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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Antriebssteuervorrichtung für ein Hybridfahrzeug, das eine Maschine und einen Motor-Generator als Leistungsquellen aufweist. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Antriebssteuervorrichtung, die zum Steuern der Leistungsquellen auf eine Art und Weise geeignet ist, dass ein Antriebsmoment an einem gegebenen Ziel erreicht wird.
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STAND DER TECHNIK
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Die
JP 2007 -
131 103 A beschreibt eines der Hybridfahrzeuge, das einen Elektromotor als andere Leistungsquelle neben einer Maschine aufweist. Bei dem in der
JP 2007 -
131 103 A offenbarten Hybridfahrzeug verbessert das Antreiben des Fahrzeugs nur durch den Motor-Generator mit gestoppter Maschine, wenn Betriebsbedingungen, wie zum Beispiel eine Fahrgeschwindigkeit erfüllt sind, die Kraftstoffeffizienz.
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Die
JP 2007 -
237 885 A und die
JP 2008 -
265 599 A beschreiben Hybridfahrzeuge, die zwei Motor-Generatoren als andere Leistungsquelle neben einer Maschine aufweisen, wobei diese Motor-Generatoren als Reaktion auf Betriebsbedingungen gesteuert werden.
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Wie es die unten angegebene
JP 2006 -
67 665 A jedoch beschreibt, tritt Schwingen des Fahrzeugs aufgrund des Rastmoments der Motor-Generatoren im Motorantriebsmodus bei extrem niedrigen Geschwindigkeiten, bei welchen sich das Fahrzeug dem Stillstand nähert, auf. Dem wird durch Technologien begegnet, wie in der
JP 2008 -
265 599 A beschrieben, um solche Fahrzeugschwingungen, die aufgrund des Rastmoments der Motor-Generatoren auftreten, einzuschränken und zu verhindern, indem der Betrieb der zwei Motor-Generatoren gesteuert wird. Außerdem haben Hybridfahrzeuge eine Leistungsaufteilungs- und Zusammensetzungsvorrichtung zum Beispiel in der Form von Planetengetriebesätzen, die eine Momentaufteilung oder eine Momentzusammensetzung unter dem Moment der Maschine, dem Antriebsmoment der Motor-Generatoren und dem Reaktionsmoment von der Straße bereitstellt.
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Die
JP 2007 -
237 885 A offenbart eine Antriebssteuervorrichtung für ein Hybridfahrzeug, das eine Maschine, eine Antriebswelle, die mit einem Traktionsrad verbunden ist, einen ersten Motor-Generator, einen zweiten Motor-Generator und eine Leistungsaufteilungs- und Zusammensetzungsvorrichtung mit vier Drehelementen aufweist, die jeweils mit dem ersten Motor-Generator, dem zweiten Motor-Generator, der Antriebswelle und der Maschine verbunden sind. Ferner ist eine Vorrichtung zum Einschränken der Drehrichtung der Maschineneingangswelle der Maschine vorgesehen.
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Die
US 2009 / 0 163 317 A1 offenbart ein Verfahren zum Steuern einer Antriebsanordnung, die in einem Hybridfahrzeug montiert ist. In diesem Verfahren wird ein Antriebsmomentziel eingestellt, das dazu dient, den Betrieb zweier Motor-Generatoren zu steuern.
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Die
DE 10 2006 000 417 A1 offenbart ein Hybridfahrzeug und ein Steuerverfahren des Hybridfahrzeugs. Bei diesen soll eine Gegenbewegung zwischen Zahnrädern bzw. Getriebeelementen beim Start eines Verbrennungsmotors verhindert werden. Es werden, wenn der Startbefehl des Verbrennungsmotors gegeben ist, der Verbrennungsmotor, eine elektromotorische Antriebseinheit, und ein Elektromotor so gesteuert, dass der Verbrennungsmotor gestartet wird, während eingreifende Zahnräder bzw. Getriebeelemente in dem Getriebemechanismus zu einer Seite durch das erste Drehmoment gepresst werden, wenn geschätzt wird, dass der Ankurbelwiderstand, der der Widerstand des Verbrennungsmotors beim elektromotorischen Antreiben bzw. Ankurbeln des Verbrennungsmotors ist, niedriger wird als der vorbestimmte Widerstand. Der Verbrennungsmotor, die elektromotorische Antriebseinheit und der Elektromotor werden so gesteuert, dass der Verbrennungsmotor gestartet wird, während die eingreifenden Zahnräder bzw. Getriebeelemente in dem Getriebemechanismus zu einer Seite durch das zweite Drehmoment gepresst werden, das größer ist als das erste Drehmoment, wenn geschätzt wird, dass der Ankurbelwiderstand der vorbestimmte Widerstand oder höher wird.
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Die
DE 11 2006 000 494 T5 offenbart ein Hybridfahrzeug und ein Steuerverfahren eines Hybridfahrzeugs. Es wird die Verringerung des potentiellen Drehmomentstoßes beim Start eines Verbrennungsmotors des Hybridfahrzeugs bezweckt. In einer Antriebssteuerroutine werden eine Beschleunigeröffnung, eine Fahrzeuggeschwindigkeit, Motordrehzahlen zweier Motor-Generatoren und eine Lade-Entlade-Leistungsanforderung, ein Ladezustand und eine Abgabegrenze der Batterie als Eingangsinformationen verarbeitet. Basierend auf diesen Eingangsinformationen erfolgt ein Einstellen einer Drehmomentanforderung und einer Verbrennungsmotorleistungsanforderung. Nach dem Einstellen eines Referenzleistungsniveaus und der Überprüfung des Vorliegens verschiedener Bedingungen erfolgt ein Starten des Verbrennungsmotors sowie ein Einstellen einer Solldrehzahl und eines Solldrehmoments des Verbrennungsmotors.
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KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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VON DER ERFINDUNG ZU LÖSENDES PROBLEM
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Es kann jedoch die Belastung auf einem System, das zwei Motor-Generatoren und eine Leistungsaufteilungs- und Zusammensetzungsvorrichtung aufweist, erhöhen, wenn man die zwei Motor-Generatoren betreibt, um Fahrzeugschwingungen, die durch Rastmoment verursacht werden, einzuschränken und zu verhindern, indem insbesondere das Gegenmoment, das an die Teile angelegt wird, erhöht wird. Es ist insbesondere wahrscheinlich, dass das Moment, das an die Einwegkupplung angelegt wird, die vorgesehen ist, um Gegenmoment aufzunehmen, um zu verhindern, die Drehrichtung der Maschinenausgangswelle umzukehren, zu hoch wird. Es besteht eine Möglichkeit des zu starken Erhöhens des Moments, das an die Einwegkupplung angelegt wird, aufgrund einer schrittweisen Änderung, wenn die zwei Motor-Generatoren unmittelbar nach einem Umschalten von einem Maschinenantriebsmodus auf einen Motorantriebsmodus betrieben werden, wobei nur die Motor-Generatoren als Antriebsquelle verwendet werden, ausgelöst durch Stoppen der Maschine.
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Die vorliegende Erfindung begegnet dem oben erwähnten Problem. Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Antriebssteuervorrichtung für ein Hybridfahrzeug, die in der Lage ist, übermäßige Steigerung an Moment einzuschränken und zu verhindern, das an eine Vorrichtung zum Einschränken der Richtung der Maschinendrehung angelegt wird, wie zum Beispiel eine Einwegkupplung zum Einschränken der Richtung der Maschinendrehung, und ein Hybridfahrzeug anzugeben.
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MITTEL ZUM LÖSEN DES PROBLEMS
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Zum Lösen des oben erwähnten Problems wird gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Antriebssteuervorrichtung für ein Hybridfahrzeug vorgesehen, das eine Maschine, eine Vorrichtung zum Einschränken der Drehrichtung einer Maschinenausgangswelle der Maschine, eine Antriebswelle, die mit einem Traktionsrad verbunden ist, einen ersten Motor-Generator, einen zweiten Motor-Generator und eine Leistungsaufteilungs- und Zusammensetzungsvorrichtung mit vier Drehelementen, die mit dem ersten Motor-Generator, dem zweiten Motor-Generator, der Antriebswelle und der Maschine verbunden sind, aufweist, wobei die Antriebssteuervorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, dass sie Folgendes aufweist:
- eine Antriebsmomentziel-Einstellfunktion, die konfiguriert ist, um ein Antriebsmomentziel einzustellen, und
- eine Motor-Generator-Steuerfunktion, die konfiguriert ist, um den Betrieb des ersten Motor-Generators und des zweiten Motor-Generators als Reaktion auf das Antriebsmomentziel zu steuern,
- wobei die Motor-Generator-Steuerfunktion Folgendes aufweist:
- eine erste Motor-Generator-TeilungsanteilEinstellfunktion, die konfiguriert ist, um einen ersten Motor-Generator-Teilungsanteil als Reaktion auf das Antriebsmomentziel in dem Motor-Generator-Antriebsmodus einzustellen, bei dem, während die Maschine gestoppt ist, der erste oder der zweite Motor-Generator in der Hauptsache als Antriebsquelle verwendet werden,
- eine zweite Motor-Generator-Teilungsanteil-Einstellfunktion, die konfiguriert ist, um einen zweiten Motor-Generator-Teilungsanteil als Reaktion auf Maschinenstillstandszeit einzustellen, die durch das Stoppen der Maschine veranlasst wird, um den Motor-Generator-Antriebsmodus auszulösen, und
- eine Motor-Generator-Antriebsmodus-Steuerfunktion, die konfiguriert ist, um sowohl den ersten als auch den zweiten Motor-Generator in Betrieb zu nehmen, indem der Betrieb des anderen des ersten und zweiten Motor-Generators als Reaktion auf den ersten Motor-Generator-Teilungsanteil unter einer vorbestimmten Betriebsbedingung, während welcher Fahrzeugschwingungen während des Antreibens in dem Motor-Generator-Antriebsmodus auftreten können, gesteuert wird.
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Die erste Motor-Generator-Teilungsanteil-Einstellfunktion stellt den ersten Motor-Generator-Teilungsanteil derart ein, dass, wenn das Antriebsmomentziel größer oder gleich ist wie ein zweiter vorbestimmter Antriebsmomentzielwert, der erste Motor-Generator-Teilungsanteil null ist, während, wenn das Antriebsmomentziel kleiner ist als der zweite vorbestimmte Antriebsmomentzielwert, der erste Motor-Generator-Teilungsanteil sich eins nähert, wenn das Antriebsmomentziel kleiner wird, und die Motor-Generator-Antriebsmodus-Steuerfunktion stellt ein MotorGenerator-Momentziel für den anderen Motor-Generator des ersten und des zweiten Motor-Generators ein, indem ein Antriebsleistungsziel, das aus dem Antriebsmomentziel berechnet wird, mit dem ersten Motor-Generator-Teilungsanteil und mit dem zweiten Motor-Generator-Teilungsanteil multipliziert und das Ergebnis der Multiplikation durch ein erstes Motor-Generator-Drehzahlziel geteilt wird, und auch ein Motor-Generator-Momentziel für den einen Motor-Generator des ersten und des zweiten Motor-Generators basierend auf einer Antriebsleistung, die durch das Subtrahieren eines Antriebsleistungsteils, der von dem MotorGenerator-Momentziel für den anderen abgeleitet wird, von dem Antriebsleistungsziel gegeben und durch ein zweites Motor-Generator-Drehzahlziel geteilt ist.
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Ferner stellt die zweite Motor-Generator-Teilungsanteil-Einstellfunktion den zweiten Motor-Generator-Teilungsanteil derart ein, dass, wenn eine Maschinenstillstandszeit kleiner oder gleich ist wie der erste vorbestimmte Maschinenstillstandszeitwert, der zweite Motor-Generator-Teilungsanteil null ist, während, wenn die Maschinenstillstandszeit größer ist als der zweite vorbestimmte Maschinenstillstandszeitwert, der zweite Motor-Generator-Teilungsanteil sich eins nähert, wenn die Maschinenstillstandszeit größer wird.
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AUSWIRKUNG DER ERFINDUNG
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Gemäß der Ausführungsform der Erfindung werden eine Maschine, ein erster Motor-Generator und ein zweiter Motor-Generator als Leistungsquellen bereitgestellt, wobei eine der Drehrichtungen der Maschinenausgangswelle durch eine Vorrichtung zur Einschränkung der Maschinendrehung eingeschränkt wird, und vier Drehelemente einer Leistungsaufteilungs- und Zusammensetzungsvorrichtung mit einer Antriebswelle gekoppelt werden, die jeweils mit einem Traktionsrad, dem ersten Motor-Generator, dem zweiten Motor-Generator und der Maschine verbunden ist. Ferner wird in Bezug auf den Steuervorgang des ersten und des zweiten Motor-Generators durch Einstellen eines Antriebsmomentziels für das Fahrzeug ein erster Motor-Generator-Teilungsanteil als Reaktion auf das Antriebsmomentziel für den Gebrauch in einem Motor-Generator-Antriebsmodus eingestellt, bei dem in der Hauptsache der erste und der zweite MotorGenerator in Betrieb genommen werden, ausgelöst durch das Stoppen der Maschine. Unter einer vorbestimmten Betriebsbedingung, in der Fahrzeugschwingungen während des Fahrens im Motor-Generatorantriebsmodus auftreten können, werden sowohl der erste als auch der zweite Motor-Generator in Betrieb genommen, indem der Betrieb des anderen des ersten und zweiten Motor-Generators als Reaktion auf den ersten Motor-Generator-Teilungsanteil gesteuert wird. Es wird daher ermöglicht, das Motor-Generator-Momentziel des anderen des ersten und des zweiten Motor-Generators allein durch Einstellen des Teilungsanteils des Motor-Generators als Reaktion auf das Ausmaß des Antriebsmomentziels zu verringern, was es ermöglicht einzuschränken und zu verhindern, dass das Moment, das an die Drehungseinschränkungsvorrichtung angelegt wird, übermäßig groß wird, wenn der Betrieb des ersten und des zweiten Motor-Generators in dem Motor-Generator-Antriebsmodus gesteuert wird.
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Der erste Motor-Generator-Teilungsanteil wird derart eingestellt, dass, wenn das Antriebsmomentziel größer oder gleich ist wie ein zweiter vorbestimmter Antriebsmomentzielwert, der erste Motor-Generator-Teilungsanteil null ist, während, wenn das Antriebsmomentziel kleiner ist als der zweite vorbestimmte Antriebsmomentzielwert, der erste Motor-Generator-Teilungsanteil sich eins nähert, wenn das Antriebsmomentziel kleiner wird. Ein Motor-GeneratorMomentziel wird für den anderen Motor-Generator des ersten und des zweiten Motor-Generators eingestellt, indem ein Antriebsleistungsziel, berechnet aus dem Antriebsmomentziel, mit dem ersten Motor-Generator-Teilungsanteil multipliziert wird. Zusätzlich wird ein Motor-Generator-Momentziel für den einen Motor-Generator des ersten und des zweiten Motor-Generators basierend auf einer Antriebsleistung eingestellt, die gegeben ist durch Subtrahieren eines Antriebsleistungsteils, abgeleitet von dem Motor-Generator-Momentziel für den anderen, von dem Antriebsleistungsziel. Es wird daher ermöglicht, das Motor-Generator-Momentziel des anderen des ersten und des zweiten Motor-Generators zu verringern, wenn das Ausmaß des Antriebsmomentziels groß ist, was es ermöglicht einzuschränken und zu verhindern, dass das Moment, das an die Drehungseinschränkungsvorrichtung angelegt wird, übermäßig groß wird, wenn der Betrieb des ersten und des zweiten Motor-Generators in dem Motor-Generator-Antriebsmodus gesteuert wird.
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Ein zweiter Motor-Generator-Teilungsanteil wird als Reaktion auf Maschinenstillstand eingestellt, der durch Stoppen der Maschine verursacht wird, um den Motor-Generator-Antriebsmodus auszulösen, und ein Motor-Generator-Momentziel für den anderen Motor-Generator des ersten und des zweiten Motor-Generators wird eingestellt, indem das Antriebsleistungsziel mit dem zweiten Motor-Generator-Teilungsanteil multipliziert wird. Ferner wird ein Motor-Generator-Momentziel für den einen Motor-Generator des ersten und des zweiten Motor-Generators basierend auf einer Antriebsleistung eingestellt, die gegeben ist durch Subtrahieren eines Antriebsleistungszielteils, abgeleitet von dem Motor-Generator-Momentziel für den anderen, von dem Antriebsleistungsziel. Es wird daher ermöglicht, das Motor-Generator-Momentziel des anderen des ersten und des zweiten Motor-Generators durch Einstellen des zweiten Motor-Generator-Teilungsanteils als Reaktion auf die Länge der Maschinenstillstandszeit zu verringern, was es ermöglicht einzuschränken und zu verhindern, dass das Moment, das an die Drehungseinschränkungsvorrichtung angelegt wird, übermäßig groß wird, wenn der Betrieb des ersten und des zweiten Motor-Generators in dem Motor-Generator-Antriebsmodus gesteuert wird.
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Der zweite Motor-Generator-Teilungsanteil wird derart eingestellt, dass wenn die Maschinenstillstandszeit kleiner oder gleich ist wie ein erster vorbestimmter Maschinenstillstandszeitwert, der zweite Motor-Generator-Teilungsanteil null ist, während, wenn die Maschinenstillstandszeit größer ist als der zweite vorbestimmte Maschinenstillstandszeitwert, der zweite Motor-Generator-Teilungsanteil sich eins nähert, wenn die Maschinenstillstandszeit größer wird. Es wird daher ermöglicht, das Motor-Generator-Momentziel des anderen des ersten und des zweiten Motor-Generators zu verringern, wenn die Länge der Maschinenstillstandszeit kurz ist, was es ermöglicht einzuschränken und zu verhindern, dass das Moment, das an die Drehungseinschränkungsvorrichtung angelegt wird, übermäßig groß wird, wenn der Betrieb des ersten und des zweiten Motor-Generators in dem Motor-Generator-Antriebsmodus gesteuert wird.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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- 1 ist ein Systemkonfigurationsdiagramm, das eine Ausführungsform einer Antriebssteuervorrichtung zum Bereitstellen von Antriebssteuerung für ein Hybridfahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
- 2 ist ein kollineares Diagramm für eine Leistungsaufteilungs- und Zusammensetzungsvorrichtung in 1.
- 3 ist ein kollineares Diagramm für die Leistungsaufteilungs- und Zusammensetzungsvorrichtung in 1.
- 4 ist ein kollineares Diagramm für die Leistungsaufteilungs- und Zusammensetzungsvorrichtung in 1.
- 5 ist ein Diagramm der Maschinenmerkmale, das verwendet wird, um Betriebspunkte und Betriebslinien zu beschreiben.
- 6 ist ein kollineares Diagramm für die Leistungsaufteilungs- und Zusammensetzungsvorrichtung in 1.
- 7 ist ein erklärendes Diagramm, das die Beziehung zwischen Maschinendrehzahl und Effizienz zeigt.
- 8 ist ein kollineares Diagramm für die Leistungsaufteilungs- und Zusammensetzungsvorrichtung in 1.
- 9 ist ein Diagramm der Maschinenmerkmale ausgedrückt als eine Steuerkarte zum Ausführen der Linienentnahme.
- 10 ist ein Flussdiagramm, das das Programm darstellt, das von einer Antriebssteuervorrichtung, die in 1 gezeigt ist, ausgeführt wird.
- 11 ist eine Steuerkarte, die in dem in 10 gezeigten Programm verwendet wird.
- 12 ist eine Steuerkarte, die in dem in 10 gezeigten Programm verwendet wird.
- 13 ist ein Flussdiagramm, das das Programm darstellt, das von der Antriebssteuervorrichtung, die in 1 gezeigt ist, ausgeführt wird.
- 14 ist eine Steuerkarte, die in dem in 13 gezeigten Programm verwendet wird.
- 15 ist eine Steuerkarte, die in dem in 13 gezeigten Programm verwendet wird.
- 16 ist ein kollineares Diagramm für die Leistungsaufteilungs- und Zusammensetzungsvorrichtung in 1, um den Betrieb des Programms, das in 13 gezeigt ist, zu beschreiben.
- 17 ist ein erklärendes Diagramm, das Schwingungskomponenten von dem ersten Motor-Generator und dem zweiten Motor-Generator zeigt. 17(a) veranschaulicht die Schwingungsamplitude, wenn nur der zweite MotorGenerator als eine Antriebsquelle verwendet wird. 17(b) veranschaulicht die Schwingungsamplitude, wenn nur der erste Motor-Generator als eine Antriebsquelle verwendet wird. 17 (c) veranschaulicht die kombinierte Schwingungsamplitude, wenn sowohl der erste als auch der zweite Motor-Generator als eine Antriebsquelle verwendet werden.
- 18 ist ein kollineares Diagramm für die Leistungsaufteilungs- und Zusammensetzungsvorrichtung in 1, um den Betrieb des Programms, das in 13 gezeigt ist, zu beschreiben.
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BESCHREIBUNG EINER (VON) AUSFÜHRUNGSFORM(EN)
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Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen wird unten eine Ausführungsform einer Antriebssteuervorrichtung zur Bereitstellung einer Antriebssteuerung für ein Hybridfahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben.
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1 zeigt ein Systemkonfigurationsdiagramm, das die Ausführungsform einer Antriebssteuervorrichtung zum Bereitstellen von Antriebssteuerung für ein Hybridfahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt. Das Hybridfahrzeug gemäß dieser Ausführungsform weist als seinen Antriebsstrang eine Maschine 2 (Verbrennungsmotor) auf, die konfiguriert ist, um Maschinenleistung abzugeben, indem Verbrennung von Kraftstoff bereitgestellt wird, einen ersten Motor-Generator (oder einen Motor) und einen zweiten Motor-Generator (oder einen Motor) 5, die jeweils konfiguriert sind, um Leistung abzugeben, indem sie elektrische Energie (in einem Motorantriebsmodus) empfangen oder elektrische Energie in einem regenerativen Modus erzeugen, eine Traktionswelle 7, die mit einem Traktionsrad 6 des Fahrzeugs verbunden ist, einen ersten Planetengetriebesatz 8 und einen zweiten Planetengetriebesatz 9, die eine Leistungsaufteilungs- und Zusammensetzungsvorrichtung bereitstellen, das Antriebskraft, die von der Maschine 2, dem ersten und dem zweiten Motor-Generator 4 und 5 abgegeben wird, und der Bodenreaktion, die von den Traktionsrädern 6 abgegeben wird, zusammensetzt oder aufteilt, und ein Ausgangsgetriebe 31, das eine Antriebsverbindung zwischen der Leistungsaufteilungs- und Zusammensetzungsvorrichtung und der Traktionswelle 7 bereitstellt.
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Die Maschine 2 weist Folgendes auf: eine Luftmassenstrom-Anpassungseinheit 10, wie zum Beispiel ein Drosselventil, die konfiguriert ist, um Bedingungen von Einlassluft als Reaktion auf die Position eines Gaspedals, das nicht veranschaulicht ist, anzupassen; ein Kraftstoffeinlasssystem 11, wie zum Beispiel ein Kraftstoffinjektionssystem, das konfiguriert ist, um die Bedingungen eines Kraftstoffeinlassens als Reaktion auf die Einlassluftbedingungen anzupassen; und einen Zündungsmanager 12, wie zum Beispiel ein Zündsystem, der konfiguriert ist, um Bedingungen des Kraftstoffzündens anzupassen. Die Kraftstoffverbrennung in der Maschine 2 kann daher gesteuert werden, indem die Bedingungen der Einlassluft durch Betreiben der Luftmassenstrom-Anpassungseinheit 10, die Bedingungen der Kraftstoffeinspritzung durch Betreiben des Kraftstoffeinlasssystems 11 und die Bedingungen der Kraftstoffzündung durch Betreiben des Zündungsmanagers 12 koordiniert werden, was eine Modulation der Maschinenleistung von der Maschine 2 ergibt, spezifisch die Modulation der Drehzahl und des Moments, die unten auch als Maschinendrehzahl und Maschinenmoment beschrieben werden können. Eine Einwegkupplung 1 wird als ein Einschränkungsmechanismus der Motordrehung bereitgestellt, um es der Maschinenausgangswelle 3 der Maschine 2 zu erlauben, in nur eine Richtung zu drehen und ihre Drehung in die entgegengesetzte Richtung zu regeln.
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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 gekoppelt, und der zweite Stator 18 des zweiten Motor-Generators 5 ist elektrisch mit einem zweiten Wechselrichter 20 gekoppelt. Der erste und der zweite Wechselrichter 19 und 20 sind elektrisch mit einer Batterie 21 gekoppelt. Der erste und der zweite Wechselrichter 19 und 20 passen elektrische Energie an, die von der Batterie 21 zu dem ersten und dem zweiten Stator 15 und 18 abgegeben wird, indem zum Beispiel der Feldstrom angepasst wird, um die Motorleistung von dem ersten Motor-Generator 4 und die Motorleistung von dem zweiten Motor-Generator 5, insbesondere die Drehzahl und das Antriebsmoment (die unten auch Motor-Generator-Drehzahl und Motor-Generator-Moment genannt werden können) anzupassen. Außerdem kann jeder des ersten und des zweiten Motor-Generators 4 und 5 in einem regenerativen Modus betrieben werden, um Elektrizität zu erzeugen, wenn Moment in eine Richtung entgegengesetzt zu einer Drehrichtung gerichtet ist, so dass die erzeugte elektrische Energie zum Aufladen der Batterie 21 verwendet werden kann.
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Der erste Planetengetriebesatz 8 umfasst, wie im Stand der Technik gut bekannt ist, ein erstes Sonnenrad 22, einen ersten Träger 24, der erste Planetenräder 23 trägt, und ein erstes Hohlrad 25. Der zweite Planetengetriebesatz 9 weist ein zweites Sonnenrad 26, einen zweiten Träger 28, der zweite Planetenräder 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, der erste Planetengetriebesatz 8 und der zweite Planetengetriebesatz 9 alle auf derselben Achse angeordnet. Der erste Träger 24 des ersten Planetengetriebesatzes 8 und das zweite Sonnenrad 26 des zweiten Planetengetriebesatzes 9 sind gemeinsam gekoppelt und antreibbar mit der Maschinenausgangswelle 3 der Maschine 2 verbunden. Das erste Sonnenrad 22 des ersten Planetengetriebesatzes 8 ist antreibbar mit der ersten Rotorwelle 13 des ersten Motor-Generators 4 verbunden. Das zweite Sonnenrad 29 des zweiten Planetengetriebesatzes 9 ist antreibbar mit der zweiten Rotorwelle 16 des zweiten Motor-Generators 5 verbunden. Das erste Hohlrad 25 des ersten Planetengetriebesatzes 8 und der zweite Träger 28 des zweiten Planetengetriebesatzes 9 sind miteinander gekoppelt und mit der Traktionswelle 7 für das Traktionsrad 6 verbunden. Die Antriebsverbindung mit der Traktionswelle 7 erfolgt durch Verbinden eines Ausgangsteils 30, wie zum Beispiel eines Zahnrads, das auf dem äußeren Umfang des ersten Hohlrads 25 des ersten Planetengetriebesatzes 8 ausgebildet ist, mit der Traktionswelle 7 mit dem Ausgangsgetriebe 31. Die Antriebsverbindung jedes eines Teils eines Drehelements des ersten Planetengetriebesatzes 8 mit dem entsprechenden der Drehelemente des zweiten Planetengetriebesatzes 9 wird direkt ohne irgendwelche Leistungsübertragungsräder zwischen ihnen erreicht, und die Antriebsverbindung jedes der restlichen Drehelemente mit dem entsprechenden des ersten Motor-Generators 4, des zweiten Motor-Generators 5 und der Maschine 2 erfolgt auf ähnliche Art und Weise.
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Die Luftmassenstrom-Einstelleinheit 10 zum Anpassen von Bedingungen des Eintretens von Einlassluft in die Maschine 2, das Kraftstoffeinlasssystem 11 zum Anpassen der Bedingungen des Einlassens von Kraftstoff, der Zündungsmanager 12 zum Anpassen der Bedingungen des Zündens von Kraftstoff, der erste Wechselrichter 19 zum Anpassen der elektrischen Energie zu dem ersten Stator 15 des ersten Motor-Generators 4, der zweite Wechselrichter 20 zum Anpassen der elektrischen Energie zu dem zweiten Stator 18 des zweiten Motor-Generators 5 sind mit der Antriebssteuervorrichtung (Antriebssteuerfunktion) 32 verbunden. Die Antriebssteuervorrichtung 32 besteht aus: einer Antriebsmomentziel-Einstellfunktion 37 zum Einstellen des Antriebmoments, das zum Antreiben des Fahrzeugs erforderlich ist; einer Antriebsleistungsziel-Einstellfunktion 38 zum Einstellen eines Antriebsleistungsziels zum Erhalten von Antriebsmoment mit dem Fahrzeug, das mit einer Fahrzeuggeschwindigkeit fährt; einer Lade-/Entladeleistungsziel-Einstellfunktion 39 zum Einstellen einer Lade-/Entladeleistung zu der Batterie 21, ausgehend von einer Bewertung des Ladezustands der Batterie 21; einer Maschinenleistungsziel-Einstellfunktion 40 zum Einstellen eines Maschinenleistungsziels, um ein Antriebsleistungsziel zu erhalten, während das Lade-/ Entladeleistungsziel verwirklicht wird; eine Maschinensteuerfunktion 41 zum Einstellen einer effizienten Maschinendrehzahl und eines effizienten Maschinenmoments als Reaktion auf das Maschinenleistungsziel; und einer Motor-Generator-Steuerfunktion zum Steuern des ersten Wechselrichters 19 und des zweiten Wechselrichters 20, wenn die gesamte Elektrizität des ersten Motor-Generators 4 und zweiten Motor-Generators 5 das Lade-/Entladeleistungsziel wird. Die Antriebssteuervorrichtung 32 besteht aus Prozessor-Steuervorrichtungen, wie zum Beispiel Mikrocomputern, und die Einstellfunktionen und Steuerfunktionen werden durch Datenverarbeitung, die in der Antriebssteuervorrichtung 32 ausgeführt wird, betrieben.
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Das Fahrzeug weist Folgendes auf: einen Gaspedal-Positionssensor 33, der konfiguriert ist, um die Position eines Gaspedals als eine Beschleunigerposition Acc zu erfassen; einen Fahrgeschwindigkeitssensor 34, der konfiguriert ist, um eine Fahrzeuggeschwindigkeit Vc zu erfassen; einen Maschinendrehzahlsensor 35, der konfiguriert ist, um die Drehzahl der Maschine 2 als Maschinendrehzahl Neng zu erfassen; und einen Batterieladezustandssensor 36, der konfiguriert ist, um die Menge an elektrischer Energie SOC in der Batterie 21 zu erfassen. Die Antriebssteuervorrichtung 32 liest die von diesen Sensoren erfassten Signale und steuert Betriebsbedingungen der Maschine 2, des ersten Motor-Generators 4 und des zweiten Motor-Generators 5 durch Koordinieren der Luftmassenstrom-Anpassungseinheit 10, des Kraftstoffeinlasssystems 11, des Zündungsmanagers 12 und des ersten und des zweiten Wechselrichters 19 und 20 in Übereinstimmung mit der unten beschriebenen Verarbeitung.
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Wie oben beschrieben, sind gemäß der vorliegenden Ausführungsform der erste Träger 24 des ersten Planetengetriebesatzes 8 und das zweite Sonnenrad 26 des zweiten Planetengetriebesatzes 9 direkt miteinander gekoppelt, und das erste Hohlrad 25 des ersten Planetengetriebesatzes 8 und der zweite Träger 28 des zweiten Planetengetriebesatzes 9 sind direkt miteinander gekoppelt. Daher drehen der erste Träger 24 und das zweite Sonnenrad 26 mit derselben Drehzahl auf kollinearen Diagrammen für 2 Planetengetriebesätze 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 Planetengetriebesätze 8 und 9 überlagert, ergibt sich ein kollineares Diagramm, das in 2 gezeigt ist, das vier vertikale Achsen insgesamt als vier Drehelemente hat, das heißt ausgehend von links eine Achse für das erste Sonnenrad 22 des ersten Planetengetriebesatzes 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 des ersten Planetengetriebesatzes 8 und das zweite Sonnenrad 26 des zweiten Planetengetriebesatzes 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 zusammenfallen mit dem ersten Ausgangsteil 30 des ersten Hohlrads 25, das heißt die Traktionswelle 7 der Traktionsräder 6) und eine Achse für das zweite Hohlrad 29 des zweiten Planetengetriebesatzes 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 anzeigt, jeweils zwischen den zwei benachbarten der vertikalen Achsen: 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 dem Teilen der Zahnanzahl des ersten Hohlrads 25 des ersten Planetengetriebesatzes 8 durch die Zahnanzahl des ersten Sonnenrads 22 resultiert, nimmt die Entfernung zwischen den Achsen OUT und MG2 den Wert k2 an, der aus dem Teilen der Zahnanzahl des zweiten Sonnenrads 26 des zweiten Planetengetriebesatzes 9 durch die Zahnanzahl des zweiten Hohlrads 29 resultiert.
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Dieses kollineare Diagramm für die Leistungsaufteilungs- und Zusammensetzungsvorrichtung ist gleichwertig mit dem, was früher von der vorliegenden Anmelderin in dem
japanischen Patent Nr. 3 852 562 vorgeschlagen wurde. Das Merkmal der Leistungsaufteilungs- und Zusammensetzungsvorrichtung 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 oben genannten japanischen Patent 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.
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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. Es wird unten davon ausgegangen, dass keine mechanischen, elektrischen und physikalischen Verluste in der folgenden Beschreibung auftreten.
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2 stellt einen Antriebszustand mit langsamer Geschwindigkeit dar, bei dem die Fahrzeuggeschwindigkeit Vc relativ niedrig ist und die Maschine (ENG) 2 in eine positive Drehrichtung dreht, um ein positives Motormoment 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 Drehzahl Nmg2 des zweiten Motor-Generators 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 Vc, „ein Übersetzungsverhältnis“ genannt, ausgedrückt wird als (1 + k2)/k2, wird ein Zustand eines niedrigen Übersetzungsverhältnisses erstellt, weil das Übersetzungsverhältnis größer ist als 1.
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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 Drehzahl Nmg1 des ersten Motor-Generators 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 Motordrehzahl Neng des Motors 2 zu der Drehzahl des Ausgangsteils 30, das heißt Fahrzeuggeschwindigkeit Vc, „ein Übersetzungsverhältnis“ genannt ausgedrückt wird als k1/(1 + k1), wird ein Zustand eines hohen Übersetzungsverhältnisses erstellt, weil das Übersetzungsverhältnis kleiner ist als 1.
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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 Vc mittel ist und die Maschine 2 in eine positive Drehrichtung dreht, um ein positives Maschinenmoment Teng zu liefern. Der erste MotorGenerator 4 dreht in eine positive Drehrichtung, um ein negatives erstes MotorGenerator-Moment Tmg1 bereitzustellen. In der Tat v der erste Motor-Generator 4 elektrische Leistung (Betrieb in einem Erzeugungsmodus). Andererseits erzeugt der zweite Motor-Generator 5 ein positives zweites Motor-Generator-Moment Tmg2, obwohl er in eine positive Drehrichtung dreht. In der Tat verbraucht der zweite Motor-Generator 5 elektrische Leistung (Betrieb in einem treibenden Modus). Wenn keine Ladung zu oder Entladung von der Batterie 21 besteht, kann ein Austausch elektrischer Energie vorteilhaft ausgewogen werden, indem der zweite Motor-Generator 5 mit elektrischer Leistung, die von dem ersten Motor-Generator 4 erzeugt wird, versorgt wird.
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Es ist daher für die Leistungsaufteilungs- und Zusammensetzungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung möglich, ein geeignetes Antriebsmoment Tout für jede von verschiedenen Betriebsbedingungen der Maschine bereitzustellen, indem der erste und der zweite Motor-Generator 4 und 5 über einen weiten Geschwindigkeitsbereich von langsamer Geschwindigkeit zu hoher Geschwindigkeit gesteuert werden. 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 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 würde.
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Aus diesen kollinearen Diagrammen geht klar hervor, dass die erste Motor-Generator-Drehzahl Nmg1 aus der folgenden Gleichung 1 abgeleitet wird, und die zweite Motor-Generator-Drehzahl Nmg2 aus der folgenden Gleichung 2. In jeder dieser Gleichungen ist Neng die Maschinendrehzahl und Nout ist die Ausgangsdrehzahl des Ausgangsteils 30, wobei die Ausgangsdrehzahl Nout von der Fahrzeuggeschwindigkeit Vc, dem endgültigen Untersetzungsverhältnis und dem Untersetzungsverhältnis des Ausgangsgetriebes 31 abgeleitet wird.
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Die Eingangsmomente zu den Planetengetriebesätzen sind im Gleichgewicht, wenn die folgende Gleichung (3) erfüllt wird. Die elektrische Leistung, die von dem ersten und dem zweiten Motor-Generator 4 und 5 erzeugt oder verbraucht wird, ist gleich der elektrischen Eingangs-/ Ausgangsleistung (Lade-/Entladeleistung) Pbat zu/von der Batterie 21, wenn die folgende Gleichung (4) erfüllt wird. Die Drehzahlen Nmg1 und Nmg2 sind in rpm (Umdrehungen pro Minute oder Drehung pro Minute) angegeben.
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Wie unten beschrieben, wird ein Verfahren zum Einstellen des Maschinendrehzahlziels Nengt und Maschinenmomentziels Tengt, die als einen effizienten Betrieb bereitstellend betrachtet werden, beschrieben. Bei der vorliegenden Ausführungsform, wie in
JP-A 2008-12992 beschrieben, in der die Anmelderin zuvor einen Vorschlag machte, ist die Einstellung für eine gegebene Maschinenleistungsanforderung derart, dass, je höher die Fahrzeuggeschwindigkeit ist, das Maschinendrehzahlziel Nengt höher wird und das Maschinenmomentziel Tengt niedriger wird.
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Angenommen, zum Beispiel, die horizontale Achse stellt die Maschinendrehzahl und die vertikale Achse stellt das Maschinenmoment, wie in 5 gezeigt, dar, so nimmt eine Familie konstanter Maschinenleistungslinien die Form eines Satzes umgekehrt proportionaler Linien in grafischer Darstellung an, weil die Maschinenleistung das Produkt der Maschinendrehzahl und des Maschinenmoments ist. Das Diagramm der Maschinenmerkmale enthält eine Familie konstanter Effizienzlinien, von welchen jede konstante Effizienzpunkte nach einem Funktionstest der Maschine verbindet. Wenn zum Beispiel für eine gegebene Maschinenleistung als ein Ziel eine Maschinendrehzahl und ein Maschinenmoment, die einen Betriebspunkt bilden, der als der betrachtet wird, der den effizientesten Maschinenbetrieb aller Punkte auf der Maschinenleistungslinie für die gegebene Maschinenleistung liefert, als ein Maschinendrehzahlziel Nengt und ein Maschinenmomentziel Tengt eingestellt werden, kann Fahren mit niedrigem Kraftstoffverbrauch zumindest aufgrund effizienter Arbeit der Maschine bereitgestellt werden. Das Verbinden dieser Punkte ergibt eine Linie des besten Betriebs für die Maschineneffizienz, wie in 5 gezeigt. Das Maschinendrehzahlziel Nengt und das Maschinenmomentziel Tengt, die in dem oben erwähnten Beispiel eingestellt wurden, werden nun als ein Betriebspunkt C veranschaulicht.
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Mit dem Maschinendrehzahlziel Nengt und dem Maschinenmomentziel Tengt, die derart eingestellt und festgelegt sind, lässt man die Fahrzeuggeschwindigkeit Vc, das heißt die Ausgangsdrehzahl Nout, wie in 6 gezeigt, variieren. In diesem Fall, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit Vc niedrig und die Ausgangsdrehzahl Nout ebenfalls niedrig ist, sind sowohl die erste Motor-Generator-Drehzahl Nmg1 als auch die zweite Motor-Generator-Drehzahl Nmg2 positiv, während das erste Motor-Generator-Moment Tmg1 einen negativen Wert annimmt, und das zweite Motor-Generator-Moment Tmg2 einen positiven Wert annimmt, wie auf einem Hebel A in dem kollinearen Diagramm in 6 angezeigt. In diesem Fall läuft der erste Motor-Generator 4 in einem erzeugenden Modus, und der zweite Motor-Generator 5 läuft in einem Antriebsmodus, aber sie drehen in dieselbe positive Drehrichtung und verursachen kein Zirkulieren von Leistung (Antriebsleistung).
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Auf ähnliche Art und Weise, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit Vc etwas höher wird (zum Beispiel 40 km/h) und die Ausgangsdrehzahl Nout ebenfalls etwas höher wird, wird die erste Motor-Generator-Drehzahl Nmg1 0, das erste Motor-Generator-Moment Tmg1 wird negativ, die zweite MotorGenerator-Drehzahl Nmg2 wird positiv und das zweite Motor-Generatormoment Tmg2 wird 0, wie auf einem Hebel B in dem kollinearen Diagramm, das in 6 gezeigt ist (gleich wie der Zustand eines hohen Übersetzungsverhältnisses, der in 3 gezeigt ist). Es besteht auch in diesem Fall keine Zirkulation von Leistung (Antriebsleistung).
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Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit Vc jedoch noch höher wird (zum Beispiel 80 km/h) und die Ausgangsdrehzahl Nout ebenfalls noch höher wird, wird die erste Motor-Generator-Drehzahl Nmg1 negativ, das erste Motor-Generator-Moment Tmg1 nimmt einen negativen Wert an, die zweite Motor-Generator-Drehzahl Nmg2 nimmt einen positiven Wert an, und das zweite MotorGenerator-Moment Tmg2 nimmt einen negativen Wert an, wie auf einem Hebel C in dem kollinearen Diagramm, das in 6 gezeigt ist, angezeigt. Dieser Zustand zeichnet sich durch den Betrieb des ersten Motor-Generators 4 im antreibenden Modus in negative Richtung, Betreiben des zweiten Motor-Generators 5 im erzeugenden Modus aus, was die Zirkulation von Leistung (Antriebsleistung) und eine Verringerung der Antriebsstrangeffizienz verursacht. Wie in 7 gezeigt, verursacht diese Verringerung der Antriebsstrangeffizienz eine Verringerung in der Gesamteffizienz (Gesamtwirkungsgrad) trotz dem Umstand, dass die Maschineneffizienz hoch ist, so dass der Betriebspunkt C in der Gesamteffizienz (Gesamtwirkungsgrad) niedriger ist als der Betriebspunkt D.
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Das Erhöhen der ersten Motor-Generator-Drehzahl Nmg1 auf ein Niveau gleich oder höher als 0, wie von einem Hebel E in dem kollinearen Diagramm, das in 8 gezeigt ist, angezeigt, 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. Eine derartige Steigerung der Maschinendrehzahl verursacht auch eine Verringerung der Gesamteffizienz (Gesamtwirkungsgrad), obwohl die Antriebsstrangeffizienz, wie an einem Punkt E in 7 angezeigt, hoch ist.
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Dementsprechend wird beim Einstellen der Motordrehzahl zum Antreiben mit einer solchen hohen Geschwindigkeit (zum Beispiel 80 km/h) auf einem Punkt D, der zwischen den Punkten C und E, wie in 7 gezeigt, liegt (siehe ein Hebel D in dem kollinearen Diagramm, das in 8 gezeigt ist), wie in 5 gezeigt, diese Maschinendrehzahl bei diesem Betriebspunkt D als ein Maschinendrehzahlziel Nengt verwendet, und ein Maschinenmoment, das man auf der konstanten Leistungslinie für das gegebene Maschinenleistungsziel im Vergleich zu dem Maschinendrehzahlziel Nengt findet, wird als ein Maschinenmomentziel Tengt verwendet. Aus diesen Gründen, wie in 9 gezeigt, wenn zum Beispiel ein Maschinenleistungsziel gegeben ist, variiert die Zielbetriebslinie für das gegebene Maschinenleistungsziel als Reaktion auf die Fahrzeuggeschwindigkeit derart, dass die Einstellung bereitgestellt wird, die insgesamt, je höher die Fahrzeuggeschwindigkeit Vc ist, das Maschinendrehzahlziel Nengt höher werden lässt und das Maschinenmomentziel Tengt niedriger werden lässt.
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Unter Bezugnahme auf das Flussdiagramm, das in 10 gezeigt ist, wird nun ein Programm in der Antriebssteuervorrichtung 32 beschrieben, wobei das Programm die Antriebsmomentziel-Einstellfunktion 37, Antriebsleistungsziel-Einstellfunktion 38, Lade-/Entladeleistungsziel-Einstellfunktion 39, die Maschinenleistungsziel-Einstellfunktion 40 und Maschinensteuerfunktion 41 bildet.
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Dieses Programm kann zum Beispiel in Übereinstimmung mit einer Verarbeitungsstrategie ausgeführt werden, wie zum Beispiel Interrupt-gesteuert, indem ein Timer verwendet wird, um periodische Unterbrechungen zu erzeugen, eine beim Verstreichen einer vorbestimmten Abtastzeit (zum Beispiel 10 ms), und sie wird beim Lesen der von dem Gaspedal-Positionssensor 33, Antriebsdrehzahlsensor 34, Maschinendrehzahlsensor 35 und Batterieladezustandssensor 36 gelesenen Signale in Schritt S1 ausgelöst.
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Das Programm geht dann weiter zu Schritt S2, bei dem ein Antriebsmomentziel Tdvt als Reaktion auf die Antriebsgeschwindigkeit Vc und die Gaspedalposition Acc durch Entnehmen aus zum Beispiel einer Karte, die in 11 gezeigt ist, berechnet wird (die die Antriebsmomentziel-Einstellfunktion 37 bildet).
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Das Programm geht dann weiter zu Schritt S3, an dem ein Antriebsleistungsziel Pdvt berechnet wird, indem das Antriebsmomentziel Tdvt, das in dem Schritt S2 berechnet wurde, mit der Fahrgeschwindigkeit Vc multipliziert wird (das die Antriebsleistungsziel-Einstellfunktion 38 bildet).
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Das Programm geht dann weiter zu Schritt S4, an dem eine zeitweilige Lade-/Entladeleistung Pcdbt durch Entnehmen aus zum Beispiel einer Karte, die in 12 gezeigt ist, gegenüber dem Batterieladezustand SOC berechnet wird.
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Dann geht das Programm weiter zu Schritt S5, um das Maschinenleistungsziel Pengt zu berechnen, indem die vorübergehende Lade-/Entladeleistung Pcdbt, die in Schritt S4 aus dem Antriebsleistungsziel Pdvt, das in dem Schritt S3 berechnet wurde, berechnet wird (was die Maschinenleistungsziel-Einstellfunktion 40 bildet).
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Danach geht das Programm weiter zu Schritt S6, an dem das Maschinenleistungsziel Pengt dem Abtrennprozess am oberen Limit unterworfen wird (der die Maschinenleistungsziel-Einstellfunktion 40 bildet). Dieses obere Limit ist das Maximum der Maschinenleistung, die die Maschine 2 liefern kann.
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Danach geht das Programm weiter zu Schritt S7, an dem das Maschinenleistungsziel Pengt, das dem Abtrennprozess am oberen Limit unterworfen wurde, und zur Abfrage einer Tabelle, die in 9 gezeigt ist, verwendet wird, um einen Zielmaschinenbetriebspunkt zu finden, das heißt einen Satz aus einem Maschinendrehzahlziel Nengt und einem Maschinenmomentziel Tengt (das die Maschinensteuerfunktion 41 bildet).
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Danach geht das Programm weiter zu Schritt S8, um ein Lade-/Entladeleistungsziel Pbatt zu berechnen, indem das Maschinenleistungsziel Pengt, das dem Abtrennen am oberen Limit in Schritt S6 unterworfen wurde, von dem Antriebsleistungsziel Pdvt abgezogen wird, das an dem Schritt S3 berechnet wurde (das die Lade-/Entladeleistungsziel-Einstellfunktion 39 bildet), und kehrt dann zu dem Hauptprogramm zurück.
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Zusätzlich steuert die Maschinensteuerfunktion 41 Lufteinlassbedingungen, angepasst über die Luftmassenstrom-Anpassungseinheit 10, Kraftstoffeinlassbedingungen, angepasst über das Kraftstoffeinlasssystem 11 und Bedingungen des Zündens des Kraftstoffs, angepasst über den Zündungsmanager 12, um das Maschinendrehzahlziel Nengt und das Maschinenmomentziel Tengt, die in Schritt S7 berechnet wurden, zu erreichen.
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Unter Bezugnahme auf das Flussdiagramm, das in
13 gezeigt ist, wird ein Programm in der Antriebssteuervorrichtung 32, das die Motor-Generator-Steuerfunktion 42 bildet, beschrieben. Dieses Programm kann unmittelbar nach der Ausführung des in
10 gezeigten Programms ausgeführt werden, zum Beispiel in Übereinstimmung mit einer Verarbeitungsstrategie, wie zum Beispiel Interrupt-gesteuert, indem ein Timer verwendet wird, um periodische Unterbrechungen zu erzeugen, eine beim Verstreichen einer vorbestimmten Abtastzeit (zum Beispiel 10 msec), und sie wird ausgelöst mit dem Berechnen eines ersten Motor-Generator-Drehzahlziels Nmglt und eines zweiten Motor-Generator-Drehzahlziels Nmg2t aus der Fahrzeuggeschwindigkeit Vc und dem Maschinendrehzahlziel Nengt in dem Schritt S11. Für diese Berechnung werden die folgenden Gleichungen (1') und (2') verwendet, die jeweils von den oben erwähnten Gleichungen (1) und (2) abgeleitet werden. Wie oben beschrieben, wird die Ausgangsdrehzahl Nout, die in den Gleichungen verwendet wird, von der Fahrzeuggeschwindigkeit Vc, dem Enduntersetzungsverhältnis und dem Untersetzungsverhältnis des Ausgangsgetriebes 31 abgeleitet.
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Dann geht das Programm weiter zu Schritt S12 an dem bestimmt wird, ob das Fahrzeug in einem Antriebsmodus, in dem nur entweder der erste Motor-Generator 4 oder der zweite Motor-Generator 5 das Fahrzeug antreibt (in der FIG. „EV-Modus“ genannt, unten „Motor-Generator-Antriebsmodus“ genannt); und das Programm geht weiter zu Schritt S13, wenn das Fahrzeug in dem Motor-Generator-Antriebsmodus fährt, oder anderenfalls weiter zu Schritt S17. Der Antriebsmodus, in dem einer oder beide des ersten MotorGenerators 4 und des zweiten MotorGenerators 5 aktiviert sind, das heißt der Motor-Generator-Antriebsmodus, wird erstellt, wenn das Maschinenleistungsziel Pengt 0 ist, zum Beispiel, wenn die Batterie 21 fast vollständig aufgeladen ist, so dass die zeitweilige Lade-/Entladeleistung Pcdbt, die basierend auf dem Batterieladezustand SOC berechnet wird, größer oder gleich ist wie das Antriebsleistungsziel Pdvt, oder wenn, bei freigegebenem Gaspedal, das Fahrzeug kriecht oder ausläuft oder langsamer wird, außer wenn die Batterie 21 fast komplett aufgeladen ist.
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In dem Schritt S13 wird ein erster Motor-Generator-Teilungsanteil cf1, der dem Antriebsmomentziel Tdvt entspricht, zum Beispiel in Übereinstimmung mit der Steuerkarte, die in 14 gezeigt ist, berechnet, und dann geht das Programm weiter zu Schritt S14. In Übereinstimmung mit der Steuerkarte, die in 14 gezeigt ist, bleibt der erste Motor-Generator-Teilungsanteil cf11, wenn das Antriebsmomentziel Tdvt kleiner oder gleich einem ersten vorbestimmten Antriebsmomentzielwert Tdvt1 ist, der erste Motor-Generator-Teilungsanteil cf1 bleibt 0, wenn das Antriebsmomentziel Tdvt größer oder gleich ist wie ein zweiter vorbestimmter Antriebsmomentzielwert Tdvt2, und der erste Motor-Generator-Teilungsanteil cf1 nimmt linear ab, wenn das Antriebsmomentziel Tdvt linear zunimmt, wenn das Antriebsmomentziel tdvt zwischen den ersten vorbestimmten Antriebsmomentzielwert Tdvt1 und den zweiten vorbestimmten Antriebsmomentzielwert Tdvt2 fällt. Dieser Schritt S13 bildet daher die erste Motor-Generator-Teilungsanteil-Einstellfunktion. Der Bereich, in dem das Antriebsmomentziel Tdvt kleiner oder gleich dem ersten vorbestimmten Antriebsmomentzielwert Tdvt1 ist, ist ein Bereich, in dem eine Fahrzeugresonanz, die durch das so genannte Rastmoment von den Motor-Generatoren verursacht wird, wahrscheinlich auftritt.
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In dem Schritt S14 wird ein zweiter Motor-Generator-Teilungsanteil cf2, der der Maschinenstillstandszeit testp entspricht, zum Beispiel in Übereinstimmung mit der Steuerkarte, die in 15 gezeigt ist, berechnet, und dann geht das Programm weiter zu Schritt S15. Die Maschinenstillstandszeit testp ist die Länge der Zeit, die ab einem Umschalten, das durch das Stoppen der Maschine 2 ausgelöst wird, in einen Antriebsmodus, in welchem nur einer des ersten Motor-Generators 4 und des zweiten Motor-Generators 5 zum Antreiben des Fahrzeugs verwendet wird, verstreicht. Gemäß der Steuerkarte, die in 15 gezeigt ist, bleibt der zweite Motor-Generator-Teilungsanteil cf2 des ersten Motor-Generators 0, wenn die Maschinenstillstandszeit testp kleiner oder gleich ist wie ein erster vorbestimmter Maschinenstillstandszeitwert testp1, der zweite Motor-Generator- Teilungsanteil cf2 des ersten Motor-Generators bleibt 1, wenn die Maschinenstillstandszeit testp größer ist oder gleich ist wie ein zweiter vorbestimmter Maschinenstillstandszeitwert testp2, und der zweite Teilungsanteil cf2 des ersten Motor-Generators nimmt linear zu, wenn die Maschinenstillstandszeit testp zunimmt, wenn die Maschinenstillstandszeit testp zwischen den ersten vorbestimmten Maschinenstillstandszeitwert testp1 und den zweiten vorbestimmten Maschinenstillstandszeitwert testp2 fällt. Dieser Schritt S14 bildet daher die zweite Motor-Generator-Teilungsanteil-Einstellfunktion.
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In Schritt S15 wird das erste Motor-Generator-Momentziel Tmg1t in Übereinstimmung mit der folgenden Gleichung (5) basierend auf dem Antriebsleistungsziel Pdvt, dem ersten Teilungsanteil cf1 des ersten Motor-Generators und dem zweiten Teilungsanteil cf2 des ersten Motor-Generators und dem ersten Motor-Generator-Drehzahlziel Nmg1t berechnet, und das Programm geht zu Schritt S16 weiter.
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In Schritt S16 wird das zweite Motor-Generator-Momentziel Tmg2t in Übereinstimmung mit der folgenden Gleichung (6) basierend auf dem Antriebsleistungsziel Pdvt, dem ersten Teilungsanteil cf1 des ersten Motor-Generators und dem zweiten Teilungsanteil cf2 des ersten Motor-Generators und dem zweiten Motor-Generator-Drehzahlziel Nmg2t berechnet, und das Programm kehrt zu dem Hauptprogramm zurück.
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Andererseits wird in dem Schritt S17 das erste Motor-Generator-Momentziel Tmg1t in Übereinstimmung mit der folgenden Gleichung (7) basierend auf dem ersten Motor-Generator-Drehzahlziel Nmglt, dem zweiten Motor-Generator-Drehzahlziel Nmg2t, dem Lade-/Entladeleistungsziel Pbatt und dem Maschinenmomentziel Tengt berechnet, und das Programm geht zu Schritt S18 weiter. Die folgende Gleichung (7) wird durch Ändern der gleichzeitigen Gleichungen (3) und (4) abgeleitet.
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In Schritt S18 wird das zweite Motor-Generator-Momentziel Tmg2t in Übereinstimmung mit der folgenden Gleichung (8) basierend auf dem ersten Motor-Generator-Momentziel Tmg1t und dem Maschinenmomentziel Tengt berechnet, und das Programm kehrt zu dem Hauptprogramm zurück. Die folgende Gleichung (8) wird aus der oben erwähnten Gleichung (3) abgeleitet.
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Gemäß dem in 10 gezeigten Programm, wird das Antriebsmomentziel Tdvt, das variabel ist und die Betriebsbedingungen des Fahrzeugs wiedergibt und das auf die Leistungsanforderung des Fahrers reagiert, basierend auf der Fahrzeuggeschwindigkeit Vc und der Gaspedalposition Acc eingestellt, und das Antriebsleistungsziel Pdvt wird berechnet, indem das Antriebsmomentziel Tdvt mit der Fahrzeuggeschwindigkeit Vc multipliziert wird. Andererseits wird die vorübergehende Lade-/Entladeleistung Pcdbt, die als Reaktion auf den Ladezustand SOC der Batterie 21 variabel ist, eingestellt; das Maschinenleistungsziel Pengt wird berechnet, indem die vorübergehende Lade-/Entladeleistung Pcdbt von dem Antriebsleistungsziel Pdvt subtrahiert wird; und das Maschinendrehzahlziel Nengt und das Maschinenmomentziel Tengt werden unter Entnahme aus der in 9 gezeigten Karte berechnet, wobei das Maschinenleistungsziel Pengt verwendet wird, das dem Abtrennprozess am oberen Limit unterworfen wurde. Dann wird das Lade-/Entladeleistungsziel Pbatt berechnet, indem das Maschinenleistungsziel Pengt, das dem Abtrennprozess am oberen Limit unterworfen wurde, von dem Antriebsleistungsziel Pdvt subtrahiert. Derart wird das Erzielen von Maschinenbetriebsbedingungen mit guter Gesamteffizienz (Gesamtwirkungsgrad) des Fahrzeugs ermöglicht, indem das Maschinendrehzahlziel Nengt und das Maschinenmomentziel Tengt erzielt werden, verursacht aufgrund der Tatsache, dass die Maschinensteuerfunktion 41 Bedingungen der Einlassluft angepasst durch Luftmassenstrom-Anpassungseinheit 10, Einlassbedingungen des Kraftstoffs, angepasst durch das Kraftstoffeinlasssystem 11 und Kraftstoffzündungsbedingungen, angepasst durch den Zündungsmanager 12, steuert.
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Da dies der Zustand ist, in dem die Maschine 2 in Betrieb ist, geht das Programm, das in 13 gezeigt ist, von Schritt S11 zu Schritt S17 weiter, an dem das erste Motor-Generator-Drehzahlziel Nmg1t und das zweite Motor-Generator-Drehzahlziel Nmg2t werden als Reaktion auf die Fahrzeuggeschwindigkeit Vc und das Maschinendrehzahlziel Nengt eingestellt werden. Des Weiteren werden in Schritt S18 das erste Motor-Generator-Momentziel Tmg1t und das zweite Motor-Generator-Momentziel Tmg2t derart eingestellt, dass sie das Momentgleichgewicht, ausgedrückt durch die Gleichung (3) und das Elektrizitätsgleichgewicht, ausgedrückt durch die Gleichung (4) erfüllen. Es wird daher ermöglicht, Betriebsbedingungen der Motor-Generatoren mit guten Momentgleichgewichten und Elektrizitätsgleichgewichten gemeinsam mit guter Gesamteffizienz (Gesamtwirkungsgrad) des Fahrzeugs zu erzielen, indem das Zustandekommen des ersten Motor-Generator-Momentziels Tmg1t und des zweiten Motor-Generator-Momentziels Tmg2t hervorgerufen wird, indem der erste Motor-Generator 4 mit dem ersten Motor-Generator-Drehzahlziel Nmg1 und der zweite Motor-Generator 5 mit dem zweiten Motor-Generator-Drehzahlziel Nmg2 unter der Steuerung des ersten Wechselrichters 19 und des zweiten Wechselrichters 20 gedreht werden.
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Andererseits, wenn sich das Fahrzeug unter Betriebsbedingungen des Fahrzeugs, unter welchen die Maschine 2 außer Betrieb ist, im Motor-Generator-Antriebsmodus befindet, ist es erforderlich, das Fahrzeug nur durch den ersten und/oder den zweiten Motor-Generator 4 und 5 anzutreiben. Unter diesen Bedingungen ist das Maschinenleistungsziel Pengt 0, und daher sind der erste und/oder der zweite Motor-Generator 4 und 5 als Quellen für das Antriebsleistungsziel Pdvt erforderlich. In dieser Situation wird der erste Teilungsanteil cf1 des ersten Motor-Generators als Reaktion auf das Antriebsmomentziel Tdvt in Schritt S13 des in 13 gezeigten Programms eingestellt, und der zweite Teilungsanteil cf2 des ersten Motor-Generators wird als Reaktion auf die Maschinenstillstandszeit testp in Schritt S14 eingestellt. Danach werden unter Heranziehung dieser Resultate in den Schritten S15 und S16 das erste Motor-Generator-Momentziel Tmg1t und das zweite Motor-Generator-Momentziel Tmg2t berechnet und eingestellt.
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Unter Betriebsbedingungen mit niedrigen Drehzahlen, bei welchen die Maschine 2 außer Betrieb ist, kann es zum Beispiel ausreichen, nur den zweiten Motor-Generator 4 zu veranlassen, das zweite Motor-Generator-Moment Tmg2 zu erzeugen, wie durch die gestrichelten Linien, die in 16 gezeigt sind, angezeigt. Das Fahrzeug kann jedoch aufgrund von Resonanz mit Rastmoment eines Motors besonders bei niedrigen Geschwindigkeiten kurz vor dem Erreichen des Stillstands des Fahrzeugs schwingen. Da derartige Resonanz auftritt, wenn Oszillationsfrequenzen aufgrund eines Rastmoments eines einzelnen Motors gleich sind wie die Resonanzfrequenzen des Fahrzeugs, kann es, wenn das Fahrzeug zwei Motoren hat, ausreichen, das Motormoment durch Ingangsetzen der zwei Motoren gleichzeitig zu teilen. 17 zeigt Komponenten von Oszillationen, die jeweils aus dem Umwandeln des Rastmoments eines der Motor-Generatoren in Moment, das auf eine Antriebswelle übertragen wird, resultiert. 17 (a) zeigt die Schwingungsamplitude, wenn nur der zweite Motor-Generator 5 in Betrieb ist, 17(b) zeigt die Schwingungsamplitude wenn nur der erste Motor-Generator 4 in Betrieb ist, und 17(c) zeigt die Amplitude überlagerter Oszillationen, wenn sowohl der erste als auch der zweite Motor-Generator 4 und 5 das Antriebsmoment teilen.
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Wie aus den Figuren hervor geht, ist der Oszillationszyklus, wenn das Antriebsmoment bei stillstehender Maschine nur von dem zweiten Motor-Generator 5 erzeugt wird, unterschiedlich von dem Oszillationszyklus, wenn das Antriebsmoment bei still stehender Maschine nur von dem ersten Motor-Generator 4 erzeugt wird, und eine Wellenform, die aus der Kombination der Oszillationszyklen resultiert, wenn das Antriebsmoment nur von dem zweiten Motor-Generator 5 erzeugt wird, mit dem Oszillationszyklus, wenn das Antriebsmoment nur von dem ersten Motor-Generator 4 erzeugt wird, wird bereitgestellt, wenn der erste Motor-Generator 4 und der zweite Motor-Generator 5 das Antriebsmoment teilen. Das Teilen des Antriebsmoments mit dem ersten Motor-Generator 4 und dem zweiten Motor-Generator 5 ermöglicht es, die Resonanz des Fahrzeugs einzuschränken und zu verhindern, weil der Oszillationszyklus nicht einzeln wird.
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Andererseits, wenn jedoch, wie durch die ununterbrochenen Linien in 16 angezeigt, das Antriebsmoment, das ursprünglich nur von dem zweiten Motor-Generator 5 zu erzeugen ist, mit dem ersten Motor-Generator 4 geteilt wird, so dass ein Teil des Antriebsmoments von dem ersten Motor-Generator 4 erzeugt wird, ist es wahrscheinlich, dass Moment, das an die Maschinenausgangswelle 3 der Maschine 2 angelegt wird, das heißt das Moment, das von der Einwegkupplung 1 aufzunehmen ist, zunehmen kann und in bestimmten Fällen zu hoch wird. Bei dieser Ausführungsform werden daher, wie oben beschrieben, der erste Teilungsanteil cf1 des ersten Motor-Generators variabel als Reaktion auf das Antriebsmomentziel Tdvt und der zweite Teilungsanteil cf2 des ersten Motor-Generators variabel als Reaktion auf die Maschinenstillstandszeit testp eingestellt. Dann wird das erste Motor-Generator-Momentziel Tmg1t berechnet und durch Multiplizieren des Antriebsleistungsziels Pdvt mit diesen Teilungsanteilen und dann Dividieren durch das erste Motor-Generator-Drehzahlziel Nmg1t eingestellt. Das zweite Motor-Generator-Momentziel Tmg2t wird berechnet und eingestellt, indem der Wert, der gegeben wird durch Subtrahieren des Produkts des ersten Teilungsanteils cf1 des ersten Motor-Generators und zweiten Teilungsanteils cf2 des ersten Motor-Generators von 1 und dann durch das zweite Motor-Generator-Drehzahlziel Nmg2t geteilt wird. Wenn, wie durch die unterbrochenen Linien in 18 angezeigt, der Teilungsanteil des ersten Motor-Generators 4 hoch ist, wird das Moment, das an die Maschinenausgangswelle 3 der Maschine 2 angelegt wird, das heißt das Moment, das an die Einwegkupplung 1 angelegt wird, hoch, wohingegen, wenn, wie durch die ununterbrochenen Linien in 18 angezeigt, der Teilungsanteil des ersten Motor-Generators 4 niedrig ist, wie durch ununterbrochene Linien in 18 angezeigt, das Moment, das an die Maschinenausgangswelle 3 der Maschine 2, das heißt an die Einwegkupplung 1 angelegt wird, verringert werden kann.
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Wie oben erwähnt, da der erste Teilungsanteil cf1 des ersten Motor-Generators in dem Bereich 0 bleibt, der größer oder gleich ist wie der zweite vorbestimmte Antriebsmomentzielwert Tdvt2, der auf das obere Limit des Momentbereichs eingestellt ist, wo die Resonanz des Fahrzeugs aufgrund des Rastmoments wahrscheinlich auftritt, erzeugt in der Hauptsache nur der zweite Motor-Generator 5 Antriebsmomentziel Tdvt, wenn das Antriebsmomentziel Tdvt größer oder gleich ist wie der zweite vorbestimmte Antriebsmomentzielwert Tdvt2, was es ermöglicht, eine Steigerung des an die Einwegkupplung 1 angelegten Moments einzuschränken und zu verhindern. Andererseits, wenn das Antriebsmomentziel Tdvt zwischen dem ersten vorbestimmten Antriebsmomentzielwert Tdvt1 und zweiten vorbestimmten Antriebsmomentzielwert Tdvt2 liegt, teilen der erste Motor-Generator 4 und der zweite Motor-Generator 5 das Antriebsmomentziel Tdvt, was bedeutet, dass die Resonanz des Fahrzeugs aufgrund des Rastmoments eingeschränkt und verhindert werden kann, indem zwei Motor-Generatoren gleichzeitig arbeiten und Moment, das an die Einwegkupplung 1 angelegt wird, daran gehindert werden kann, zu hoch zu werden, indem das erste Motor-Generator-Momentziel Tmg1t veranlasst wird größer zu werden, wenn das Antriebsmomentziel Tdvt kleiner wird. Da der erste Teilungsanteil cf1 des ersten Motor-Generators in dem Bereich 1 bleibt, in welchem das Antriebsmomentziel Tdvt kleiner ist oder gleich ist wie der erste vorbestimmte Antriebsmomentzielwert Tdvt1, erzeugt nur der erste Motor-Generator 4 in der Hauptsache Antriebsmomentziel Tdvt, wenn das Antriebsmomentziel Tdvt kleiner ist oder gleich ist wie der erste Antriebsmomentzielwert Tdvt1, aber Moment, das an die Ausgangswelle 3 der Maschine 2, das heißt an die Einwegkupplung 1 angelegt wird, ist ausreichend klein, weil die Resonanz des Fahrzeugs aufgrund des Rastmoments am wenigsten wahrscheinlich in diesem Bereich auftritt und das Antriebsmomentziel Tdvt selbst ausreichend klein ist.
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Der zweite Teilungsanteil cf2 des ersten Motor-Generators, der als Reaktion auf die Maschinenstillstandszeit testp eingestellt wird, bleibt 0 in dem Bereich, in welchem die Maschinenstillstandszeit testp kleiner oder gleich dem ersten Maschinenstillstandszeitwert testp1 ist. Das bedeutet, dass beim Abschalten der Maschine während des Langsamerwerdens, obwohl ursprünglich Momentverteilung wie von den unterbrochenen Linien, die in 16 gezeigt sind, geliefert hätte werden sollen, würde das erste Motor-Generator-Moment Tmg1 als Reaktion auf den ersten Teilungsanteil cf1 des ersten Motor-Generators sofort eintreten, wenn, unter Bezugnahme auf die Steuerkarte, die in 14 gezeigt ist, das Antriebsmomentziel Tdvt kleiner ist als der zweite vorbestimmte Antriebsmomentzielwert Tdvt2, was zu einer Steigerung des Moments, das an die Einwegkupplung 1 schrittweise angelegt wird, führt. Um eine solche schnelle Erhöhung des Moments, das an die Einwegkupplung 1 angelegt wird, einzuschränken und zu verhindern, bleibt der zweite Teilungsanteil cf2 des ersten Motor-Generators 0 in dem Bereich, in welchem die Maschinenstillstandszeit testp kleiner ist oder gleich ist wie der erste vorbestimmte Maschinenstillstandszeitwert testp1, was es dem ersten Motor-GeneratorMoment Tmg1 erlaubt, allmählich zuzunehmen, nachdem die Maschinenstillstandszeit testp den ersten vorbestimmten Maschinenstillstandszeitwert testp1 überschritten hat.
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Bei einer Antriebssteuerung für Hybridfahrzeug gemäß dieser Ausführungsform, sind eine Maschine 2, ein erster Motor-Generator 4 und ein zweiter Motor-Generator 5 als Leistungsquellen vorgesehen, wobei eine der Drehrichtungen der Maschinenausgangswelle 3 der Maschine 2 durch eine Einwegkupplung (eine Maschinendrehungseinschränkungsvorrichtung) 1 eingeschränkt ist. Des Weiteren sind vier Drehelemente einer Leistungsaufteilungs- und Zusammensetzungsvorrichtung, die aus einem ersten Planetengetriebesatz 8 und einem zweiten Planetengetriebesatz 9 gebildet ist, mit einer Antriebswelle 7 gekoppelt, die jeweils mit einem Traktionsrad 6, dem ersten Motor-Generator 4, dem zweiten Motor-Generator 5 und der Maschine 2 verbunden ist. Des Weiteren ist ein Antriebsmomentziel Tdvt für das Fahrzeug eingestellt, und der Betrieb des ersten und des zweiten Motor-Generators 4 und 5 wird als Reaktion auf das Antriebsmomentziel Tdvt gesteuert. Ein erster Motor-Generator-Teilungsanteil cf1 ist als Reaktion auf das Antriebsmomentziel Tdvt für den Gebrauch in einem Motor-Generator-Antriebsmodus eingestellt, bei dem der erste oder der zweite Motor-Generator 4 und 5 in der Hauptsache in Betrieb genommen wird, ausgelöst durch das Stoppen der Maschine 2. Unter einer vorbestimmten Betriebsbedingung, in der Fahrzeugschwingungen während des Fahrens im Motor-Generator-Antriebsmodus auftreten können, werden sowohl der erste als auch der zweite Motor-Generator in Betrieb genommen, indem der Betrieb des anderen des ersten und zweiten Motor-Generators, das heißt der erste Motor-Generator 4 in diesem Fall, als Reaktion auf den ersten Motor-Generator-Teilungsanteil cf1 gesteuert wird. Es wird daher ermöglicht, das Moment von dem anderen des ersten und zweiten Motor-Generators, das heißt Moment von dem ersten Motor-Generator 4 allein durch Einstellen des Motor-Generator-Teilungsanteils cf1 als Reaktion auf die Größe des Antriebsmomentziels Tdvt zu verringern. Das ermöglicht es, das Moment, das an die Einwegkupplung 1 angelegt wird, einzuschränken und zu verhindern, dass es übermäßig groß wird, wenn der Betrieb des ersten und des zweiten Motor-Generators 4 und 5 in dem Motor-Generator-Antriebsmodus gesteuert wird.
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Der erste Motor-Generator-Teilungsanteil cf1 wird derart eingestellt, dass, wenn das Antriebsmomentziel Tdvt größer oder gleich ist wie ein zweiter vorbestimmter Antriebsmomentzielwert Tdvt2, der erste Motor-Generator-Teilungsanteil cf1 null ist, während, wenn das Antriebsmomentziel Tdvt kleiner ist als der zweite vorbestimmte Antriebsmomentzielwert Tdvt2, der erste Motor-Generator-Teilungsanteil cf1 sich eins nähert, wenn das Antriebsmomentziel Tdvt kleiner wird. Ein Motor-Generator-Momentziel wird für den anderen Motor-Generator des ersten und des zweiten Motor-Generators 4 und 5 eingestellt, das heißt, das erste Motor-Generator-Momentziel Tmg1t, indem ein Antriebsleistungsziel Pdvt, das aus dem Antriebsmomentziel Tdvt berechnet wird, mit dem ersten Teilungsanteil cf1 des ersten Motor-Generators multipliziert wird. Zusätzlich wird ein Motor-Generator-Momentziel für den anderen Motor-Generator des ersten und zweiten Motor-Generators 4 und 5 eingestellt, das heißt das zweite Motor-Generator-Momentziel Tmg2t für den zweiten Motor-Generator 5, basierend auf einer Antriebsleistung, die gegeben wird durch Subtrahieren eines Antriebsleistungsteils, der von dem ersten Motor-Generator-Momentziel Tmg1t abgeleitet wird, von dem Antriebsleistungsziel Pdvt. Es wird daher ermöglicht, das Motor-Generator-Momentziel des anderen des ersten und des zweiten Motor-Generators zu verringern, das heißt das erste Motor-Generator-Momentziel Tmg1t für den ersten Motor-Generator 4, wenn die Größe des Antriebsmomentziels Tdvt groß ist. Das ermöglicht es, daher, das Moment, das an die Einwegkupplung 1 angelegt wird, einzuschränken und zu verhindern, dass es übermäßig groß wird, wenn der Betrieb des ersten und des zweiten Motor-Generators 4 und 5 in dem Motor-Gene-rator-Antriebsmodus gesteuert wird.
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Ein zweiter Motor-Generator-Teilungsanteil cf2 wird als Reaktion auf Maschinenstillstandszeit testp verringert, die durch das Stoppen der Maschine 2 verursacht wird, um den Motor-Generator-Antriebsmodus auszulösen. Des Weiteren wird ein Motor-Generator-Momentziel für den anderen Motor-Generator des ersten und des zweiten Motor-Generators 4 und 5 eingestellt, das heißt das erste Motor-Generator-Momentziel Tmg1t für den ersten MotorGenerator 4, indem das Antriebsleistungsziel Pdvt mit dem zweiten Motor-Generator-Teilungsanteil cf2 multipliziert wird. Zusätzlich wird ein Motor-Generator-Momentziel für den anderen Motor-Generator des ersten und zweiten MotorGenerators 4 und 5 eingestellt, das heißt das zweite MotorGeneratorMomentziel Tmg2t für den zweiten Motor-Generator 5, basierend auf einer Antriebsleistung, die durch Subtrahieren einer Antriebsleistung, die von dem ersten Motor-Generator-Momentziel Tmg1t abgeleitet wird, von dem Antriebsleistungsziel Pdvt gegeben wird. Es wird daher ermöglicht, das Motor-Generator-Momentziel des anderen des ersten und des zweiten Motor-Generators 4 und 5 zu verringern, das heißt das erste Motor-Generator-Momentziel Tmg1t für den ersten Motor-Generator 4, indem der zweite Motor-Generator-Teilungsanteil cf2 als Reaktion auf die Länge der Maschinenstillstandszeit testp eingestellt wird. Das ermöglicht es des Weiteren, das Moment, das an die Einwegkupplung 1 angelegt wird, einzuschränken und zu verhindern, dass es übermäßig groß wird, wenn der Betrieb des ersten und des zweiten Motor-Generators 4 und 5 in dem Motor-Generator-Antriebsmodus gesteuert wird.
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Der zweite Motor-Generator-Teilungsanteil cf2 wird derart eingestellt, dass, wenn die Maschinenstillstandszeit testp kleiner oder gleich ist wie ein erster vorbestimmter Maschinenstillstandszeitwert, der zweite Motor-Generator-Teilungsanteil cf2 null ist, während, wenn die Maschinenstillstandszeit größer ist als der erste vorbestimmte Maschinenstillstandszeitwert, der zweite Motor-Generator-Teilungsanteil cf2 sich eins nähert, wenn die Maschinenstillstandszeit testp größer wird. Es wird daher ermöglicht, das Motor-Generator-Momentziel des anderen des ersten und des zweiten Motor-Generators zu verringern, das heißt das erste Motor-Generator-Momentziel Tmg1t für den ersten Motor-Generator 4, wenn die Länge des Maschinenstillstandszeitwerts testp kurz ist. Das ermöglicht es daher, das Moment, das an die Einwegkupplung 1 angelegt wird, einzuschränken und zu verhindern, dass es übermäßig groß wird, wenn der Betrieb des ersten und des zweiten Motor-Generators 4 und 5 in dem Motor-Generator-Antriebsmodus gesteuert wird.
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Die Verbindungskonfiguration der vier Drehelemente (Wellen) in der Leistungsaufteilungs- und Zusammensetzungsvorrichtung ist nicht auf die oben beschriebene beschränkt, und verschiedene Verbindungsformen sind inbegriffen, wie zum Beispiel in dem
japanischen Patent Nr. 3 852 526 , das die Anmelderin zuvor vorgeschlagen hat, erwähnt. Die Antriebssteuervorrichtung für Hybridfahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung kann denselben Effekt auch auf einem Hybridfahrzeug mit solchen Verbindungskonfigurationsformen erzielen.
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Die Konfiguration der Antriebssteuerfunktion der Maschine, des ersten und des zweiten Motor-Generators in einem anderen als dem Motor-Generator-Antriebsmodus ist auch nicht auf die oben beschriebene beschränkt, unterschiedliche Arten von Konfigurationen einer Hybridsteuerfunktion können angenommen werden. Sogar in einem solchen Hybridfahrzeug kann die Antriebssteuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung die gleiche Funktion und Wirkung in dem Motor-Generator-Antriebsmodus erzielen.
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[Beschreibung der Bezugszeichen]
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- 1
- Einwegkupplung (Maschinendrehungseinschränkungsvorrichtung)
- 2
- Maschine
- 3
- Maschinenausgangswelle
- 4
- Erster Motor-Generator
- 5
- Zweiter Motor-Generator
- 6
- Traktionsrad
- 7
- Antriebswelle
- 8
- Erster Planetengetriebesatz (Leistungsaufteilungs- und Zusammensetzungsvorrichtung)
- 9
- Zweiter Planetengetriebesatz (Leistungsaufteilungs- und Zusammensetzungsvorrichtung)
- 19
- Erster Wechselrichter
- 20
- Zweiter Wechselrichter
- 21
- Batterie
- 32
- Antriebssteuervorrichtung
- 37
- Antriebsmomentziel-Einstellfunktion
- 38
- Antriebsleistungsziel-Einstellfunktion
- 39
- Lade-/Entladeleistungsziel-Einstellfunktion
- 40
- Maschinenleistungs-Einstellfunktion
- 41
- Maschinensteuerfunktion
- 42
- Motor-Generator-Steuerfunktion