbefehlswerte für die mehreren Motor-Generatoren zu erlauben, so dass eine tatsächliche Verbrennungsmotordrehzahl zu einer Soll-Verbrennungsmotordrehzahl konvergiert, die aus dem Verbrennungsmotor-Sollbetriebspunkt in der Antriebssteuervorrichtung für das Hybridfahrzeug erhalten wurde, und wobei die Motordrehmomentbefehlswertbetriebseinheit dafür konfiguriert ist: einen Drehmomentkorrekturwert des ersten Motor-Generators und einen Drehmomentkorrekturwert des zweiten Motor-Generators unter den mehreren Motor-Generatoren anhand einer Abweichung zwischen der tatsächlichen Verbrennungsmotordrehzahl und der Soll-Verbrennungsmotordrehzahl zu berechnen, wenn die Rückkopplungskorrektur ausgeführt wird; und ein Verhältnis zwischen dem Drehmomentkorrekturwert des ersten Motor-Generators und dem Drehmomentkorrekturwert des zweiten Motor-Generators auf ein vorgegebenes Verhältnis anhand eines Hebelverhältnisses der Antriebssteuervorrichtung für das Hybridfahrzeug einzustellen.
  2. Antriebssteuervorrichtung für das Hybridfahrzeug nach Anspruch 1, wobei die vier Rotationselemente des Differenzialgetriebemechanismus in einem kollinearen Schaubild in einer Reihenfolge angeordnet sind, die einem Rotationselement, das mit dem ersten Motor-Generator gekoppelt ist, einem Rotationselement, das mit dem Verbrennungsmotor gekoppelt ist, einem Rotationselement, das mit der Antriebswelle gekoppelt ist, und einem Rotationselement, das mit dem zweiten Motor-Generator gekoppelt ist, entspricht und jeweilige gegenseitige Hebelverhältnisse zwischen den Elementen als k1:1:k2 in der gleichen Reihenfolge eingestellt sind, und der Drehmomentkorrekturwert des ersten Motor-Generators und der Drehmomentkorrekturwert des zweiten Motor-Generators so eingestellt werden, dass eine Beziehung aufrecht erhalten wird, bei der ein Wert des Drehmomentkorrekturwertes des ersten Motor-Generators, mit k1 multipliziert, gleich dem Wert des zweiten Motor-Generators, mit 1 + k2 multipliziert, ist.
  3. Antriebssteuervorrichtung für das Hybridfahrzeug nach Anspruch 1, wobei die vier Rotationselemente des Differenzialgetriebemechanismus in einem kollinearen Schaubild in einer Reihenfolge angeordnet sind, die einem Rotationselement, das mit dem ersten Motor-Generator gekoppelt ist, einem Rotationselement, das mit dem Verbrennungsmotor gekoppelt ist, einem Rotationselement, das mit der Antriebswelle gekoppelt ist, und einem Rotationselement, das mit dem zweiten Motor-Generator gekoppelt ist, entspricht und jeweilige gegenseitige Hebelverhältnisse zwischen den Elementen als k1:1:k2 in der gleichen Reihenfolge eingestellt sind, und eine Rückkopplungsverstärkung so eingestellt wird, dass der Drehmomentkorrekturwert des ersten Motor-Generators und der Drehmomentkorrekturwert des zweiten Motor-Generators eine Beziehung aufweisen, bei der ein Wert des Drehmomentkorrekturwertes des ersten Motor-Generators, mit k1 multipliziert, gleich dem Wert des zweiten Motor-Generators, mit 1 + k2 multipliziert, ist.
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