DE112011104801T5 - Antriebssteuergerät und Steuerverfahren für Hybridfahrzeuge und Hybridfahrzeug - Google Patents

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Hitoshi Ohkuma
Masaaki Tagawa
Yukihiro Hosoe
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Abstract

Gemäß der vorliegenden Erfindung, wird ein Antriebssteuergerät für Hybridfahrzeuge bereitgestellt, das dazu eingerichtet ist, um das Steuern einer Drehzahl eines Verbrennungsmotors zu erleichtern, wodurch Überdrehungen eines Motorgenerators verhindert werden. Das Antriebssteuergerät für Hybridfahrzeuge ist für eine Antriebssteuerung eines Fahrzeugs unter Verwendung von Ausgaben aus einem Verbrennungsmotor und Motorgeneratoren eingerichtet und umfasst eine Vorrichtung zum Einstellen eines Ziel-Verbrennungsmotor-Betriebspunktes zum Einstellen eines Ziel-Verbrennungsmotor-Betriebspunktes, um ein Ziel-Verbrennungsmotor-Drehmoment und eine Ziel-Verbrennungsmotor-Drehzahl des Verbrennungsmotors aus einer Ziel-Verbrennungsmotorleistung und einem Wirkungsgrad des gesamten Systems zu einzustellen, einen Rechner für Elektromotor-Drehmomentbefehlswerte, um jeweilige Drehmomentbefehlswerte der Motorgeneratoren einzustellen, und eine Vorrichtung zum Korrigieren des Verbrennungsmotor-Drehmoments zum Korrigieren des Ziel-Verbrennungsmotor-Drehmoments mit einem Ziel-Verbrennungsmotor-Drehmomentkorrekturwert, der basierend auf den Drehmomentbefehlswerten der Motorgeneratoren und einem zulässigen Abtriebsmoment der Motorgeneratoren eingestellt wird.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft Antriebssteuertechnologien für Hybridfahrzeuge, die es ermöglichen, Überdrehungen eines Motorgenerators zu verhindern.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Es wurden Vorschläge für Hybridfahrzeuge gemacht, die einen Motorgenerator zusätzlich zu einer Verbrennungskraftmaschine (hier manchmal einfach als Verbrennungsmotor bezeichnet) zu Antriebszwecken umfassen. Bei solchen Hybridfahrzeuge weist der Motorgenerator ein zulässiges Abtriebsmoment auf, das etwa beim Fahren oder beim Erzeugen von Strom ausgegeben werden kann, wie es durch inhärente Charakteristika bestimmt wird. Das zulässige Abtriebsmoment ist innerhalb eines vorbestimmten Umdrehungszahlbereichs (Drehzahlbereich), der einen Normalbetriebsbereich des Motorgenerators bildet, im Wesentlichen konstant.
  • Wenn die Verbrennungskraftmaschine aufgrund von Störungen, wie etwa Variationen in der Umgebung, wie beispielsweise Änderungen der Temperatur der Ansaugluft oder des Atmosphärendrucks, eine geänderte Ausgangscharakteristik aufweist, kann der angetriebene Motorgenerator eine Umdrehungszahl aufweisen, die über eine spezifische obere Grenze der Umdrehungszahl hinausgeht und einen oberen Umdrehungszahlbereich erreicht, der in einen Überdrehungszustand übergeht. Wenn der Motorgenerator somit zu schnell läuft, neigt das zulässige Abtriebsmoment des Motorgenerators dazu, sich eher Null statt einem konstanten Wert im Normalbetriebsbereich zu nähern. D. h. der Motorgenerator weist einen verringerten absoluten Drehmomentwert auf. Wenn der Motorgenerator einen Befehl für einen absoluten Drehmomentwert erhält, der kleiner als der Absolutwert seines zulässigen Abtriebsmoments ist, kann er einen Drehmomentwert erzeugen, der mit dem Befehlsdrehmoment übereinstimmt. Wenn der Motorgenerator jedoch einen Befehl für einen absoluten Drehmomentwert erhält, der größer als der Absolutwert seines zulässigen Abtriebsmoments ist, gelingt es ihm nicht, einen Drehmomentwert zu erzeugen, der mit dem Befehlsdrehmoment übereinstimmt. Am Motorgenerator wird ein Drehmoment erzeugt, das sich auf das zulässige Abtriebsmoment oder weniger beschränkt, so dass das erzeugte Drehmoment extrem eingeschränkt wird, je kleiner das zulässige Abtriebsmoment im Absolutwert wird, und sich Null nähert. In diesem Fall gab es Situationen mit einem Motorgenerator, dem es nicht gelang, das notwendige Drehmoment zu erzeugen, wodurch eine fehlgeschlagene Steuerung in einem den Motorgenerator umfassenden Antriebssystem als ein Problem verursacht wurde, das für das Funktionieren eines Fahrzeugs eine Behinderung war.
  • Es gibt bekannte Technologien zum Steuern des Abtriebsmoments einer Verbrennungskraftmaschine, um derartige Überdrehungen eines Motorgenerators zu verhindern (siehe beispielsweise PTL 1 und PTL 2 weiter unten). Die PTL 1 offenbart eine Technologie zum Durchführen einer Steuerung, die auf einem maximalen Ausgangskorrekturwert basiert, der auf eine maximale Ausgabe eines Motorgenerators eingestellt ist, wobei ein Toleranzwert gegeben ist, der es ermöglicht, Überdrehungen des Motorgenerators zu verhindern. Die PTL 2 offenbart eine Technologie, um eine Korrektur durchzuführen, wenn eine Motorsteuereinheit (ECU) eine Anomalie bei der Kommunikation mit einer Steuereinheit für die Hybrid-Verwendung bestimmt hat, indem eine Zielumdrehungszahl bei einer Umdrehungszahl-Rückführsteuerung für eine Verbrennungskraftmaschine gemäß dem Abtriebsmoment der Verbrennungskraftmaschine verringert wird. Mit anderen Worten weist gemäß der in der PTL 2 offenbarten Technologie die Verbrennungskraftmaschine eine Umdrehungszahl auf, die gesteuert wird, um zu verhindern, dass ein Motorgenerator zu schnell läuft.
  • Liste der Entgegenhaltungen
  • Patentliteratur
    • PTL 1: JP 2001-304010 A
    • PTL 2: JP 2007-55287 A
  • Kurzdarstellung der Erfindung
  • Technisches Problem
  • Die in der PTL 1 offenbarte Technologie hatte jedoch als verbesserungsfähiges Problem einen Bereich, der immer durch den Anteil für einen Toleranzwert eingeschränkt war. Ferner war die in der PTL 2 offenbarte Technologie für eine unabhängige Steuerung gedacht, die bei einer Kommunikationsanomalie auszuführen ist, als eine Steuerung, welche die Größe des Drehmoments, das einem Motorgenerator angewiesen wird, nicht berücksichtigt.
  • Die vorliegende Erfindung wurde angesichts der vorhergehenden Probleme erdacht. Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, das Steuern einer Drehzahl einer Verbrennungskraftmaschine zu ermöglichen und dadurch die Überdrehungen eines Motorgenerators zu verhindern.
  • Lösung des Problems
  • Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Antriebssteuergerät bereitgestellt, das zur Antriebssteuerung eines Hybridfahrzeugs unter Verwendung von Ausgaben von einem Verbrennungsmotor und einem Motorgenerator eingerichtet ist. Das Antriebssteuergerät umfasst eine Vorrichtung zum Einstellen eines Ziel-Verbrennungsmotor-Drehmoments, einen Rechner für Elektromotor-Drehmomentbefehlswerte und eine Vorrichtung zum Korrigieren des Verbrennungsmotor-Drehmoments. Die Vorrichtung zum Einstellen des Ziel-Verbrennungsmotor-Drehmoments ist ausgebildet, um das Ziel-Verbrennungsmotor-Drehmoment des Verbrennungsmotors aus der Ziel-Verbrennungsmotorleistung und dem Wirkungsgrad des gesamten Systems einzustellen. Der Rechner für Elektromotor-Drehmomentbefehlswerte ist ausgebildet, um einen Drehmomentbefehlswert des Motorgenerators einzustellen. Die Vorrichtung zum Korrigieren des Verbrennungsmotor-Drehmoments ist ausgebildet, um eine Korrektur des Ziel-Verbrennungsmotor-Drehmoments mit einem Ziel-Verbrennungsmotor-Drehmomentkorrekturwert durchzuführen, der basierend auf einem zulässigen Abtriebsmoment und dem Drehmomentbefehlswert des Motorgenerators eingestellt wird.
  • Gemäß dem ersten Aspekt kann die Vorrichtung zum Korrigieren des Verbrennungsmotor-Drehmoments dazu eingerichtet sein, um die Korrektur des Ziel-Verbrennungsmotor-Drehmoments durchzuführen, wenn das zulässige Abtriebsmoment des Motorgenerators einen Absolutwert aufweist, der kleiner als ein Absolutwert des Drehmomentbefehlswertes ist.
  • Gemäß dem ersten Aspekt kann die Vorrichtung zum Korrigieren des Verbrennungsmotor-Drehmoments einen Rechner für das zulässige Abtriebsmoment, einen Rechner für ein Differenzmoment, einen Rechner für eine Verbrennungsmotor-Drehmoment-Korrekturkomponente, einen Rechner für ein resultierendes Drehmoment und eine Vorrichtung zum Einstellen des Ziel-Verbrennungsmotor-Drehmomentkorrekturwertes umfassen. Der Rechner für das zulässige Abtriebsmoment kann ausgebildet sein, um das zulässige Abtriebsmoment des Motorgenerators basierend auf einer Umdrehungszahl des Motorgenerators zu berechnen. Der Rechner für das Differenzmoment kann ausgebildet sein, um das Differenzmoment zwischen dem zulässigen Abtriebsmoment und dem Drehmomentbefehlswert des Motorgenerators zu berechnen. Der Rechner für die Verbrennungsmotor-Drehmoment-Korrekturkomponente kann ausgebildet sein, um eine Umwandlung des Differenzmoments vorzunehmen, um eine Verbrennungsmotor-Drehmoment-Korrekturkomponente zu berechnen. Der Rechner für das resultierende Drehmoment kann ausgebildet sein, um eine Addition zwischen dem Ziel-Verbrennungsmotor-Drehmoment und der Verbrennungsmotor-Drehmoment-Korrekturkomponente vorzunehmen, um das resultierende Drehmoment zu berechnen. Die Vorrichtung zum Einstellen des Ziel-Verbrennungsmotor-Drehmomentkorrekturwertes kann ausgebildet sein, um den Ziel-Verbrennungsmotor-Drehmomentkorrekturwert basierend auf dem resultierenden Drehmoment einzustellen.
  • Gemäß dem ersten Aspekt kann die Vorrichtung zum Korrigieren des Verbrennungsmotor-Drehmoments ausgebildet sein, um ein Mindest-Verbrennungsmotor-Drehmoment auf das Ziel-Verbrennungsmotor-Drehmoment einzustellen, und die Vorrichtung zum Einstellen des Ziel-Verbrennungsmotor-Drehmomentkorrekturwertes kann ausgebildet sein, um das Mindest-Verbrennungsmotor-Drehmoment oder das resultierende Drehmoment zu übernehmen, je nachdem welches nach einem Vergleich größer ist, um den Ziel-Verbrennungsmotor-Drehmomentkorrekturwert einzustellen.
  • Der erste Aspekt kann Folgendes umfassen: den Motorgenerator, der aus einem Paar aus einem ersten Motorgenerator und ein zweiten Motorgenerator besteht; ein Planetengetriebe, das vier Elemente aufweist, nämlich den Verbrennungsmotor, den ersten Motorgenerator, den zweiten Motorgenerator und einen Ausgangsabschnitt, die in einem kollinearen Diagramm verbunden sind, in der Reihenfolge des ersten Motorgenerators, des Verbrennungsmotors, des Ausgangsabschnitts und des zweiten Motorgenerators; und die Vorrichtung zum Korrigieren des Verbrennungsmotor-Drehmoments, die eingerichtet ist, um den Ziel-Verbrennungsmotor-Drehmomentkorrekturwert für die Korrektur des Ziel-Verbrennungsmotor-Drehmoments basierend auf dem zulässigen Abtriebsmoment des ersten Motorgenerators und dem Drehmomentbefehlswert des ersten Motorgenerators einzustellen.
  • Gemäß dem ersten Aspekt kann es eine Konfiguration geben, bei der die Vorrichtung zum Einstellen des Ziel-Verbrennungsmotor-Drehmoments in einer Vorrichtung zum Einstellen des Ziel-Verbrennungsmotor-Betriebspunktes enthalten ist, die ausgebildet ist, um einen Ziel-Verbrennungsmotor-Betriebspunkt einzustellen, um eine Ziel-Verbrennungsmotor-Drehzahl und das Ziel-Verbrennungsmotor-Drehmoment des Verbrennungsmotors aus einem Wirkungsgrad des gesamten Systems und der Ziel-Verbrennungsmotorleistung zu bestimmen.
  • Der erste Aspekt kann einen Rechner für die Ziel-Verbrennungsmotorleistung umfassen, der ausgebildet ist, um die Ziel-Verbrennungsmotorleistung aus einer Zielantriebsleistung und einer Ziel-Lade-/Entladeleistung zu berechnen. Es kann eine Konfiguration geben, die einen Rechner für die Zielantriebsleistung umfasst, der ausgebildet ist, um die Zielantriebsleistung basierend auf einer Gaspedalöffnung und einer Fahrzeuggeschwindigkeit einzustellen.
  • Der erste Aspekt kann einen Rechner für die Ziel-Lade-/Entladeleistung umfassen, der ausgebildet ist, um die Ziel-Lade-/Entladeleistung basierend auf einem Ladezustand einer Batterie zu berechnen. Es kann eine Konfiguration geben, die einen Gaspedalöffnungsdetektor umfasst, der ausgebildet ist, um die Gaspedalöffnung zu detektieren.
  • Der erste Aspekt kann einen Fahrzeuggeschwindigkeitsdetektor umfassen, der ausgebildet ist, um die Fahrzeuggeschwindigkeit zu detektieren. Es kann eine Konfiguration geben, die einen Batterieladezustandsdetektor umfasst, der ausgebildet ist, um den Ladezustand der Batterie zu detektieren.
  • Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Antriebssteuerverfahren für Hybridfahrzeuge bereitgestellt, das für eine Antriebssteuerung eines Fahrzeugs unter Verwendung der Ausgaben von einem Verbrennungsmotor und einem Motorgenerator eingerichtet ist. Das Antriebssteuerverfahren für Hybridfahrzeuge umfasst das Durchführen einer Steuerung, um das Ziel-Verbrennungsmotor-Drehmoment des Verbrennungsmotors zu verringern, das aus der Ziel-Verbrennungsmotorleistung und einem Wirkungsgrad des gesamten Systems eingestellt wird, wenn das zulässige Abtriebsmoment des Motorgenerators einen Absolutwert aufweist, der kleiner als ein Drehmomentbefehlswert ist.
  • Für den zweiten Aspekt wird bevorzugt, dass er das Einstellen eines Mindest-Verbrennungsmotor-Drehmoments auf das Ziel-Verbrennungsmotor-Drehmoment und das Ausführen einer Steuerung umfasst, wenn das Ziel-Verbrennungsmotor-Drehmoment verringert wird, um zu verhindern, dass das Ziel-Verbrennungsmotor-Drehmoment niedriger als das Mindest-Verbrennungsmotor-Drehmoment wird.
  • Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Hybridfahrzeug bereitgestellt, in dem ein Antriebssteuergerät gemäß dem ersten Aspekt eingebaut ist. Vorteilhafte Effekte der Erfindung
  • Gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Antriebssteuergerät für Hybridfahrzeuge bereitgestellt, das zur Unterdrückung des Motordrehmoments durch eine Korrektur des Ziel-Verbrennungsmotor-Drehmoments eingerichtet ist, in Abhängigkeit von einer Beziehung zwischen einem Drehmomentbefehlswert und dem zulässigen Abtriebsmoment eines Motorgenerators, was eine erleichterte Steuerung der Verbrennungsmotordrehzahl ermöglicht, woraus sich als vorteilhafter Effekt die Überdrehungsverhinderung des Motorgenerators ergibt.
  • Des Weiteren gibt es gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung einen Zeitpunkt, zu dem der Absolutwert des zulässigen Abtriebsmoments am Motorgenerator kleiner als der Absolutwert des Drehmomentbefehlswertes geworden ist, was man als Auslöser verwenden kann, um eine Steuerung durchzuführen. Dies ermöglicht es, eine Korrektur des Ziel-Verbrennungsmotor-Drehmoments durchzuführen, bevor der Motorgenerator im Einzelfall in einen Überdrehungszustand übergeht, wodurch die Motorumdrehungszahl schnell reduziert werden kann. Als Ergebnis können Überdrehungen des Motorgenerators verhindert werden. Wenn zusätzlich gemäß dem ersten Aspekt der Absolutwert des zulässigen Abtriebsmoments am Motorgenerator kleiner als der Absolutwert des Drehmomentbefehlswertes geworden ist, wird dieser Zeitpunkt als Auslöser genommen, um eine Steuerung durchzuführen, wodurch verhindert wird, dass die Steuerung für die Überdrehungsverhinderung des Motorgenerators mehr als notwendig vorgenommen wird, was eine geringere unnötige Unterdrückung des Abtriebsmoments an dem Verbrennungsmotor ermöglicht.
  • Ferner kann gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung in Fällen, bei denen der Motorgenerator eine Umdrehungszahl aufweist, die eine obere Umdrehungszahlgrenze erreicht, das Minimum beibehalten werden, das für das Ziel-Verbrennungsmotor-Drehmoment notwendig ist, auch unter einer Bedingung einer erheblichen Unterdrückung des Ziel-Verbrennungsmotor-Drehmoments aufgrund einer Beziehung zwischen dem Drehmomentbefehlswert und dem zulässigen Abtriebsmoment des Motorgenerators. Gemäß dem ersten Aspekt kann das Verbrennungsmotor-Drehmoment somit bei gesicherter Systemintegrität stabil sein.
  • Gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Antriebssteuerverfahren bereitgestellt, das es ermöglicht, als Auslöser den Zeitpunkt zu nehmen, zu dem der Absolutwert des zulässigen Abtriebsmoments an einem Motorgenerator kleiner als ein Drehmomentbefehlswert geworden ist. Dies ermöglicht es zu verhindern, dass eine Steuerung zur Überdrehungsverhinderung des Motorgenerators mehr als notwendig vorgenommen wird, was eine geringere unnötige Unterdrückung des Abtriebsmoments an einem Verbrennungsmotor ermöglicht.
  • Ferner kann gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung das Minimum beibehalten werden, das für das Ziel-Verbrennungsmotor-Drehmoment notwendig ist, auch unter einer Bedingung einer erheblichen Unterdrückung des Ziel-Verbrennungsmotor-Drehmoments. Gemäß dem zweiten Aspekt kann das Verbrennungsmotor-Drehmoment somit bei gesicherter Systemintegrität stabil sein.
  • Gemäß dem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Hybridfahrzeug bereitgestellt, das dazu eingerichtet ist, um Überdrehungen eines Motorgenerators zu verhindern, wodurch verhindert wird, dass ein Antriebssystem unkontrollierbar wird, was als vorteilhaften Effekt eine sichere konstante Fahrt ermöglicht.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Es zeigen:
  • 1 ein Systemkonfigurationsdiagramm eines Antriebssteuergeräts für Hybridfahrzeuge gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 2 einen Graph, der eine Abbildung zum Ablesen einer Zielantriebskraft zeigt, auf die Bezug genommen wird, wenn eine Zielantriebskraft an einer Vorrichtung zum Einstellen der Zielantriebskraft eingestellt wird.
  • 3 einen Graph, der eine Abbildung zum Ablesen einer Ziel-Lade-/Entladeleistung zeigt, auf die Bezug zu nehmen ist, wenn die Ziel-Lade-/Entladeleistung an einer Vorrichtung zum Einstellen der Ziel-Lade-/Entladeleistung eingestellt wird.
  • 4 einen Graph, der eine Abbildung zum Ablesen eines Ziel-Verbrennungsmotor-Betriebspunktes zeigt, auf die Bezug genommen wird, wenn ein Ziel-Verbrennungsmotor-Betriebspunkt an einer Vorrichtung zum Einstellen des Ziel-Verbrennungsmotor-Betriebspunktes eingestellt wird.
  • 5 ein Steuerblockdiagramm der Vorrichtung zum Einstellen des Ziel-Verbrennungsmotor-Betriebspunktes.
  • 6 ein Ablaufschema, das einen Steuerablauf an der Vorrichtung zum Einstellen des Ziel-Verbrennungsmotor-Betriebspunktes zeigt.
  • 7 ein Steuerblockdiagramm eines Rechners für Elektromotor-Drehmomentbefehlswerte.
  • 8 ein Ablaufschema, das einen Steuerablauf am Rechner für Elektromotor-Drehmomentbefehlswerte zeigt.
  • 9 ein Steuerblockdiagramm einer Vorrichtung zum Korrigieren des Verbrennungsmotor-Drehmoments.
  • 10 ein Ablaufschema, das einen Steuerablauf durch das Antriebssteuergerät gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 11 ein Zeitdiagramm, das die Übergänge des jeweiligen Drehmoments und der Umdrehungszahlen zusammen mit einer Überdrehungsverhinderungssteuerung in einem Normalzustand zeigt, wie sie von dem Antriebssteuergerät gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird.
  • 12 ein Zeitdiagramm, das die Übergänge des jeweiligen Drehmoments und der Umdrehungszahlen zusammen mit einer normalen Überdrehungsverhinderungssteuerung zeigt, wie sie von dem Antriebssteuergerät gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird.
  • 13 ein kollineares Diagramm, das die Zustände eines ersten Elektromotors, eines Verbrennungsmotors, eines Ausgangsabschnitts und eines zweiten Elektromotors vor und nach einer Korrektur des Verbrennungsmotor-Drehmoments am Antriebssteuergerät gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • Ausführungsformen der Erfindung
  • Gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird ein Hybridfahrzeug bereitgestellt, das dazu eingerichtet ist, um unter Verwendung der Ausgaben eines Verbrenungsmotors und eines Motorgenerators anhand einer Antriebssteuerung zu fahren. In dem Hybridfahrzeug ist ein Antriebssteuergerät eingebaut, das eine Vorrichtung zum Einstellen eines Ziel-Verbrennungsmotor-Betriebspunktes und einen Rechner für Elektromotor-Drehmomentbefehlswerte umfasst. Die Vorrichtung zum Einstellen des Ziel-Verbrennungsmotor-Betriebspunktes ist eingerichtet, um einen Ziel-Verbrennungsmotor-Betriebspunkt zur Verwendung einzustellen, um eine Ziel-Verbrennungsmotor-Drehzahl und ein Ziel-Verbrennungsmotor-Drehmoment des Verbrennungsmotors basierend auf einem Wirkungsgrad des gesamten Systems und einer Ziel-Verbrennungsmotorleistung einzustellen. Der Rechner für Elektromotor-Drehmomentbefehlswerte funktioniert für gepaarte Motorgeneratoren als Hilfsmittel zum Einstellen ihrer jeweiligen Drehmomentbefehlswerte. Das Antriebssteuergerät, das in dem Hybridfahrzeug eingebaut ist, ist ausgebildet, um das Ziel-Verbrennungsmotor-Drehmoment zu steuern, um das Drehmoment durch eine Korrektur daran unter Verwendung eines Ziel-Verbrennungsmotor-Drehmomentkorrekturwertes zu verringern, den es gemäß den Drehmomentbefehlswerten für die Motorgeneratoren und einem zulässigen Abtriebsmoment der Motorgeneratoren eingestellt hat.
  • Es werden die Einzelheiten eines Hybridfahrzeugs gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sowie eines darin eingebauten Antriebssteuergeräts mit Bezug auf 1 bis 13 beschrieben.
  • 1 ist ein Systemkonfigurationsdiagramm des Antriebssteuergeräts in dem Hybridfahrzeug, 2 ist ein Graph, der eine Abbildung zum Ablesen der Zielantriebskraft zeigt, auf die Bezug genommen wird, wenn eine Zielantriebskraft an einer Vorrichtung zum Einstellen der Zielantriebskraft eingestellt wird, 3 ist ein Graph, der eine Abbildung zum Ablesen der Ziel-Lade-/Entladeleistung zeigt, auf die Bezug genommen wird, wenn die Ziel-Lade-/Entladeleistung an einer Vorrichtung zum Einstellen der Ziel-Lade-/Entladeleistung eingestellt wird, 4 ist ein Graph, der eine Abbildung zum Ablesen des Ziel-Verbrennungsmotor-Betriebspunktes zeigt, auf die Bezug genommen wird, wenn ein Ziel-Verbrennungsmotor-Betriebspunkt an einer Vorrichtung zum Einstellen des Ziel-Verbrennungsmotor-Betriebspunktes eingestellt wird, 5 ist ein Steuerblockdiagramm der Vorrichtung zum Einstellen des Ziel-Verbrennungsmotor-Betriebspunktes, 6 ist ein Ablaufschema, das einen Steuerablauf an der Vorrichtung zum Einstellen des Ziel-Verbrennungsmotor-Betriebspunktes zeigt, 7 ist ein Steuerblockdiagramm eines Rechners für Elektromotor-Drehmomentbefehlswerte, 8 ist ein Ablaufschema, das einen Steuerablauf am Rechner für Elektromotor-Drehmomentbefehlswerte zeigt, 9 ist ein Steuerblockdiagramm einer Vorrichtung zum Korrigieren des Verbrennungsmotor-Drehmoments, 10 ist ein Ablaufschema, das einen Steuerablauf durch das Antriebssteuergerät gemäß der Ausfühungsform zeigt, 11 ist ein Zeitdiagramm, das die Übergänge des jeweiligen Drehmoments und der Umdrehungszahlen zusammen mit einer Überdrehungsverhinderungssteuerung in einem Normalzustand zeigt, 12 ist ein Zeitdiagramm, das die Übergänge des jeweiligen Drehmoments und der Umdrehungszahlen zur Überdrehungsverhinderung mit einer Reaktionsverzögerung zeigt, 13 ist ein kollineares Diagramm, das einen ersten Elektromotor, einen Verbrennungsmotor, einen Ausgangsabschnitt und einen zweiten Elektromotor betrifft, wobei ihre Zustände vor und nach einer Korrektur des Verbrennungsmotor-Drehmoments gezeigt sind.
  • [Systemkonfiguration des Hybridfahrzeugs]
  • Es wird nun eine Systemkonfiguration des Hybridfahrzeugs 100 gemäß der Ausführungsform mit Bezug auf 1 beschrieben. Das Hybridfahrzeug 100 umfasst einen Antriebsstrang 1 und das Antriebssteuergerät 32.
  • [Konfiguration des Antriebsstrangs]
  • Es wird nun eine Beschreibung des Antriebsstrangs 1 vorgenommen. Wie in 1 gezeigt, umfasst der Antriebsstrang 1 eine Abtriebswelle 3 eines Verbrennungsmotors 2, eine Kombination aus einem ersten Elektromotors 4 (gelegentlich als MG1 bezeichnet) und eines zweiten Elektromotors 5 (gelegentlich als MG2 bezeichnet), Antriebsachsen 7 und eine Kombination aus einem ersten Planetengetriebe 8 und einem zweiten Planetengetriebe 9. Der erste Elektromotor 4 und der zweite Elektromotor 5 dienen jeweils als erster Motorgenerator und zweiter Motorgenerator, um Antriebskräfte zu erzeugen, wenn sie mit Energie versorgt werden, und um elektrische Energie zu erzeugen, wenn sie angetrieben werden. Die Antriebsachsen 7 sind mit den Antriebsrädern 6 des Hybridfahrzeugs 100 verbunden. Das erste Planetengetriebe 8 und das zweite Planetengetriebe 9 sind jeweils zwischen der Abtriebswelle 3, dem ersten Elektromotor 4, dem zweiten Elektromotor 5 und den Antriebsachsen 7 angeordnet.
  • Der Verbrennungsmotor 2 ist mit einem Luftstromregler 10, wie etwa einem Drosselventil, einer Kraftstoffzufuhr 11, wie etwa einem Kraftstoffeinspritzventil, und einer Zünder 12, wie etwa einer Zündvorrichtung, versehen. Der Luftstromregler 10 passt den Durchfluss von Ansaugluft entsprechend einer Gaspedalöffnung an (Betätigungsausmaß des Gaspedals). Die Kraftstoffzufuhr 11 führt ein Kraftstoffvolumen zu, das zum Durchfluss der Ansaugluft proportional ist. Der Zünder 12 entzündet den Kraftstoff. Durch die Verwendung des Luftstromreglers 10, der Kraftstoffzufuhr 11 und des Zünders 12 hält der Verbrennungsmotor 2 einen gesteuerten Zustand der Kraftstoffverbrennung aufrecht. Die Verbrennung von Kraftstoff erzeugt eine Antriebskraft.
  • Der erste Elektromotor 4 weist einen ersten Elektromotorstator 15, einen ersten Elektromotorrotor 14 und eine erste Elektromotor-Rotorwelle 13 auf. Der zweite Elektromotor 5 weist einen zweiten Elektromotorstator 18, einen zweiten Elektromotorrotor 17 und eine zweite Elektromotor-Rotorwelle 16 auf.
  • An dem ersten Elektromotor 4 ist der erste Elektromotorstator 15 mit einem ersten Wechselrichter 19 verbunden. An dem zweiten Elektromotor 5 ist der zweite Elektromotorstator 18 mit einem zweiten Wechselrichter 20 verbunden. Der erste Elektromotor 4 und der zweite Elektromotor 5 sind betriebsfähig, wenn ihnen elektrische Energie von einer Batterie 21 in der Form einer Stromspeichervorrichtung zugeführt wird, um Antriebskräfte zu erzeugen, und wenn sie zur Regeneration angetrieben werden, um elektrische Energie zu erzeugen, um die Batterie 21 aufzuladen. Die elektrische Energieversorgung wird von dem ersten Wechselrichter 19 und dem zweiten Wechselrichter 20 jeweils für den ersten Elektromotor 4 und den zweiten Elektromotor 5 gesteuert.
  • Das erste Planetengetriebe 8 umfasst ein erstes Sonnenrad 22, ein erstes Hohlrad 25 und einen ersten Planetenträger 24, der die ersten Planetenräder 23 trägt. Die ersten Planetenräder 23 greifen in das erste Sonnenrad 22 ein. Die ersten Planetenräder 23 greifen in das erste Hohlrad 25 ein. Das zweite Planetengetriebe 9 umfasst ein zweites Sonnenrad 26, ein zweites Hohlrad 29 und einen zweiten Planetenträger 28, der die zweiten Planetenräder 27 trägt. Die zweiten Planetenräder 27 greifen in das zweite Sonnenrad 26 ein. Die zweiten Planetenräder 27 greifen in das zweite Hohlrad 29 ein.
  • Für das erste Planetengetriebe 8 und das zweite Planetengetriebe 9 sind die Rotationsmittelachsen der Drehelemente koaxial angeordnet. Der erste Elektromotor 4 ist in einer Position zwischen dem ersten Planetengetriebe 8 und dem Verbrennungsmotor 2 angeordnet. Der zweite Elektromotor 5 ist in einer Position auf der entfernten Seite des zweiten Planetengetriebes 9 relativ zum Verbrennungsmotor 2 angeordnet. Es sei zu beachten, dass der zweite Elektromotor 5 nur mit seiner eigenen Leistungsabgabe eine ausreichende Leistung aufweist, um das Hybridfahrzeug 100 zum Fahren zu bringen.
  • An dem ersten Planetengetriebe 8 ist das erste Sonnenrad 22 mit der ersten Elektromotor-Rotorwelle 13 des ersten Elektromotors 4 verbunden. Der erste Planetenträger 24 des ersten Planetengetriebes 8 und das zweite Sonnenrad 26 des zweiten Planetengetriebes 9 sind miteinander gekoppelt und mit der Abtriebswelle 3 des Verbrennungsmotors 2 verbunden. Das erste Hohlrad 25 des ersten Planetengetriebes 8 und der zweite Planetenträger 28 des zweiten Planetengetriebes 9 sind miteinander gekoppelt und mit einem Ausgangsabschnitt 30 verbunden. Der Ausgangsabschnitt 30 ist über einen Abtriebsstrang 31 unter Verwendung von Ketten, Rädern oder dergleichen mit den Antriebsachsen 7 verbunden. An dem zweiten Planetengetriebe 9 ist das zweite Hohlrad 29 mit der zweiten Elektromotor-Rotorwelle 16 des zweiten Elektromotors 5 verbunden. Bei einer derartigen Konfiguration des Antriebsstrangs 1A werden die Antriebskräfte zwischen dem Verbrennungsmotor 2, dem ersten Elektromotor 4, dem zweiten Elektromotor 5 und der Antriebsachsen 7 übertragen.
  • Das Antriebssteuergerät 32 weist Verbindungen mit dem Luftstromregler 10, der Kraftstoffzufuhr 11 und den Zünder 12 des Verbrennungsmotors 2, dem ersten Elektromotorstator 15 des ersten Elektromotors 4 und dem zweiten Elektromotorstator 18 des zweiten Elektromotors 5 auf.
  • [Konfiguration des Antriebssteuergeräts]
  • Wie in 1 gezeigt, ist das Antriebssteuergerät 32 mit einem Gaspedalöffnungsdetektor 33, einem Fahrzeuggeschwindigkeitsdetektor 34, einem Verbrennungsmotor-Umdrehungszahldetektor 35 und einem Batterieladezustandsdetektor 36 verbunden.
  • Das Antriebssteuergerät 32 umfasst eine Vorrichtung 37 zum Einstellen der Zielantriebskraft, eine Vorrichtung 38 zum Einstellen der Zielantriebsleistung, eine Vorrichtung 39 zum Einstellen der Ziel-Lade-/Entladeleistung, einen Rechner 40 für die Ziel-Verbrennungsmotorleistung, eine Vorrichtung 41 zum Einstellen des Ziel-Verbrennungsmotor-Betriebspunktes, einen Rechner 42 für Elektromotor-Drehmomentbefehlswerte, eine Verbrennungsmotor-Steuerung 43 und eine Vorrichtung 44 zum Korrigieren des Verbrennungsmotor-Drehmoments.
  • Der Gaspedalöffnungsdetektor 33 detektiert eine Gaspedalöffnung tvo in der Form eines Betätigungsausmaßes des Gaspedals. Der Fahrzeuggeschwindigkeitsdetektor 34 detektiert eine Fahrzeuggeschwindigkeit des Hybridfahrzeugs (Fahrzeuggeschwindigkeit) Vs. Der Verbrennungsmotor-Umdrehungszahldetektor 35 detektiert eine Verbrennungsmotor-Umdrehungszahl Ne des Verbrennungsmotors 2. Der Batterieladezustandsdetektor 36 detektiert einen Ladezustand SOC der Batterie 21.
  • 5 ist ein Steuerblockdiagramm, das Funktionen des Rechners 37 für die Zielantriebskraft, des Rechners 38 für die Zielantriebsleistung, des Rechners 39 für die Ziel-Lade-/Entladeleistung, des Rechners 40 für die Ziel-Verbrennungsmotorleistung und des Rechners 41 für den Ziel-Verbrennungsmotor-Betriebspunkt (einschließlich eines Rechners 41A für das Ziel-Verbrennungsmotor-Drehmoment) zeigt.
  • Der Rechner 37 für die Zielantriebskraft ist anhand einer Abbildung zum Ablesen der Zielantriebskraft, wie beispielsweise in 2 gezeigt, betriebsfähig, um eine Zielantriebskraft Fdrv gemäß einer Kombination aus einer Gaspedalöffnung (Betätigungsausmaß) tvo, die von dem Gaspedalöffnungsdetektor 33 detektiert wird, und einer Fahrzeuggeschwindigkeit Vs, die von dem Fahrzeuggeschwindigkeitsdetektor 34 detektiert wird, abzurufen, um den Antrieb des Hybridfahrzeugs 100 im Betrieb einzustellen.
  • Der Rechner 38 für die Zielantriebsleistung ist betriebsfähig, um die Zielantriebsleistung Pdrv basierend auf einer Kombination aus einer Gaspedalöffnung tvo, die von dem Gaspedalöffnungsdetektor 33 detektiert wird, und einer Fahrzeuggeschwindigkeit Vs, die von dem Fahrzeuggeschwindigkeitsdetektor 34 detektiert wird, einzustellen. Bei dieser Ausführungsform wird die Zielantriebsleistung Pdrv durch eine Multiplikation der Zielantriebskraft Fdrv und der Fahrzeuggeschwindigkeit Vs eingestellt.
  • Der Rechner 39 für die Ziel-Lade-/Entladeleistung ist betriebsfähig, um die Ziel-Lade-/Entladeleistung Pbat unter anderem basierend auf mindestens einem Ladezustand SOC der Batterie 21, der von dem Batterieladezustandsdetektor 36 detektiert wird, einzustellen. Bei dieser Ausführungsform ist er beispielweise dazu geeignet, um anhand einer Abbildung zum Ablesen der Ziel-Lade-/Entladeleistung zu funktionieren, wie sie beispielsweise in 3 gezeigt ist, um die Ziel-Lade-/Entladeleistung Pbat gemäß einem Ladezustand SOC der Batterie 21 und einer Fahrzeuggeschwindigkeit Vs abzurufen und einzustellen.
  • Der Rechner 40 für die Ziel-Verbrennungsmotorleistung ist betriebsfähig, um die Ziel-Verbrennungsmotorleistung Peg aus einer Kombination aus der Zielantriebsleistung Pdrv, die von der Vorrichtung zum Einstellen der Zielantriebsleistung 38 eingestellt wird, und der Ziel-Lade-/Entladeleistung Pbat, die von dem Rechner für die Ziel-Lade-/Entladeleistung 39 eingestellt wird, zu berechnen. Bei dieser Ausführungsform wird die Ziel-Lade-/Entladeleistung Pbat von der Zielantriebsleistung Pdrv subtrahiert, um die Ziel-Verbrennungsmotorleistung Peg zu erhalten.
  • Der Rechner 41 für den Ziel-Verbrennungsmotor-Betriebspunkt ist anhand einer Abbildung zum Ablesen des Ziel-Verbrennungsmotor-Betriebspunktes, wie sie beispielsweise in 4 abgebildet ist, betriebsfähig, um einen Ziel-Verbrennungsmotor-Betriebspunkt (Kombination aus der Ziel-Verbrennungsmotor-Drehzahl und dem Ziel-Verbrennungsmotor-Drehmoment) gemäß der zuvor erwähnten Ziel-Verbrennungsmotorleistung Peg und der Fahrzeuggeschwindigkeit abzurufen und einzustellen. Es ist zu beachten, dass die Vorrichtung 41 zum Einstellen des Ziel-Verbrennungsmotor-Betriebspunktes einen Rechner 41A für das Ziel-Verbrennungsmotor-Drehmoment umfasst.
  • Die Verbrennungsmotor-Steuerung 43 ist dazu eingerichtet, den Luftstromregler 10, die Kraftstoffzufuhr 11 und der Zünder 12 mittels einer Antriebssteuerung, die sie basierend auf der Ziel-Verbrennungsmotorleistung Peg durchführt, die von dem Rechner für die Ziel-Verbrennungsmotorleistung 40 berechnet wird, derart zu steuern, dass der Verbrennungsmotor 2 auf einem Betriebspunkt funktioniert, wie er in 4 gezeigt ist (Kombination aus Verbrennungsmotor-Drehzahl und Verbrennungsmotor-Drehmoment), wobei der Verbrennungsmotor 2 mit einem günstigen Wirkungsgrad betreibbar ist.
  • [Verfahren zum Berechnen des Ziel-Verbrennungsmotor-Drehmoment-Betriebspunktes]
  • 6 ein Ablaufschema, das einen Steuerverlauf zeigt, der von dem Antriebssteuergerät 32 zu befolgen ist, um einen Ziel-Verbrennungsmotor-Betriebspunkt (Ziel-Verbrennungsmotor-Drehzahl, Ziel-Verbrennungsmotor-Drehmoment) aus einer Kombination aus einem Betätigungsausmaß eines Gaspedals durch einen Fahrer und einer Fahrzeuggeschwindigkeit zu berechnen. Es werden nun Steueraktionen bis zur Berechnung eines Ziel-Verbrennungsmotor-Betriebspunktes mit Bezug auf 6 beschrieben. Diese Routine wird wiederholt, um in vorgeschriebenen Zeitintervallen abzulaufen.
  • Zunächst (in Schritt S1) werden diverse Signale eingegeben, die eine Gaspedalöffnung tvo und eine Fahrzeuggeschwindigkeit Vs betreffen.
  • Anschließend (in Schritt S2) wird unter Verwendung einer Abbildung zum Ablesen der Zielantriebskraft, wie beispielsweise in 2 gezeigt, eine Zielantriebskraft unter anderem gemäß der Gaspedalöffnung (Betätigungsausmaß) tvo und der Fahrzeuggeschwindigkeit Vs berechnet. Für einen Bereich hoher Fahrzeuggeschwindigkeiten bei einer Gaspedalöffnung = 0 weist die eingestellte Antriebskraft einen negativen Wert auf, um als bremsende Antriebskraft zu wirken, die einer Verbrennungsmotorbremse entspricht. Für einen Bereich niedriger Geschwindigkeiten bei einer Gaspedalöffnung = 0 weist sie einen positiven Wert auf, der eine Kriechfahrt ermöglicht.
  • Anschließend (in Schritt S3) wird die notwendige Leistung zum Fahren des Fahrzeugs mit der Zielantriebskraft, die in Schritt S2 berechnet wurde, durch Multiplikation der Zielantriebskraft und der Fahrzeuggeschwindigkeit berechnet (Zielantriebsleistung).
  • Anschließend (in Schritt S4) wird unter Verwendung einer Abbildung zum Ablesen einer Ziel-Ladungs-/Entladungsmenge, wie beispielsweise in 3 gezeigt, eine Ladungs-/Entladungsmenge durch Ablesen daraus als Ziel zur Verwendung bei der Steuerung des Ladezustands SOC der Batterie 21 innerhalb eines Normalbetriebsbereichs berechnet. Für niedrige Ladezustände SOC wird die Ladungsleistung erhöht, um Überentladungszustände der Batterie 21 zu verhindern. Für hohe SOC-Zustände wird die Entladungsleistung erhöht, um Überladungszustände der Batterie 21 zu verhindern. Wie in 3 gezeigt, werden die Leistungen praktischerweise auf der Entladungsseite als positive Werte und auf der Ladungsseite als negative Werte definiert.
  • Anschließend (in Schritt S5) wird die Leistung, die von dem Verbrennungsmotor (Ziel-Verbrennungsmotorleistung) auszugeben ist, aus der Zielantriebsleistung und der Ziel-Lade-/Entladeleistung berechnet. In Schritt S5 weist die Leistung, die von dem Verbrennungsmotor auszugeben ist, einen Wert auf, der gleich der notwendigen Leistung ist, um das Fahrzeug anzutreiben, plus der Leistung, um die Batterie 21 aufzuladen (bzw. minus der Entladung). Dabei wird dies auf der Ladungsseite als negativer Wert definiert, so dass die Ziel-Lade-/Entladeleistung von der Zielantriebsleistung substrahiert wird, um die Ziel-Verbrennungsmotorleistung zu berechnen.
  • Anschließend (in Schritt S6) wird unter Verwendung einer Abbildung zum Ablesen des Ziel-Verbrennungsmotor-Betriebspunktes, wie beispielsweise in 4 gezeigt, ein Ziel-Verbrennungsmotor-Betriebspunkt gemäß der Ziel-Verbrennungsmotorleistung und der Fahrzeuggeschwindigkeit berechnet, bevor das Verfahren einen Rücksprung erreicht.
  • Die Abbildung zum Ablesen des Ziel-Verbrennungsmotor-Betriebspunktes weist Zielbetriebspunktlinien auf, die als Linien eingerichtet sind, die Punkte verbinden, die für jede Leistung auf Isoleistungslinien ausgewählt werden, um mit Bezug auf einen Gesamtwirkungsgrad effizient zu sein, wobei es sich um den Wirkungsgrad des Verbrennungsmotors 2 handelt, zu dem ein Wirkungsgrad eines Leistungsübertragungssystems hinzugefügt wird, das aus den ersten Planetenrädern 23, den zweiten Planetenrädern 27, dem ersten Elektromotor 4 und dem zweiten Elektromotor 5 besteht. Die Zielbetriebspunktlinien sind für jede Fahrzeuggeschwindigkeit eingerichtet. Die derart eingerichteten Werte können empirisch bestimmt werden oder können durch Berechnungen aus den Wirkungsgraden des Verbrennungsmotors 2, des ersten Elektromotors 4 und des zweiten Elektromotors 5 bestimmt werden.
  • [Verfahren zum Berechnen von Elektromotor-Drehmomentbefehlen]
  • Es wird nun mit Bezug auf 7 und 8 eine Konfiguration des Abschnitts 42 für Elektromotor-Drehmomentbefehlswerte und eines Berechnungsverfahrens dafür beschrieben, wobei der Abschnitt dazu eingerichtet ist, um Elektromotor-Drehmomentbefehlswerte für den ersten Elektromotor 4 und den zweiten Elektromotor 5 zu berechnen. 7 ist ein Steuerblockdiagramm, das einen Teil einer Funktion zum Berechnen von Elektromotor-Drehmomentbefehlswerten zeigt, die an dem Rechner 42 für Elektromotor-Drehmomentbefehlswerte auszuführen ist, und 8 ist ein Ablaufschema dafür.
  • Der Rechner 42 für Elektromotor-Drehmomentbefehlswerte ist betriebsfähig, um Drehmomentbefehlswerte jeweils des ersten Elektromotors 4 (MG1) und des zweiten Elektromotors 5 (MG2) unter Verwendung eines Ausdrucks des elektrischen Leistungsgleichgewichts zu berechnen, wobei der Ausdruck die Ziel-Lade-/Entladeleistung einbezieht, sowie eines Ausdrucks des Drehmomentgleichgewichts, der das Ziel-Verbrennungsmotor-Drehmoment einbezieht, das aus dem zuvor erwähnten Ziel-Verbrennungsmotor-Betriebspunkt bestimmt wird. Der Ausdruck des Drehmomentgleichgewichts sowie der Ausdruck des elektrischen Leistungsgleichgewichts werden nachstehend beschrieben.
  • Wie in 7 gezeigt, gibt es eine Kombination aus den Drehzahlen (Nmg1, Nmg2), die mit Bezug jeweils auf den ersten Elektromotor 4 und den zweiten Elektromotor 5 unter Verwendung einer Fahrzeuggeschwindigkeit berechnet werden, und einer Ziel-Verbrennungsmotor-Drehzahl, die aus einem Ziel-Verbrennungsmotor-Betriebspunkt bestimmt wird, der an der Vorrichtung zum Einstellen des Ziel-Verbrennungsmotor-Betriebspunktes 41 berechnet wird (siehe 5). Für den ersten Elektromotor 4 wird ein Drehmomentbefehlswert (Tmg1i) basierend auf den Drehzahlen (Nmg1, Nmg2) des ersten Elektromotors 4 und des zweiten Elektromotors 5, der Ziel-Lade-/Entladeleistung und dem Ziel-Verbrennungsmotor-Drehmoment berechnet.
  • Dann wird für den zweiten Elektromotor 5 ein Drehmomentbefehlswert (Tmg2i) basierend auf dem Drehmomentbefehlswert (Tmg1i) des ersten Elektromotors 4 und dem Ziel-Verbrennungsmotor-Drehmoment berechnet. Ferner funktioniert der Rechner 42 für Elektromotor-Drehmomentbefehlswerte derart, dass er die Rückführungskorrekturbeträge (Tmg1fb, Tmg2fb) jeweils auf die Drehmomentbefehlswerte des ersten Elektromotors 4 und des zweiten Elektromotors 5 legt, damit eine tatsächliche Verbrennungsmotor-Drehzahl auf die Ziel-Verbrennungsmotor-Drehzahl konvergiert, die aus dem Ziel-Verbrennungsmotor-Betriebspunkt bestimmt wird. Entsprechend gibt es eine Kombination aus einem Drehmomentbefehlswert (Tmg1), der für den ersten Elektromotor 4 aus dem Drehmomentbefehlswert (Tmg1i) und dem Rückführungskorrekturbetrag (Tmg1fb) des ersten Elektromotors 4 berechnet wird, und aus einem Drehmomentbefehlswert (Tmg2), der für den zweiten Elektromotor 5 aus dem Drehmomentbefehlswert (Tmg2i) und dem Rückführungskorrekturbetrag (Tmg2fb) des zweiten Elektromotors 5 berechnet wird.
  • Es wird nun ein in 8 gezeigtes Ablaufschema beschrieben. Diese Routine wird wiederholt, um in vorgeschriebenen Zeitintervallen abzulaufen. In dem in 8 gezeigten Schritt S11 werden zunächst die Antriebswellen-Drehzahlen No des ersten Planetengetriebes 8 und des zweiten Planetengetriebes 9 aus der Fahrzeuggeschwindigkeit berechnet. Wenn dann die Verbrennungsmotor-Drehzahl zu einer Ziel-Verbrennungsmotor-Drehzahl Net geworden ist, werden die Drehzahl Nmg1 des ersten Elektromotors 4 und die Drehzahl Nmg2 des zweiten Elektromotors 5 unter Verwendung der nachstehend definierten Ausdrücke (1) und (2) berechnet. Die Ausdrücke für die Berechnung werden aus Beziehungen zwischen den Drehzahlen an dem ersten Planetengetriebe 8 und dem zweiten Planetengetriebe 9 bestimmt. Nmg1 = (Net – No)·k1 + Net (1), Nmg2 = (No – Net)·k2 + No (2).
  • Dabei haben k1 und k2 Werte, die in einem kollinearen Diagramm der 13 gezeigt sind und von den Übersetzungsverhältnissen an dem ersten Planetengetriebe 8 und dem zweiten Planetengetriebe 9 abhängen. Genauer gesagt werden bei dieser Ausführungsform k1 und k2 wie folgt definiert:
    • k1
    = ZR1/ZS1
    k2
    = ZR2/ZS2
    ZS1
    = Anzahl der Zähne des ersten Sonnenrades 22 am ersten Planetengetriebe 8
    ZR1
    = Anzahl der Zähne des ersten Hohlrades 25 am ersten Planetengetriebe 8
    ZS2
    = Anzahl der Zähne des zweiten Sonnenrades 26 am zweiten Planetengetriebe 8
    ZR2
    = Anzahl der Zähne des zweiten Hohlrades 29 am zweiten Planetengetriebe 8
  • Anschließend wird in Schritt S12 das Grunddrehmoment Tmg1i des ersten Elektromotors 4 aus der Drehzahl Nmg1 des ersten Elektromotors 4 und Nmg2 des zweiten Elektromotors 5, wie sie in Schritt S11 bestimmt werden, und einer Kombination aus der Ziel-Lade-/Entladeleistung Pbat und dem Ziel-Verbrennungsmotor-Drehmoment Tet unter Verwendung eines Ausdrucks (3) für die Berechnung derart berechnet, dass: Tmg1i = (Pbat·60/2π – Nmg2·Tet/k2)/(Nmg1 + Nmg2·(1 + k1)/k2 (3).
  • Dieser Ausdruck (3) zur Berechnung kann abgeleitet werden, indem eine gemeinsame Gleichung gelöst wird, die sich zusammensetzt aus einem Ausdruck (4) des Drehmomentgleichgewichts, der ein Gleichgewicht des Drehmoments darstellt, das in die Planetengetriebe eingeht, wie nachstehend gezeigt, und aus einem Ausdruck (5) des elektrischen Leistungsgleichgewichts, der die elektrische Leistung darstellt, die am ersten Elektromotor 4 und am zweiten Elektromotor 5 generiert oder verbraucht wird und gleich der elektrischen Leistung (Pbat) ist, die in die Batterie 21 eingeht oder davon ausgegeben wird. Tet + (1 + k1)·Tmg1 = k2·Tmg2 (4) Nmg1·Tmg1·2π/60 + Nmg2·Tmg2·2π/60 = Pbat (5).
  • Anschließend wird in Schritt S13 das Grunddrehmoment Tmg2i des zweiten Elektromotors 5 aus Tmg1i und dem Ziel-Verbrennungsmotor-Drehmoment unter Verwendung eines Ausdrucks (6) derart berechnet, dass: Tmg2i = (Tet + (1 + k1)·Tmg1i)/k2 (6).
  • Es ist zu beachten, dass dieser Ausdruck (6) von dem obigen Ausdruck (4) abgeleitet wird.
  • Anschließend wird in Schritt S14, um eine Verbrennungsmotor-Drehzahl zu erhalten, die sich dem Ziel nähert, die Abweichung der Verbrennungsmotor-Drehzahl relativ zu dem Ziel mit einem vorbestimmten Rückführungsverstärkungsfaktor multipliziert um ein Rückführungs-Korrekturdrehmoment Tmh1fb und Tmg2fb des ersten Elektromotors 4 und des zweiten Elektromotors 5 zu berechnen.
  • Anschließend wird in Schritt S15 das Rückführungs-Korrekturdrehmoment Tmh1fb und Tmg2fb des ersten Elektromotors 4 und des zweiten Elektromotors 5 zum Grunddrehmoment Tmg1i und Tmg2i addiert, um die Drehmomentbefehlswerte Tmh1 und Tmg2 jeweils für den ersten Elektromotor 4 und den zweiten Elektromotor 5 zu berechnen. Der erste Elektromotor 4 und der zweite Elektromotor 5 werden gemäß diesen Steuerbefehlen gesteuert, um Zielantriebskräfte, welche die Batterie 21 laden und entladen, als Zielwerte auszugeben.
  • [Konfiguration der Vorrichtung zum Korrigieren des Verbrennungsmotor-Drehmoments]
  • Es wird mm die Vorrichtung 44 zum Korrigieren des Verbrennungsmotor-Drehmoments mit Bezug auf 9 beschrieben. 9 ist ein Diagramm, das die Steuerblöcke der Vorrichtung 44 zum Korrigieren des Verbrennungsmotor-Drehmoments zeigt. Die Vorrichtung 44 zum Korrigieren des Verbrennungsmotor-Drehmoments ist dazu eingerichtet, das Ziel-Verbrennungsmotor-Drehmoment zur Korrektur des Verbrennungsmotor-Drehmoments einzustellen.
  • Wie in 9 gezeigt, umfasst die Vorrichtung 44 zum Korrigieren des Verbrennungsmotor-Drehmoments einen Rechner 44A für das zulässige Abtriebsmoment, einen Rechner 44B für das Differenzmoment, einen Rechner 44C für die Verbrennungsmotor-Drehmoment-Korrekturkomponente, einen Rechner 44D für das resultierende Drehmoment und einen Rechner 44E für den Ziel-Verbrennungsmotor-Drehmomentkorrekturwert.
  • Der Rechner 44A für das zulässige Abtriebsmoment berechnet das zulässige Abtriebsmoment (als Mindestwert) aus einer Umdrehungszahl Nmh1 des ersten Elektromotors 4 (MG1).
  • Der Rechner 44B für das Differenzmoment berechnet das Differenzmoment ΔT zwischen dem zulässigen Abtriebsmoment, das am Rechner 44A für das zulässige Abtriebsmoment berechnet wird, und einem Drehmomentbefehlswert des ersten Elektromotors 4 (MG1), der durch das zuvor erwähnte Verfahren zum Berechnen des Elektromotor-Drehmomentbefehlswertes bestimmt wird.
  • Am Rechner 44C für die Verbrennungsmotor-Drehmoment-Korrekturkomponente wird das Differenzmoment ΔT, das am Rechner 44B für das Differenzmoment berechnet wird, mit einer Konstante (das Inverse: 1/(1 + k1) von (1 + k1)), die ein Übersetzungsverhältnis an den Planetengetrieben umfasst, umgewandelt (multipliziert), um eine Verbrennungsmotor-Drehmoment-Korrekturkomponente zu berechnen.
  • Der Rechner 44D für das resultierende Drehmoment berechnet das resultierende Drehmoment aus dem Ziel-Verbrennungsmotor-Drehmoment und der Verbrennungsmotor-Drehmoment-Korrekturkomponente.
  • Der Rechner 44E für den Ziel-Verbrennungsmotor-Drehmomentkorrekturwert ist eingerichtet, um einen Ziel-Verbrennungsmotor-Drehmomentkorrekturwert auszugeben, der aus dem resultierenden Drehmoment und dem Mindest-Verbrennungsmotor-Drehmoment zur Verwendung bei der Korrektur des Elektromotor-Drehmoments berechnet wird. Es ist zu beachten, dass das Mindest-Verbrennungsmotor-Drehmoment ein Verbrennungsmotor-Drehmoment (inhärentes Fahrdrehmoment des Verbrennungsmotors 2) ist, das basierend auf inhärenten Charakteristika des Verbrennungsmotors 2 eingestellt wird, um die Drehung vor einer Verringerung zu schützen und einen notwendigen Mindestdrehantrieb beizubehalten.
  • [Überdrehungsverhinderungssteuerung]
  • 10 ist ein Ablaufschema, das eine Steuerungsausführung zeigt, die einen Ziel-Verbrennungsmotor-Drehmomentkorrekturwert verwendet, der an der Vorrichtung 44 zum Korrigieren des Verbrennungsmotor-Drehmoments berechnet wird, um Überdrehungen des ersten Elektromotors 4 zu verhindern. Es wird nun der Inhalt der Steuerung, die Überdrehungen des ersten Elektromotors 4 verhindert, mit Bezug auf das Ablaufschema in 10 beschrieben. Diese Routine wird wiederholt, um in vorgeschriebenen Zeitintervallen abzulaufen.
  • Wie in 10 gezeigt, werden zunächst in Schritt S21 diverse Signale eingegeben, einschließlich eines Grund-Ziel-Verbrennungsmotor-Drehmoments vor der Korrektur des Verbrennungsmotor-Drehmoments, eines Drehmomentbefehlswertes für den ersten Elektromotor 4 (MG1), eines zulässigen Abtriebsmoments (Mindestwert) des ersten Elektromotors 4, eines Mindest-Verbrennungsmotor-Drehmoments (Fahrdrehmoment) usw.
  • Anschließend (in Schritt S22) wird an der Vorrichtung 44 zum Korrigieren des Verbrennungsmotor-Drehmoments bestimmt, ob oder ob nicht der Drehmomentbefehlswert des ersten Elektromotors 4 kleiner ist als das zulässige Abtriebsmoment (Mindestwert).
  • In Schritt S22 (falls die Antwort „NEIN” lautet), wenn der Drehmomentbefehlswert des ersten Elektromotors 4 größer als das zulässige Abtriebsmoment (Mindestwert) ist, dann sollte das Ziel-Verbrennungsmotor-Drehmoment gleich dem Grund-Ziel-Verbrennungsmotor-Drehmoment sein. Es wird keine Korrektur an dem Elektromotor-Drehmoment vorgenommen (in Schritt S23), bevor das Verfahren einen Rücksprung erreicht (entlang des Verlaufs F1 im Ablaufschema).
  • In Schritt S22 (wenn die Antwort „JA” lautet), wenn der Drehmomentbefehlswert des ersten Elektromotors 4 kleiner als das zulässige Abtriebsmoment (Mindestwert) ist (d. h. wenn der Drehmomentbefehlswert größer als das zulässige Abtriebsmoment in den Absolutwerten ist), dann wird (in Schritt S24) das Differenzmoment ΔT (siehe 11) zwischen dem Drehmomentbefehlswert des ersten Elektromotors 4 und dem zulässigen Abtriebsmoment des ersten Elektromotors 4 berechnet.
  • Anschließend (in Schritt S25) wird eine Berechnung zwischen dem Grund-Ziel-Verbrennungsmotor-Drehmoment und dem Differenzmoment ΔT vorgenommen, das in Schritt S24 berechnet wird, und zwar umgewandelt mit der Konstanten, die das Übersetzungsverhältnis umfasst, durch Multiplizieren derselben als Berechnung des Grund-Ziel-Verbrennungsmotor-Drehmoments, um das resultierende Drehmoment zu erhalten.
  • Anschließend (in Schritt S26) wird bestimmt, ob oder ob nicht das resultierende Drehmoment größer als das Mindest-Verbrennungsmotor-Drehmoment ist.
  • Wenn das resultierende Drehmoment größer als das Mindest-Verbrennungsmotor-Drehmoment (JA) in Schritt S26 ist, dann wird das resultierende Drehmoment als Ziel-Verbrennungsmotor-Drehmoment (in Schritt S27) eingestellt, bevor das Verfahren einen Rücksprung erreicht (entlang eines Verlaufs F2 im Ablaufschema).
  • Wenn das resultierende Drehmoment nicht größer als das Verbrennungsmotor-Mindestdrehmoment (NEIN) ist, dann wird in Schritt S26 das Mindest-Verbrennungsmotor-Drehmoment als Ziel-Verbrennungsmotor-Drehmoment eingestellt (in Schritt S28), bevor das Verfahren einen Rücksprung erreicht (entlang eines Verlaufs F3 im Ablaufschema).
  • Es folgt eine Beschreibung der Übergänge des Drehmoments und der Umdrehungszahl am ersten Elektromotor 4 und des Drehmoments und der Umdrehungszahl am Verbrennungsmotor 2 in Beispielen einer Steuerung, die ausgeführt wird, um Überdrehungen des ersten Elektromotors 4 durch das Antriebssteuergerät 32 zu verhindern, sowie eine Beschreibung eines Antriebssteuerverfahrens gemäß der Ausführungsform, wobei Bezug auf 11 und 12 genommen wird. 11 ist ein Zeitdiagramm, das die Übergänge des jeweiligen Drehmoments und der Umdrehungszahlen zusammen mit einer Überdrehungsverhinderungssteuerung in einem Nomalzustand zeigt. 12 ist ein Zeitdiagramm, das die Übergänge des jeweiligen Drehmoments und der Umdrehungszahlen zur Überdrehungsverhinderung mit einer Reaktionsverzögerung zeigt.
  • [Beispiel einer Überdrehungsverhinderungssteuerung in einem Normalzustand]
  • Das in 11 gezeigte Zeitdiagramm beschreibt eine Steuerung, die von dem Antriebssteuergerät 32 auszuführen ist, und ein Antriebssteuerverfahren gemäß der Ausführungsform in einer Situation, in welcher der Verbrennungsmotor 2 aufgrund von Störungen, wie etwa Variationen in der Umgebung, wie beispielsweise Variationen der Temperatur der Ansaugluft oder des Atmosphärendrucks, eine veränderte Ausgangscharakteristik aufweist, wobei der erste Elektromotor 4, der zur Drehung angetrieben wird, eine Umdrehungszahl aufweisen könnte, die über eine spezifische obere Umdrehungszahlgrenze hinausgeht und einen hohen Umdrehungszahlbereich erreicht, der zu einem Überdrehungszustand führt.
  • In einem Intervall zwischen den Zeitpunkten t0 und t1, die in 11 gezeigt sind, weist der erste Elektromotor 4 (MG1) einen Drehmomentbefehlswert (MG1 Drehmomentbefehlswert) auf, der konstant gehalten wird. Des Weiteren weist das zulässige Abtriebsmoment des ersten Elektromotors 4 (MG1 zulässiges Mindestabtriebsmoment) einen kleineren Wert auf (größerer Wert im Absolutwert auf der negativen Seite) als der Drehmomentbefehlswert. Mit anderen Worten werden sowohl der Drehmomentbefehlswert als auch das zulässige Abtriebsmoment des ersten Elektromotors 4 als negatives Drehmoment erzeugt, die als Drehmomentwerte gehandhabt werden, die ein positives Vorzeichen oder ein negatives Vorzeichen aufweisen können, je nachdem welches für den Steuerungszweck angenommen wird, so dass der Wert, der im Absolutwert größer ist, als Wert für die Steuerung klein wird.
  • Des Weiteren weist der in 1 gezeigte Gaspedalöffnungsdetektor 33 einen Wert auf, der in einem Normalzustand eine vorgeschriebene Öffnung (Betätigungsausmaß) darstellt. In diesem Zustand, der ein Normalzustand ist, ist das Ziel-Verbrennungsmotor-Drehmoment (Grund-Ziel-Verbrennungsmotor-Drehmoment) konstant, wie in 11 gezeigt. Ferner haben die Umdrehungszahl des ersten Elektromotors 4 und die Verbrennungsmotor-Umdrehungszahl die Tendenz, aufgrund von Störungen, wie beispielweise denjenigen, die mit Änderungen der Umgebung und dergleichen einhergehen, zuzunehmen. Während des Intervalls zwischen den Zeitpunkten t0 und t1 wird in einem Steuerungszustand, der dem Verlauf F1 in dem Ablaufschema aus 10 entspricht, keine Korrektur auf das Ziel-Verbrennungsmotor-Drehmoment angewendet.
  • Anschließend kann in einem Intervall zwischen den Zeitpunkten t1 und t2, die in 11 gezeigt sind, der erreichte Zustand eine Situation umfassen, in welcher der erste Elektromotor 4, der zur Drehung angetrieben wird, eine Umdrehungszahl aufweisen kann, die über die spezifische obere Grenze der Umdrehungszahl hinausgeht und den hohen Umdrehungszahlbereich erreicht und auf einen Überdrehungszustand zuläuft, wenn sich die Ausgangscharakteristik des Verbrennungsmotors aufgrund der zuvor erwähnten Störungen geändert hat, wie etwa Änderungen in der Umgebung. Dies ist nämlich ein Intervall, in dem sich der Zustand in eine Richtung bewegt, die eine Überdrehung am ersten Elektromotor 4 umfassen könnte. (Es ist zu beachten, dass bei dieser Ausführungsform das Elektromotor-Drehmoment korrigiert wird, was Überdrehungen verhindert).
  • In dem Intervall zwischen t1 und t2 wird das zulässige Abtriebsmoment als negatives Drehmoment erzeugt, so dass das zulässige negative Abtriebsmoment einen reduzierten Absolutwert aufweist, der beginnt, sich dem Drehmomentbefehlswert zu nähern. D. h. der erste Elektromotor 4 weist eine Umdrehungszahl auf, die sich dem oberen Grenzbereich nähert, sowie ein zulässiges Mindestabtriebsmoment, das beginnt, im Absolutwert hin zu Null (0) abzunehmen. Andererseits ist im Vergleich zu dem zulässigen Abtriebsmoment des ersten Elektromotors 4 der konstante Drehmomentbefehlswert immer noch groß, und zwar als numerischer Drehmomentwert, der ein positives Vorzeichen oder ein negatives Vorzeichen aufweisen kann, je nachdem welches angenommen wird (es ist zu beachten, dass das zulässige Mindestabtriebsmoment als Absolutwert größer als der Drehmomentbefehlswert ist). In dem Intervall zwischen t1 und t2 ist das Drehmoment am ersten Elektromotor 4 gleich dem Drehmomentbefehlswert. Während des Intervalls zwischen t1 und t2 folgt der Steuerungszustand dem Verlauf F1 in dem Ablaufschema aus 10, wie das Intervall zwischen t0 und t1.
  • Dann weist der erste Elektromotor 4 zu dem in 11 gezeigten Zeitpunkt t2 einen Drehmomentbefehlswert auf der mit dem zulässigen Abtriebsmoment zusammenfällt. In einem Intervall zwischen t2 und t3, als numerischer Drehmomentwert am ersten Elektromotor 4, der ein positives Vorzeichen oder ein negatives Vorzeichen aufweisen kann, je nachdem welches angenommen wird, geht das zulässige Abtriebsmoment über den Drehmomentbefehlswert hinaus (d. h. es wird im Absolutwert kleiner), so dass der tatsächliche Drehmomentbefehlswert gleich dem zulässigen Abtriebsmoment wird. Es entwickelt sich eine Abweichung zwischen dem Drehmomentbefehlswert und dem tatsächlichen Drehmomentbefehlswert (zulässiges Abtriebsmoment).
  • Wie bei der Berechnung in Schritt S25 in dem in 10 gezeigten Ablaufschema wird das Differenzmoment ΔT am ersten Elektromotor 4 mit der Konstante umgewandelt, die das Übersetzungsverhältnis umfasst, und das Grund-Ziel-Verbrennungsmotor-Drehmoment wird mit dem umgewandelten Drehmoment korrigiert, um das resultierende Drehmoment als endgültigen Ziel-Verbrennungsmotor-Drehmomentbefehlswert bereitzustellen. Es ist zu beachten, dass die Berechnung des endgültigen Ziel-Verbrennungsmotor-Drehmomentbefehlswertes an der Vorrichtung 44E zum Einstellen des Ziel-Verbrennungsmotor-Drehmomentkorrekturwertes in der Vorrichtung 44 zum Korrigieren des Verbrennungsmotor-Drehmoments vorgenommen wird, wie in 9 gezeigt.
  • In dem Intervall zwischen t2 und t3 besteht ein allmählich zunehmender Unterschied zwischen dem Drehmomentbefehlswert und dem zulässigen Abtriebsmoment, wodurch die Korrektur des Verbrennungsmotor-Drehmoments basierend auf Schritt S27 das Ziel-Verbrennungsmotor-Drehmoment (resultierendes Drehmoment) mit einer allmählich abnehmenden Tendenz bereitstellt. Als Ergebnis hat das Ziel-Verbrennungsmotor-Drehmoment eine abnehmende Tendenz, wobei es plötzliche Zunahmen der Umdrehungszahl des ersten Elektromotors 4 und der Verbrennungsmotor-Umdrehungszahl unterdrückt. Wenn somit die Verbrennungsmotor-Drehmoment-Korrektursteuerung nicht ausgeführt wird, geht das negative Drehmoment am ersten Elektromotor 4 (MG1) im Wesentlichen verloren, was zu einem Explodieren der Verbrennungsmotor-Umdrehungszahl führt, wodurch die Umdrehungszahl ansteigt, wie es in 11 durch strichpunktierte Linien gezeigt wird. Gleichzeitig steigt auch die Umdrehungszahl des ersten Elektromotors 4 (MG1) an, wie in 11 durch strichpunktierte Linien gezeigt. Daher können die Überdrehungen des ersten Elektromotors 4 (MG1) durch die Verbrennungsmotor-Drehmoment-Korrektursteuerung verhindert werden. In diesem Fall folgt während des Intervalls zwischen t2 und t3 der Steuerungszustand dem Verlauf F2 in dem Ablaufschema aus 10.
  • Zu dem in 11 gezeigten Zeitpunkt t3 fällt das Ziel-Verbrennungsmotor-Drehmoment mit dem Mindest-Verbrennungsmotor-Drehmoment zusammen (spezifisches Fahrdrehmoment des Verbrennungsmotors 2). In einem Intervall zwischen t3 und t4 nimmt das Ziel-Verbrennungsmotor-Drehmoment einfach einen positiven Wert an und fällt unter das Mindest-Verbrennungsmotor-Drehmoment, so dass das tatsächliche Ziel-Verbrennungsmotor-Drehmoment gleich dem Mindest-Verbrennungsmotor-Drehmoment wird. D. h. das Mindest-Verbrennungsmotor-Drehmoment dient als unterer Grenzwert, um zu verhindern, dass das Ziel-Verbrennungsmotor-Drehmoment unter das Mindest-Verbrennungsmotor-Drehmoment abfällt. Das Verbrennungsmotor-Drehmoment weist einen ausgeglichenen Zustand auf einem niedrigen Wert auf, so dass die Umdrehungszahl des Verbrennungsmotors 2 sowie die Umdrehungszahl des ersten Elektromotors 4 die Tendenz haben, auf eine beliebige Umdrehungszahl zu konvergieren, wenn sich die Tendenz zur Verringerung ändert. In diesem Fall folgt der Zustand der Steuerung während des Intervalls zwischen t3 und t4 dem Verlauf F3 des Ablaufschemas aus
  • 10. Es ist zu beachten, dass in dem Intervall zwischen t3 und t4 das Ziel-Verbrennungsmotor-Drehmoment, wenn es nicht bis auf das Mindest-Verbrennungsmotor-Drehmoment verringert wird, nicht durch das Mindest-Verbrennungsmotor-Drehmoment geschützt ist, sondern das Ziel-Verbrennungsmotor-Drehmoment mit einem vorgeschriebenen Drehmomentwert ausgeglichen wird.
  • Zu dem in 11 gezeigten Zeitpunkt t4 detektiert der Gaspedalöffnungsdetektor 33 einen Gaspedal-Aus-Zustand, der als Auslöser dafür dient, dass die Verbrennungsmotor-Drehmoment-Korrektur damit beginnt, sich für eine Wiederherstellung auf das Ziel-Verbrennungsmotor-Drehmoment zu ändern. Als Reaktion auf den Auslöser beginnt die Umdrehungszahl des Verbrennungsmotors 2 sowie die Umdrehungszahl des ersten Elektromotors 4 (MG1) abzunehmen, wodurch der erste Elektromotor 4 (MG1) ein zulässiges Abtriebsmoment aufweist (ein Höchstabtriebsmoment auf der negativen Seite), das mit einem reduzierten Differenzmoment ΔT allmählich im Absolutwert zunimmt. Gleichzeitig nimmt auch die Verringerungsmenge in der Drehmoment-Korrektursteuerung des Verbrennungsmotors 2 allmählich ab, und zwar bis zu einer vollständigen Wiederherstellung zu einem Zeitpunkt t5. Während eines Intervalls zwischen t4 und t5 folgt der Zustand der Steuerung dem Verlauf F2 in dem Ablaufschema aus 10.
  • In einem Intervall zwischen t5 und t6 ist der konstante Drehmomentbefehlswert im Vergleich zu dem zulässigen Mindestabtriebsmoment des ersten Elektromotors 4 groß, und zwar als ein numerischer Drehmomentwert, der ein positives Vorzeichen oder ein negatives Vorzeichen aufweisen kann, je nachdem welches angenommen wird, ähnlich wie bei dem Intervall zwischen t1 und t2. Daher entwickelt sich keine Abweichung, was dazu führt, dass keine Korrektur auf das Elektromotor-Drehmoment angewendet wird. Das Verbrennungsmotor-Drehmoment weist eine abnehmende Tendenz auf, in Abhängigkeit von den Variationen der Fahrt im Verlauf der Überdrehungsverhinderung bis zur Wiederherstellung, während auch die Umdrehungszahl des ersten Elektromotors 4 und die Verbrennungsmotor-Umdrehungsanzahl abnehmende Tendenzen aufweisen. Während des Intervalls zwischen t5 und t6 folgt der Steuerungszustand dem Verlauf F1 in dem Ablaufschema aus 10.
  • [Beispiel einer Überdrehungsverhinderungssteuerung mit einer Reaktionsverzögerung bei der Verhinderung der Drehung]
  • Wenn die Überdrehungsverhinderung zusammen mit der Verbrennungsmotor-Drehmoment-Korrektur eine Reaktionsverzögerung aufweist, ist ein Beispiel zur Überdrehungsverhinderungssteuerung zu verwenden, wie es in dem Zeitdiagramm der 12 gezeigt ist.
  • Wie in 12 gezeigt, kann die Drehmomentkorrektursteuerung (Drehmomentabnahmesteuerung) des Verbrennungsmotors 2 verzögert werden, was eine starke Zunahme der Drehung des Verbrennungsmotors 2 bewirkt, die zu einer Übersteigerung führt. Es ist zu beachten, dass bis zu einem in 12 gezeigten Zeitpunkt t2 der Verlauf des Zustands ähnlich ist wie derjenige bis zu dem in 11 gezeigten Zeitpunkt t2. In einem Intervall zwischen t2 und t3 wird die Differenz zwischen einem Drehmomentbefehlswert und dem zulässigen Abtriebsmoment des ersten Elektromotors 4 (MG1) mit der Konstante, die das Übersetzungsverhältnis umfasst, umgewandelt, und der umgewandelte Wert wird zum Ziel-Verbrennungsmotor-Drehmoment addiert, um das resultierende Drehmoment zur Verwendung zum Steuern des Ziel-Verbrennungsmotor-Drehmoments bereitzustellen, während im Anfangsstadium des ersten Elektromotors 4 (MG1) das Differenzmoment ΔT um die Reaktionsverzögerung und dergleichen erhöht wird, während die Drehzahl zunimmt.
  • Wie in 12 gezeigt, wird das Drehmoment am Verbrennungsmotor 2 daher durch die Korrektur des Verbrennungsmotor-Drehmoments kontinuierlich verringert und erreicht mit der Zeit das untere Grenzdrehmoment (Fahrdrehmoment). Das untere Grenzdrehmoment (Fahrdrehmoment) ist ein Eigenwert des Verbrennungsmotors 2, der sich nicht ändern kann. Die Drehzahl kann sich aus einem gewissen Grund erhöhen. Da jedoch keine Antriebskraft zugeführt wird, flaut auch die Zunahme der Drehzahl allmählich ab. Mit der Zeit beginnt die Drehzahl abzunehmen (zu einem Zeitpunkt t4). Gleichzeitig wird der Unterschied zwischen dem Drehmomentbefehlswert und dem zulässigen Abtriebsmoment des ersten Elektromotors 4 (MG1) klein, sowie auch das Ausmaß der Drehmoment-Korrektursteuerung (Abnahmesteuerung) am Verbrennungsmotor 2. Es sei zu beachten, dass die Ziel-Verbrennungsmotor-Umdrehungszahlen in 11 und 12 durch strichpunktierte Linien zusammen mit den Verbrennungsmotor-Umdrehungsanzahlen beschrieben werden.
  • Der Abnahmebetrag der Drehmoment-Korrektursteuerung (Abnahmesteuerung) am Verbrennungsmotor 2 wird allmählich kleiner und beseitigt mit der Zeit das Vorkommen eines Übersteigerung und gleicht sich wie die Überdrehungsverhinderungssteuerung, die in 11 gezeigt wird, aus. Dann wird wie bei der in 11 gezeigten Überdrehungsverhinderungssteuerung ein geringer Rückgang des Gaspedals durch den Fahrer als Auslöser genommen, um eine Korrektur des Ziel-Verbrennungsmotor-Drehmoments zur Wiederherstellung vorzunehmen.
  • 13 ist ein kollineares Diagramm, das Zustände vor und nach einer Korrektur des Ziel-Verbrennungsmotor-Drehmoments zeigt. Es ist zu beachten, dass k1 und k2, die in 13 gezeigt werden, Werte sind, die von den Übersetzungsverhältnissen am ersten Planetengetriebe 8 und am zweiten Planetengetriebe 9 abhängen.
  • Wie in 13 gezeigt, sind die Umdrehungszahl des Verbrennungsmotors 2 und die Umdrehungszahl des ersten Elektromotors 4 vor einer Korrektur des Verbrennungsmotor-Drehmoments beide hoch, und der Drehmomentbefehlswert Tmh1 des ersten Elektromotors 4 ist größer als das zulässige Mindestabtriebsmoment Tmh1min. Nach der Korrektur des Verbrennungsmotor-Drehmoments ist das Ziel-Verbrennungsmotor-Drehmoment als resultierendes Drehmoment korrigiert, wodurch das Verbrennungsmotor-Drehmoment Te auf Te' verringert wird. Zusammen mit der Abnahme des Verbrennungsmotor-Drehmoments werden die Umdrehungszahl des Verbrennungsmotors 2 und die Umdrehungszahl des ersten Elektromotors 4 verringert. Eine derartige Korrektur des Verbrennungsmotor-Drehmoments ermöglicht eine Überdrehungsverhinderung des ersten Elektromotors 4.
  • Gemäß dem beschriebenen Antriebssteuergerät 32 des Hybridfahrzeugs 100 wird das Ziel-Verbrennungsmotor-Drehmoment durch eine Beziehung zwischen dem zulässigen Mindestabtriebsmoment und dem Drehmomentbefehlswert des ersten Elektromotors 4 korrigiert, wodurch das Verbrennungsmotor-Drehmoment im Voraus unterdrückt werden kann und eine erleichterte Steuerung der Umdrehungsgeschwindigkeit am Verbrennungsmotor 2 ermöglicht wird. Als Ergebnis können Überdrehungen des ersten Elektromotors 4 verhindert werden.
  • Des Weiteren wird in dem Antriebssteuergerät 1 für Hybridfahrzeuge gemäß der Ausführungsform, wie in 11 gezeigt, das Mindest-Verbrennungsmotor-Drehmoment auf das Ziel-Verbrennungsmotor-Drehmoment des Verbrennungsmotors 2 eingestellt, und das Mindest-Verbrennungsmotor-Drehmoment wird mit dem Ziel-Verbrennungsmotor-Drehmoment nach der Korrektur verglichen, um das von beiden größere als endgültiges Ziel-Verbrennungsmotor-Drehmoment zu übernehmen. Daher kann auch in einer Situation, in der das Ziel-Verbrennungsmotor-Drehmoment durch eine Beziehung zwischen dem zulässigen Abtriebsmoment und dem Drehmomentbefehlswert des ersten Elektromotors 4 erheblich unterdrückt wird, das Mindest-Verbrennungsmotor-Drehmoment als notwendiges Minimum aufrecht erhalten werden. Entsprechend stabilisiert sich das Verbrennungsmotor-Drehmoment und ermöglicht eine gesicherte Systemintegrität.
  • Ferner wird in dem Antriebssteuergerät 1 für Hybridfahrzeuge gemäß der Ausführungsform keine Korrektur am Ziel-Verbrennungsmotor-Drehmoment vorgenommen, wenn der erste Elektromotor 4 einen Drehmomentbefehlswert aufweist, der größer als das zulässige Abtriebsmoment ist. In diesem Fall erfolgt keine Einschränkung des Verbrennungsmotor-Drehmoments, wodurch verhindert wird, dass das Verbrennungsmotor-Drehmoment mehr als notwendig eingeschränkt wird.
  • [Andere Ausführungsformen]
  • Obwohl Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben wurden, sind die Erläuterungen sowie die Zeichnungen, die Teil der Offenbarung dieser Ausführungsformen sind, nicht als die Erfindung einschränkend auszulegen, und die Erfindung deckt alle möglichen Ausführungsformen ab, die gleichwertige Effekte aufweisen, wie sie vom Gegenstand der Erfindung abgedeckt werden. Ferner ist der Umfang der Erfindung nicht auf Kombinationen von Aspekten der Erfindung eingeschränkt, die von den beigefügten Ansprüchen definiert werden, sondern kann auch durch alle möglichen wünschenswerten Kombinationen von spezifischen Charakteristika aus allen offenbarten Charakteristika definiert werden.
  • Beispielsweise können das Antriebssteuergerät 32 sowie das Hybridfahrzeug 100 gemäß der Ausführungsform neben der Verbrennungsmotor-Drehmoment-Korrektursteuerung eine gleichzeitig verwendete Steuerung aufweisen, um die Ziel-Verbrennungsmotor-Umdrehungszahl des Verbrennungsmotor 2 abnehmend zu ändern, wenn die tatsächliche Umdrehungszahl des ersten Elektromotor 4 (MG1) eine obere Umdrehungszahlgrenze erreicht hat. In diesem Fall kann die einzustellende Umdrehungszahl von der Ziel-Verbrennungsmotor-Umdrehungszahl beispielsweise um eine vorgeschriebene Umdrehungszahl verringert werden.
  • Obwohl die beschriebene Ausführungsform, wie in 1 gezeigt, ein Planetengetriebe, das aus dem ersten Planetengetriebe 8 und dem zweiten Planetengetriebe 9 besteht, zur Verbindung zwischen vier Elementen umfasst, wobei es sich um die Abtriebswelle 3 des Verbrennungsmotor 2, den ersten Elektromotor 4 (MG1), den zweiten Elektromotor 5 (MG2) und die Antriebsachsen 7 handelt, kann es im Umfang der Erfindung auch beliebige Planetengetriebe geben, die anderweitig zur Verbindung zwischen den vier Elementen verwendet werden.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Antriebsstrang
    2
    Verbrennungsmotor (Verbrennungskraftmaschine)
    3
    Abtriebswelle
    4
    erster Elektromotor
    5
    zweiter Elektromotor
    6
    Rad
    7
    Antriebsachse
    8
    erstes Planetengetriebe
    9
    zweites Planetengetriebe
    30
    Ausgangsabschnitt
    32
    Antriebssteuergerät
    33
    Gaspedalöffnungsdetektor
    34
    Fahrzeuggeschwindigkeitsdetektor
    35
    Verbrennungsmotor-Umdrehungszahldetektor
    37
    Vorrichtung zum Einstellen der Zielantriebskraft
    41A
    Vorrichtung zum Einstellen des Ziel-Verbrennungsmotor-Drehmoments
    44
    Vorrichtung zum Korrigieren des Verbrennungsmotor-Drehmoments
    44A
    Rechner für das zulässige Abtriebsmoment
    44B
    Rechner für das Differenzmoment
    44C
    Rechner für die Verbrennungsmotor-Drehmoment-Korrekturkomponente
    44D
    Rechner für das resultierende Drehmoment
    44F
    Vorrichtung zum Einstellen von Ziel-Verbrennungsmotor-Drehmomentkorrekturwerten
    100
    Hybridfahrzeug

Claims (15)

  1. Antriebssteuergerät für Hybridfahrzeuge, das für eine Antriebssteuerung eines Hybridfahrzeugs unter Verwendung von Ausgaben von einem Verbrennungsmotor und einem Motorgenerator eingerichtet ist, wobei das Antriebssteuergerät Folgendes umfasst: eine Vorrichtung zum Einstellen eines Ziel-Verbrennungsmotor-Drehmoments, die konfiguriert ist, um das Ziel-Verbrennungsmotor-Drehmoment des Verbrennungsmotors einzustellen; einen Rechner für Elektromotor-Drehmomentbefehlswerte, der konfiguriert ist, um einen Drehmomentbefehlswert des Motorgenerators einzustellen; und eine Vorrichtung zum Korrigieren des Verbrennungsmotor-Drehmoments, die konfiguriert ist, um eine Korrektur des Ziel-Verbrennungsmotor-Drehmoments mit einem Ziel-Verbrennungsmotor-Drehmomentkorrekturwert durchzuführen, der basierend auf einem zulässigen Abtriebsmoment und dem Drehmomentbefehlswert des Motorgenerators eingestellt wird.
  2. Antriebssteuergerät für Hybridfahrzeuge nach Anspruch 1, wobei die Vorrichtung zum Korrigieren des Verbrennungsmotor-Drehmoments konfiguriert ist, um das Ziel-Verbrennungsmotor-Drehmoment zu verringern, um die Korrektur durchzuführen, wenn das zulässige Abtriebsmoment des Motorgenerators einen Absolutwert aufweist, der kleiner als ein Absolutwert des Drehmomentbefehlswertes ist.
  3. Antriebssteuergerät für Hybridfahrzeuge nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Vorrichtung zum Korrigieren des Verbrennungsmotor-Drehmoments Folgendes umfasst: einen Rechner für das zulässige Abtriebsmoment, der konfiguriert ist, um das zulässige Abtriebsmoment des Motorgenerators basierend auf einer Umdrehungszahl des Motorgenerators zu berechnen; einen Rechner für ein Differenzmoment, der konfiguriert ist, um das Differenzmoment zwischen dem zulässigen Abtriebsmoment und dem Drehmomentbefehlswert des Motorgenerators zu berechnen; einen Rechner für eine Verbrennungsmotor-Drehmoment-Korrekturkomponente, der konfiguriert ist, um eine Umwandlung des Differenzmoments vorzunehmen, um eine Verbrennungsmotor-Drehmoment-Korrekturkomponente zu berechnen; einen Rechner für ein resultierendes Drehmoment, der konfiguriert ist, um eine Addition zwischen dem Ziel-Verbrennungsmotor-Drehmoment und der Verbrennungsmotor-Drehmoment-Korrekturkomponente vorzunehmen, um das resultierende Drehmoment zu berechnen; und eine Vorrichtung zum Einstellen des Ziel-Verbrennungsmotor-Drehmomentkorrekturwertes, die konfiguriert ist, um den Ziel-Verbrennungsmotor-Drehmomentkorrekturwert basierend auf dem resultierenden Drehmoment einzustellen.
  4. Antriebssteuergerät für Hybridfahrzeuge nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Vorrichtung zum Korrigieren des Verbrennungsmotor-Drehmoments konfiguriert ist, um ein Mindest-Verbrennungsmotor-Drehmoment auf das Ziel-Verbrennungsmotor-Drehmoment einzustellen und das Mindest-Verbrennungsmotor-Drehmoment oder das resultierende Drehmoment zu übernehmen, je nachdem welches nach einem Vergleich davon größer ist, um den Ziel-Verbrennungsmotor-Drehmomentkorrekturwert einzustellen.
  5. Antriebssteuergerät für Hybridfahrzeuge nach einem der Ansprüche 1 bis 4, umfassend: den Motorgenerator, der ein Paar aus einem ersten Motorgenerator und einem zweiten Motorgenerator umfasst; ein Planetengetriebe, das vier Elemente aufweist, nämlich den Verbrennungsmotor, den ersten Motorgenerator, den zweiten Motorgenerator und einen Ausgangsabschnitt, die in einem kollinearen Diagramm verbunden sind, in einer Reihenfolge des ersten Motorgenerators, des Verbrennungsmotors, des Ausgangsabschnitts und des zweiten Motorgenerators; und die Vorrichtung zum Korrigieren des Verbrennungsmotor-Drehmoments, die konfiguriert ist, um den Ziel-Verbrennungsmotor-Drehmomentkorrekturwert basierend auf dem zulässigen Abtriebsmoment des ersten Motorgenerators und dem Drehmomentbefehlswert des ersten Motorgenerators einzustellen.
  6. Antriebssteuergerät für Hybridfahrzeuge nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Vorrichtung zum Einstellen des Ziel-Verbrennungsmotor-Drehmoments in einer Vorrichtung zum Einstellen des Ziel-Verbrennungsmotor-Betriebspunktes enthalten ist, die konfiguriert ist, um einen Ziel-Verbrennungsmotor-Betriebspunkt einzustellen, um eine Ziel-Verbrennungsmotor-Drehzahl und das Ziel-Verbrennungsmotor-Drehmoment des Verbrennungsmotors aus einem Wirkungsgrad des gesamten Systems und der Ziel-Verbrennungsmotorleistung zu bestimmen.
  7. Antriebssteuergerät für Hybridfahrzeuge nach Anspruch 6, ferner umfassend einen Rechner für die Ziel-Verbrennungsmotorleistung, der konfiguriert ist, um die Ziel-Verbrennungsmotorleistung aus einer Zielantriebsleistung und einer Ziel-Lade-/Entladeleistung zu berechnen.
  8. Antriebssteuergerät für Hybridfahrzeuge nach Anspruch 7, ferner umfassend einen Rechner für die Zielantriebsleistung, der konfiguriert ist, um die Zielantriebsleistung basierend auf einer Gaspedalöffnung und einer Fahrzeuggeschwindigkeit einzustellen.
  9. Antriebssteuergerät für Hybridfahrzeuge nach Anspruch 7, ferner umfassend einen Rechner für die Ziel-Lade-/Entladeleistung, der konfiguriert ist, um die Ziel-Lade-/Entladeleistung basierend auf einem Ladezustand einer Batterie zu berechnen.
  10. Antriebssteuergerät für Hybridfahrzeuge nach Anspruch 8, ferner umfassend einen Gaspedalöffnungsdetektor, der konfiguriert ist, um die Gaspedalöffnung zu detektieren.
  11. Antriebssteuergerät für Hybridfahrzeuge nach Anspruch 8, ferner umfassend einen Fahrzeuggeschwindigkeitsdetektor, der konfiguriert ist, um die Fahrzeuggeschwindigkeit zu detektieren.
  12. Antriebssteuergerät für Hybridfahrzeuge nach Anspruch 9, ferner umfassend einen Batterieladezustandsdetektor, der konfiguriert ist, um den Ladezustand der Batterie zu detektieren.
  13. Antriebssteuerverfahren für Hybridfahrzeuge, das für eine Antriebssteuerung eines Fahrzeugs unter Verwendung von Ausgaben von einem Verbrennungsmotor und einem Motorgenerator eingerichtet ist, wobei das Antriebssteuerverfahren für Hybridfahrzeuge das Durchführen einer Steuerung umfasst, um ein Ziel-Verbrennungsmotor-Drehmoment des Verbrennungsmotors zu verringern, das aus einer Ziel-Verbrennungsmotorleistung und einem Wirkungsgrad des gesamten Systems eingestellt wird, wenn ein zulässiges Abtriebsmoment des Motorgenerators einen Absolutwert aufweist, der kleiner als ein Drehmomentbefehlswert ist.
  14. Antriebssteuerverfahren für Hybridfahrzeuge nach Anspruch 13, umfassend das Einstellen eines Mindest-Verbrennungsmotor-Drehmoments auf das Ziel-Verbrennungsmotor-Drehmoment und das Ausführen einer Steuerung, wenn das Ziel-Verbrennungsmotor-Drehmoment verringert wird, um zu verhindern, dass das Ziel-Verbrennungsmotor-Drehmoment niedriger als das Mindest-Verbrennungsmotor-Drehmoment wird.
  15. Hybridfahrzeug, in dem ein Antriebssteuergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 12 eingebaut ist.
DE112011104801T 2011-01-31 2011-01-31 Antriebssteuergerät und Steuerverfahren für Hybridfahrzeuge und Hybridfahrzeug Pending DE112011104801T5 (de)

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