DE112011104846T5 - Antriebssteuervorrichtung und Verfahren zum Bereitstellen einer Antriebssteuerung für ein Hybridfahrzeug und Hybridfahrzeug - Google Patents

Antriebssteuervorrichtung und Verfahren zum Bereitstellen einer Antriebssteuerung für ein Hybridfahrzeug und Hybridfahrzeug Download PDF

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Hitoshi Ohkuma
Yoshiki Ito
Masaaki Tagawa
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Abstract

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, sowohl zu verhindern, dass die Maschinendrehzahl zu hoch wird, als auch das Antriebsmoment, das von dem Fahrzeugfahrer gefordert wird, zu decken, während die Batterie vor Überspannung geschützt wird. Eine Steuervorrichtung zum Bereitstellen einer Momentsteuerung für ein Hybridfahrzeug berechnet ein Maschinendrehzahl-Endziel derart, dass ein vorübergehendes Maschinendrehzahlziel auf einem Maschinenbetriebspunktziel, das von einem ursprünglichen vorübergehenden Maschinenleistungsziel ausgehend berechnet wird, ein oberes Limit nicht überschreiten kann; ein Maschinenbetriebspunktziel neu berechnet basierend auf dem ersten berechneten Maschinendrehzahl-Endziel; eine Maschinenleistungsziel-Endziel basierend auf dem neu berechneten Maschinenbetriebspunktziel berechnet; ein elektrisches Leistungsziel basierend auf dem berechneten Maschinenleistungs-Endziel berechnet, so dass das elektrisches Leistungsziel ein oberes Limit elektrischer Leistung für das Batterieaufladen und ein oberes Limit elektrischer Leistung für das Batterieentladen nicht überschreiten kann; das Moment eine Maschine (2) basierend auf dem berechneten Maschinenbetriebspunktziel steuert (insbesondere dem Maschinenmoment-Endziel); und Motor-Generatoren (4 und 5) steuert, das heißt die Motor-Generatoren (4 und 5) im antreibenden Modus oder regenerativen Modus basierend auf dem berechneten Maschinenbetriebspunktziel und dem elektrischen Leistungsziel betreibt.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung betrifft Technologie, die mit einem Hybridfahrzeug zusammenhängt, das als Leistungsquellen eine Maschine und Motor-Generatoren aufweist.
  • STAND DER TECHNIK
  • Bei einer Antriebssteuervorrichtung zum Bereitstellen einer Antriebssteuerung für ein Hybridfahrzeug durch Antreiben einer Antriebswelle, die mit einem oder mehreren Traktionsrädern verbunden ist, durch Zusammenstellen der Ausgangsleistung einer Maschine und der Ausgangsleistungen eines ersten und eines zweiten Motor-Generators, gibt es eine Technologie mit: Berechnen eines Lade-/Entladeleistungsziels basierend auf einem Batterieladezustand SOC (state of charge) gemeinsam mit Berechnen eines Antriebsleistungsziels, das von dem Fahrzeugfahrer basierend auf einem Antriebsmomentziel gefordert wird, das als Parameter eine Gaspedalposition und eine Fahrzeuggeschwindigkeit hat, und auf der Fahrzeuggeschwindigkeit; Berechnen als ein Maschinenleistungsziel die Summe des berechneten Antriebsleistungsziels und des berechneten Lade-/Entladeleistungsziels; und Berechnen eines Maschinenbetriebspunkts ausgehend von dem berechneten Maschinenleistungsziel (siehe zum Beispiel Patentliteratur 1).
  • Bei einer derartigen Antriebssteuervorrichtung zum Bereitstellen einer Antriebssteuerung für ein Hybridfahrzeug, werden ein erster und ein zweiter Motor-Generator gesteuert, um im angetriebenen Modus oder regenerativen Modus zu arbeiten, gemeinsam mit dem Steuern des Maschinenmoments und der Maschinendrehzahl, so dass die Maschine an dem berechneten Maschinenbetriebspunktziel arbeiten kann (siehe zum Beispiel Patentliteratur 1 und 2).
  • STAND DER TECHNIK
  • PATENTLITERATUR
    • Patentschrift 1: JP-A 2008-12992
    • Patentschrift 2: JP-A 2007-296937
  • KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
  • VON DER ERFINDUNG ZU LÖSENDES PROBLEM
  • Bei der oben genannten Antriebssteuervorrichtung zum Bereitstellen einer Antriebssteuerung für ein Hybridfahrzeug besteht, da ein Gleichgewicht beibehalten wird, zum Beispiel für die Maschinendrehzahl und die Motor-Generator-Drehzahl(en), ein Bedarf, die Maschinendrehzahl daran zu hindern, zu hoch zu werden, wenn die Motor-Generator-Drehzahl niedriger oder gleich gehalten werden soll wie eine gewünschte Drehzahl.
  • Bei der Antriebssteuervorrichtung zum Bereitstellen einer Antriebssteuerung für ein Hybridfahrzeug resultiert das andererseits, wenn die Maschinendrehzahl daran gehindert wird, hoch zu werden, in dem Verhindern, dass die Maschinenausgangsleistung hoch wird, was ein Antriebsmoment bereitstellt, das geringer ist als das von dem Fahrzeugfahrer verlangte, was es schwierig macht, das Antriebsmoment, das von dem Fahrzeugfahrer gefordert wird, zu decken.
  • Außerdem können die Motor-Generatoren in diesem Fall gesteuert werden, um im antreibenden Modus oder regenerativen Modus zu arbeiten, um Antriebsmoment, wie vom Fahrzeugfahrer verlangt, oder die maximal mögliche Kraft, um das Antriebsmoment sicherzustellen, zu liefern, auch wenn sie durch seine/ihre Anfragen beschränkt sind, um ihnen zu folgen, dabei ist es aber erforderlich, Überspannung während des Aufladens/Entladen der Batterie zum Schutz der Batterie zu vermeiden.
  • Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, sowohl zu verhindern, dass die Maschinendrehzahl zu hoch wird, als auch das Antriebsmoment, das von dem Fahrzeugfahrer gefordert wird, zu decken, während die Batterie vor Überspannung, übermäßigem Entladen oder übermäßigem Laden geschützt wird.
  • MITTEL ZUM LÖSEN DES PROBLEMS
  • Um dieses Problem zu lösen, wird gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Antriebssteuervorrichtung bereitgestellt, um eine Antriebssteuerung für ein Hybridfahrzeug bereitzustellen, indem eine Maschine und Motor-Generatoren gesteuert werden, die betrieben werden können, um eine Ladung elektrischer Leistung zu einer Batterie auszugeben und eine Versorgung elektrischer Leistung von der Batterie zu empfangen, um das Fahrzeug mit Antriebskraft zu versorgen, die von der Maschine und den Motor-Generatoren bezogen wird, wobei die Antriebssteuervorrichtung Folgendes aufweist: eine Antriebsleistungsziel-Berechnungsfunktion zum Berechnen eines Antriebsleistungsziels basierend auf einer Gaspedalposition und der Fahrzeuggeschwindigkeit; eine Lade-/Entladeziel-Berechnungsfunktion zum Berechnen eines elektrischen Lade-/Entladeleistungsziels zu/von der Batterie basierend auf einem Lade-/Entladezustand der Batterie; eine Berechnungsfunktion eines ersten Maschinenleistungsziels zum Berechnen eines ersten Maschinenleistungsziels basierend auf dem Antriebsleistungsziel, das von der Antriebsleistungsziel-Berechnungsfunktion berechnet wird, und dem elektrischen Lade-/Entladeleistungsziel, das von der elektrischen Lade-/Entladeleistungsziel-Berechnungsfunktion berechnet wird; eine Berechnungsfunktion eines ersten Maschinenbetriebspunktziels zum Berechnen eines ersten Maschinendrehzahlziels und eines ersten Maschinenmomentziels, die beide dem ersten Maschinenleistungsziel entsprechen, das von der Berechnungsfunktion des ersten Maschinenleistungsziels berechnet wurde, basierend auf Informationen über den Maschinenbetriebspunkt, der durch die Beziehung zwischen Maschinendrehzahl und Maschinenmoment identifiziert wird; eine Berechnungsfunktion eines ersten oberen Limits des ersten Maschinendrehzahlziels zum Berechnen eines oberen Limits des ersten Maschinendrehzahlziels basierend auf der Fahrzeuggeschwindigkeit; eine Berechnungsfunktion für ein zweites Maschinendrehzahlziel zum Berechnen eines zweiten Maschinendrehzahlziels, das das erste Maschinendrehzahlziel angibt, das von der Maschinenbetriebspunkt-Berechnungsfunktion berechnet wird, um das obere Limit des ersten Maschinendrehzahlziels nicht zu überschreiten, das von der Berechnungsfunktion des ersten oberen Limits des ersten Maschinendrehzahlziels berechnet wird; eine Berechnungsfunktion des zweiten Maschinenmomentziels zum Berechnen eines zweiten Maschinenmomentziels, das dem zweiten Maschinendrehzahlziel entspricht, das durch die Berechnungsfunktion des zweiten Maschinendrehzahlziels berechnet wird, basierend auf Informationen über den Maschinenbetriebspunkt; eine Berechnungsfunktion eines zweiten Maschinenleistungsziels zum Berechnen eines zweiten Maschinenleistungsziels basierend auf dem zweiten Maschinendrehzahlziel, das von der Berechnungsfunktion des zweiten Maschinendrehzahlzielsberechnet wird, und dem zweiten Maschinenmomentziel, das von der Berechnungsfunktion des zweiten Maschinenmomentziels berechnet wird; eine Berechnungsfunktion des oberen und unteren Limits der elektrischen Leistung zum Berechnen eines oberen Limits für das Batterieaufladen und eines oberen Limits der elektrischen Leistung für das Batterieentladen basierend auf dem Zustand der Batterie; eine Berechnungsfunktion für ein elektrisches Leistungsziel zum Berechnen eines elektrischen Leistungsziels, das die Menge an elektrischer Leistung angibt, die durch Antreiben der Motor-Generatoren zu erzeugen ist, um die Batterie aufzuladen, oder die von der Batterie zu den Motor-Generatoren bereitzustellen ist, um die Motor-Generatoren anzutreiben, basierend auf einem Unterschied zwischen dem Antriebsleistungsziel, das von der Antriebsleistungsziel-Berechnungsfunktion berechnet wird, und dem zweiten Maschinenleistungsziel, das von der Berechnungsfunktion des zweiten Maschinenleistungsziels berechnet wird, so dass das berechnete elektrische Leistungsziel das obere Limit der elektrischen Leistung für das Batterieaufladen und das obere Limit der elektrischen Leistung für das Batterieentladen, die von der Berechnungsfunktion des oberen Limits der elektrischen Leistung berechnet werden, nicht überschreiten kann; eine Maschinensteuerung, die konfiguriert ist, um das Moment der Maschine basierend auf dem zweiten Maschinenmomentziel, das von der Berechnungsfunktion des zweiten Maschinenmomentziels berechnet wird, zu steuern, und eine Motor-Generator-Steuerung, die konfiguriert ist, um die Motor-Generatoren basierend auf dem zweiten Maschinendrehzahlziel, das von der Berechnungsfunktion des zweiten Maschinendrehzahlziels berechnet wird, dem zweiten Maschinenmomentziel, das von der Berechnungsfunktion des zweiten Maschinenmomentziels berechnet wird, und dem elektrischen Leistungsziel, das von der Berechnungsfunktion für ein elektrisches Leistungsziel berechnet wird, zu steuern.
  • Die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung berechnet daher ein zweites Maschinendrehzahlziel, so dass ein erstes Maschinendrehzahlziel auf einem Maschinenbetriebspunktziel, das aus einem ersten Maschinenleistungsziel berechnet wird, das ursprünglich berechnet wird, ein oberes Limit nicht überschreiten kann; berechnet erneut ein Maschinenbetriebspunktziel basierend auf dem berechneten zweiten Maschinendrehzahlziel; berechnet ein zweites Maschinenleistungsziel basierend auf dem neu berechneten Maschinenbetriebspunktziel; berechnet ein elektrisches Leistungsziel basierend auf dem berechneten zweiten Maschinenleistungsziel, um die oberen Limits der elektrischen Leistung für das Batterieaufladen und das Batterieentladen nicht zu überschreiten, die gemäß dem Zustand der Batterie berechnet werden; steuert das Moment der Maschine basierend auf dem berechneten Maschinenbetriebspunktziel (insbesondere das zweite Maschinenmomentziel), und steuert die Motor-Generatoren, das heißt betreibt die Motor-Generatoren im antreibenden Modus oder regenerativen Modus basierend auf dem berechneten Maschinenbetriebspunktziel und dem elektrischen Leistungsziel.
  • Außerdem ist bei der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vorzuziehen, dass ferner eine Nachschlagtabelle bereitgestellt wird, die nach einer Batterietemperatur zugänglich ist, um die Batterietemperatur mit entsprechenden Werten eines oberen Limits elektrischer Leistung für das Batterieaufladen und auch mit entsprechenden Werten eines oberen Limits einer elektrischen Leistung für das Batterieentladen in Beziehung zu bringen; und eine Nachschlagtabelle, die nach einer Batteriespannung zugänglich ist, um die Batteriespannung mit entsprechenden Werten eines oberen Limits elektrischer Leistung für das Batterieaufladen und auch mit entsprechenden Werten für ein oberes Limit der elektrischen Leistung für ein Batterieentladen in Beziehung zu bringen, wobei, unter den oberen Limits der elektrischen Leistung, wobei eines für Batterieaufladen und das andere für Batterieentladen, die bezogen auf die Batterietemperatur unter Bezugnahme auf die Nachschlagtabelle, die nach der Batterietemperatur zugänglich ist, erzielt wurden, und unter den oberen Limits der elektrischen Leistung, wobei eines für das Batterieaufladen und das andere für das Batterieentladen, die bezogen auf die Batteriespannung unter Bezugnahme auf die Nachschlagtabelle, die nach der Batteriespannung zugänglich ist, erzielt wurden, wobei die Berechnungsfunktion des oberen und des unteren Limits der elektrischen Leistung jedes der erzielten oberen Limits je nachdem festsetzt, auf wie viel das elektrische Leistungsziel beschränkt ist, um schlussendlich dasjenige der erzielten oberen Limits für das Batterieaufladen zu bestimmen, das die größte Menge hat, wenn das elektrische Leistungsziel beschränkt ist, und dasjenige der erzielten oberen Limits für das Batterieentladen, das die größte Menge hat, wenn das elektrische Leistungsziel beschränkt ist.
  • Außerdem wird bei der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vorgezogen, dass ferner eine Nachschlagtabelle vorgesehen wird, die nach einem Batterieladezustand (SOC) zugänglich ist, um den Batterieladezustand mit entsprechenden Werten eines oberen Limits elektrischer Leistung für das Batterieaufladen und auch mit entsprechenden Werten eines oberen Limits elektrischer Leistung für das Batterieentladen in Beziehung zu bringen, wobei unter den oberen Limits elektrischer Leistung eines für Batterieaufladen und das andere für Batterieentladen, die bezogen auf die Batterietemperatur unter Bezugnahme auf die Nachschlagtabelle, die nach der Batterietemperatur zugänglich ist, erzielt wurden; den oberen Limits elektrischer Leistung, wobei eines für das Batterieaufladen und das andere für das Batterieentladen, die bezogen auf die Batteriespannung unter Bezugnahme auf die Nachschlagtabelle, die nach der Batteriespannung zugänglich ist, erzielt wurden; und die oberen Limits elektrischer Leistung, wobei eines für das Batterieaufladen und das andere für das Batterieentladen, die bezogen auf den Ladezustand der Batterie unter Bezugnahme auf die Nachschlagtabelle, die nach der Batterieladezustand zugänglich ist, erzielt wurden; wobei die Berechnungsfunktion des oberen und unteren Limits elektrischer Leistung jedes der erzielten oberen Limits je nachdem feststeht, auf wie viel das elektrische Leistungsziel beschränkt wird, um schließlich dasjenige der erzielten oberen Limits für Batterieaufladen zu bestimmen, das die größte Menge hat, wenn das elektrische Leistungsziel beschränkt ist, und dasjenige der erzielten oberen Limits für Batterieentladen, das die größte Menge hat, wenn das elektrische Leistungsziel beschränkt ist.
  • Außerdem wird bei der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vorgezogen, dass ein Leistungsaufteilungs- und Zusammensetzungssystem bereitgestellt wird, das vier Achsen hat, die mit jedem der Drehelemente der zwei Planetengetriebeeinrichtungen verbunden sind; dass zwei Motor-Generatoren an die Batterie angeschlossen sind; dass auf eine Art und Weise, dass entweder einer der Motor-Generatoren, der Maschine, eine Antriebswelle, die mit einem Traktionsrad verbunden ist, und der andere der Motor-Generatoren auf einem kollinearen Diagramm liegen, wobei die vier Achsen des Leistungsaufteilungs- und Zusammensetzungssystems jeweils mit dem Motorgenerator, der Maschine, der Antriebswelle und dem anderen Motorgenerator verbunden sind; dass ein oberes Limit der Maschinendrehzahl durch ein oberes Limit der Drehzahl des einen Motor-Generators eingeschränkt wird und in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit eine Änderung erfährt; und dass die Berechnungsfunktion des oberen Limits des ersten Maschinendrehzahlziels das obere Limit des ersten Maschinendrehzahlziels basierend auf der Fahrzeuggeschwindigkeit und ein oberes Limit der Drehzahl des einen Motor-Generators berechnet.
  • Außerdem wird gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Hybridfahrzeug mit der Antriebssteuervorrichtung, die in der oben stehenden Beschreibung erwähnt ist, vorgesehen.
  • Außerdem wird gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Antriebssteuerverfahren bereitgestellt, um eine Antriebssteuerung für ein Hybridfahrzeug bereitzustellen, indem eine Maschine und Motor-Generatoren gesteuert werden, die betrieben werden können, um eine Ladung elektrischer Leistung zu einer Batterie auszugeben und eine Versorgung elektrischer Leistung von der Batterie zu empfangen, um das Fahrzeug mit Antriebskraft zu versorgen, die von der Maschine und den Motor-Generatoren bezogen wird, wobei das Antriebssteuerverfahren Folgendes aufweist: Berechnen eines Antriebsleistungsziels basierend auf einer Gaspedalposition und der Fahrzeuggeschwindigkeit; Berechnen eines elektrischen Lade-/Entladeleistungsziels zu/von der Batterie basierend auf einem Ladezustand/Entladezustand der Batterie; Berechnen eines ersten Maschinenleistungsziels basierend auf dem Antriebsleistungsziel und dem elektrischen Lade-/Entladeleistungsziel; Berechnen eines ersten Maschinendrehzahlziels und eines ersten Maschinenmomentziels, die beide dem ersten Maschinenleistungsziel entsprechen, basierend auf Informationen über den Maschinenbetriebspunkt, der durch die Beziehung zwischen Maschinendrehzahl und Maschinenmoment identifiziert wird; Berechnen eines oberen Limits des ersten Maschinendrehzahlziels basierend auf der Fahrzeuggeschwindigkeit; Berechnen eines zweiten Maschinendrehzahlziels, das das erste Maschinendrehzahlziel angibt, um das obere Limit des ersten Maschinendrehzahlziels nicht zu überschreiten; Berechnen eines zweiten Maschinenmomentziels, das dem zweiten Maschinendrehzahlziel entspricht, basierend auf Informationen über den Maschinenbetriebspunkt; Berechnen eines zweiten Maschinenleistungsziels basierend auf dem zweiten Maschinendrehzahlziel und dem zweiten Maschinenmomentziel; Berechnen eines oberen Limits der elektrischen Leistung für das Batterieaufladen und eines oberen Limits der elektrischen Leistung für das die Batterieentladen basierend auf den Zustand der Batterie; Berechnen eines elektrischen Leistungsziels, das die Menge elektrischer Leistung angibt, die durch Antreiben der Motor-Generatoren zu erzeugen ist, um die Batterie aufzuladen, oder die von der Batterie zu den Motor-Generatoren bereitzustellen ist, um die Motor-Generatoren anzutreiben, basierend auf einem Unterschied zwischen dem Antriebsleistungsziel und dem zweiten Maschinenleistungsziel, so dass das berechnete elektrische Leistungsziel das obere Limit der elektrischen Leistung für das Batterieaufladen und das obere Limit der elektrischen Leistung für das Batterieentladen nicht überschreiten kann; und Steuern des Moments der Maschine basierend auf dem zweiten Maschinendrehzahlziel, dem zweiten Maschinenmomentziel und dem elektrischen Leistungsziel gemeinsam mit dem Steuern des Moments der Maschine basierend auf dem zweiten Maschinenmomentziel.
  • AUSWIRKUNG DER ERFINDUNG
  • Die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verhindert, dass die Maschinendrehzahl zu hoch wird, indem ein Maschinendrehzahlziel so berechnet wird, dass es das obere Limit nicht überschreiten kann, und ermöglicht es den Motor-Generatoren, im antreibenden Modus zu arbeiten, indem ein elektrisches Leistungsziel berechnet wird, das auf dem Maschinendrehzahlziel, das berechnet wurde, um das obere Limit nicht zu überschreiten, basiert, so dass eine Verringerung des Maschinenausgangs kompensiert wird, um das Antriebsmoment, das von dem Fahrzeugfahrer gefordert wird, zu decken.
  • Außerdem ist es gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung möglich, die Batterie vor Überspannung, übermäßigem Entladen oder übermäßigem Laden in Übereinstimmung mit dem Batterieladezustand zu schützen, indem das elektrische Leistungsziel derart berechnet wird, dass es die oberen Limits nicht überschreiten kann, die in Übereinstimmung mit dem Batteriezustand für den Gebrauch während des Ladens oder Entladens der Batterie berechnet werden.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 zeigt ein Systemkonfigurationsdiagramm, das eine Ausführungsform einer Antriebssteuervorrichtung zum Bereitstellen einer Antriebssteuerung für ein Hybridfahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung bereitstellt.
  • 1 zeigt ein beispielhaftes kollineares Diagramm für ein Leistungsaufteilungs- und Zusammensetzungssystem, das in 1 gezeigt ist.
  • 3 zeigt ein beispielhaftes kollineares Diagramm für ein Leistungsaufteilungs- und Zusammensetzungssystem, das in 1 gezeigt ist.
  • 4 zeigt ein beispielhaftes kollineares Diagramm für ein Leistungsaufteilungs- und Zusammensetzungssystem, das in 1 gezeigt ist.
  • 5 zeigt ein beispielhaftes kollineares Diagramm für ein Leistungsaufteilungs- und Zusammensetzungssystem, das in 1 gezeigt ist.
  • 6 ist ein funktionales Blockschaltbild, das ein Beispiel der Funktionen einer Maschinensteuerung, die in 1 gezeigt ist, zeigt.
  • 7 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel arithmetischer Verarbeitung darstellt, das in der Maschinensteuerung, die in 1 gezeigt ist, ausgeführt wird.
  • 8 zeigt ein Beispiel einer Karte, die bei der arithmetischen Verarbeitung, die in 7 gezeigt ist, verwendet wird.
  • 9 ist eine graphische Veranschaulichung einer beispielhaften Nachschlagtabelle, die bei der arithmetischen Verarbeitung, die in 7 gezeigt ist, verwendet wird.
  • 10 ist eine graphische Veranschaulichung eines beispielhaften Diagramms der Maschinencharakteristik als eine Kennlinie zum Entnehmen eines Maschinenbetriebspunkts ist.
  • 11 ist eine graphische Veranschaulichung eines beispielhaften Diagramms der Maschinencharakteristik, die verwendet wird, um Maschinenbetriebspunkte und Maschinenbetriebslinien des Maschinenbetriebs abzubilden.
  • 12 zeigt ein beispielhaftes kollineares Diagramm für ein Leistungsaufteilungs- und Zusammensetzungssystem, das in 1 gezeigt ist.
  • 13 ist eine graphische Veranschaulichung, die eine beispielhafte Beziehung zwischen Maschinendrehzahl und Effizienz zeigt.
  • 14 zeigt ein beispielhaftes kollineares Diagramm für ein Leistungsaufteilungs- und Zusammensetzungssystem, das in 1 gezeigt ist.
  • 15 zeigt einbeispielhaftes kollineares Diagramm für ein Leistungsaufteilungs- und Zusammensetzungssystem, das in 1 gezeigt ist.
  • 16 zeigt ein Beispiel einer Nachschlagtabelle, die bei der arithmetischen Verarbeitung, die in 7 gezeigt ist, verwendet wird.
  • 17 zeigt ein Beispiel einer Nachschlagtabelle, die bei der arithmetischen Verarbeitung, die in 7 gezeigt ist, verwendet wird.
  • 18 zeigt ein Beispiel einer Nachschlagtabelle, die bei der arithmetischen Verarbeitung, die in 7 gezeigt ist, verwendet wird.
  • 19 ist ein funktionales Blockschaltbild, das ein Beispiel der Funktionen einer Motor-Generator-Steuerung, die in 1 gezeigt ist, zeigt.
  • 20 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel arithmetischer Verarbeitung darstellt, das in der Motor-Generator-Steuerung, die in 1 gezeigt ist, ausgeführt wird.
  • BESCHREIBUNG EINER (VON) AUSFÜHRUNGSFORM(EN)
  • Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen wird unten eine Ausführungsform einer Antriebssteuervorrichtung zur Bereitstellung einer Antriebssteuerung für ein Hybridfahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben.
  • (Konfiguration der Antriebssteuervorrichtung für Hybridfahrzeug)
  • 1 zeigt ein beispielhaftes Systemkonfigurationsdiagramm, das eine Ausführungsform einer Antriebssteuervorrichtung 1 zum Bereitstellen einer Antriebssteuerung für ein Hybridfahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung (unten „Antriebssteuervorrichtung” genannt) bereitstellt.
  • Unter Bezugnahme auf 1 weist das Hybridfahrzeug als seinen Antriebsstrang Folgendes auf: eine Maschine (einen Verbrennungsmotor) 2, die Antriebsleistung bereitstellen kann, die aufgrund der Verbrennung von Kraftstoff erzeugt wird, einen ersten Motor-Generator (einen Dynamotor) 4 und einen zweiten Motor-Generator (einen Dynamotor) 5, von welchen jeder fähig ist, Antriebsleistung durch elektrische Energie (antreibender Modus) oder elektrische Energie durch Regeneration zu erzeugen, eine Antriebswelle 7, die mit Antriebsrädern 6 des Fahrzeugs verbunden ist, eine erste und eine zweite Planetengetriebeeinrichtung 8 und 9, die ein Leistungsaufteilungs- und Zusammensetzungssystem bereitstellen, das Antriebsleistung von der Maschine 2, dem ersten Motor-Generator 4 und dem zweiten Motor-Generator 5 und Bodenreaktion, die von den Traktionsrädern 6 geliefert wird, zusammensetzt oder aufteilt, und ein Ausgangsgetriebe 31, das eine Antriebsverbindung zwischen dem Leistungsaufteilungs- und Zusammensetzungssystem und der Antriebswelle 7 bereitstellt.
  • Der erste Motor-Generator 4 hat eine erste Rotorwelle 13, einen ersten Rotor 14 und einen ersten Stator 15. Der zweite Motor-Generator 5 hat eine zweite Rotorwelle 16, einen zweiten Rotor 17 und einen zweiten Stator 18.
  • Der erste Stator 15 des ersten Motor-Generators 4 ist elektrisch mit einem ersten Wechselrichter 19 gekuppelt, und der zweite Stator 18 des zweiten Motor-Generators 5 ist elektrisch mit einem zweiten Wechselrichter 20 gekuppelt. Der erste und der zweite Wechselrichter 19 und 20 sind elektrisch mit einer Batterie 21 gekuppelt. Der erste und der zweite Wechselrichter 19 und 20 steuern die Menge an elektrischer Energie, die von der Batterie 21 zu dem ersten Stator 15 und dem zweiten Stator 18 geliefert wird. Der erste und der zweite Wechselrichter 19 und 20 sind elektrisch mit einer Antriebssteuervorrichtung 32 verbunden, die konfiguriert ist, um eine Antriebssteuerung auszuführen.
  • Änderungen zum Beispiel des Feldstroms können die Antriebsleistung, die von dem ersten und dem zweiten Motor-Generator 4 und 5 geliefert wird, genauer eine Drehzahl und ein Antriebsmoment, steuern, die unten auch eine Motor-Generator-Drehzahl und ein Motor-Generator-Moment genannt werden. Außerdem kann jeder des ersten und des zweiten Motor-Generators 4 und 5 in einem regenerativen Modus betrieben werden, wenn er Moment in eine Richtung entgegengesetzt zu einer Richtung seiner Drehung liefert, um elektrische Leistung zu erzeugen, so dass die erzeugte elektrische Energie zum Aufladen der Batterie 21 verwendet werden kann.
  • Die erste Planetengetriebeeinrichtung 8 umfasst, wie im Stand der Technik gut bekannt ist, ein erstes Sonnenrad 22, einen ersten Träger 24, der das erste Planetenrad 23 trägt, und ein erstes Hohlrad 25. Die zweite Planetengetriebeeinrichtung 9 weist ein zweites Sonnenrad 26, einen zweiten Träger 28, der das zweite Planetenrad 27 trägt, und ein zweites Hohlrad 29 auf.
  • Bei dieser Ausführungsform sind die Maschine 2, der erste Motor-Generator 4, der zweite Motor-Generator 5, die erste Planetengetriebeeinrichtung 8 und die zweite Planetengetriebeeinrichtung 9 alle auf derselben Achse angeordnet. Der erste Träger 24 der ersten Planetengetriebeeinrichtung 8 und das zweite Sonnenrad 26 der zweiten Planetengetriebeeinrichtung 9 sind miteinander gekuppelt und antreibbar mit der Maschinenausgangswelle 3 der Maschine 2 verbunden; das erste Sonnenrad 22 der ersten Planetengetriebeeinrichtung 8 ist antreibbar mit der ersten Rotorwelle 13 des ersten Motor-Generators 4 verbunden; das zweite Hohlrad 29 der zweiten Planetengetriebeeinrichtung 9 ist antreibbar mit der zweiten Rotorwelle 16 des zweiten Motor-Generators 5 verbunden; das erste Hohlrad 25 der ersten Planetengetriebeeinrichtung 8 und der zweite Träger 28 der zweiten Planetengetriebeeinrichtung 9 sind miteinander gekuppelt und mit Antriebswellen 7 für Traktionsräder 6 verbunden.
  • Die Antriebsverbindung mit der Antriebswelle 7 erfolgt zum Beispiel durch Verbinden eines Ausgangsteils 30, wie zum Beispiel eines Zahnrads, das auf dem äußeren Umfang des ersten Hohlrads 25 der ersten Planetengetriebeeinrichtung 8 ausgebildet ist, mit der Antriebswelle 7 mit dem Ausgangsgetriebe 31. Die Antriebsverbindung eines jeden Teils von Drehelementen der ersten Planetengetriebeeinrichtung 8 mit dem entsprechenden Teil der Drehelemente der zweiten Planetengetriebeeinrichtung 9 wird direkt ohne irgendwelche Leistungsübertragungsräder zwischen ihnen ausgeführt, und die Antriebsverbindung jedes der restlichen Drehelemente mit dem entsprechenden des ersten Motor-Generators 4, zweiten Motor-Generators 5 und der Maschine 2 erfolgt auf ähnliche Art und Weise.
  • Kollineare Diagramme werden nun verwendet, um Beziehungen der Drehzahl zwischen der Maschine 2 oder der Maschinenausgangswelle 3, der ersten und zweiten Planetengetriebeeinrichtungen (Leistungsaufteilungs- und Zusammensetzungssystem) 8 und 9 und dem Ausgangsgetriebe 31 zu beschreiben.
  • Wie oben beschrieben, sind der erste Träger 24 der ersten Planetengetriebeeinrichtung 8 und das zweite Sonnenrad 26 der zweiten Planetengetriebeeinrichtung 9 direkt miteinander gekuppelt, und das erste Hohlrad 25 der ersten Planetengetriebeeinrichtung 8 und der zweite Träger 28 der zweiten Planetengetriebeeinrichtung 9 sind direkt miteinander gekuppelt. Daher drehen der erste Träger 24 und das zweite Sonnenrad 26 mit derselben Drehzahl auf kollinearen Diagrammen für zwei Planetengetriebeeinrichtungen 8 und 9, und das erste Hohlrad 25 und der zweite Träger 28 drehen ebenfalls mit derselben Drehzahl. Wenn man nun die zwei kollinearen Diagramme für die Planetengetriebeeinrichtungen 8 und 9 überlagert, ergibt sich ein kollineares Diagramm, das in 2 gezeigt ist, das vier vertikale Achsen insgesamt hat, das heißt, ausgehend von links, eine Achse für das erste Sonnenrad 22 der ersten Planetengetriebeeinrichtung 8 (eine Achse mit der Bezeichnung „MG1” in 2: wobei das erste Sonnenrad 22 der ersten Rotorwelle 13 des ersten Motor-Generators 4 entspricht), eine Achse für den ersten Träger 24 der ersten Planetengetriebeeinrichtung 8 und das zweite Sonnenrad 26 der zweiten Planetengetriebeeinrichtung 9 (eine Achse mit der Bezeichnung „ENG” in 2: wobei der erste Träger 24 und das zweite Sonnenrad 26 der Maschinenausgangswelle 3 der Maschine 2 entsprechen), eine Achse für das erste Hohlrad 25 des ersten Planetengetriebesatzes 8 und den zweiten Träger 28 des zweiten Planetengetriebesatzes 9 (eine Achse mit der Bezeichnung „OUT” in 2: wobei das erste Hohlrad 25 und der zweite Träger 28 dem ersten Ausgangsteil 30 des ersten Hohlrads 25 entsprechen, das heißt Antriebswelle 7 für das Traktionsrad (6), und eine Achse für das zweite Hohlrad 29 der zweiten Planetengetriebeeinrichtung 9 (eine Achse mit der Bezeichnung „MG2” in 2: wobei das zweite Hohlrad 29 der zweiten Rotorwelle 16 des zweiten Motor-Generators 5 entspricht). Dann findet man ein Hebelverhältnis, das die Beziehung zwischen den Entfernungen, jeweils zwischen den zwei benachbarten der vertikalen Achsen anzeigt: unter der Annahme, dass die Entfernung zwischen den Achsen ENG und OUT 1 beträgt, nimmt die Entfernung zwischen den Achsen ENG und MG1 den Wert k1 an, der aus den Teilen (der Division) der Zahnanzahl des ersten Hohlrads 25 der ersten Planetengetriebeeinrichtung 8 durch die Zahnanzahl des ersten Sonnenrads 22 resultiert, nimmt die Entfernung zwischen den Achsen OUT und MG2 den Wert k2 an, der aus den Teilen (der Division) der Zahnanzahl des zweiten Sonnenrads 26 der zweiten Planetengetriebeeinrichtung 9 durch die Zahnanzahl des zweiten Hohlrads 29 resultiert.
  • Dieses kollineare Diagramm für das Leistungsaufteilungs- und Zusammensetzungssystem ist gleichwertig mit dem, was früher von der vorliegenden Anmelderin in dem japanischen Patent Nr. 3 852 562 vorgeschlagen wurde. Das Merkmal des Leistungsaufteilungs- und Zusammensetzungssystems besteht darin, dass der erste Motor-Generator 4 und der zweite Motor-Generator 5 auf einem und den anderen Punkten liegen, wo die zwei entferntesten der vier vertikalen Achsen sind. Die Beziehung, in welcher der erste und der zweite Motor-Generator 4 und 5 platziert sind, wo die zwei entferntesten der vier vertikalen Achsen liegen, stellt nicht nur, wie in dem japanischen Patent Nr. 3 852 562 erwähnt, eine Konfiguration frei von Nachteilen, wie zum Beispiel einer Steigerung in der Anzahl von Teilen, einer Steigerung in der Größe des Systems, einer Steigerung des mechanischen Verlusts usw., bereit, sondern auch, wie unten beschrieben, eine Verringerung in dem Ausmaß eines Austauschs elektrischer Energie während des Fahrens in normalen Situationen mit einem hohen Übersetzungsverhältnis, was wiederum die Kraftstoffeffizienz verbessert.
  • Unten werden unter Bezugnahme auf mehrere kollineare Diagramme Beziehungen zwischen Drehzahl und Moment der Maschine 2, der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs, der Drehzahl und dem Moment des ersten und des zweiten Motor-Generators 4 und 5 beschrieben. In jedem der kollinearen Diagramme ist Tmg1 das erste Motor-Generator-Moment, das durch die erste Rotorwelle 13 des ersten Motor-Generators 4 bereitgestellt wird, ist Tmg2 das zweite Motor-Generator-Moment durch die zweite Rotorwelle 16 des zweiten Motor-Generators 5, ist Teng das Maschinenmoment durch die Maschinenausgangswelle 3 der Maschine 2, ist Tout das Ausgangsantriebsmoment von dem Ausgangsteil 30, das heißt das Antriebsmoment, das zu der Traktionswelle 7 geliefert wird. In jedem der kollinearen Diagramme ist definiert, dass die Drehzahl eine positive Richtung hat, wenn die Richtung dieselbe ist wie die der Maschine 2, und das Moment, als eine Eingabe entlang jeder der vier Achsen, eine positive Richtung hat, wenn die Richtung dieselbe ist wie die des Maschinenmoments Teng. Daher bewegt das Antriebsmoment Tout von dem Ausgangsteil 30 das Fahrzeug rückwärts, wenn es eine positive Richtung hat, und vorwärts, wenn es eine negative Richtung hat.
  • Obwohl der Betrieb eines Motor-Generators in dem antreibenden oder dem regenerativen Modus von Verlusten begleitet ist, die an einem Wechselrichter und einem Motor-Generator während der Stromerzeugung auftreten, so dass die Effizienz der Energieumwandlung zwischen elektrischer Energie und mechanischer Energie nicht 100% ist, wird unten zur Einfachheit der folgenden Beschreibung davon ausgegangen, dass keine mechanischen, elektrischen und physikalischen Verluste auftreten. In dem Fall, in dem eine tatsächliche Notwendigkeit besteht, Verluste in Betracht zu ziehen, reicht es, eine Ausgleichssteuerung für die Verluste zum Beispiel durch Erzeugen von mehr elektrischer Leistung als die Menge der an Verlusten eingebüßten Energie auszuführen.
  • 2 stellt einen Antriebszustand mit langsamer Geschwindigkeit dar, bei dem die Fahrzeuggeschwindigkeit (eine Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs) relativ niedrig ist und die Maschine (ENG) 2 in eine positive Drehrichtung dreht, um ein positives Maschinenmoment Teng bereitzustellen. Obwohl der erste Motor-Generator (MG1) 4 in die positive Drehrichtung mit hoher Drehzahl dreht, bleibt das erste Motor-Generator-Moment Tmg1 0. Obwohl der zweite Motor-Generator (MG2) 5 ein positives zweites Motor-Generator-Moment Tmg2 liefert, verbraucht der zweite Motor-Generator (MG2) 5 keine elektrische Leistung, weil die zweite Motor-Generator-Drehzahl 0 ist (Betrieb außerhalb des antreibenden Modus). In diesem Fall, da ein Verhältnis der Motordrehzahl Neng des Motors 2 zu der Drehzahl des Ausgangsteils 30, das heißt der Fahrzeuggeschwindigkeit, „ein Übersetzungsverhältnis” genannt, ausgedrückt wird als (1 + k2)/k2, wird ein Zustand eines niedrigen Übersetzungsverhältnisses erstellt, weil das Übersetzungsverhältnis größer ist als 1.
  • 3 stellt einen Antriebszustand mit hoher Geschwindigkeit dar, bei dem die Fahrzeuggeschwindigkeit Vc relativ hoch ist und die Maschine 2 in die positive Drehrichtung dreht, um ein positives Maschinenmoment Teng bereitzustellen. Obwohl der erste Motor-Generator (MG1) 4 ein negatives erstes Motor-Generator-Moment Tmg1 liefert, erzeugt der erste Motor-Generator (MG1) 4 keine elektrische Leistung, weil die erste Motor-Generator-Drehzahl 0 ist (Betrieb außerhalb des regenerativen Modus). Obwohl der zweite Motor-Generator (MG2) 5 in die positive Drehrichtung mit einer hohen Drehzahl dreht, bleibt das zweite Motor-Generator-Moment Tmg2 0. In diesem Fall, da ein Verhältnis der Maschinendrehzahl der Maschine 2 zu der Drehzahl des Ausgangsteils 30, das heißt Fahrzeuggeschwindigkeit, „ein Übersetzungsverhältnis” genannt, ausgedrückt wird als k1/(1 + k1), wird ein Zustand eines hohen Übersetzungsverhältnisses erstellt, weil das Übersetzungsverhältnis kleiner ist als 1.
  • 4 stellt zum Beispiel in dem veranschaulichten Zustand einen Antriebszustand mit mittlerer Geschwindigkeit dar, der einem Zustand mit mittlerem Übersetzungsverhältnis zwischen dem Zustand mit niedrigem Übersetzungsverhältnis der 2 und dem Zustand mit hohem Übersetzungsverhältnis der 3 entspricht, in dem die Fahrzeuggeschwindigkeit mittel ist und die Maschine 2 in eine positive Drehrichtung dreht, um ein positives Maschinenmoment Teng zu liefern. Der erste Motor-Generator 4 dreht in eine positive Drehrichtung, um ein negatives erstes Motor-Generator-Moment Tmg1 bereitzustellen. In der Tat erzeugt der erste Motor-Generator 4 elektrische Leistung (Betrieb in einem regenerativen Modus). Andererseits erzeugt der zweite Motor-Generator 5 ein positives zweites Motor-Generator-Moment Tmg2, obwohl er in eine positive Drehrichtung dreht. Der zweite Motor-Generator 5 verbraucht nämlich elektrische Leistung (Betrieb in einem antreibenden Modus). Wenn keine Ladung zu oder Entladung von der Batterie 21 erfolgt, kann ein Austausch elektrischer Energie vorteilhaft abgestimmt werden, indem der zweite Motor-Generator 5 mit elektrischer Leistung, die von dem ersten Motor-Generator 4 erzeugt wird, versorgt wird.
  • Es ist daher für das Leistungsaufteilungs- und Zusammensetzungssystem gemäß der vorliegenden Ausführungsform möglich, ein geeignetes Antriebsmoment Tout für jeden von verschiedenen Betriebszuständen des Maschinenbetriebs bereitzustellen, indem der Antriebszustand des ersten und des zweiten Motor-Generators 4 und 5 über einen weiten Geschwindigkeitsbereich von langsamer Geschwindigkeit zu hoher Geschwindigkeit gesteuert wird. Im Prinzip benötigt das Hybridfahrzeug gemäß dieser Ausführungsform keinerlei Getriebe. Außerdem ist es möglich, das Fahrzeug rückwärts zu fahren, auch wenn die Maschine 2 weiter läuft. Es ist auch möglich, das Fahrzeug vorwärts oder rückwärts durch einen und/oder beide des ersten Motor-Generators 4 und des zweiten Motor-Generators 5 anzutreiben, wenn die Maschine 2 ausgeschaltet ist. In diesem Fall, wie es das japanische Patent Nr. 3 852 562 beschreibt, sollte die Drehzahl der Maschine 2 0 bleiben, so dass, wenn Moment auf die Maschinenausgangswelle 3 in die negative Richtung angelegt wird, dieses Moment von einer Einwegkupplung 1 empfangen wurde.
  • 5 ist eine Ansicht, die Leistungszirkulation durch den ersten und den zweiten Motor-Generator 4 und 5 zeigt. Wie in 5 gezeigt, dreht die Maschine 2 bei einem Antriebszustand mit einer Antriebsgeschwindigkeit gleich oder größer als die Fahrzeuggeschwindigkeit, die bereitgestellt wird, wenn der Zustand hohen Übersetzungsverhältnisses, wie in 3 dargestellt, eingerichtet ist, in die positive Drehrichtung, um ein positives Maschinenmoment Teng zu liefern. Der erste Motor-Generator 4 dreht dann in die umgekehrte Drehrichtung, um ein negatives erstes Motor-Generator-Moment Tmg1 bereitzustellen. Der erste Motor-Generator 4 verbraucht nämlich elektrische Leistung (Betrieb in einem antreibenden Modus). Andererseits und obwohl er in die positive Drehrichtung dreht, liefert der zweite Motor-Generator 5 ein negatives zweites Motor-Generator-Moment Tmg2. In der Tat erzeugt der zweite Motor-Generator 5 elektrische Leistung (Betrieb in einem regenerativen Modus). Das Betreiben des ersten und des zweiten Motor-Generators 4 und 5 auf diese Art und Weise, so dass einer von ihnen elektrische Leistung verbraucht (Betrieb im angetriebenen Modus) und der andere elektrische Leistung erzeugt (Betrieb im regenerativen Modus), veranlasst das Auftreten von Leistungszirkulation (Zirkulation von Leistung). Das Auftreten derartiger Leistungszirkulation verringert die Effizienz des Antriebsstrangs.
  • Unter erneuter Bezugnahme auf die Konfiguration der Antriebssteuervorrichtung 1, weist die Maschine 2 Folgendes auf: ein Luftmengen-Anpassungsmittel 10, wie zum Beispiel ein Drosselventil, um eine Lufteinlassbedingung als Reaktion auf die Position eines Gaspedals, das nicht veranschaulicht ist, anzupassen; ein Kraftstoffzufuhrmittel 11, wie zum Beispiel ein Kraftstoffinjektionsventil, um eine Kraftstoffzufuhrbedingung als Reaktion auf die Lufteinlassbedingung anzupassen; und ein Zündungsmittel 12, wie zum Beispiel ein Zündungssystem, um eine Zündungsbedingung als Reaktion auf das Zünden von Kraftstoff anzupassen. Das Luftmengen-Anpassungsmittel 10, das Kraftstoffzufuhrmittel 11 und das Zündungsmittel 12 sind mit einer Antriebssteuervorrichtung 32 verbunden, die konfiguriert ist, um die Antriebssteuerung auszuführen.
  • Gemäß einer derartigen Konfiguration wird der Zustand des Verbrennens von Kraftstoff innerhalb der Maschine 2 zum Beispiel durch Steuern der Lufteinlassbedingung durch das Luftmengen-Anpassungsmittel 10, der Kraftstoffzufuhrbedingung durch das Kraftstoffzufuhrmittel 11 und der Zündungsbedingung durch das Zündungsmittel 12 gesteuert, was in der Steuerung der Antriebsleistung von der Maschine 2 resultiert, insbesondere in der Steuerung der Drehzahl und des Antriebsmoments, die unten als Maschinendrehzahl und Maschinenmoment beschrieben werden. Eine Einwegkupplung, nicht veranschaulicht, ist vorgesehen, um es der Maschinenausgangswelle 3 der Maschine 2 zu erlauben, in nur eine Richtung zu drehen und ihre Drehung in die entgegengesetzte Richtung zu verhindern.
  • Außerdem hat das Fahrzeug einen Gaspedalstellungssensor 33, der konfiguriert ist, um als die Gaspedalstellung die Position des Gaspedals zu erfassen, einen Fahrgeschwindigkeitssensor 34, der konfiguriert ist, um die Fahrzeuggeschwindigkeit erfassen, einen Maschinendrehzahlsensor 35, der konfiguriert ist, um als die Maschinendrehzahl die Drehzahl der Maschine 2 zu erfassen, und einen Batterieladezustandssensor 36, der konfiguriert ist, um die Menge an elektrischer Energie zu erfassen, die an einer Batterie 21 gespeichert ist, die als der Ladezustand (SOC) bezeichnet werden kann, einen Batterietemperatur-Erfassungssensor 37, der konfiguriert ist, um die Temperatur der Batterie 21 zu erfassen, und einen Batteriespannung-Erfassungssensor 38, der konfiguriert ist, um die Batteriespannung der Batterie 21 zu erfassen.
  • Die Antriebssteuervorrichtung 32 liest die von diesen Sensoren erfassten Erfassungssignale und steuert Betriebsbedingungen der Maschine 2, des ersten Motor-Generators 4 und des zweiten Motor-Generators 5 durch Steuern des Luftmengen-Anpassungsmittels 10, des Kraftstoffzufuhrmittel 11, des Zündungsmittels 12 und des ersten und des zweiten Wechselrichters 19 und 20 in Übereinstimmung mit der unten beschriebenen Verarbeitung.
  • Zum Ausführen einer derartigen Steuerung gemäß dieser Ausführungsform weist die Antriebssteuervorrichtung 32 eine Maschinensteuerung (oder eine Betriebspunktziel-Berechnungsfunktion) 40 auf, die konfiguriert ist, um die effiziente Maschinendrehzahl und das effiziente Maschinenmoment zu Ausführen der Steuerung einzustellen, und eine Motor-Generator-Steuerung (oder eine Motormomentbefehls-Berechnungsfunktion) 60, die konfiguriert ist, um den ersten und den zweiten Wechselrichter 19 und 20 derart zu steuern, dass die gesamte Leistung des ersten und des zweiten Motor-Generators 4 und 5 mit dem Batterie-Lade-/Entladeleistungsziel identisch sein kann.
  • Im Übrigen ist die Antriebssteuervorrichtung 32 aus einem Prozessor, wie zum Beispiel aus einem Mikrocomputer gebildet. Die Einstellfunktion und die Steuerfunktion sind durch Verarbeitungsschritte, die in der Antriebssteuervorrichtung 32 ausgeführt werden, gebildet.
  • (Funktionen der Maschinensteuerung 40)
  • 6 ist ein funktionales Blockschaltbild, das ein Beispiel von Funktionen der Maschinensteuerung 40 zeigt.
  • Wie in 6 gezeigt, weist die Maschinensteuerung 40 Folgendes auf: eine Antriebsmomentziel-Berechnungsfunktion 41; eine Antriebsleistungsziel-Berechnungsfunktion 42; eine Lade-/Entladeleistungsziel-Berechnungsfunktion 43; eine Berechnungsfunktion des vorübergehenden Maschinenleistungsziels 44; eine Berechnungsfunktion des oberen Leistungslimits 45; eine Berechnungsfunktion des vorübergehenden Maschinenbetriebspunktziels 46; eine Berechnungsfunktion des oberen Maschinendrehzahllimits 47; eine Maschinenbetriebspunktziel-Berechnungsfunktion 48; eine Maschinenleistungsziel-Berechnungsfunktion 49; eine Berechnungsfunktion für ein elektrisches Leistungsziel 50 und eine Berechnungsfunktion des oberen und unteren Limits einer elektrischen Leistung 51.
  • 7 veranschaulicht ein Programm für die Maschinensteuerung 40, das durch die in 6 gezeigten Funktionen umgesetzt wird. Dieses Programm kann zum Beispiel in Übereinstimmung mit einer Verarbeitungsstrategie ausgeführt werden, wie zum Beispiel Interrupt-Steuerung, indem ein Timer verwendet wird, um periodische Unterbrechungen zu erzeugen, eine beim Verstreichen einer vorbestimmten Abtastzeit (zum Beispiel 10 ms).
  • Unter Bezugnahme auf das Programm der 7, folgt eine Beschreibung des Inhalts der Verarbeitung, die von jeder der Funktionen umgesetzt wird:
    Zuerst, wie in 7 gezeigt, liest eine Maschinensteuerung 40 in Schritt S1 unterschiedliche Signale. Bei dieser Ausführungsform liest die Maschinensteuerung 40 solche unterschiedliche Signale von dem Gaspedalstellungssensor 33, dem Fahrgeschwindigkeitssensor 34, dem Batterieladezustandssensor 36, dem Batterietemperatur-Erfassungssensor 37 und dem Batteriespannungs-Erfassungssensor 38.
  • In dem nächsten Schritt S2 berechnet die Antriebsmomentziel-Berechnungsfunktion 41 ein Antriebsmomentziel (das heißt ein Fahrzeugantriebsmomentziel). Bei dieser Ausführungsform berechnet die Antriebsmomentziel-Berechnungsfunktion 41 ein Antriebsmomentziel als Reaktion auf die Fahrzeuggeschwindigkeit und die Gaspedalposition (die gleichwertig sein kann mit der Menge des Drückens des Gaspedals), die jeweils in dem Schritt S1 gelesen wurden. Die Antriebsmomentziel-Berechnungsfunktion 41 bezieht sich zum Beispiel auf eine Antriebsmomentziel-Nachschlagkarte 41a, um ein Antriebsmomentziel zu bestimmen.
  • 8 veranschaulicht ein Beispiel einer Antriebsmomentziel-Nachschlagkarte 41a.
  • Wie in 8 gezeigt, stellt die Antriebsmomentziel-Nachschlagkarte 41a die Beziehung zwischen Fahrzeuggeschwindigkeit, Antriebsmomentziel und Gaspedalposition dar. In der Antriebsmomentziel-Nachschlagkarte 41a, wenn die Menge an Drücken des Gaspedals in einem Bereich hoher Fahrzeuggeschwindigkeiten 0 ist, nimmt das Antriebsmomentziel einen negativen Wert an, um Antriebsleistung in eine Richtung zu liefern, die dazu tendiert, das Fahrzeug ebenso effektiv wie ein Maschinenbremsen zu verlangsamen. In einem Bereich niedriger Fahrzeuggeschwindigkeiten nimmt das Antriebsmomentziel einen von positiven Werten an, um es dem Fahrzeug zu erlauben, langsam weiterzufahren oder zu kriechen, auch wenn das Gaspedal freigegeben wird. Man kann ungefähr sagen, dass in der Antriebsmomentziel-Nachschlagkarte 41a je geringer das Antriebsmomentziel ist, desto kleiner ist der Gaspedalpositionswinkel, und je kleiner das Antriebsmomentziel ist, desto höher ist die Fahrzeuggeschwindigkeit.
  • Die Antriebsmomentziel-Berechnungsfunktion 41 bezieht sich zum Beispiel auf eine Antriebsmomentziel-Nachschlagkarte 41a, um ein Antriebsmomentziel zu bestimmen. Die Antriebsmomentziel-Berechnungsfunktion 41 liefert das bestimmte Antriebsmomentziel zu der Antriebsleistungsziel-Berechnungsfunktion 42.
  • In dem nächsten Schritt S3 berechnet die Antriebsleistungsziel-Berechnungsfunktion 42 ein Antriebsleistungsziel, das die Leistungsmenge angibt, die erforderlich ist, damit die Antriebsmomentmenge, die von dem Antriebsmomentziel angegeben wird, das Fahrzeug antreibt. Grundlegend berechnet bei dieser Ausführungsform die Antriebsleistungsziel-Berechnungsfunktion 42 das Antriebsleistungsziel, indem die Fahrzeuggeschwindigkeit und das Antriebsmomentziel, das in dem Schritt S2 berechnet wurde, multipliziert werden. Das Einstellen des Antriebsleistungsziels ist derart, dass jedes der Antriebsleistungsziele, das in ein Band nahe dem Maximum der Antriebsleistung fällt, größer bleibt als das obere Leistungslimit, das die maximale Leistung angibt, was weiter unten beschrieben wird, die die Maschine 2 liefern kann. Die Antriebsleistungsziel-Berechnungsfunktion 42 stellt das berechnete Antriebsleistungsziel für die Berechnungsfunktion des vorübergehenden Maschinenleistungsziels 44 und die Berechnungsfunktion für ein elektrisches Leistungsziel 50 bereit.
  • In dem nächsten Schritt S4 berechnet die Lade-/Entladeleistungsziel-Berechnungsfunktion 43 ein Lade-/Entladeleistungsziel (ein Lade-/Entlademengenziel), um den Ladezustand (SOC) der Batterie 21 innerhalb eines normalen Nutzungsbereichs zu halten, das heißt, innerhalb eines Bereichs zwischen einem vorbestimmten oberen Limit und einem vorbestimmten unteren Limit. Bei dieser Ausführungsform bezieht sich die Lade-/Entladeleistungsziel-Berechnungsfunktion 43 auf eine Lade-/Entlademengenziel-Nachschlagtabelle 43a, um einen korrespondierenden Wert des Lade-/Entladeleistungsziels zu bestimmen.
  • 9 zeigt eine beispielhafte Lade-Entlademengenziel-Nachschlagtabelle 43a.
  • Wie in 9 gezeigt, ordnet die Lade-/Entlademengenziel-Nachschlagtabelle 43a den Batterieladezustand SOC entsprechenden Werten des Lade-Entladeleistungsziels zu. In der Lade-/Entlademengen-Nachschlagtabelle 43a nimmt das Lade-/Entladeleistungsziel, wenn der SOC niedrig ist, einen Wert auf der Ladeseite an, um ein übermäßiges Entladen aus der Batterie 21 zu verhindern, indem die Ladeleistung erhöht wird. Wenn der Batterieladezustand SOC außerdem hoch ist, nimmt das Lade-/Entladeleistungsziel einen Wert auf der Entladeseite an, um ein übermäßiges Laden durch Steigern der Entladeleistung zu verhindern. In der Lade-/Entlademengenziel-Nachschlagtabelle 43a ist der Einfachheit halber die Entladeseite positiv und die Ladeseite ist negativ.
  • Die Lade-/Entladeleistungsziel-Berechnungsfunktion 43 bezieht sich auf die Lade-/Entlademengenziel-Nachschlagtabelle 43a, um das Lade-/Entladeleistungsziel zu bestimmen. Die Lade-/Entladeleistungsziel-Berechnungsfunktion 43 stellt das bestimmte Lade-/Entladeleistungsziel für die Berechnungsfunktion des vorübergehenden Maschinenleistungsziels 44 bereit.
  • In dem nächsten Schritt S5, berechnet die Berechnungsfunktion des vorübergehenden Maschinenleistungsziels 44 ein vorübergehendes Maschinenleistungsziel, das die Leistungsmenge angibt, die die Maschine 2 liefern muss. Bei dieser Ausführungsform berechnet die Berechnungsfunktion des vorübergehenden Maschinenleistungsziels 44 das vorübergehende Maschinenleistungsziel basierend auf dem Antriebsleistungsziel, das von der Antriebsleistungsziel-Berechnungsfunktion 42 in dem Schritt S3 berechnet wurde, und auf dem Lade-/Entladeleistungsziel, das von der Lade-/Entladeleistungsziel-Berechnungsfunktion 43 in dem Schritt S4 berechnet wurde.
  • Das vorübergehende Maschinenleistungsziel ist ein Wert, der sich aus der Leistungsmenge ergibt, die erforderlich ist, um das Fahrzeug anzutreiben, modifiziert durch Berücksichtigung der Lade-/Entladeleistung für die Batterie 21 (durch Addieren während des Batterieaufladens, Betriebs im regenerativen Modus, oder durch Subtrahieren während des Batterieentladens, des Betriebs im antreibenden Modus). Bei dieser Ausführungsform, da die Entladeseite negativ ist, subtrahiert die Berechnungsfunktion des vorübergehenden Maschinenleistungsziels 44 das Lade-/Entladeleistungsziel von dem Antriebsleistungsziel während des Batterieentladens (Betrieb im antreibenden Modus), um das vorübergehende Maschinenleistungsziel zu bestimmen.
  • In dem nächsten Schritt S6 berechnet die Berechnungsfunktion des oberen Leistungslimits 45 ein oberes Leistungslimit, das einen maximalen Ausgangswert, den die Maschine 2 liefern kann, anzeigt. Die Einstellung ist derart, dass das obere Leistungslimit ein Wert ist, der experimental oder empirisch oder theoretisch bestimmt wird. Da dieses obere Leistungslimit niedriger ist als das Maximum des Antriebsleistungsziels oder des benachbarten Antriebsleistungsziels, das in Schritt S3 festgelegt wurde, tritt ein Betriebszustand mit einer Leistungsunterstützung durch elektrische Leistung von der Batterie 21 auf. Wenn das Gaspedal zum Beispiel fast zu 100% gedrückt wird, wird das Antriebsleistungsziel größer und der Betriebszustand mit Leistungsunterstützung tritt ohne Umstände auf.
  • Die Berechnungsfunktion des oberen Leistungslimits 45 stellt das berechnete obere Leistungslimit für die Berechnungsfunktion des vorübergehenden Maschinenleistungsziels 44 bereit.
  • In dem nächsten Schritt S7 bestimmt die Berechnungsfunktion des vorübergehenden Maschinenleistungsziels 44, ob das vorübergehende berechnete Maschinenleistungsziel größer ist als das obere Leistungslimit oder nicht.
  • Wenn die Berechnungsfunktion des vorübergehenden Maschinenleistungsziels 44 bestimmt, dass das vorübergehende Maschinenleistungsziel größer ist als das obere Leistungslimit (vorübergehendes Maschinenleistungsziel > oberes Leistungslimit), geht das Programm weiter zu Schritt S8. Wenn die vorübergehende Maschinenleistungsziel-Berechnungsfunktion 44 bestimmt, dass das vorübergehende Maschinenleistungsziel kleiner oder gleich dem oberen Leistungslimit ist (vorübergehendes Maschinenleistungsziel ≦ oberes Leistungslimit), geht das Programm weiter zu Schritt S9.
  • In dem Schritt S8 stellt die Berechnungsfunktion des vorübergehenden Maschinenleistungsziels 44 das vorübergehende Maschinenleistungsziel auf das obere Leistungslimit (vorübergehendes Maschinenleistungsziel = oberes Leistungslimit). Dann erlaubt es die Berechnungsfunktion des vorübergehenden Maschinenleistungsziels 44 dem Programm, zu Schritt S9 weiter zu gehen.
  • Gemäß den Schritten S7 und S8 platziert die Berechnungsfunktion des vorübergehenden Maschinenleistungsziels 44 das vorübergehende Maschinenleistungsziel unter dem oberen Grenzwert. Dann liefert das vorübergehende Maschinenleistungsziel 44 das vorübergehende Maschinenleistungsziel, das in Schritt S8 berechnet wurde (= oberes Leistungslimit), oder das vorübergehende Maschinenleistungsziel, das in Schritt S5 berechnet wurde (≦ oberes Leistungslimit) auf die Berechnungsfunktion des vorübergehenden Maschinenbetriebspunktziels 46.
  • In Schritt S9 berechnet die Berechnungsfunktion des vorübergehenden Maschinenbetriebspunktziels 46 ein vorübergehendes Maschinenbetriebspunktziel (ein vorübergehendes Maschinendrehzahlziel und ein vorübergehendes Maschinenmomentziel). Bei dieser Ausführungsform berechnet die Berechnungsfunktion des vorübergehenden Maschinenbetriebspunktziels 46 das vorübergehende Maschinenbetriebspunktziel basierend auf der Fahrzeuggeschwindigkeit und dem vorübergehenden Maschinenleistungsziel, das von der vorübergehenden Maschinenbetriebspunktziel-Berechnungsfunktion 46 berechnet wurde. Konkret bezieht sich die Berechnungsfunktion des vorübergehenden Maschinenbetriebspunktziels 46 auf eine Maschinenbetriebspunktziel-Nachschlagkarte 46a, um das vorübergehende Maschinenbetriebspunktziel zu bestimmen. Die Berechnungsfunktion des vorübergehenden Maschinenbetriebspunktziels 46 stellt das vorübergehende Maschinenbetriebspunktziel (vorübergehendes Maschinendrehzahlziel und vorübergehendes Maschinenmomentziel) der Maschinenbetriebspunktziel-Berechnungsfunktion 48 bereit.
  • 10 veranschaulicht ein Beispiel einer Maschinenbetriebspunktziel-Nachschlagkarte 46a.
  • Wie in 10 gezeigt, stellt die Maschinenbetriebspunktziel-Nachschlagkarte 46a die Beziehung zwischen der Maschinendrehzahl (Maschinendrehzahlziel), dem Maschinenmoment (Maschinenmomentziel) und der Fahrzeuggeschwindigkeit dar. Auf der Maschinenbetriebspunktziel-Nachschlagkarte variiert das Maschinenbetriebspunktziel als Reaktion auf die Fahrzeuggeschwindigkeit und insbesondere gilt, dass, je höher die Fahrzeuggeschwindigkeit ist, desto höher die Maschinendrehzahl und niedriger das Maschinenmoments sind.
  • Der Grund dafür ist, dass die Maschinenbetriebspunkt-Nachschlagkarte 46a wie folgt eingestellt wurde:
    Da die Maschinenleistung des Produkt der Maschinendrehzahl und des Maschinenmoments ist, sind Linien mit konstanter Leistung der Maschinenleistung umgekehrt proportional in der Form, wenn sie in eine derartige Figur, wie in 11 gezeigt, gezeichnet werden, wobei die horizontale Achse die Maschinendrehzahl und die vertikale Achse das Maschinenmoment darstellt. In einem charakteristischen Diagramm für die Maschine gibt es Linien mit konstanter Effizienz, die jeweils aus dem Verbinden von Punkten mit konstanter Effizienz nach einem Funktionstest der Maschine resultieren. Wenn die effizienteste Maschinendrehzahl und das effizienteste Maschinenmoment zum Beispiel durch die der Linien mit konstanter Leistung gegeben werden, die für ein Maschinenleistungsziel ausgewählt wird, was als ein zu erreichendes Ziel festgelegt wird, ist es möglich, Fahren mit niedrigem Kraftstoffverbrauch bei dem am wenigsten effizienten Betrieb der Maschine zu erzielen. Das Verbinden dieser Betriebspunkte ergibt eine Linie des besten Betriebs für die Maschineneffizienz, wie in 11 gezeigt.
  • Das Maschinendrehzahlziel und das Maschinenmomentziel, die auf die oben erwähnte Art und Weise eingestellt wurden, werden nun als ein Betriebspunkt C veranschaulicht.
  • Mit dem Maschinendrehzahlziel und dem Maschinenmomentziel, die derart eingestellt und festgelegt sind, lässt man die Fahrzeuggeschwindigkeit, das heißt die Drehzahl des Ausgangteils, wie in 12 gezeigt, variieren. In diesem Fall, da die Fahrzeuggeschwindigkeit niedrig und die Drehzahl des Ausgangsteils niedrig ist, ist sowohl die Drehzahl des ersten Motor-Generators als auch des zweiten Motor-Generators positiv, und das erste Motor-Generator-Moment nimmt einen positiven Wert an, und das zweite Motor-Generator-Moment nimmt einen negativen Wert an, wie in einem kollinearen Diagramm A in 12 abgebildet. In diesem Fall, obwohl der erste Motor-Generator 4 in einem regenerativen Modus und der zweite Motor-Generator in einem antreibenden Modus arbeitet, zirkuliert keine Leistung (Antriebsleistung), weil die Drehrichtung beider die positive Drehrichtung ist.
  • Ähnlich, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit einen leicht höheren Wert (zum Beispiel 40 km/h) annimmt, und die Ausgangsdrehzahl ebenfalls einen leicht höheren Wert annimmt, ist die Drehzahl des ersten Motor-Generators 0, das erste Motor-Generator-Moment nimmt einen positiven Wert an, die zweite Motor-Generator-Drehzahl ist positiv, und das zweite Motor-Generator-Moment ist 0, wie mit einem kollinearen Diagramm B in 12 abgebildet (identisch mit dem Zustand des hohen Übersetzungsverhältnisses, das in 3 gezeigt ist). Auch in diesem Fall zirkuliert keine Leistung (Antriebsleistung).
  • Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit jedoch einen noch höheren Wert (zum Beispiel 80 km/h) annimmt und die Ausgangsdrehzahl entsprechend einen höheren Wert annimmt, nimmt die erste Motor-Generator-Drehzahl einen negativen Wert an, das erste Motor-Generator--Moment nimmt einen negativen Wert an, die zweite Motor-Generator-Drehzahl nimmt einen positiven Wert an und das zweite Motor-Generator-Moment nimmt einen negativen Wert an, wie in einem kollinearen Diagramm C in 12 abgebildet. In diesem Zustand, da der erste Motor-Generator 4 in einem antreibenden Modus in die negative Drehrichtung arbeitet und der zweite Motor-Generator 5 in dem regenerativen Modus arbeitet, zirkuliert Leistung (Antriebsleistung), die bewirkt, dass die Effizienz des Antriebsstrangs abnimmt. Mit der Verringerung der Effizienz des Antriebsstrangs sinkt, obwohl die Effizienz der Maschine hoch ist, die Gesamteffizienz und die Effizienz an dem Betriebspunkt C ist geringer als die an dem Betriebspunkt D.
  • Das Erhöhen der ersten Motor-Generator-Drehzahl auf höher oder gleich 0, wie in einem kollinearen Diagramm E in 14 abgebildet, kann als ein Ansatz zum Verhindern des Zirkulierens von Leistung während des Fahrens mit einer solchen hohen Geschwindigkeit (zum Beispiel 80 km/h) betrachtet werden, aber dieser Ansatz verursacht eine Steigerung der Maschinendrehzahl. Wenn eine derartige Steigerung der Maschinendrehzahl auftritt, sinkt die Gesamteffizienz, obwohl die Effizienz des Antriebsstrangs genauso hoch ist wie an dem in 13 abgebildeten Punkt E.
  • Dann wird die Drehzahl der Maschine zum Antreiben bei solch hoher Drehzahl (zum Beispiel 80 km/h) auf einen Punkt D eingestellt, der zwischen dem Punkt C und dem Punkt E liegt, wie in 13 gezeigt (siehe ein kollineares Diagram D in 14). Unter Bezugnahme auf 11 wird diese Drehzahl der Maschine bei diesem Betriebspunkt D als ein Maschinendrehzahlziel und ein Maschinenmoment auf der Linie konstanter Leistung für das Maschinenleistungsziel bezogen auf das Maschinendrehzahlziel als ein Maschinenmomentziel verwendet.
  • Aus diesen Gründen variieren, wenn zum Beispiel ein Maschinenleistungsziel eingestellt ist, die Zielbetriebslinien mit verschiedenen Werten der Antriebsdrehzahl, um eine Einstellung bereitzustellen, bei der insgesamt, je höher die Fahrzeuggeschwindigkeit ist, das Maschinendrehzahlziel höher und das Maschinenmomentziel niedriger ist, wie in 10 gezeigt.
  • In dem nächsten Schritt S10 berechnet eine Berechnungsfunktion des oberen Limits der Maschinendrehzahl 47 ein oberes Limit der Maschinendrehzahl (ein oberes Limit der Maschinendrehzahl). Bei dieser Ausführungsform berechnet die Berechnungsfunktion des oberen Limits der Maschinendrehzahl 47 das obere Limit der Maschinendrehzahl basierend auf der Fahrzeuggeschwindigkeit.
  • 15 ist ein kollineares Diagramm, das die Beziehung zwischen einem oberen Limit der Drehzahl des ersten Motor-Generators 4, einem oberen Limit der Drehzahl der Maschine 2 und einer Fahrzeuggeschwindigkeit veranschaulicht.
  • Wie in 15 gezeigt, ist das obere Limit der Drehzahl der Maschine 2 durch das obere Drehzahllimit des ersten Motor-Generators 4 beschränkt. Außerdem sollte die Drehzahl der Maschine den Wert annehmen, der von der Fahrzeuggeschwindigkeit (der Drehzahl eine Antriebswelle) abhängt. Bei einer derartigen Beziehung berechnet die Maschinenbetriebspunktziel-Berechnungsfunktion 48 das obere Limit der Maschinendrehzahl basierend auf der Fahrzeuggeschwindigkeit, genauer genommen basierend auf der Fahrzeuggeschwindigkeit und dem oberen Drehzahllimit des ersten Motor-Generators 4.
  • In dem nächsten Schritt S11 vergleicht die Maschinenbetriebspunktziel-Berechnungsfunktion 48 das vorübergehende Maschinendrehzahlziel mit dem oberen Drehzahlziel der Maschine, das in Schritt S10 bestimmt wurde, um zu bestimmen, ob das vorübergehende Maschinendrehzahlziel größer ist als das obere Limit der Maschinendrehzahl oder nicht. Die Maschinenbetriebspunktziel-Berechnungsfunktion 48 erlaubt es dem Programm, zu Schritt S13 weiter zu gehen, wenn sie bestimmt, dass das vorübergehende Maschinendrehzahlziel größer ist als das obere Limit der Maschinendrehzahl (vorübergehendes Maschinendrehzahlziel > oberes Limit der Maschinendrehzahl). Die Maschinenbetriebspunktziel-Berechnungsfunktion 48 erlaubt es dem Programm, zu Schritt S12 weiter zu gehen, wenn sie bestimmt, dass das vorübergehende Maschinendrehzahlziel kleiner oder gleich ist wie das obere Limit der Maschinendrehzahl (vorübergehendes Maschinendrehzahlziel ≦ oberes Limit der Maschinendrehzahl).
  • Dann verwendet die Maschinenbetriebspunktziel-Berechnungsfunktion 48 in Schritt S12 den vorübergehenden Maschinenbetriebspunkt (vorübergehendes Maschinendrehzahlziel und vorübergehendes Maschinenmomentziel) so wie er ist als einen Sollwert des Maschinenbetriebspunktziels (Maschinendrehzahlziel und Maschinenmomentziel), (Maschinenbetriebspunktziel = vorübergehendes Betriebspunktziel). Dann erlaubt es die Maschinenbetriebspunktziel-Berechnungsfunktion 48 dem Programm, zu Schritt S15 weiter zu gehen.
  • In Schritt S13 stellt die Maschinenbetriebspunktziel-Berechnungsfunktion 48 das Maschinendrehzahlziel auf das obere Limit der Maschinendrehzahl (Maschinendrehzahlziel = oberes Limit der Maschinendrehzahl).
  • In dem nächsten Schritt S14 berechnet die Maschinenbetriebspunktziel-Berechnungsfunktion 48 ein Maschinenmomentziel. Bei dieser Ausführungsform bezieht sich die Maschinenbetriebspunktziel-Berechnungsfunktion 48 auf eine Maschinenbetriebspunktziel-Nachschlagkarte 48a, die ähnlich ist wie die Karte der Berechnungsfunktion des vorübergehenden Maschinenbetriebspunktziels 46, um ein Maschinenmomentziel bezogen auf das Maschinendrehzahlziel (oberes Limit der Maschinendrehzahl), das an dem Schritt S13 eingestellt wurde, zu berechnen. Dann erlaubt es die Maschinenbetriebspunktziel-Berechnungsfunktion 48 dem Programm, zu Schritt S15 weiter zu gehen.
  • Die Maschinenbetriebspunktziel-Berechnungsfunktion 48 berechnet (Schritte S12 bis S14) ein Maschinenbetriebspunktziel (Maschinendrehzahlziel und Maschinenmomentziel), um das berechnete Maschinenbetriebspunktziel zu der Maschinenleistungsziel-Berechnungsfunktion 49 und der Motor-Generator-Steuerung 60 zu liefern.
  • In Schritt S15 berechnet die Maschinenleistungsziel-Berechnungsfunktion 49 ein Maschinenleistungsziel. Bei dieser Ausführungsform berechnet die Maschinenleistungsziel-Berechnungsfunktion 49 ein zweites Maschinenleistungsziel basierend auf dem Maschinenbetriebspunktziel (Maschinendrehzahlziel und Maschinenmomentziel), das von der Maschinenbetriebspunktziel-Berechnungsfunktion 48 berechnet wurde.
  • Wenn das vorübergehende Maschinendrehzahlziel jetzt das obere Limit der Maschinendrehzahl überschreitet (wenn bestimmt wird, dass die Antwort auf Schritt S7 „Ja” lautet), nimmt das Maschinenleistungsziel, das an dem Schritt S15 berechnet wurde, einen Wert an, der kleiner ist als das vorübergehende Maschinenleistungsziel, das von der vorübergehenden Maschinenleistungsziel-Berechnungsfunktion 44 berechnet wurde, das heißt den Wert, an dem die Maschine Leistung praktisch erzeugen kann. Wenn das vorübergehende Maschinendrehzahlziel andererseits gleich oder kleiner ist als das obere Limit der Maschinendrehzahl (wenn bestimmt wird, dass die Antwort auf Schritt S7 „Nein” lautet), nimmt das Maschinenleistungsziel, das in dem Schritt S15 berechnet wurde, einen Wert gleich dem vorübergehenden Maschinenleistungsziel an, das von der Berechnungsfunktion des vorübergehenden Maschinenleistungsziels 44 berechnet wurde.
  • Die Maschinenleistungsziel-Berechnungsfunktion 49 liefert das berechnete Maschinenleistungsziel zu der Berechnungsfunktion für ein elektrisches Leistungsziel 50.
  • An dem nächsten Schritt S16 berechnet die Berechnung des oberen und unteren Limits der elektrischen Leistung 51 ein oberes Limit der elektrischen Leistung und ein unteres Limit der elektrischen Leistung basierend auf der eingegebenen Batterietemperatur, Batteriespannung und dem eingegebenen Batterieladezustand. Bei der Ausführungsform hat die Berechnungsfunktion des oberen und unteren Limits der elektrischen Leistung 51 Nachschlagtabellen für oberes und unteres Limit der elektrischen Leistung 49a, 49b und 49c, die jeweils über die Batterietemperatur, Batteriespannung und den Batterieladezustand zugänglich sind und bezieht sich auf die Nachschlagtabellen des oberen und unteren Limits der elektrischen Leistung, um entsprechende Werte der Limits der elektrischen Leistung bezogen auf Batterietemperatur, Batteriespannung und Batterieladezustand zu bestimmen.
  • Die 16, 17, und 18 bilden beispielhafte Nachschlagtabellen des oberen und unteren Limits elektrischer Leistung 49a, 49b und 49c ab. 16 bildet eine Nachschlagtabelle des oberen und unteren Limits elektrischer Leistung 49a ab, um die Batterietemperatur mit entsprechenden Werten elektrischer Leistungslimits, „eine Nachschlagtabelle die nach Batterietemperatur zugänglich ist” genannt, in Beziehung zu bringen. 17 bildet außerdem eine Nachschlagtabelle des oberen und unteren Limits elektrischer Leistung 49b ab, um die Batteriespannung mit entsprechenden Werten elektrischer Leistungslimits, „eine Nachschlagtabelle die nach Batteriespannung zugänglich ist” genannt, in Beziehung zu bringen. 18 bildet eine Nachschlagtabelle des oberen und unteren Limits elektrischer Leistung 49c ab, um den Batterieladezustand SOC mit entsprechenden Werten elektrischer Leistungslimits, „eine Nachschlagtabelle die nach Batterieladezustand SOC zugänglich ist” genannt, in Beziehung zu bringen. In jeder der Nachschlagtabellen für oberes und unteres Limit elektrischer Leistung 49a, 49b und 49c nehmen die elektrischen Leistungslimits positive Werte für die Entladeseite und negative Werte für die Entladeseite an.
  • Zuerst, wie in 16 gezeigt, ist der Absolutwert in der Nachschlagkarte 49a, die nach Batterietemperatur zugänglich ist, jedes der Limits der elektrischen Leistung sowohl auf der Batterieaufladeseite als auch auf der Entladeseite klein oder 0 in einem Bereich, in dem die Batterietemperatur niedrig oder hoch ist. Das ist darauf zurückzuführen, dass, wenn die Batterietemperatur niedrig ist, die Reaktionsrate in der Batterie niedrig ist und die Menge an elektrischer Leistung, die geladen oder entladen werden kann, verringert ist, und, wenn die Batterietemperatur hoch ist, ein Bedarf entsteht, die Menge an elektrischer Leistung für das Laden der Batterie oder Entladen der Batterie einzuschränken, um einen übermäßigen Anstieg der Batterietemperatur zu vermeiden.
  • Außerdem ist, wie in 17 gezeigt, in der Nachschlagkarte 49b, die nach Batteriespannung zugänglich ist, das Limit elektrischer Leistung auf der Batterieentladungsseite in einem Bereich, in dem die Batteriespannung niedrig ist, 0. Andererseits ist das Limit der elektrischen Leistung der Batterieaufladeseite in einem Bereich, in dem die Batteriespannung hoch ist, 0.
  • Das ist darauf zurückzuführen, dass sich die Batterie verschlechtert, wenn sie außerhalb eines Bereichs mit einem unteren und oberen Limit für die Spannung verwendet wird, die für den Schutz der Batterie eingestellt sind, so dass ein Bedarf besteht, das Batterieaufladen zu beschränken, wenn die Spannung hoch ist, und das Batterieentladen zu beschränken, wenn die Spannung niedrig ist.
  • Außerdem ist, wie in 18 gezeigt, in der Nachschlagtabelle 49c, die nach Batterieladezustand SOC zugänglich ist, das Limit elektrischer Leistung auf der Batterieentladungsseite in einem Bereich, in dem der Batterieladezustand SOC niedrig ist, 0. Andererseits ist das Limit der elektrischen Leistung der Batterieaufladeseite in einem Bereich, in dem der Batterieladezustand SOC hoch ist, 0. Das ist darauf zurückzuführen, dass es erforderlich ist, Batterieüberladung oder übermäßige Entladung des Batterieladezustands zu vermeiden, und es besteht ein Bedarf das Batterieentladen zu begrenzen, wenn der SOC niedrig ist und das Batterieaufladen zu begrenzen, wenn der SOC hoch ist.
  • Unter Bezugnahme auf 9, wie das Lade-/Entladeleistungsziel zeigt, ist die Menge an Leistung zum Aufladen der Batterie verringert, wenn der Ladezustand SOC hoch ist, um ein Überladen zu vermeiden, aber dieser Wert ist nichts anderes als ein Hinweis auf die Menge an elektrischer Leistung, die von der Maschinenleistung zu erzeugen ist, und so wird die Menge an Leistung für das Aufladen der Batterie durch das Limit der elektrischen Leistung auf der Aufladeseite, wie in 18 gezeigt, in dem Fall des Batterieaufladens durch Leistungserzeugung im regenerativen Modus beim Abwärtsfahren beschränkt.
  • Andererseits, wenn das von dem Fahrzeugfahrer geforderte Antriebsmoment eine Leistungsunterstützung benötigt und eine solche Leistungsunterstützung umgesetzt wird, wird der Batterieladezustand SOC in Abhängigkeit von der verbrauchten Energiemenge verringert. Wenn die Umsetzung einer solchen Leistungsunterstützung häufig wiederholt wird, wird der Batterieladezustand SOC allmählich gesenkt, weil die Leistungsunterstützung wieder umgesetzt wird, bevor ein Verlust an SOC wettgemacht wird. Das ist der Fall, wenn die Menge an elektrischer Leistung auf der Entladeseite beschränkt ist.
  • Unter den Limits der elektrischen Leistung auf der Entladeseite und denen auf der Ladeseite für Batterietemperatur, Batteriespannung und Ladezustand SOC, die sich durch Entnahme durch Bezugnahme auf jede der oben genannten Nachschlagtabellen 49A, 49B und 49C ergeben, stellt die Berechnungsfunktion des oberen und unteren Limits elektrischer Leistung 51 schließlich den Mindestwert, der aus den Limits elektrischer Leistung auf der Entladeseite ausgewählt wird (das heißt obere Limits elektrischer Leistung auf der Entladeseite) für ein oberes Limit elektrischer Leistung ein, und stellt schließlich den Mindestwert, der von den Limits elektrischer Leistung auf der Ladeseite ausgewählt wird (das heißt obere Limits elektrischer Leistung auf der Ladeseite) für ein unteres Limit elektrischer Leistung ein.
  • Unter den oberen Limits elektrischer Leistung, eines für das Batterieaufladen und das andere für das Batterieentladen, die bezogen auf die Batterietemperatur unter Bezugnahme auf die Nachschlagtabelle, die nach Batterietemperatur zugänglich ist, 49a erzielt werden; oberen Limits elektrischer Leistung, eines für das Batterieaufladen und das andere für das Batterieentladen, die bezüglich der Batteriespannung durch Bezugnahme auf die Nachschlagtabelle, die nach Batteriespannung zugänglich ist, 49b erzielt werden, und oberen Limits elektrischer Leistung, eines für das Batterieaufladen und das andere für das Batterieentladen, die bezogen auf den Ladezustand der Batterie 21 unter Bezugnahme auf die Nachschlagtabelle, die nach Batterieladezustand zugänglich ist, 49c erzielt werden, beurteilt die Berechnungsfunktion des oberen und unteren Limits elektrischer Leistung 51 jedes der erzielten oberen Limits je nachdem, auf wie viel ein elektrisches Leistungsziel beschränkt ist, um schließlich dasjenige der erzielten oberen Limits für Batterieaufladen zu bestimmen, das die größte Menge hat, wenn das elektrische Leistungsziel beschränkt ist, und dasjenige der erzielten oberen Limits für Batterieentladen, das die größte Menge hat, wenn das elektrische Leistungsziel beschränkt ist.
  • In dem nächsten Schritt S17 berechnet die Berechnungsfunktion für ein elektrische Leistungsziel 50 ein elektrisches Leistungsziel derart, dass es innerhalb eines Bereichs beschränkt ist, die zwischen dem oberen und dem unteren Limit elektrischer Leistung, die an dem Schritt S15 durch die Berechnungsfunktion des oberen und unteren Limits elektrischer Leistung 51 berechnet wurden, definiert ist.
  • Bei dieser Ausführungsform berechnet die Berechnungsfunktion für ein elektrisches Leistungsziel 50 ein elektrisches Leistungsziel durch Subtrahieren des Maschinenleistungsziels von dem Antriebsleistungsziel.
  • Das elektrische Leistungsziel bedeutet einen Zielwert der Liefermenge an elektrischer Leistung der Batterie 21 von dem ersten Motor-Generator 4 und dem zweiten Motor-Generator 5 während des Betriebs im regenerativen Modus (Laden der Batterie 21) oder die Liefermenge an elektrischer Leistung der Batterie 21 zu dem ersten Motor-Generator 4 und dem zweiten Motor-Generator 5 während des Betriebs im antreibenden Modus (Entladen aus der Batterie 21), das heißt einen Zielwert der Menge an Eingangs-/Ausgangsstromleistung in und aus der Batterie 21. Was die Beziehung zwischen dem Antriebsleistungsziel und dem Maschinenleistungsziel betrifft: wenn das Antriebsleistungsziel größer ist als das Maschinenleistungsziel, bedeutet das elektrische Leistungsziel die Menge an Leistungsunterstützung durch die elektrische Leistung der Batterie (Liefern von elektrischer Leistung zu dem ersten und dem zweiten Motor-Generator 4 und 5 von der Batterie 21). Da das Maschinenleistungsziel einen Wert eines Leistungsniveaus bedeutet, an dem die Maschine in der Praxis Leistung erzeugen kann, kann das Antriebsmoment, das von dem Fahrzeugfahrer verlangt wird, geliefert werden, indem die Menge an Leistungsunterstützung als Reaktion auf das berechnete elektrische Leistungsziel erzeugt wird. Wenn das Maschinenleistungsziel größer ist als das Antriebsleistungsziel, bedeutet das elektrische Leistungsziel die Menge an elektrischer Leistung, die zum Aufladen der Batterie 21 verwendet werden kann.
  • Da während des Batterieaufladens (im regenerativen Modus) das vorübergehende Maschinenleistungsziel die Summe des Antriebsleistungsziels und des Lade-/Entladeleistungsziels ist, wenn das vorübergehende Maschinendrehzahlziel kleiner ist oder gleich wie das obere Limit der Maschinendrehzahl und das Maschinenleistungsziel gleich ist wie das vorübergehende Maschinenleistungsziel, berechnet die Berechnungsfunktion für ein elektrisches Leistungsziel 50 einen Wert, der gleich dem Lade-/Entladeleistungsziel ist (in diesem Fall das Ladeleistungsziel), das in dem Schritt S4 als das elektrische Leistungsziel berechnet wurde, das heißt, der Unterschied zwischen dem Maschinenleistungsziel und dem Antriebsleistungsziel. Andererseits, wenn das vorübergehende Maschinendrehzahlziel durch das obere Limit der Maschinendrehzahl derart beschränkt wird, dass das obere Limit der Maschinendrehzahl nicht überschritten wird und das Maschinenleistungsziel niedriger ist als das obere Limit der Maschinendrehzahl, berechnet die Berechnungsfunktion für ein elektrisches Leistungsziel 50 als das elektrische Leistungsziel einen Wert, der kleiner ist als das Lade-/Entladeleistungsziel (in diesem Fall das Ladeleistungsziel), das in Schritt S4 berechnet wurde. Das bedeutet, dass die Menge an Entladeleistung während des Batterieaufladens (im regenerativen Modus) verringert wird.
  • Andererseits berechnet die Berechnungsfunktion für ein elektrisches Leistungsziel 50, während des Batterieentladens (im antreibenden Modus), wenn das vorübergehende Maschinendrehzahlziel kleiner oder gleich ist wie das obere Limit der Maschinendrehzahl und das Maschinenleistungsziel gleich dem vorübergehenden Maschinendrehzahlziel ist, als das elektrische Leistungsziel einen Wert, der gleich ist wie das Lade-/Entladeleistungsziel (in diesem Fall das Entladeleistungsziel), das in dem Schritt S4 berechnet wurde. Andererseits, wenn das vorübergehende Maschinendrehzahlziel durch das obere Limit der Maschinendrehzahl derart beschränkt wird, dass das obere Limit der Maschinendrehzahl nicht überschritten wird und das Maschinenleistungsziel niedriger ist als das obere Limit der Maschinendrehzahl, berechnet die Berechnungsfunktion für ein elektrisches Leistungsziel 50 als das elektrische Leistungsziel einen Wert, der kleiner ist als das Lade-/Entladeleistungsziel (in diesem Fall das Entladeleistungsziel), das in Schritt S4 berechnet wurde. Das bedeutet, dass die Menge an Entladeleistung während des Batterieentladens (im antreibenden Modus) erhöht wird.
  • Die Berechnungsfunktion für ein elektrisches Leistungsziel 50 beschränkt das elektrische Leistungsziel, das wie oben berechnet wurde, indem das obere und das untere Limit der elektrischen Leistung verwendet werden. Die Berechnungsfunktion für ein elektrisches Leistungsziel 50 stellt daher das elektrische Leistungsziel (in diesem Fall das elektrische Leistungsziel für das Batterieentladen) auf das obere Limit der elektrischen Leistung, wenn das elektrische Leistungsziellimit das obere Limit der elektrischen Leistung (elektrisches Leistungsziellimit = oberes Limit der elektrischen Leistung) überschreitet, und stellt das elektrische Leistungsziel (in diesem Fall das elektrische Leistungsziellimit für das Batterieaufladen) auf das untere Limit der elektrischen Leistung, wenn das elektrische Leistungsziel unter dem unteren Limit elektrischer Leistung ist (elektrisches Leistungsziel = unteres Limit elektrischer Leistung).
  • Die Maschinensteuerung 40 steuert den Zustand des Lufteinlasses durch das Luftmengen-Anpassungsmittel 10, den Zustand der Kraftstoffzufuhr durch das Kraftstoffzufuhrmittel 11 und den Zustand der Zündung durch das Zündungsmittel 12 derart, dass das berechnete Maschinenbetriebspunktziel, insbesondere das Maschinenmomentziel, erreicht wird.
  • (Funktionen der Motor-Generator-Steuerung 60)
  • 19 ist ein funktionales Blockschaltbild, das ein Beispiel von Funktionen der Motor-Generator-Steuerung 60 zeigt.
  • Wie in 19 gezeigt, weist die Motor-Generator-Steuerung 60 eine Motordrehzahl-Berechnungsfunktion (eine Nmg1t- und Nmg2t-Berechnungsfunktion) 61, eine Berechnungsfunktion eines ersten und eines zweiten Basismoments (eine Tmg1i-Berechnungsfunktion und eine Tmg2i-Berechnungsfunktion) 62 und 63, eine Berechnungsfunktion einer ersten und einer zweiten Feedbackmomentkorrektur (eine Tmg1fb-Berechnungsfunktion und eine Tmg2fb-Berechnungsfunktion) 64 und 65 und eine erste und eine zweite Momentbefehl-Berechnungsfunktion (eine Tmg1-Berechnungsfunktion und eine Tmg2-Berechnungsfunktion) 66 und 67 auf.
  • 20 veranschaulicht ein Programm für die Motor-Generator-Steuerung 60, die durch die in 19 gezeigten Funktionen umgesetzt wird. Dieses Programm kann zum Beispiel in Übereinstimmung mit einer Verarbeitungsstrategie ausgeführt werden, wie zum Beispiel einer Interrupt-Steuerung, indem ein Timer verwendet wird, um periodische Unterbrechungen zu erzeugen, eine beim Verstreichen einer vorbestimmten Abtastzeit (zum Beispiel 10 ms).
  • Unter Bezugnahme auf das Programm der 20, folgt eine Beschreibung des Inhalts der Verarbeitung, die von jeder der Funktionen umgesetzt wird:
    Wie in 20 gezeigt, berechnet in einem Schritt S21 die Motordrehzahl-Berechnungsfunktion 61 zuerst die Antriebswellendrehzahl Nout, das heißt die Drehzahl des Ausgangsteils 30 der Planetengetriebeeinrichtungen, basierend auf der Fahrzeuggeschwindigkeit. Die Ausgangsdrehzahl Nout wird daher von der Fahrzeuggeschwindigkeit, dem Differenzialgetriebeverhältnis und dem Übersetzungsverhältnis des Ausgangsgetriebes 31, abgeleitet.
  • Die Motordrehzahl-Berechnungsfunktion 61 berechnet die Drehzahl Nmg1t des ersten Motor-Generators 4 und die Drehzahl Nmg2t des zweiten Motor-Generators 5, wenn die Maschinendrehzahl das Maschinendrehzahlziel Neng annimmt. Bei dieser Ausführungsform berechnet die Maschinendrehzahl-Berechnungsfunktion 61 die erste Motor-Generator-Drehzahl Nmg1t und die zweite Motor-Generator-Drehzahl Nmg2t anhand der Gleichungen (1) und (2), die von der Beziehung zwischen den Drehzahlen und den Planetengetriebeeinrichtungen abgeleitet werden. Es handelt sich um die folgenden Gleichungen: Nmg1t = (Neng – Nout)·k1 + Neng (1), und Nmg2t = (Nout – Neng)·k2 + Nout (2), wobei: k1, k2 die Werte sind, die aus den Verhältnissen der Anzahl von Rädern innerhalb der Planetengetriebeeinrichtungen, wie oben erwähnt, resultieren.
  • Die Motordrehzahl-Berechnungsfunktion 61 liefert die berechnete erste und zweite Motordrehzahl Nmg1t und Nmg2t zu der Berechnungsfunktion der ersten Momentbezugsgröße 62.
  • In dem nächsten Schritt S22 berechnet die Berechnungsfunktion der ersten Momentbezugsgröße 62 eine erste Momentbezugsgröße für den ersten Motor-Generator 4. Bei dieser Ausführungsform berechnet die Berechnungsfunktion der ersten Momentbezugsgröße 62 die erste Momentbezugsgröße Tmg1i für den ersten Motor-Generator 4 basierend auf einem elektrischen Leistungsziel (dem Lade-/Entladeleistungsziel) Pbatt, das von der Maschinensteuerung 40 zum Schluss berechnet wird, der ersten und zweiten Motor-Generator-Drehzahl Nmg1t und Nmg2t, die in dem Schritt S21 durch die Motordrehzahl-Berechnungsfunktion 61 berechnet wurden, und der Maschinenmomentbezugsgröße Tengt, die von der Maschinensteuerung 40 berechnet wurde. Konkret berechnet die Berechnungsfunktion der ersten Momentbezugsgröße 62 die Momentbezugsgröße Tmg1i für den ersten Motor-Generator 4 aus der Gleichung (3) wie folgt: Tmg1i = (Pbatt·60/(2·π) – Nmg2t·Tengt/k2)/(Nmg1t + Nmg2t·(1 + k1)/k2) (3).
  • Die Gleichung (3) erhält man durch gleichzeitiges Lösen der folgenden Gleichungen (4) und (5): Tengt + (1 + k1)·Tmg1 = k2·Tmg2 (4) und Nmg1·Tmg1·2·π/60 + Nmg2·Tmg2·2·π/60 = Pbatt (5).
  • Die Gleichung (4) ist eine Gleichung, die ein Gleichgewicht von Momenteingängen zu den Planetengetriebeeinrichtungen (eine Momentgleichgewichtsgleichung) ausdrückt. Die Gleichung (4) gleicht daher das Momentziel Tmg1 des ersten Motor-Generators 4, das Momentziel Tmg2 des zweiten Motor-Generators 5 und das Maschinenmomentziel Tengt, das auf dem Hebelverhältnis basiert, das von den Verhältnissen in der Anzahl von Zähnen der Räder der Planetengetriebeeinrichtungen abgeleitet wird, die den ersten und den zweiten Motor-Generator 4 und 5 mechanisch mit der Maschine 2 koppeln, aus.
  • Die Gleichung (5) ist eine Gleichung, die ein Gleichgewicht zwischen der Menge an Stromleistung, die von dem ersten Motor-Generator 4 und dem zweiten Motor-Generator 5 erzeugt oder verbraucht werden, und der Menge an Eingangs-/Ausgangsstromleistung, wie an Pbatt angegeben, zu und von der Batterie 21 (Lade-/Entladeleistung) ausdrückt, und wird eine Leistungsausgleichgleichung genannt.
  • Die Berechnungsfunktion der ersten Momentbezugsgröße 62 stellt die Momentbezugsgröße Tmg1i der Berechnungsfunktion der zweiten Momentbezugsgröße 63 und der Berechnungsfunktion des ersten Momentbefehls 66 bereit.
  • In dem nächsten Schritt S23 berechnet die Berechnungsfunktion der zweiten Momentbezugsgröße 63 die Momentbezugsgröße Tmg2i des zweiten Motor-Generators 5. Bei dieser Ausführungsform berechnet die Berechnungsfunktion der zweiten Momentbezugsgröße 63 die Momentbezugsgröße Tmg2i des zweiten Motor-Generators 5 basierend auf der Momentbezugsgröße Tmg1i, die von der Berechnungseinheit der ersten Momentbezugsgröße 62 in dem Schritt S22 berechnet wurde, und basierend auf dem Maschinenmomentziel Tengt, das von der Maschinensteuerung 40 berechnet wurde. Konkret berechnet die Berechnungsfunktion der zweiten Momentbezugsgröße 63 die Momentbezugsgröße Tmg2i für den zweiten Motor-Generator 5 aus der Gleichung (6) wie folgt: Tmg2i = (Tengt + (1 + k1)·Tmg1i)/k2 (6).
  • Diese Gleichung (6) wird aus der Gleichung (4) abgeleitet.
  • Die Berechnungsfunktion der zweiten Momentbezugsgröße 63 liefert die berechnete Momentbezugsgröße Tmg2i des zweiten Motor-Generators 5 zu der Berechnungsfunktion des zweiten Momentbefehls 67.
  • In dem nächsten Schritt S24 berechnen die erste und die zweite Feedbackmomentkorrektur-Berechnungsfunktion 64 und 65 jeweils Feedbackmomentkorrekturen Tmg1fb und Tmg2fb für den ersten Motor-Generator und den zweiten Motor-Generator 4 und 5.
  • Bei dieser Ausführungsform berechnet die erste Feedbackmomentkorrektur-Berechnungsfunktion 64 die Feedbackmomentkorrektur Tmg1fb für den ersten Motor-Generator 4 basierend auf der Maschinendrehzahl und dem Maschinendrehzahlziel. Ähnlich berechnet die zweite Feedbackmomentkorrektur-Berechnungsfunktion 65 die Feedbackmomentkorrektur Tmg2fb für den zweiten Motor-Generator 5 basierend auf der Maschinendrehzahl und dem Maschinendrehzahlziel.
  • Konkret berechnen die erste und die zweite Feedbackmomentkorrektur-Berechnungsfunktion 64 und 65 jeweilige Feedbackmomentkorrekturen Tmg1fb und Tmg2fb, indem sie die Abweichung des Messwerts der Maschinendrehzahl (die Maschinendrehzahl) von dem Zielwert (dem Maschinendrehzahlziel) mit einer vorbestimmten Feedbackverstärkung multiplizieren, um die Maschinendrehzahl dem Maschinendrehzahlziel zu nähern.
  • Die erste und die zweite Feedbackmomentkorrektur-Berechnungsfunktion 64 und 65 können Feedbackmomentkorrekturen Tmg1fb und Tmg2fb bezogen auf Verhältnisse der Anzahl von Zähnen von Rädern und dem Hebelverhältnis der Planetengetriebeeinrichtungen, die vier Drehelemente haben, die jeweils mit dem ersten Motor-Generator 4, dem zweiten Motor-Generator 5, dem Antriebselement 7 und der Maschine 2 gekuppelt sind, liefern.
  • Die erste Feedbackmomentkorrektur-Berechnungsfunktion 64 liefert die berechnete Feedbackmomentkorrektur Tmg1fb für den ersten Motor-Generator 4 zu der ersten Momentbefehl-Berechnungsfunktion 66. Die zweite Feedbackmomentkorrektur-Berechnungsfunktion 65 liefert die berechnete Feedbackmomentkorrektur Tmg2fb für den zweiten Motor-Generator 5 zu der zweiten Momentbefehl-Berechnungsfunktion 67.
  • In dem nächsten Schritt S25 berechnen die erste und die zweite Momentbefehl-Berechnungsfunktion 66 und 67 jeweils Momentbefehle für den ersten und den zweiten Motor-Generator 4 und 5.
  • Bei dieser Ausführungsform berechnet die erste Momentbefehl-Berechnungseinheit 66 einen Momentbefehl für den ersten Motor-Generator 4 basierend auf der Momentbezugsgröße Tmg1i für den ersten Motor-Generator 4, berechnet durch die erste Momentbezugsgröße-Berechnungsfunktion 62 in dem Schritt S22, und einer Feedbackmomentkorrektur Tmg1fb für den ersten Motor-Generator 4, berechnet durch die erste Feedbackmomentkorrektur-Berechnungsfunktion 64 in dem Schritt S24. Auf ähnliche Art und Weise berechnet die zweite Momentbefehl-Berechnungseinheit 67 einen Momentbefehl für den zweiten Motor-Generator 5 basierend auf der Momentbezugsgröße Tmg2i für den zweiten Motor-Generator 5, berechnet durch die erste Momentbezugsgröße-Berechnungsfunktion 63 in dem Schritt S23, und einer Feedbackmomentkorrektur Tmg2fb für den zweiten Motor-Generator 5, berechnet durch die zweite Feedbackmomentkorrektur-Berechnungsfunktion 65 in dem Schritt S24.
  • Konkret berechnen die erste und die zweite Momentbefehl-Berechnungsfunktion 66 und 67 die Momentbefehle für den jeweiligen Motor-Generator 4 und 5, indem die Momentbezugsgrößen Tmg1i und Tmg2i jeweils zu den Feedbackmomentkorrekturen Tmg1fb und Tmg2fb addiert werden. Das heißt, die erste und die zweite Momentbefehl-Berechnungsfunktion 66 und 67 stellen die jeweiligen Feedbackmomentkorrekturen derart ein, dass die tatsächliche Maschinendrehzahl zu dem Maschinendrehzahlziel, das von dem Maschinenbetriebspunktziel abgeleitet wurde, konvergieren kann.
  • Die Motor-Generator-Steuerung 60 liefert die berechneten Momentbefehle Tmg1i und Tmg2i für den ersten und den zweiten Motor-Generator 4 und 5 jeweils zu dem ersten und dem zweiten Wechselrichter 19 und 20. Der erste und der zweite Wechselrichter 19 und 20 regeln jeweils den ersten und den zweiten Motor-Generator 4 und 5 basierend auf Momentbefehlen Tmg1i und Tmg2i. Das veranlasst den ersten und den zweiten Motor-Generator 4 und 5, in dem antreibenden Modus oder dem regenerativen Modus zu arbeiten.
  • (Betrieb)
  • Gemäß der Antriebssteuervorrichtung, die oben erwähnt wurde, wird ein Antriebsmomentziel als Reaktion auf die Fahrzeuggeschwindigkeit und die Gaspedalposition berechnet, und ein Lade-/Entladeleistungsziel wird gemeinsam mit der Berechnung eines Antriebsleistungsziels basierend auf dem berechneten Antriebsmomentziel und der Fahrzeuggeschwindigkeit (Schritte S1 bis S4) berechnet. Dann berechnet die Antriebssteuervorrichtung ein vorübergehendes Maschinenleistungsziel basierend auf einem solchen berechneten Antriebsleistungsziel und Lade-/Entladeleistungsziel (Schritt S5). Des Weiteren hält die Antriebssteuervorrichtung das berechnete vorübergehende Maschinenleistungsziel unverändert, wenn das berechnete vorübergehende Maschinenleistungsziel gleich ist oder kleiner ist als das obere Leistungslimit, und stellt das vorübergehende Maschinenleistungsziel auf das obere Leistungslimit, wenn das vorübergehende Maschinenleistungsziel größer ist als das obere Leistungslimit (Schritte S6 bis S8).
  • Die Antriebssteuervorrichtung berechnet ein vorübergehendes Maschinenbetriebspunktziel (ein vorübergehendes Maschinendrehzahlziel und ein vorübergehendes Maschinenmomentziel) unter Bezugnahme auf die Maschinenbetriebspunktziel-Nachschlagkarte basierend auf dem vorübergehenden Maschinenleistungsziel, das unverändert gehalten wird oder auf das obere Leistungslimit und Fahrzeuggeschwindigkeit gestellt wird (Schritt S9). Andererseits berechnet die Antriebssteuervorrichtung ein oberes Maschinendrehzahllimit basierend auf der Fahrzeuggeschwindigkeit und vergleicht ein derartiges berechnetes vorübergehendes Maschinendrehzahlziel mit dem berechneten oberen Maschinendrehzahllimit (Schritt S10, Schritt S11). Das erlaubt es der Antriebssteuervorrichtung, den Maschinenbetriebspunkt einzustellen, der als ein Maschinenbetriebspunktziel unverändert bleibt, wenn das vorübergehende Maschinendrehzahlziel gleich oder kleiner ist als das obere Maschinendrehzahllimit und die Antriebssteuervorrichtung kann das obere Maschinendrehzahllimit als ein Maschinendrehzahlziel einstellen, wenn das vorübergehende Maschinendrehzahlziel größer ist als das obere Maschinendrehzahllimit und dann auf die Maschinenbetriebspunktziel-Nachschlagkarte zugreifen, um ein Maschinenmomentziel bezogen auf das eingestellte Maschinendrehzahlziel (das obere Maschinendrehzahllimit) neu zu berechnen (Schritte S12 bis S14).
  • Die Antriebssteuervorrichtung berechnet ein Maschinenleistungsziel basierend auf dem Maschinenbetriebspunktziel (das Maschinendrehzahlziel und das Maschinenmomentziel), (Schritt S15), und berechnet ein elektrisches Leistungsziel durch Subtrahieren des berechneten Maschinenleistungsziels von dem Antriebsleistungsziel (Schritt S16).
  • Während des Batterieladens (im regenerativen Modus) wird ein elektrisches Leistungsziel wie folgt berechnet:
    Wenn ein vorübergehendes Maschinendrehzahlziel gleich ist wie oder kleiner ist als ein oberes Maschinendrehzahllimit und ein Maschinenleistungsziel gleich ist wie ein vorübergehendes Maschinenleistungsziel, berechnet die Antriebssteuervorrichtung ein elektrisches Leistungsziel, das gleich ist wie ein Lade-/Entladeleistungsziel (im vorliegenden Fall ein Ladeleistungsziel). Andererseits, wenn, damit ein vorübergehendes Maschinendrehzahlziel ein oberes Maschinendrehzahllimit nicht überschreitet, das vorübergehende Maschinenleistungsziel eingeschränkt wird durch das obere Maschinendrehzahlziel und daher gleich ist damit, und ein Maschinenleistungsziel kleiner ist als ein vorübergehendes Maschinenleistungsziel, berechnet die Antriebssteuervorrichtung ein elektrisches Leistungsziel, das gleich ist wie ein Wert, der niedriger ist als ein Lade-/Entladeleistungsziel (im vorliegenden Fall ein Ladeleistungsziel).
  • Während des Batterieentladens (im antreiben Modus), wird ein elektrisches Leistungsziel wie folgt berechnet:
    Wenn ein vorübergehendes Maschinendrehzahlziel gleich ist oder kleiner ist als ein oberes Maschinendrehzahllimit und ein Maschinenleistungsziel gleich ist wie ein vorübergehendes Maschinenleistungsziel, berechnet die Antriebssteuervorrichtung ein elektrisches Leistungsziel, das gleich ist wie eine Lade-/Entladeleistungsziel (im vorliegenden Fall ein Entladeleistungsziel). Andererseits, wenn, damit ein vorübergehendes Maschinendrehzahlziel ein oberes Maschinendrehzahllimit nicht überschreitet, das vorübergehende Maschinenleistungsziel eingeschränkt wird durch das obere Maschinendrehzahlziel und daher gleich ist damit, und ein Maschinenleistungsziel kleiner ist als ein vorübergehendes Maschinenleistungsziel, berechnet die Antriebssteuervorrichtung ein elektrisches Leistungsziel, das gleich ist wie ein Wert, der größer ist als ein Lade-/Entladeleistungsziel (im vorliegenden Fall ein Entladeleistungsziel).
  • Die Antriebssteuervorrichtung beschränkt das elektrische Leistungsziel durch das obere und untere Limit elektrischer Leistung, die schließlich ausgewählt werden, nachdem auf die Nachschlagtabellen 49a, 49b und 49c bezogen auf die Batterietemperatur, die Batteriespannung und den Batterieladezustand SOC Bezug genommen wurde (Schritt S16, Schritt S17).
  • Dann steuert die Antriebssteuervorrichtung die Lufteinlassbedingung durch das Luftmengen-Anpassungsmittel 10, die Kraftstoffzufuhrbedingung durch das Kraftstoffzufuhrmittel 11 und die Zündungsbedingung durch das Zündungsmittel 12, so dass der berechnete Maschinenbetriebspunkt, der in oben erwähnter Weise berechnet wurde, insbesondere das Maschinenmomentziel, verwirklicht werden kann.
  • Andererseits berechnet die Antriebssteuervorrichtung Momentbefehle zum Steuern des ersten und zweiten Motor-Generators 4 und 5 basierend auf dem oben erwähnten berechneten Maschinenbetriebspunktziel, dem elektrischen Leistungsziel usw.
  • Die Antriebssteuervorrichtung berechnet daher eine Antriebswellen-Antriebsdrehzahl Nout der Planetengetriebeeinrichtungen und Drehzahlen Nmg1t und Nmg2t für den ersten und den zweiten Motor-Generator 4 und 5 basierend auf der berechneten Antriebswellen-Antriebsdrehzahl Nout (Schritt S21). Danach berechnet die Antriebssteuervorrichtung eine Momentbezugsgröße Tmg1i für den ersten Motor-Generator 4 basierend auf dem Stromleistungsziel Pbatt, der ersten und der zweiten Motor-Generator-Drehzahl Nmg1t und Nmg2t und dem Maschinenmomentziel Tengt (Schritt S22). Andererseits berechnet die Antriebssteuervorrichtung eine Momentbezugsgröße Tmg2i für den zweiten Motor-Generator 5 basierend auf der für den ersten Motor-Generator 4 berechneten Momentbezugsgröße Tmg1i und dem Maschinenmomentziel Tengt (Schritt S23). Außerdem berechnet die Antriebssteuervorrichtung Feedbackmomentkorrekturen Tmg1fb und Tmg2fb für den ersten und den zweiten Motor-Generator 4 und 5 basierend auf der Maschinendrehzahl und dem Maschinendrehzahlziel (Schritt S24).
  • Das ermöglicht es der Antriebssteuervorrichtung, die Momentbefehle für den ersten und den zweiten Motor-Generator 4 und 5 basierend auf den berechneten Momentbezugsgrößen Tmg1i und Tmg2i für den ersten und den zweiten Motor-Generator 4 und 5, und die Feedbackmomentkorrekturen Tmg1fb und Tmg2fb für den ersten und den zweiten Motor-Generator 4 und 5 zu berechnen (Schritt S25).
  • Die Antriebssteuervorrichtung liefert diese berechneten Momentbefehle Tmg1i und Tmg2i für den ersten und den zweiten Motor-Generator 4 und 5 jeweils zu dem ersten und dem zweiten Wechselrichter 19 und 20. Der erste und der zweite Wechselrichter 19 und 20 regeln jeweils den ersten und den zweiten Motor-Generator 4 und 5 jeweils basierend auf solchen Momentbefehlen Tmg1i und Tmg2i. Das ermöglicht es dem ersten und dem zweiten Motor-Generator 4 und 5, in dem antreibenden Modus oder dem regenerativen Modus zu arbeiten. Als Resultat kann die Antriebssteuervorrichtung das Batterielade-/Entladeziel für die Batterie 21 verwirklichen und gleichzeitig das Antriebsmomentziel.
  • (Auswirkung der vorliegenden Ausführungsform)
  • Bei der vorliegenden Ausführungsform wird ein Maschinendrehzahl-Endziel derart berechnet, dass ein vorübergehendes Maschinendrehzahlziel auf dem vorübergehenden Maschinenbetriebspunktziel, das aus einem ursprünglich berechneten vorübergehenden Maschinenleistungsziel berechnet wurde, ein oberes Limit nicht überschreitet; basierend auf dem Maschinendrehzahl-Endziel wird ein Maschinenbetriebspunktziel neu berechnet; basierend auf dem neu berechneten Maschinenbetriebspunktziel wird ein Maschinenleistungs-Endziel berechnet; basierend auf dem Maschinenleistungs-Endziel, das innerhalb eines Bereichs beschränkt ist, der von dem oberen und unteren Limit elektrischer Leistung definiert ist, die als Reaktion auf den Batterieladezustand, berechnet werden, wird ein elektrisches Leistungsziel berechnet; und basierend auf dem berechneten Maschinenbetriebspunktziel und dem elektrischen Leistungsziel werden die Motor-Generatoren 4 und 5 geregelt, das heißt, die Motor-Generatoren 4 und 5 werden geregelt, um im antreibenden Modus oder regenerativen Modus zu arbeiten, gemeinsam mit einer Regelung des Moments der Maschine 2 basierend auf dem Maschinenbetriebspunktziel (insbesondere dem Maschinenmoment-Endziel).
  • Das verhindert bei der vorliegenden Ausführungsform, dass die Maschinendrehzahl zu hoch wird, indem ein Maschinendrehzahlziel so berechnet wird, dass es das obere Limit nicht überschreiten kann, und ermöglicht die Ausführung des gewünschten Betriebs im antreibenden Modus oder regenerativen Modus durch die Motor-Generatoren 4 und 5, weil ein elektrisches Leistungsziel basierend auf dem Maschinendrehzahlziel, das berechnet wurde, um das obere Limit nicht zu überschreiten, berechnet wird. Das Antriebsmoment, das von dem Fahrzeugfahrer gefordert wird, kann daher durch eine Leistungsunterstützung gedeckt werden, die geschaffen wird durch die Nutzung der elektrischen Leistung der Batterie 21, während der SOC der Batterie 21 innerhalb eines vorbestimmten Bereichs gehalten wird und die Maschinendrehzahl daran gehindert wird, zu hoch zu sein.
  • Bei der vorliegenden Ausführungsform wird Schutz vor Überspannung, übermäßigem Entladen und übermäßigem Laden als Reaktion auf den Zustand der Batterie 21 bereit gestellt, weil das elektrische Leistungsziel als innerhalb des Bereichs zwischen dem oberen und unteren Limit, die als Reaktion auf den Zustand der Batterie 21 berechnet wurden, beschränkt berechnet wird.
  • Andererseits wird bei der vorliegenden Ausführungsform ein Maschinenbetriebspunktziel basierend auf einem ersten Maschinendrehzahlziel berechnet, das so berechnet wird, dass es ein oberes Limit nicht überschreitet, und es wird ein elektrisches Leistungsziel, wie es unter Berücksichtigung eines Antriebsleistungsziels bestimmt wird, basierend auf dem berechneten Zielmaschinenbetriebspunkt berechnet. Gemäß dieser vorliegenden Ausführungsform wird daher ein geeigneter Maschinenbetriebspunkt bestimmt, während ein Antriebsleistungsziel und ein elektrisches Leistungsziel verwirklicht werden.
  • Aus dem oben genannten Grund werden bei der vorliegenden Ausführungsform unter Berücksichtigung des Maschinenbetriebspunkts sowohl die angestrebte Antriebsleistung als auch der angestrebte Lade-/Entladezustand (SOC wird innerhalb eines vorbestimmten Bereichs gehalten) sichergestellt.
  • Bei der vorliegenden Ausführungsform wird ein Maschinenleistungsziel berechnet, so dass es das obere Leistungslimit nicht überschreitet, das für ein vorübergehendes Maschinenleistungsziel eingestellt wurde.
  • Das stellt bei der vorliegenden Ausführungsform einen Leistungsunterstützungsbereich sicher, der elektrische Leistung von der Batterie 21 verwendet, der die Maschine derart regelt, dass ihr Betriebspunkt auf einen optimalen Betriebspunkt angepasst werden kann, und der den SOC der Batterie 21 innerhalb eines vorbestimmten Bereichs hält. Die vorliegende Ausführungsform ermöglicht daher das Antreiben des Fahrzeugs unter Gebrauch elektrischer Leistung von der Batterie 21, indem der Leistungsunterstützungsbereich als Reaktion auf die Anfrage des Fahrzeugfahrers verwendet wird. Außerdem können zwei oder mehr Motor-Generatoren 4 und 5 während des Ladens/Entladenes der Batterie 21 geregelt werden.
  • Bei dieser Ausführungsform, unter den oberen Limits elektrischer Leistung, eines für das Batterieaufladen und das andere für das Batterieentladen, die bezogen auf die Batterietemperatur unter Bezugnahme auf die Nachschlagtabelle, die nach Batterietemperatur zugänglich ist, 49a erzielt werden; oberen Limits elektrischer Leistung, eines für das Batterieaufladen und das andere für das Batterieentladen, die bezüglich der Batteriespannung durch Bezugnahme auf die Nachschlagtabelle, die nach Batteriespannung zugänglich ist, 49b erzielt werden; und oberen Limits elektrischer Leistung, eines für das Batterieaufladen und das andere für das Batterieentladen, die bezogen auf den Ladezustand der Batterie 21 unter Bezugnahme auf die Nachschlagtabelle, die nach Batterieladezustand zugänglich ist, 49c erzielt werden, beurteilt die Berechnungsfunktion des oberen und unteren Limits elektrischer Leistung 51 jedes der erzielten oberen Limits je nachdem, auf wie viel ein elektrisches Leistungsziel beschränkt ist, um schließlich dasjenige der erzielten oberen Limits für Batterieaufladen zu bestimmen, das die größte Menge hat, wenn das elektrische Leistungsziel beschränkt ist, und dasjenige der erzielten oberen Limits für Batterieentladen, das die größte Menge hat, wenn das elektrische Leistungsziel beschränkt ist.
  • Das erlaubt die Berechnung der optimalen oberen Limits elektrischer Leistung, eines für das Batterieaufladen und das andere für das Batterieentladen, das heißt, das optimale obere und untere Limit elektrischer Leistung, in Anbetracht der Batterietemperatur, der Batteriespannung und des Ladezustands.
  • Andererseits wird bei der vorliegenden Ausführungsform ein oberes Maschinendrehzahllimit basierend auf der Fahrzeuggeschwindigkeit und auf dem oberen Drehzahllimit für den ersten Motor-Generator 4 berechnet.
  • Die vorliegende Ausführungsform ermöglicht es daher, das geeignete obere Maschinendrehzahllimit zu berechnen, das für die Eigenschaft des Hybridfahrzeugs gemäß der vorliegenden Ausführungsform geeignet ist, die das obere Maschinendrehzahllimit der Maschine 2 mit dem oberen Drehzahllimit des ersten Motor-Generators 4 beschränkt und es ihm erlaubt, als Reaktion auf die Fahrzeuggeschwindigkeit zu variieren.
  • Bei der vorliegenden Ausführungsform wird eine Feedbackkorrektur für jeden der Momentbefehle zu den Motor-Generatoren 4 und 5 geliefert, um es einer aktuellen Maschinendrehzahl zu erlauben, sich einem Maschinendrehzahlziel, das aus einem Maschinenbetriebsziel bestimmt wurde, zu nähern. Bei der vorliegenden Ausführungsform kann die Feinabstimmung der Momentbefehle zu den Motor-Generatoren 4 und 5 daher erfolgen, indem die Feedbackkorrekturen derart geliefert werden, was es ermöglicht, es der Maschinendrehzahl zu erlauben, sich schnell dem Maschinendrehzahlziel zu nähern. Bei dieser Ausführungsform kann der Maschinenbetriebspunkt daher schnell mit dem Betriebspunktziel übereinstimmen, was es ermöglicht, den geeigneten Betriebszustand schnell zu erreichen.
  • Vorzugsweise ist es bei der vorliegenden Ausführungsform wünschenswert, eine Antriebssteuervorrichtung für ein Hybridfahrzeug anzuwenden, die die Antriebsleistung des Fahrzeugs steuert, indem Ausgänge einer Maschine und einer Mehrzahl von Motor-Generatoren zu einer Antriebssteuervorrichtung für ein Hybridfahrzeug verwendet werden, das Folgendes aufweist: eine Gaspedalpositions-Erfassungsfunktion zum Erfassen einer Gaspedalposition; eine Fahrzeuggeschwindigkeits-Erfassungsfunktion zum Erfassen einer Fahrzeuggeschwindigkeit; eine Batterieladezustand-Erfassungsfunktion zum Erfassen des Ladezustands einer Batterie; eine Antriebsleistungsziel-Einstellfunktion zum Einstellen eines Antriebsleistungsziels basierend auf der Gaspedalposition, die von der Gaspedalpositions-Erfassungsfunktion erfasst wird, und der Fahrzeuggeschwindigkeit, die von der Fahrzeuggeschwindigkeit-Erfassungsfunktion erfasst wird; eine Lade-/Entladeleistungsziel-Einstellfunktion zum Einstellen eines Lade-/Entladeleistungsziels basierend auf mindestens dem Ladezustand der Batterie, der von der Batterieladezustand-Erfassungsfunktion erfasst wurde, und eine Motormomentbefehl-Bestimmungsfunktion zum Einstellen von Momentbefehlen für die Vielzahl von Motor-Generatoren.
  • Außerdem ist es bei der vorliegenden Ausführungsform möglich, mindestens die Nachschlagtabelle, die nach der Batterietemperatur zugänglich ist, 49a, und/oder Nachschlagtabelle, die nach der Batteriespannung zugänglich ist, 49b und/oder Nachschlagtabelle, die nach der Batterieladezustand (SOC) zugänglich ist, 49c, zu verwenden, um das obere und das untere Limit elektrischer Leistung zu berechnen. Vorzugsweise wird mindestens die Nachschlagtabelle, die nach der Batterietemperatur zugänglich ist, 49a und die Nachschlagtabelle, die nach Batteriespannung zugänglich ist, 49b verwendet, um das obere und das untere Limit elektrischer Leistung zu berechnen. In einem solchen Fall können bei der vorliegenden Ausführungsform das optimale obere und untere Limit elektrischer Leistung unter Berücksichtigung der Batterietemperatur und Batteriespannung berechnet werden.
  • Unter Bezugnahme auf die oben stehende Beschreibung der Ausführungsform muss verstanden werden, dass der Geltungsbereich dieser Erfindung nicht auf die veranschaulichten und beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen beschränkt ist, und dass alle Ausführungsformen, die gleichwertige Auswirkungen wie die vorliegende Erfindung bringen, ebenfalls enthalten sind. Ferner darf der Geltungsbereich der vorliegenden Erfindung nicht auf die Kombination von Merkmalen der Erfindung, wie sie in Anspruch 1 definiert ist, beschränkt werden, sondern kann von jeder beliebigen gewünschten Kombination der spezifischen Merkmale, die aus allen offenbarten Merkmalen ausgewählt werden, definiert werden.
  • Beschreibung der Bezugszeichen
    • 1 Antriebssteuervorrichtung für Hybridfahrzeug; 40 Maschinensteuerung; 41 Antriebsziel-Berechnungsfunktion; 42 Antriebsleistungsziel-Berechnungsfunktion; 43 Lade-/Entladeleistungsziel-Berechnungsfunktion; 44 Berechnungsfunktion des vorübergehenden Maschinenleistungsziels; 45 Berechnungsfunktion des oberen Leistungslimits; 46 Berechnungsfunktion des vorübergehenden Maschinenbetriebspunktziels; 46a, 48a Maschinenbetriebspunktziel-Nachschlagkarten; 47 Berechnungsfunktion des oberen Maschinendrehzahllimits; 48 Maschinenbetriebspunktziel-Berechnungsfunktion; 49 Maschinenleistungsziel-Berechnungsfunktion; 50 Berechnungsfunktion für ein elektrisches Leistungsziel; 51 Berechnungsfunktion des oberen und des unteren Limit elektrischer Leistung und 60 Motor-Generator-Steuerung.
  • 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 3852562 [0049, 0049, 0055]

Claims (6)

  1. Antriebssteuervorrichtung zum Bereitstellen einer Antriebssteuerung für ein Hybridfahrzeug, indem eine Maschine und Motor-Generatoren gesteuert werden, die betrieben werden können, um eine Ladung elektrischer Leistung zu einer Batterie auszugeben und eine Versorgung elektrischer Leistung von der Batterie zu empfangen, um das Fahrzeug mit Antriebskraft zu versorgen, die von der Maschine und den Motor-Generatoren bezogen wird, wobei die Antriebssteuervorrichtung Folgendes aufweist: eine Antriebsleistungsziel-Berechnungsfunktion zum Berechnen eines Antriebsleistungsziels basierend auf einer Gaspedalposition und der Fahrzeuggeschwindigkeit; eine Lade-/Entladeziel-Berechnungsfunktion zum Berechnen eines elektrischen Lade-/Entladeleistungsziels zu/von der Batterie basierend auf einem Lade-/Entladezustand der Batterie; eine erste Maschinenleistungsziel-Berechnungsfunktion zum Berechnen eines ersten Maschinenleistungsziels basierend auf dem Antriebsleistungsziel, das von der Antriebsleistungsziel-Berechnungsfunktion berechnet wird, und dem elektrischen Lade-/Entladeleistungsziel, das von der elektrischen Lade-/Entladeleistungsziel-Berechnungsfunktion berechnet wird; eine erste Maschinenbetriebspunktziel-Berechnungsfunktion zum Berechnen eines ersten Maschinendrehzahlziels und eines ersten Maschinenmomentziels, die beide dem ersten Maschinenleistungsziel, das von der Berechnungsfunktion des ersten Maschinenleistungsziel berechnet wurde, entsprechen, basierend auf Informationen über den Maschinenbetriebspunkt, der durch die Beziehung zwischen Maschinendrehzahl und Maschinenmoment identifiziert wird; eine erste Berechnungsfunktion für ein oberes Maschinendrehzahlziellimit zum Berechnen eines oberen Limits des ersten Maschinendrehzahlziels basierend auf der Fahrzeuggeschwindigkeit; eine zweite Maschinendrehzahlziel-Berechnungsfunktion zum Berechnen eines zweiten Maschinendrehzahlziels, das auf das erste Maschinendrehzahlziel hinweist, das durch die Maschinenbetriebspunkt-Berechnungsfunktion berechnet wird, um das obere Limit des ersten Maschinendrehzahlziels, das von der Berechnungsfunktion des oberen Limits des ersten Maschinendrehzahlziels berechnet wird, nicht zu überschreiten; eine zweite Maschinenmomentziel-Berechnungsfunktion zum Berechnen eines zweiten Maschinenmomentziels, das dem zweiten Maschinendrehzahlziel entspricht, das von der zweiten Maschinendrehzahlziel-Berechnungsfunktion berechnet wurde, basierend auf den Informationen über den Maschinenbetriebspunkt; eine zweite Maschinenleistungsziel-Berechnungsfunktion zum Berechnen eines zweiten Maschinenleistungsziels basierend auf dem zweiten Maschinendrehzahlziel, das von der Berechnungsfunktion des zweiten Maschinendrehzahlziels berechnet wird und dem zweiten Maschinenmomentziel, das von der Berechnungsfunktion des zweiten Maschinenmomentziels berechnet wird; eine Berechnungsfunktion eines oberen und unteren Limits elektrischer Leistung zum Berechnen eines oberen Limits elektrischer Leistung für das Batterieaufladen und eines oberen Limits elektrischer Leistung für das Batterieentladen basierend auf dem Zustand der Batterie; eine Berechnungsfunktion für ein elektrisches Leistungsziel zum Berechnen eines elektrischen Leistungsziels, das die Menge an elektrischer Leistung angibt, die von den Motor-Generatoren zu erzeugen ist, um die Batterie aufzuladen, oder von der Batterie zu den Motor-Generatoren zu liefern ist, um die Motor-Generatoren anzutreiben, basierend auf einem Unterschied zwischen dem Antriebsleistungsziel, das von der Antriebsleistungsziel-Berechnungsfunktion berechnet wird, und dem zweiten Maschinenleistungsziel, das von der Berechnungsfunktion des zweiten Maschinenleistungsziels berechnet wird, so dass das berechnete elektrische Leistungsziel das obere Limit elektrischer Leistung für Batterieaufladen und das obere Limit elektrischer Leistung für Batterieentladen, die von der Berechnungsfunktion des oberen und des unteren Limits der elektrischer Leistung berechnet wurden, nicht überschreiten kann; eine Maschinensteuerung, die konfiguriert ist, um das Moment der Maschine basierend auf dem zweiten Maschinenmomentziel, das von der Berechnungsfunktion des zweiten Maschinenmomentziels berechnet wird, zu steuern, und eine Motor-Generator-Steuerung, die konfiguriert ist, um die Motor-Generatoren basierend auf dem zweiten Maschinendrehzahlziel, das von der Berechnungsfunktion des zweiten Maschinendrehzahlziels berechnet wird, auf dem zweiten Maschinenmomentziel, das von der Berechnungsfunktion des zweiten Maschinenmomentziels berechnet wird, und dem elektrischen Leistungsziel, das von der Berechnungsfunktion für ein elektrisches Leistungsziel berechnet wird, zu steuern.
  2. Antriebssteuervorrichtung nach Anspruch 1, die ferner Folgendes aufweist: eine Nachschlagtabelle, die nach einer Batterietemperatur zugänglich ist, um die Batterietemperatur mit entsprechenden Werten eines oberen Limits elektrischer Leistung für das Batterieaufladen und auch mit entsprechenden Werten für ein oberes Limit mit elektrischer Leistung für das Batterieentladen in Beziehung zu bringen, und eine Nachschlagtabelle, die nach einer Batteriespannung zugänglich ist, um die Batteriespannung mit entsprechenden Werten eines oberen Limits elektrischer Leistung für das Batterieaufladen und auch mit entsprechenden Werten für ein oberes Limit mit elektrischer Leistung für das Batterieentladen in Beziehung zu bringen, und wobei unter den oberen Limits elektrischer Leistung, eines für Batterieaufladen und das andere für Batterieentladen, die bezogen auf die Batterietemperatur unter Bezugnahme auf die Nachschlagkarte, die nach der Batterietemperatur zugänglich ist, erzielt wurden, und unter den oberen Limits elektrischer Leistung, eines für das Batterieaufladen und das andere für das Batterieentladen, die bezogen auf die Batteriespannung unter Bezugnahme auf die Nachschlagkarte, die nach der Batteriespannung zugänglich ist, erzielt wurden, die Berechnungsfunktion des unteren und oberen Limits elektrischer Leistung jedes der erzielten oberen Limits je nachdem festsetzt, auf wie viel das elektrische Leistungsziel beschränkt wird, um schließlich dasjenige der erzielten oberen Limits für Batterieaufladen zu bestimmen, das die größte Menge hat, wenn das elektrische Leistungsziel beschränkt ist, und dasjenige der erzielten oberen Limits für Batterieentladen, das die größte Menge hat, wenn das elektrische Leistungsziel beschränkt ist.
  3. Antriebssteuervorrichtung nach Anspruch 2, die ferner Folgendes aufweist: eine Nachschlagtabelle, die nach einem Batterie-Ladezustand (SOC) zugänglich ist, um den Batterieladezustand mit entsprechenden Werten eines oberen Limits elektrischer Leistung für das Batterieaufladen und auch mit entsprechenden Werten für ein oberes Limit mit elektrischer Leistung für das Batterieentladen in Beziehung zu bringen, und wobei unter den oberen Limits elektrischer Leistung, eines für Batterieaufladen und das andere für Batterieentladen, die bezogen auf die Batterietemperatur unter Bezugnahme auf die Nachschlagtabelle, die nach der Batterietemperatur zugänglich ist, erzielt wurden; den oberen Limits elektrischer Leistung, eines für Batterieaufladen und das andere für Batterieentladen, die bezogen auf die Batteriespannung durch Bezugnahme auf die Nachschlagtabelle, die nach der Batteriespannung zugänglich ist, erzielt wurden; und die oberen Limits elektrischer Leistung, eines für Batterieaufladen und das andere für Batterieentladen, die bezogen auf den Ladezustand der Batterie unter Bezugnahme auf die Nachschlagtabelle, die nach dem Batterieladezustand zugänglich ist, erzielt wurden; die Berechnungsfunktion für unteres und oberes Limit elektrischer Leistung jedes der erzielten oberen Limits je nachdem festsetzt, auf wie viel das elektrische Leistungsziel beschränkt wird, um schließlich dasjenige der erzielten oberen Limits für Batterieaufladen zu bestimmen, das die größte Menge hat, wenn das elektrische Leistungsziel beschränkt ist, und dasjenige der erzielten oberen Limits für Batterieentladen, das die größte Menge hat, wenn das elektrische Leistungsziel beschränkt ist.
  4. Antriebssteuervorrichtung nach Anspruch 1, die ferner ein Leistungsaufteilungs- und Zusammensetzungssystem aufweist, das vier Achsen hat, die mit jedem der Drehelemente der zwei Planetengetriebeeinrichtungen verbunden sind; wobei zwei Motor-Generatoren mit der Batterie verbunden sind; wobei in einer Art, dass einer der Motor-Generatoren, die Maschine, eine Antriebswelle, die mit einem Traktionsrad verbunden ist, und der andere der Motor-Generatoren auf einem kollinearen Diagramm liegen, wobei die vier Achsen des Leistungsaufteilungs- und Zusammensetzungssystems jeweils mit dem einen Motor-Generator, der Maschine, der Antriebswelle und dem anderen Motor-Generator verbunden sind; wobei ein oberes Limit der Maschinendrehzahl durch ein oberes Limit der Drehzahl des einen Motor-Generators beschränkt ist und in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit Änderungen erfährt; und wobei die Berechnungsfunktion des oberen ersten Maschinendrehzahlziellimits das obere Limit des ersten Maschinendrehzahlziels basierend auf der Fahrzeuggeschwindigkeit und ein oberes Limit der Drehzahl des einen Motor-Generators berechnet.
  5. Hybridfahrzeug mit der Antriebssteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4.
  6. Antriebssteuerverfahren zum Bereitstellen einer Antriebssteuerung für ein Hybridfahrzeug, indem eine Maschine und Motor-Generatoren gesteuert werden, die betrieben werden können, um eine Ladung elektrischer Leistung zu einer Batterie auszugeben und eine Versorgung elektrischer Leistung von der Batterie zu empfangen, um das Fahrzeug mit Antriebskraft zu versorgen, die von der Maschine und den Motor-Generatoren bezogen wird, wobei das Antriebssteuerverfahren folgende Schritte aufweist: Berechnen eines Antriebsleistungsziels basierend auf einer Gaspedalposition und der Fahrzeuggeschwindigkeit; Berechnen eines elektrischen Lade-/Entladeleistungsziels zu/von der Batterie basierend auf einem Lade-/Entladezustand der Batterie; Berechnen eines ersten Maschinenleistungsziels basierend auf dem Antriebsleistungsziel und dem elektrischen Lade-/Entladeleistungsziel; Berechnen eines ersten Maschinendrehzahlziels und eines ersten Maschinenmomentziels, die beide dem ersten Maschinenleistungsziel entsprechen, basierend auf Informationen über den Maschinenbetriebspunkt, der durch die Beziehung zwischen Maschinendrehzahl und Maschinenmoment identifiziert ist; Berechnen eines oberen Limits des ersten Maschinendrehzahlziels basierend auf der Fahrzeuggeschwindigkeit; Berechnen eines zweiten Maschinendrehzahlziels, das das erste Maschinendrehzahlziel angibt, um das obere Limit des ersten Maschinendrehzahlziels nicht zu überschreiten; Berechnen eines zweiten Maschinenmomentziels, das dem zweiten Maschinendrehzahlziel entspricht, basierend auf Informationen über den Maschinenbetriebspunkt; Berechnen eines zweiten Maschinenleistungsziels basierend auf dem zweiten Maschinendrehzahlziel und auf den zweiten Maschinenmomentziels; Berechnen eines oberen Limits elektrischer Leistung für Batterieaufladen und eines oberen Limits elektrischer Leistung für Batterieentladen basierend auf dem Zustand der Batterie; Berechnen eines elektrischen Leistungsziels, das die Menge an elektrischer Leistung angibt, die durch Betreiben der Motor-Generatoren zu erzeugen ist, um die Batterie aufzuladen, oder von der Batterie zu den Motor-Generatoren zu liefern ist, um die Motor-Generatoren zu betreiben, basierend auf einem Unterschied zwischen dem Antriebsleistungsziel und dem zweiten Maschinenleistungsziel, so dass das berechnete elektrische Leistungsziel das obere Limit elektrischer Leistung für das Batterieaufladen und das obere Limit elektrischer Leistung für das Batterieentladen nicht überschreiten kann; und Steuern der Motor-Generatoren basierend auf dem zweiten Maschinendrehzahlziel, dem zweiten Maschinenmomentziel und dem elektrischen Leistungsziel gemeinsam mit dem Steuern des Moments der Maschine basierend auf dem zweiten Maschinenmomentziel.
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