DE112011104905T5 - Fahrzeugsteuerung für ein Hybridfahrzeug - Google Patents

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Tsugutaka Kamono
Yoshiki Ito
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Abstract

Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, das Fahrverhalten und das Fahrgefühl durch Optimierung einer Änderung und einer Verzögerung des Drehmomentes eines Verbrennungsmotors so zu verbessern, dass das Antriebsdrehmoment zum Zeitpunkt des Abbremsens des Verbrennungsmotors, wie beim Anfangsstadium des Abbremsens, nicht beeinflusst wird. Die vorliegende Erfindung beinhaltet ein Gerät zur Einstellung einer Zielantriebsstromes, ein Gerät zur Einstellung eines Ziellade-/-entladestromes, ein Gerät zur Berechnung eines Zielmotorstromes, ein Gerät zur Einstellung eines Zielmotorbetriebspunktes und ein Gerät zur Berechnung eines Motormomentanleitungswertes. Das Gerät zur Berechnung eines Motormomentanleitungswertes berechnet die Drehmomentanleitungswerte mehrerer Motorgeneratoren und verwendet dazu eine Drehmomentbilanzgleichung und eine Strombilanzgleichung und gestattet die Rückkopplungskorrektur der Drehmomentanleitungswerte mehrerer Motorgeneratoren, die so auszuführen ist, dass die tatsächliche Motordrehzahl der Zielmotordrehzahl nahekommt, und ein Verzögerungsgerät wird eingebaut, das das Zielmotordrehmoment verzögert, das dann auf das Gerät zur Berechnung des Motormomentanleitungswertes aufgebracht wird, wenn eine Verringerung des abgeforderten Drehmomentes ermittelt wird.

Description

  • [Technisches Fachgebiet]
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Fahrsteuerung für ein Hybridauto, zu dem ein Verbrennungsmotor und mehrere Motorgeneratoren als Energiequelle gehören. Sie kombiniert deren Strom und leitet die kombinierte Energie auf eine Antriebswelle oder von der Antriebswelle weg und insbesondere auf die Fahrsteuerung des Hybridfahrzeuges, das die Drehmomentregelung mehrerer Motorgeneratoren vornimmt.
  • [Hintergrund der Erfindung]
  • Herkömmlicherweise, gibt es als Form eines Hybridfahrzeuges, das einen Elektromotor und einen Verbrennungsmotor umfasst, die nicht in Reihe und parallel angeordnet sind, wie in den Patenten mit den Nummern 3050125, 3050138, 3050141, 3097572 und ähnlichen dargelegt, eine Form, bei der das Drehmoment der Kraft des Verbrennungsmotors durch Aufteilung der Kraft des Verbrennungsmotors und Verwendung eines Planetengetriebes (ein Differentialgetriebe, das drei Drehkomponenten) und zwei Elektromotoren aufweist und das einen Elektromotor, der an der Antriebswelle angeordnet ist, mit Strom antreibt, der von einem Stromerzeugungsaggregat erzeugt wird. Das nennt man „Dreiachstyp”.
  • Gemäß dieser herkömmlichen Technik kann der Motorbetriebspunkt des Verbrennungsmotors auf einen beliebigen Punkt eingestellt werden und damit kann der Brennstoffwirkungsgrad verbessert werden. Jedoch nicht so viel wie beim in Reihe angeordneten Motor, da ein Elektromotor, der ein relativ hohes Drehmoment aufweist, erforderlich ist, um ein ausreichendes Antriebswellendrehmoment zu erreichen und sich der Übertragungswert und der Empfangswert des Stromes zwischen dem Stromerzeugungsaggregat und dem Elektromotor in einem Bereich mit niedrigem Gang erhöht, der elektrische Verlust erhöht sich und es bestehen immer noch Möglichkeiten zur Verbesserung.
  • Als Methoden zur Lösung dieser Frage, gibt es die Methoden, die im Patent Nr. 3578451 und im offengelegten Japanischen Patentantrag ( JP-A) Nr. 2004-15982 und den Patenten JP-A Nr. 2002-281607 und 2008-12992 dargelegt wurden, die von den Antragstellern der vorliegenden Erfindung eingereicht wurden.
  • In der in JP-A Nr. 2002-281607 dargelegten Methode ist eine Antriebswelle mit einer Abtriebswelle eines Verbrennungsmotors verbunden. Ein erster Motorgenerator (nachstehend mit ”MG1” bezeichnet), ein zweiter Motorgenerator (nachstehend mit ”MG2” bezeichnet) und ein Antriebsrad sind an jede Drehkomponente eines Differentialgetriebes angeschlossen, das vier Drehkomponenten aufweist. Die Kraft des Verbrennungsmotors und die Kraft von MG1 und MG2 werden kombiniert und die kombinierte Kraft wird auf die Antriebswelle geleitet.
  • Außerdem wird bei der Methode, die in JP-A Nr. 2002-281607 dargelegt ist, durch Anordnen einer Abtriebswelle des Verbrennungsmotors und einer Antriebswelle, die mit dem Antriebsrad verbunden ist und in einer Drehkomponente angeordnet ist, die an der Innenseite einer Liniendiagramm angeordnet ist, und durch Anordnen von MG1 (Verbrennungsmotorseite) und von MG2 (Antriebswellenseite) in einer Drehkomponente, die sich an der Außenseite des Liniendiagramms befindet, kann sich das Verhältnis der Kraft, die für MG1 und MG2 zuständig ist, zur Kraft, die der Antriebswelle vom Verbrennungsmotor zugeführt wird, verringern, wodurch MG1 and MG2 miniaturisiert werden können und die Übertragungsleistung des Antriebsaggregates verbessert werden kann. Das nennt man „Vierachstyp”.
  • Außerdem wurde eine Methode vorgeschlagen, die in Patent Nr. 3578451 dargelegt ist und der oben beschriebenen Methode ähnelt und zu der eine zusätzliche fünfte Drehkomponente und eine Bremse gehört, die diese Drehkomponente stoppt.
  • Im Patent JP-A Nr. 2008-12992 wurde bei einer Fahrsteuerung eines Hybridfahrzeuges, das einen Verbrennungsmotor und mehrere Motorgeneratoren aufweist, eine Methode zur Steuerung des Verbrennungsmotors dargelegt, bei der die Motordrehzahl am Betriebspunkt des Verbrennungsmotors hoch eingestellt wird.
  • Bei der oben beschriebenen herkömmlichen Methode, wie in Patent Nr. 3050125 dargelegt, wird die Kraft, die vom Verbrennungsmotor geliefert wird, durch Addieren der Antriebskraft, die für das Fahrzeug erforderlich ist und des Stromes, der für das Laden einer Batterie erforderlich ist, und der Kombination von Motordrehmoment und Motordrehzahl, die dem Strom entspricht, ein Punkt berechnet, an dem die Leistung so hoch wie möglich ist und wird als Motorbetriebszielpunkt festgelegt. Dann wird die Motordrehzahl durch Steuerung des MG1 gesteuert, so dass der Motorbetriebspunkt des Verbrennungsmotors zum Zielbetriebspunkt wird.
  • Außerdem wird in oben beschriebenem Patent Nr. 2004-15982, das ein Fall eines ”Vierachstyps” ist, eine Methode dargelegt, bei der die Motordrehzahl und die Antriebskraft gesteuert werden und die Drehmomente von MG1 und MG2 beim Fahren mit einer Drehmomentbilanzgleichung in einem Zustand berechnet werden, in dem keine Ladung/Entladung der Batterie stattfindet und es erfolgt eine Rückkopplungsregelung der Drehzahlen von MG1 und MG2. Jedoch wird im oben beschriebenen JP-A No. 2004-15982 kein Fall, bei dem Laden/Entladen der Batterie erfolgt oder kein Fall, bei dem sich die Motordrehzahl ändert, erwähnt.
  • [Literaturliste]
  • [Patentliteratur]
    • [PTL 1] Patent Nr. 3050125
    • [PTL 2] Patent Nr. 3050138
    • [PTL 3] Patent Nr. 3050141
    • [PTL 4] Patent Nr. 3097572
    • [PTL 5] Patent Nr. 3578451
    • [PTL 6] JP-A Nr. 2004-15982
    • [PTL 7] JP-A Nr. 2002-281607
    • [PTL 8] JP-A Nr. 2008-12992
  • [Zusammenfassung der Erfindung]
  • [Technisches Problematik]
  • In einer herkömmlichen Fahrsteuerung eines Hybridfahrzeuges jedoch, zu dem ein Verbrennungsmotor, der MG1 und der MG2 gehört, werden das Zielabtriebsmoment und das Zielmotordrehmoment verteilt, um dem Drehmoment gerecht zu werden, das vom Fahrer angefordert wird. Im Patent JP-A Nr. 2005-237119 werden, wenn sich das vom Fahrer abgeforderte Drehmoment ändert, um die Änderungen in der Motordrehzahl und im Motorabtriebsmoment zu unterdrücken, die Drehzahlen von MG1 und MG2 so gesteuert, dass sie auf die Abforderung des Fahrers reagieren.
  • Da jedoch die Reaktionsgeschwindigkeit des Verbrennungsmotors, bei der die Steuerung reagiert, niedriger ist als die von MG1 und MG2, gibt es Fälle, in denen die Steuerung der Drehmomente des Verbrennungsmotors, des MG1 und des MG2 nicht wie erwartet erfolgt, wenn eine abrupte Änderung des vom Fahrer abgeforderten Drehmomentes erfolgt, und die Motordrehzahl kann rapide ansteigen oder das Fahrverhalten kann unruhig werden.
  • Im oben beschriebenen Patent JP-A Nr. 2008-12992 wurde in einem Hybridsystem, zu dem ein Verbrennungsmotor und mehrere Motorgeneratoren gehören, die Methode zur Steuerung des Verbrennungsmotors dargelegt, bei der die Motordrehzahl am Betriebspunkt des Verbrennungsmotors hoch eingestellt ist. Jedoch sind die Steuerung mehrerer Motorgeneratoren und die Steuerung mehrerer Motorgeneratoren bei Ladung oder Entladung der Batterie nicht klar.
  • Im oben beschriebenen Patent JP-A Nr. 2008-12992 werden der Verbrennungsmotor und mehrere Motorgeneratoren mechanisch miteinander verbunden und es ist erforderlich, die Steuerung mehrerer Motorgeneratoren vorzunehmen, die miteinander verbunden sind, um das Drehmoment abzustimmen, während der Betriebspunkt des Verbrennungsmotors auf einem Zielwert gehalten wird, und wenn die Batterie geladen und entladen wird, muss der Strom abgestimmt werden. Mit anderen Worten, es ist erforderlich, die Steuerung so auszuführen, dass sowohl das Drehmoment mehrerer Motorgeneratoren als auch der Strom der Batterie abgestimmt werden.
  • Außerdem, wenn das Drehmoment gesteuert wird, um es auf mehrere Motorgeneratoren, die miteinander verbunden sind, abzustimmen, auch in einem Fall, in dem eine Rückkopplungsregelung erfolgt, gibt es die Schwierigkeit, dass eine Änderung im Drehmoment des Verbrennungsmotors das Antriebsdrehmoment beeinflusst, abhängig vom Inhalt des Steuerungsprozesses.
  • Somit haben die Antragsteller der vorliegenden Erfindung den Betriebspunkt des Verbrennungsmotors berücksichtigt und eine Methode zur korrigierenden Steuerung der Rückkopplung erfunden, um das Fahrverhalten und das Fahrgefühl durch Optimierung einer Änderung des Drehmomentes des Verbrennungsmotors zu verbessern, damit nicht das Antriebsdrehmoment beeinflusst wird, sobald die Steuerung ausgeführt wird und damit sowohl die Zielantriebskraft als auch die Zielladung/-entladung gesichert ist.
  • Jedoch während der Steuerung mehrerer Motorgeneratoren, wenn die Batterie in einem Hybridsystem geladen oder entladen wird, das einen Verbrennungsmotor und mehrere Motorgeneratoren umfasst und wenn festgestellt wird, dass eine physikalische und räumliche Reaktionsverzögerung zum Zeitpunkt einer Übergangsreaktion auftritt, kann nur durch die Ausführung der Rückkopplungskorrekturregelung, bei der das Drehmoment ausgeglichen wird, um die Zielantriebskraft und die Zielladung/-entladung zu sichern, kein optimaler Betrieb erreicht werden.
  • Mit anderen Worten, bei einer Übergangsreaktion des Verbrennungsmotors, auch wenn eine Drosselklappe gesteuert wird, um aufgrund der Abforderung des Fahrers zu öffnen oder zu schließen, erfolgt Reaktionsverzögerung aufgrund einer Ansaugverzögerung, die durch die Länge des Ansaugrohres bis zu jedem Zylinder des Verbrennungsmotors und des Ansaugtaktes des Verbrennungsmotors vom Ansaugtakt hervorgerufen wurde, in dem der Kraftstoff in den Zylinder eintritt bis zum Ausdehnungstakt, in dem die Verbrennung stattfindet.
  • Während der Reaktionsverzögerung darf das Drehmoment des Verbrennungsmotors nicht gesteuert werden und es ist erforderlich, jeden Motordrehmomentanleitungswert der Motorgeneratoren zu ändern, damit die Abforderung vom Fahrer unter Berücksichtigung der Reaktionsverzögerung erfüllt wird.
  • Die vorliegende Erfindung wurde als Steuerung mehrerer Motorgeneratoren in einem Hybridsystem fabriziert, das einen Verbrennungsmotor und mehrere Motorgeneratoren umfasst und wenn die Batterie geladen/entladen wird, und unter der Berücksichtigung einer Reaktionsverzögerung der Drehmomentsteuerung eines Verbrennungsmotors ausgelegt, deren Ziel es ist, das Fahrverhalten und das Fahrgefühl durch Optimierung einer Drehmomentänderungsverzögerung des Verbrennungsmotors dann zu verbessern, wenn der Verbrennungsmotor abgebremst wird, wie das im Anfangsstadium der Abbremsung der Fall ist, damit das Antriebsdrehmoment nicht beeinträchtigt wird.
  • [Lösung des Problems]
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung gibt es ein Fahrsteuerungsaggregat eines Hybridfahrzeuges, bestehend aus: einem Verbrennungsmotor, zu dem eine Abtriebswelle gehört; einer Antriebswelle, die mit dem Antriebsrad verbunden ist; einem ersten und einem zweiten Motorgenerator; einem Differentialgetriebe, zu dem vier Drehkomponenten gehören, die mit mehreren Motorgeneratoren, der Antriebswelle und dem Verbrennungsmotor verbunden sind; einem Gerät zur Ermittlung des Öffnungswinkels des Gaspedals, das den Öffnungswinkel des Gaspedals ermittelt; einem Gerät zur Ermittlung der Fahrzeuggeschwindigkeit, das die Fahrzeuggeschwindigkeit ermittelt; einem Gerät zur Ermittlung des Batterieladezustandes, das den Ladezustand der Batterie ermittelt; einem Gerät zur Einstellung des Zielantriebsstromes, das den Zielantriebsstrom basierend auf dem Öffnungswinkel des Gaspedals einstellt, der vom Gerät zur Ermittlung des Gaspedalöffnungswinkels ermittelt wurde und einem Gerät zur Ermittlung der Fahrzeuggeschwindigkeit; einem Gerät zur Einstellung des Batterieladestromes/Batterieentladestromes, das den Lade-/entladestrom basierend mindestens auf dem Batterieladezustand einstellt, der vom Gerät zur Ermittlung des Batterieladezustandes ermittelt wurde; einem Gerät zur Berechnung der Zielmotorstromes, das unter Verwendung eines Gerätes zur Einstellung des Zielmotorstromes und eines Gerätes zur Einstellung des Batterielade-/entladestromes den Zielmotorstrom berechnet; einem Gerät zur Einstellung des Zielmotorbetriebspunktes, das einen Zielmotorbetriebspunkt basierend auf dem Zielmotorstrom und der Effektivität des gesamten Systems einstellt; und einem Gerät zur Berechnung des Motordrehmomentanleitungswertes, das die Motordrehmomentanleitungswerte der Motorgeneratoren berechnet. Das Gerät zur Berechnung des Motordrehmomentanleitungswertes berechnet die Drehmomentanleitungswerte der Motorgeneratoren unter Verwendung einer Drehmomentbilanzgleichung, die das Zielmotordrehmoment einschließt, das am Zielmotorbetriebspunkt erforderlich ist, und einer Strombilanzgleichung, die den Ziellade-/entladestrom einschließt und gestattet, dass die Rückkopplungskorrektur der Drehmomentanleitungswerte der Motorgeneratoren durchgeführt wird, so dass die tatsächliche Motordrehzahl der Zielmotordrehzahlgeschwindigkeit nahekommt, die am Zielmotorbetriebspunkt erforderlich ist, und ein Verzögerungsgerät wird eingebaut, das eine Verringerung des abgeforderten Drehmomentes basierend auf dem Öffnungswinkel des Gaspedals feststellt, der vom Gerät zur Ermittlung des Gaspedalöffnungswinkels ermittelt wurde und das Zielmotordrehmoment verzögert, das auf den Motordrehmomentanleitungswert aufgebracht wurde, sobald die Verringerung des abgeforderten Drehmomentes festgestellt wurde.
  • [Nützliche Auswirkungen der Erfindung]
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung kann durch Schätzung der Veränderung (einer Verzögerungszeit und einer Verringerungstendenz) beim Abtriebsmoment durch Ermittlung eines Drehmomentabfalls (Zielantriebskraft), der vom Fahrer abgefordert wird, die zeitliche Koordinierung einer Änderung des Drehmomentanleitungswertes eines Motorgenerators und die zeitliche Koordinierung einer Änderung des Motorzustandes miteinander übereinstimmen und damit wird die Drehbewegung stabilisiert, wodurch das Fahrverhalten verbessert wird.
  • [Kurzbeschreibung der Zeichnungen]
  • ist ein Systemkonfigurationsschema eines Stromerzeugungsaggregates eines Hybridfahrzeuges.
  • ist ein Übersichtsplan der Steuerung eines Zielmotorbetriebspunktes.
  • ist ein Übersichtsplan der Steuerung zur Berechnung eines Drehmomentanleitungswertes eines Motorgenerators.
  • ist ein Steuerungsablaufplan zur Berechnung eines Zielmotorbetriebspunktes.
  • ist Steuerungsablaufplan zur Berechnung eines Drehmomentanleitungswertes eines Motorgenerators.
  • ist eine Zielantriebskraftsuchplan entsprechend der Fahrzeuggeschwindigkeit und dem Öffnungswinkel des Gaspedals.
  • ist eine Ziellade-/entladesuchtabelle gemäß dem Ladezustand der Batterie.
  • ist ein Zielmotorbetriebspunktsuchplan gemäß dem Abtriebsmoment und einer Motordrehzahl.
  • ist ein Liniendiagramm in einem Fall, in dem die Fahrzeuggeschwindigkeit am gleichen Motorbetriebspunkt geändert wird.
  • ist ein Diagramm, das die Linie der höchsten Motorleistung und die Linie der höchsten Gesamtleistung in einem Zielmotorbetriebspunktsuchplan darstellt, gebildet durch das Abtriebsmoment und eine Motordrehzahl.
  • ist ein Diagramm, das die Leistung einer Stromleitung darstellt, gebildet durch die Leistung und eine Motordrehzahl.
  • ist ein Liniendiagramm von Punkten (D, E und F) auf einer Stromausgleichsleitung.
  • ist ein Liniendiagramm des Zustandes eines niedrigen Ganges.
  • ist ein Liniendiagramm des Zustandes eines Zwischenganges.
  • ist ein Liniendiagramm des Zustandes eines hohen Ganges.
  • ist ein Liniendiagramm des Zustandes in dem Stromzirkulation auftritt.
  • ist ein Übersichtsplan der Steuerung zur Berechnung der Verzögerungszeit des Zielabtriebsmomentes.
  • ist ein Steuerungsablaufplan zur Berechnung des Zielmotormomentes entsprechend der Verzögerungszeit.
  • ist ein Zeitablaufplan des Drehmomentes und ist ein Zeitablaufplan der Drehzahl.
  • [Beschreibung der Ausführungsformen]
  • Hier wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
  • Die bis stellen eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar. In stellt die Referenznummer 1 ein Stromerzeugungsaggregat eines Hybridfahrzeuges dar. Das Stromerzeugungsaggregat 1 des Hybridfahrzeuges umfasst als Antriebssystem: eine Abtriebswelle 3 des Verbrennungsmotors 2, die eine Antriebskraft entsprechend der Verbrennung des Kraftstoffes erzeugt; einen ersten Motorgenerator 4 und einen zweiten Motorgenerator 5, die eine Antriebskraft erzeugen, indem sie Strom benutzen und durch das Fahren elektrische Energie erzeugen; eine Antriebswelle 7, die mit einem Antriebsrad 6 des Hybridfahrzeuges verbunden ist und ein Differentialgetriebe 8, das ein Kraftübertragungssystem darstellt und mit der Abtriebswelle 3, dem ersten und dem zweiten Motorgenerator 4 und 5 und der Antriebswelle 7 verbunden ist.
  • Der Verbrennungsmotor 2 umfasst: ein Gerät zur Einstellung des Luftgehaltes 9, wie z. B. ein Drosselventil, das das Luftvolumen einstellt, das entsprechend dem Öffnungswinkel des Gaspedals angesaugt werden soll (entsprechend des Drückens des Gaspedals mit dem Fuß); ein Gerät zur Zuführung von Kraftstoff 10, wie z. B. ein Einspritzventil, das entsprechend dem angesaugten Luftvolumen Kraftstoff zuführt; und ein Zündgerät 11, wie z. B. ein Zündgerät, das Kraftstoff entzündet. Im Verbrennungsmotor 2 wird der Verbrennungszustand des Kraftstoffes durch das Einstellgerät für den Luftgehalt 9, das Gerät zur Zuführung von Kraftstoff 10 und das Zündgerät 11 gesteuert, und durch die Verbrennung des Kraftstoffes wird eine Antriebskraft erzeugt.
  • Zum ersten Motorgenerator 4 gehört: eine erste Motorläuferwelle 12; ein erster Motorläufer 13; und ein erster Motorstator 14. Zum zweiten Motorgenerator 5 gehört: eine zweite Motorläuferwelle 15; ein zweiter Motorläufer 16; und ein zweiter Motorstator 17. Der erste Motorstator 14 des ersten Motorgenerators 4 ist an einen ersten Umrichter 18 angeschlossen. Der zweite Motorstator 17 des zweiten Motorgenerators 5 ist an einen zweiten Umrichter 19 angeschlossen.
  • Die Stromklemmen des ersten und des zweiten Umrichters 18 und 19 sind an eine Batterie 20 angeschlossen. Die Batterie 20 ist ein Stromspeicherungsgerät, das Strom zwischen dem ersten Motorgenerator 4 und dem zweiten Motorgenerator 5 austauschen kann. Der erste Motorgenerator 4 und der zweite Motorgenerator 5 erzeugen die Antriebskräfte entsprechend dem Strom, dessen Strommenge von der Batterie 20 zugeführt wird und durch den ersten und den zweiten Umrichter 18 und 19 gesteuert wird. Sie erzeugen unter Verwendung der Antriebskraft elektrische Energie, die vom Antriebsrad 6 zum Zeitpunkt der Rückkopplung zugeführt wird und speichern die erzeugte elektrische Energie in der Batterie 20, die aufgeladen wird.
  • Das Differentialgetriebe 8 umfasst ein erstes Planetengetriebe 21 und ein zweites Planetengetriebe 22. Zum ersten Planetengetriebe 21 gehört: ein erstes Sonnenrad 23; ein erster Planetenradträger 25, der das erste Planetengetriebe 24 abstützt, das mit dem ersten Sonnenrad 23 in Eingriff ist; und ein erster Zahnkranz 26, der in das erste Planetengetriebe 24 eingreift. Zum zweiten Planetengetriebe 22 gehört: ein zweites Sonnenrad 27; ein zweiter Planetenradträger 29, der ein zweites Planetengetriebe 28 abstützt, das mit dem zweiten Sonnenrad 27 in Eingriff ist; und ein zweiter Zahnkranz 30, der in das zweite Planetengetriebe 28 eingreift.
  • Das Differentialgetriebe 8 arrangiert die Drehachslinien der Drehkomponente des ersten Planetengetriebes 21 und des zweiten Planetengetriebes 22 auf der gleichen Achse, ordnet den ersten Motorgenerator 4 zwischen dem Verbrennungsmotor 2 und dem ersten Planetengetriebe 21 an, und ordnet den zweiten Motorgenerator 5 auf der Seite des zweiten Planetengetriebes 22 an, das sich vom Verbrennungsmotor 2 abwendet. Der zweite Motorgenerator 5 hat eine Leistung, die das Fahrzeug antreiben kann, indem nur der Abtrieb benutzt wird.
  • Die erste Motorläuferwelle 12 des ersten Motorgenerators 4 ist mit dem ersten Sonnenrad 23 des ersten Planetengetriebes 21 verbunden. Der erste Planetenradträger 25 des ersten Planetengetriebes 21 und das zweite Sonnenrad 27 des zweiten Planetengetriebes 22 sind an die Abtriebswelle 3 des Verbrennungsmotors 2 kombiniert mit einem Freilauf 31 angeschlossen. Der erste Zahnkranz 26 des ersten Planetengetriebes 21 und der zweite Planetenradträger 29 des zweiten Planetengetriebes 22 sind kombiniert und mit einer Abtriebseinheit 32 verbunden. Die Abtriebseinheit 32 ist an die Antriebswelle 7 über einen Abtriebswellenmechanismus 33, wie z. B. ein Zahnrad oder eine Kette, angeschlossen. Die zweite Motorläuferwelle 15 des zweiten Motorgenerators 5 ist mit dem zweiten Zahnkranz 30 des zweiten Planetengetriebes 9 verbunden.
  • Der Freilauf 31 ist ein Mechanismus, der die Abtriebswelle 3 des Verbrennungsmotors 2 so befestigt, dass sie sich nur in Abtriebsrichtung drehen kann und verhindert wird, dass sich die Abtriebswelle 3 des Verbrennungsmotors 2 rückwärts drehen kann. Der Antriebsstrom des zweiten Motorgenerators 5 wird als Antriebskraft der Abtriebseinheit 32 durch eine Auflagerkraft des Freilaufes 31 übertragen.
  • Das Hybridfahrzeug leitet Strom, der durch den Verbrennungsmotor 2 und den ersten und zweiten Motorgenerator 4 und 5 erzeugt wird, über das erste und das zweite Planetengetriebe 21 und 22 zur Antriebswelle 7 und treibt dadurch das Antriebsrad 6 an. Außerdem überträgt das Hybridfahrzeug die Antriebskraft, die vom Antriebsrad 6 zum ersten und zweiten Motorgenerator 4 und 5 über das erste und zweite Planetengetriebe 21 und 22 zugeführt wird, wodurch elektrische Energie erzeugt wird, um die Batterie 20 aufzuladen.
  • Das Differentialgetriebe 8 besteht aus den vier Drehkomponenten 34 bis 37. Die erste Drehkomponente 34 wird durch das erste Sonnenrad 23 des ersten Planetengetriebes 21 gebildet. Die zweite Drehkomponente 35 wird durch Kombinieren des ersten Planetenradträgers 25 des ersten Planetengetriebes 21 und des zweiten Sonnenrades 27 vom zweiten Planetengetriebe 22 gebildet. Die dritte Drehkomponente 36 wird durch Kombinieren des ersten Zahnkranzes 26 des ersten Planetengetriebes 21 und des zweiten Planetenradträgers 29 des zweiten Planetengetriebes 22 gebildet. Die vierte Drehkomponente 37 wird durch den zweiten Zahnkranz 30 des zweiten Planetengetriebes 22 gebildet.
  • Das Differentialgetriebe 8, wie in den und bis auf der Liniendiagramm dargestellt, auf der die Drehzahlen der vier Drehkomponenten 34 bis 37 als gerade Linie dargestellt werden können, zeigt die vier Drehkomponenten 34 bis 37 als erste Drehkomponente 34, zweite Drehkomponente 35, dritte Drehkomponente 36 und vierte Drehkomponente 37 vom einem Ende (linke Seite jeder Abbildung) zum anderen Ende (rechte Seite jeder Abbildung). Das Verhältnis der Abstände der vier Drehkomponenten 34 bis 37 untereinander wird als k1:1:k2 dargestellt. In jeder Abbildung, ist MG1 der erste Motorgenerator 4, MG2 der zweite Motorgenerator 5, ENG ist der Verbrennungsmotor 2, und OUT ist die Abtriebseinheit 32.
  • Die erste Motorläuferwelle 12 des ersten Motorgenerators 4 ist an die erste Drehkomponente 34 angeschlossen. Die Abtriebswelle 3 des Verbrennungsmotors 2 ist mit der zweiten Drehkomponente 35 über einen Freilauf 31 verbunden. Die Abtriebseinheit 32 ist mit der dritten Drehkomponente 36 verbunden. Die Antriebswelle 7 ist über ein Abtriebsgetriebe 33 an die Antriebseinheit 32 angeschlossen. Die zweite Motorläuferwelle 15 des zweiten Motorgenerators 5 ist mit der vierten Drehkomponente 37 verbunden.
  • Folglich gehören zum Differentialgetriebe 8 die vier Drehkomponenten 34 bis 37, die mit der Abtriebswelle 3, dem ersten Motorgenerator 4, dem zweiten Motorgenerator 5 und der Antriebswelle 7 verbunden sind, und sie übertragen Strom zur Abtriebswelle 3 und erhalten Strom von der Abtriebswelle 3 des Verbrennungsmotors 2, vom ersten Motorgenerator 4, vom zweiten Motorgenerator 5 und der Antriebswelle 7. Dementsprechend verwendet die Fahrsteuerung 1 die Steuerungsart des ”Vierachsentyps”.
  • Das Hybridfahrzeug 1 verbindet das Gerät zur Einstellung des Luftgehaltes 9, das Kraftstoffzufuhrgerät 10, das Zündgerät 11, den ersten Umrichter 18 und den zweiten Umrichter 19 mit der Fahrsteuerung 38. Außerdem sind ein Gerät zur Ermittlung des Öffnungswinkels des Gaspedals 39, ein Gerät zur Ermittlung der Fahrzeuggeschwindigkeit 40, ein Gerät zur Ermittlung der Motordrehzahl 41 und ein Gerät zur Ermittlung des Batterieladezustandes 42 an der Fahrsteuerung 38 angeschlossen.
  • Das Gerät zur Ermittlung des Öffnungswinkels des Gaspedals 39 ermittelt den Öffnungswinkel, der der Betrag des Drückens des Gaspedals mit dem Fuß ist. Das Gerät zur Ermittlung der Fahrzeuggeschwindigkeit 40 ermittelt die Fahrzeuggeschwindigkeit (Autogeschwindigkeit) des Hybridfahrzeuges. Das Gerät zur Ermittlung der Motordrehzahl 41 ermittelt die Motordrehzahl des Verbrennungsmotors 2. Das Gerät zur Ermittlung des Batterieladezustandes 42 ermittelt den Ladezustand SOC der Batterie 20.
  • Außerdem gehört zum Stromerzeugungsaggregat 38: ein Gerät für die Einstellung der Zielantriebskraft 43; ein Gerät zur Einstellung des Zielantriebsstromes 44; ein Gerät zur Einstellung des Ziellade-/entladestromes 45; ein Gerät zur Berechnung des Zielmotorstromes 46; ein Gerät zur Einstellung des Zielmotorbetriebspunktes 47; ein Gerät zur Berechnung des Motordrehzahlanleitungswertes 48; und ein Verzögerungsgerät 49.
  • Das Gerät zur Einstellung der Zielantriebskraft 43, wie in dargestellt, sucht einen Zielantriebskraftsuchplan, der in dargestellt ist, für die Zielantriebskraft, die zum Fahren des Hybridfahrzeuges entsprechend dem Öffnungswinkel des Gaspedals verwendet wird, der durch das Gerät zur Ermittlung des Öffnungswinkel des Gaspedals 39 und die Fahrzeuggeschwindigkeit verwendet wird, die vom Gerät zur Ermittlung der Fahrzeuggeschwindigkeit 40 ermittelt wurde und legt die Zielantriebskraft fest. Die Zielantriebskraft ist auf einen negativen Wert eingestellt, damit sie eine Antriebskraft in Abbremsrichtung darstellt, die der Motorbremse in einem Bereich hoher Fahrzeuggeschwindigkeit bei einem Öffnungswinkel des Gaspedals = 0 entspricht und wird für das Schleichfahren in einem Bereich niedriger Fahrzeuggeschwindigkeit auf einen positiven Wert eingestellt.
  • Das Gerät zur Einstellung der Zielantriebskraft 44 stellt die Zielantriebskraft basierend auf dem Öffnungswinkel des Gaspedals ein, der vom Gerät zur Ermittlung des Öffnungswinkels des Gaspedals 39 ermittelt wurde sowie die Fahrzeuggeschwindigkeit, die vom Gerät zur Ermittlung der Fahrzeuggeschwindigkeit 40 ermittelt wurde. In dieser Darstellung, wie in gezeigt, wird der Zielantriebsstrom, der zum Fahren des Hybridfahrzeuges mit Zielantriebskraft erforderlich ist, eingestellt durch das Multiplizieren der Zielantriebskraft, die vom Gerät zur Einstellung der Zielantriebskraft durch die Fahrzeuggeschwindigkeit eingestellt wurde, die das Gerät zur Ermittlung der Fahrzeuggeschwindigkeit 40 ermittelt hat.
  • Das Gerät zur Einstellung der Ziellade-/entladestromes 45 stellt den Ziellade-/-entladestrom basierend mindestens auf dem Ladezustand SOC der Batterie 20 ein, der vom Gerät zur Ermittlung des Batterieladezustandes 42 ermittelt wurde. In dieser Darstellung, wird der Ziellade-/-entladestrom aus einer Suchtabelle für den Ziellade-/-entladestrom, die in angegeben ist, entsprechend dem Ladezustand SOC der Batterie 20 und der Fahrzeuggeschwindigkeit herausgesucht und wird eingestellt. Der Ziellade-/-entladestrom wird so eingestellt, dass der absolute Wert abnimmt, sobald die Fahrzeuggeschwindigkeit verringert wird.
  • Das Gerät zur Berechnung des Zielmotorstroms 46, wie in dargestellt, berechnet den Zielmotorstrom basierend auf dem Zielfahrstrom, der durch das Gerät zur Einstellung des Zielfahrstromes 44 eingestellt wurde und dem Ziellade-/entladestrom, der durch das Gerät zur Einstellung des Ziellade-/entladestroms 45 eingestellt wurde. In dieser Darstellung wird durch Subtrahieren des Ziellade-/entladestroms vom Zielfahrstrom der Zielmotorstrom erreicht.
  • Das Gerät zur Einstellung des Zielmotorbetriebspunktes 47 stellt einen Zielmotorbetriebspunkt ein (eine Zielmotordrehzahl und einen Zielmotordrehmoment) basierend auf dem Zielmotorstrom und der Leistung des gesamten Systems des Fahrsteuerungsgerätes 1. In dieser Darstellung wird der Zielmotorbetriebspunkt vom Suchplan des Zielmotorbetriebspunktes unter Berücksichtigung der Fahrzeuggeschwindigkeit gesucht, der in dargestellt ist.
  • Das Gerät zur Berechnung des Motordrehzahlanleitungswertes 48 berechnet die Drehzahlanleitungswerte des ersten und zweiten Motorgenerators 4 und 5.
  • Das Verzögerungsgerät 49 verzögert das Zielmotordrehmoment, das auf das Gerät zur Berechnung des Motordrehmomentanleitungswertes 48 aufgebracht wird.
  • Der Drehmomentanleitungswert des ersten Motorgenerators 4 und der Drehmomentanleitungswert des zweiten Motorgenerators 5 werden durch das Gerät zur Berechnung des Motordrehzahlanleitungswertes 48 eingestellt, wie in dargestellt. Sie werden durch die erste bis siebente Berechnungseinheit 50 bis 56 berechnet. In , stellt der MG1 den ersten Motorgenerator 4 und MG2 den zweiten Motorgenerator 5 dar.
  • Die erste Berechnungseinheit 50 berechnet eine Zieldrehzahl Nmg1t des ersten Motorgenerator 4 und eine Zieldrehzahl Nmg2t des zweiten Motorgenerator 5, wenn die Motordrehzahl die Zielmotordrehzahl ist basierend auf dem Gerät zur Einstellung des Zielmotorbetriebspunktes 47 und dem Gerät zur Ermittlung der Fahrzeuggeschwindigkeit 40.
  • Die zweite Berechnungseinheit 51 berechnet das Basisdrehmoment Tmg1i des ersten Motorgenerator 4 basierend auf der Zieldrehzahl Nmg1t des ersten Motorgenerators 4 und der Zieldrehzahl Nmg2t des zweiten Motorgenerators 5, die durch die erste Berechnungseinheit 50 berechnet werden sowie den Ziellade-/entladestrom, der durch das Gerät zur Einstellung des Ziellade-/entladestromes 45 eingestellt wurde und das Zielmotordrehmoment, das durch das Gerät zur Einstellung des Zielmotorbetriebspunktes 47 eingestellt wurde.
  • Die dritte Berechnungseinheit 52 berechnet das Basisdrehmoment Tmg2i des zweiten Motorgenerators 5 basierend auf dem Basisdrehmoment Tmg1i des ersten Motorgenerators 4, der durch die zweite Berechnungseinheit 51 berechnet wird und das Zielmotordrehmoment, das durch das Gerät zur Einstellung des Zielmotorbetriebspunktes 47 eingestellt wurde.
  • Die vierte Berechnungseinheit 53 berechnet das Rückkopplungskorrekturdrehmoment Tmg1fb des ersten Motorgenerators 4 basierend auf der Motordrehzahl, die vom Gerät zur Ermittlung der Motordrehzahl 41 ermittelt wurde und der Zielmotordrehzahl, die durch das Gerät zur Einstellung des Zielmotorbetriebspunktes 47 eingestellt wurde.
  • Die fünfte Berechnungseinheit 54 berechnet das Rückkopplungskorrekturdrehmoment Tmg2fb des zweiten Motorgenerators 5 basierend auf der Motordrehzahl, die durch das Gerät zur Ermittlung der Motordrehzahl 41 ermittelt wurde und die Zielmotordrehzahl, die durch das Gerät zur Einstellung des Zielmotorbetriebspunktes 47 eingestellt wurde.
  • Die sechste Berechnungseinheit 55 berechnet einen Drehmomentanleitungswert Tmg1 des ersten Motorgenerators 4 basierend auf dem Basisdrehmoment Tmg1i des ersten Motorgenerators 4, der durch die zweite Berechnungseinheit 51 berechnet wird und das Rückkopplungskorrekturdrehmoment Tmg1fb des ersten Motorgenerators 4, das durch die vierte Berechnungseinheit 53 berechnet wird.
  • Die siebente Berechnungseinheit 56 berechnet einen Drehmomentanleitungswert Tmg2 des zweiten Motorgenerators 5 basierend auf dem Basisdrehmoment Tmg2i des zweiten Motorgenerators 5, der durch die dritte Berechnungseinheit 52 berechnet wird und das Rückkopplungskorrekturdrehmoment Tmg2fb des zweiten Motorgenerators 5, das durch die fünfte Berechnungseinheit 54 berechnet wird.
  • Unter Verwendung der Fahrsteuerung 38 führt die Fahrsteuerung 1 des Hybridfahrzeuges eine Kontrolle der Fahrzustände des Gerätes zur Einstellung des Luftgehaltes 9, des Kraftstoffzufuhrgerätes 10 und des Zündgerätes 11 durch, indem der Verbrennungsmotor 2 am Zielmotorbetriebspunkt arbeitet (die Zielmotordrehzahl und das Zielmotordrehmoment), eingestellt durch das Gerät zur Einstellung des Zielmotorbetriebspunktes 47. Zusätzlich führt die Fahrsteuerung 38 die Kontrolle der Fahrzustände des ersten und des zweiten Motorgenerators 4 und 5 unter Verwendung der Drehmomentanleitungswerte durch, die vom Gerät zur Berechnung des Motordrehmomentanleitungswertes 48 eingestellt wurden, so dass die Motordrehzahl des Verbrennungsmotors 2 die Zielmotordrehzahl ist, die vom Gerät zur Einstellung des Zielmotorbetriebspunktes 47 eingestellt wird.
  • Die Fahrsteuerung 1 des Hybridfahrzeuges, wie im Ablaufplan der Steuerung der Berechnung des Zielmotorbetriebspunktes in dargestellt, berechnet einen Zielmotorbetriebspunkt (Zielmotordrehzahl und Zielmotordrehmoment) basierend auf dem Betrag der Betätigung des Gaspedals durch den Fahrer und der Fahrzeuggeschwindigkeit und berechnet, wie im Ablaufplan der Steuerung der Berechnung des Motordrehmomentanleitungswertes in dargestellt, die Drehmomentanleitungswerte des ersten und des zweiten Motorgenerators 4 und 5 basierend auf dem Zielmotorbetriebspunkt.
  • Bei der Berechnung des Zielmotorbetriebspunktes, wie in dargestellt, werden, wenn das Kontrollprogramm startet (100), verschiedene Signale des Öffnungswinkels des Gaspedals, die vom Gerät zur Erkennung des Öffnungswinkels des Gaspedals 39 erkannt werden, die Fahrzeuggeschwindigkeit, die vom Gerät zur Ermittlung der Fahrzeuggeschwindigkeit 40 ermittelt wurde, die Motordrehzahl, die vom Gerät zur Ermittlung der Motordrehzahl 41 ermittelt wurde und der Ladezustand SOC der Batterie 20, der vom Gerät zur Ermittlung des Batterieladezustandes 42 ermittelt wurde (101) sowie eine Zielantriebskraft auf der Grundlage des Zielantriebskraftermittlungsplanes (s. ) (102) berechnet.
  • Die Zielantriebskraft wird auf einen negativen Wert eingestellt, damit sie, entsprechend der Motorbremse im Bereich hoher Fahrzeuggeschwindigkeit bei einem Öffnungswinkel des Gaspedals = 0, eine Antriebskraft in Abbremsrichtung ist, und sie wird auf einen positiven Wert für das Schleichfahren im Bereich niedriger Fahrzeuggeschwindigkeit eingestellt.
  • Der Zielfahrstrom, der für das Fahren des Hybridfahrzeuges mit Zielantriebskraft erforderlich ist, wird berechnet durch Multiplizieren der Zielantriebskraft, berechnet in Schritt 102 durch die Fahrzeuggeschwindigkeit (103) mit dem Ziellade-/-entladestrom, der berechnet wird basierend auf der Suchtabelle für den Ziellade-/entladestrom (s. ) (104).
  • Um in Schritt 104 den Ladezustand SOC der Batterie 20 im normalen Anwendungsbereich zu steuern, wird, basierend auf der Suchtabelle für den Ziellade-/entladestrom, die in dargestellt ist, ein Ziellade-/-entladebetrag berechnet. Ist der Ladezustand SOC der Batterie 20 niedrig, dann wird der Ziellade-/-entladestrom auf der Ladeseite erhöht, damit eine übermäßige Entladung der Batterie 20 verhindert wird. Ist der Ladezustand SOC der Batterie 20 hoch, wird der Ziellade-/-entladestrom auf der Entladeseite erhöht, damit übermäßige Ladung verhindert wird. Zur Einfachheit der Beschreibung wird hinsichtlich des Ziellade-/-entladestromes die Entladeseite als positiver Wert eingestellt und die Ladeseite wird als negativer Wert eingestellt.
  • Außerdem wird der Zielmotorstrom, der vom Verbrennungsmotor 2 produziert werden soll, berechnet basierend auf dem Zielfahrstrom und dem Ziellade-/-entladestrom (105). Der Strom, der vom Verbrennungsmotor 2 produziert werden soll, hat einen Wert, den er erreicht durch Addieren (bei Entladung Subtrahieren) des Stromes, der für das Laden der Batterie 20 erforderlich ist und des Stromes, der für das Fahren des Hybridfahrzeuges erforderlich ist. Da hier die Ladeseite als negativer Wert behandelt wird, wird der Zielmotorstrom durch das Subtrahieren des Ziellade-/entladestromes vom Zielfahrstrom berechnet. Ferner werden ein Zielmotorbetriebspunkt (die Zielmotordrehzahl und das Zielmotordrehmoment), der der Fahrzeuggeschwindigkeit entspricht, basierend auf dem Suchplan für den Zielmotorbetriebspunkt, der in (106) dargestellt ist, berechnet und der Prozess kehrt sich um (107).
  • Der Suchplan für den Zielmotorbetriebspunkt ( ) sucht Punkte aus, an denen die Gesamtleistung, die durch Addieren der Leistung des Kraftübertragungssystems erreicht wird, das durch das Differentialgetriebe 8 und den ersten und zweiten Motorgenerator 4 und 5 und der Leistung des Verbrennungsmotors 2 konfiguriert wird, auf der Ausgleichstromlinie für jede Stromhöhe hoch ist und legt eine Linie fest, die durch Verbinden der Punkte als Zielmotorbetriebspunktlinie erreicht wird. Jede Zielmotorbetriebspunktlinie wird für jede Fahrzeuggeschwindigkeit 40 km/h, 80 km/h und 120 km/h in ) eingestellt. Der eingestellte Wert der Zielmotorbetriebspunktlinie kann durch ein Experiment oder durch eine Berechnung erreicht werden, die auf der Leistung des Verbrennungsmotors 2 und des ersten und zweiten Motorgenerators 4 und 5 beruht. Außerdem wird die Zielmotorbetriebspunktlinie so eingestellt, dass sie sich zur Seite der hohen Rotation bewegt, wenn sich die Fahrzeuggeschwindigkeit erhöht.
  • Die Ursache dafür ist folgende.
  • Wird, ungeachtet der Fahrzeuggeschwindigkeit, wie in dargestellt, der gleiche Motorbetriebspunkt wie der Zielmotorbetriebspunkt eingestellt, dann ist die Drehzahl des ersten Motorgenerators 4 positiv, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit niedrig ist, – der erste Motorgenerator 4 dient als Stromerzeugungsaggregat und der zweite Motorgenerator 5 dient als Elektromotor (A). Wenn sich dann die Fahrzeuggeschwindigkeit erhöht, nähert sich die Drehzahl des ersten Motorgenerators 4 dem Nullpunkt (B) und wenn sich die Fahrzeuggeschwindigkeit weiter erhöht, wird die Drehzahl des ersten Motorgenerators 4 negativ. In diesem Zustand arbeitet der erste Motorgenerator 4 als Elektromotor und der zweite Motorgenerator 5 arbeitet als Stromerzeugungsaggregat (C).
  • Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit niedrig ist (Zustände A und B), da keine Stromzirkulation auftritt, ist der Zielmotorbetriebspunkt, wie die in dargestellte Zielmotorbetriebspunktlinie der Fahrzeuggeschwindigkeit = 40 km/h zeig, nahe an einem Punkt, an dem die Leistung des Verbrennungsmotors 2 insgesamt hoch ist.
  • Falls jedoch die Fahrzeuggeschwindigkeit hoch ist (Zustand C), arbeitet der erste Motorgenerator 4 als Elektromotor, der zweite Motorgenerator 5 arbeitet als Stromerzeugungsaggregat und dementsprechend erfolgt die Stromzirkulation, wobei die Leistung des Kraftübertragungssystems verringert ist. Somit wird, wie an einem Punkt C in dargestellt, die Leistung des Kraftübertragungssystems verringert, auch wenn die Leistung des Verbrennungsmotors 2 hoch ist und damit verringert sich die Gesamtleistung.
  • Um also nicht zu bewirken, dass der Strom im Bereich hoher Fahrzeuggeschwindigkeit zirkuliert, wie E in der Liniendiagramm, die in dargestellt ist, kann die Drehzahl des ersten Motorgenerators 4 auf Null oder höher eingestellt werden. Jedoch bewegt sich in solch einem Fall der Motorbetriebspunkt des Verbrennungsmotors 2 in eine Richtung, in der die Motordrehzahl des Verbrennungsmotors 2 ansteigt. Wie also bei Punkt E in dargestellt, wird, auch wenn die Leistung des Kraftübertragungssystems hoch ist, die Leistung des Verbrennungsmotors 2 sehr verringert, wodurch sich die Gesamtleistung verringert.
  • Entsprechend, wie in dargestellt, ist der Punkt, an dem die Gesamtleistung hoch ist, der Punkt D, der dazwischen liegt, und durch Einstellen dieses Punktes als Zielmotorbetriebspunkt, kann der Betrieb mit höchster Leistung ausgeführt werden.
  • Wie oben in , werden drei Motorbetriebspunkte C, D und E auf dem Suchplan des Zielmotorbetriebspunktes dargestellt. Es ist selbstverständlich, dass ein Betriebspunkt, an dem die Gesamtleistung die höchste ist, sich eher zu einer weiteren Hochrotationsseite bewegt als ein Betriebspunkt, bei dem die Motorleistung die höchste ist, falls die Fahrzeuggeschwindigkeit hoch ist.
  • Als nächstes wird die Berechnung der Drehmomentanleitungswerte anhand des Ablaufplanes zur Kontrolle der Berechnung der Motordrehmomentanleitungswerte, die in dargestellt sind, beschrieben, die das Zieldrehmoment des ersten Motorgenerators 4 und das Zieldrehmoment des zweiten Motorgenerators 5 sind und zur Einstellung des Lade-/Entladebetrages der Batterie 20 als Zielwert verwendet werden, während die Zielantriebskraft erzeugt wird. In stellt MG1 den ersten Motorgenerator 4 und MG2 den zweiten Motorgenerator 5 dar.
  • Bei der Berechnung der Motordrehmomentanleitungswerte, wie in dargestellt, wird, wenn ein Kontrollprogramm gestartet wird (200), zuerst in Schritt 201, die Drehzahl No der Antriebswelle 7, mit dem das erste und das zweite Planetengetriebe 21 und 22 verbunden sind, auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit berechnet. Weiterhin werden die Zieldrehzahl Nmg1t des ersten Motorgenerators 4 und die Zieldrehzahl Nmg2t des zweiten Motorgenerators 5, falls die Motordrehzahl Ne die Zielmotordrehzahl Net ist, die durch das Gerät zur Einstellung des Zielmotorbetriebspunktes 47 eingestellt wurde, durch Verwendung folgender Gleichungen (1) und (2) berechnet. Diese Gleichungen (1) und (2) zur Berechnung erlangt man auf der Grundlage des Verhältnisses zwischen den Drehgeschwindigkeiten des ersten und zweiten Planetengetriebes 21 und 22.
  • Gleichung (1)
    • Nmg1t = (Net – No)·k1 + Net
  • Equation (1)
    • Nmg2t = (No – Net)·k2 + No
  • Hier sind k1 und k2, wie später noch beschrieben wird, Werte, die auf der Grundlage der Getriebeübersetzung zwischen dem ersten und dem zweiten Planetengetriebe 21 und 22 ermittelt werden.
  • Dann wird in Schritt 202 das Basisdrehmoment Tmg1i des ersten Motorgenerator 4 unter Anwendung der folgenden Gleichung (3) berechnet, die auf der Zieldrehzahl Nmg1t des ersten Motorgenerators 4 und der Zieldrehzahl Nmg2t des zweiten Motorgenerators 5 beruht, welche in Schritt 201 erreicht wurden, sowie dem Ziellade-/-entladestrom Pbatt, der vom Gerät zur Einstellung des Ziellade-/-entladestroms 45 eingestellt wurde und vom Zielmotordrehmoment Tet, das vom Gerät zur Einstellung der Zielmotorbetriebspunktes 47 eingestellt wurde.
  • Gleichung (3)
    • Tmg1i = (Pbatt·60/2π – Nmg2t·Tet/k2)/(Nmg1t + Nmg2t·(1 + k1)/k2)
  • Diese Gleichung (3) zur Berechnung kann durch die Lösung bestimmter simultaner Gleichungen aus der Drehmomentbilanzgleichung (4) abgeleitet werden, die den Ausgleich der Drehmomenteingabe zum ersten und zweiten Planetengetriebe 21 und 22 darstellt und einer Strombilanzgleichung (5), die zeigt, dass der Strom, der vom ersten und zweiten Motorgenerator 4 und 5 erzeugt oder verbraucht wurde und die Eingabe/Ausgabe von Strom für die Batterie 20 gleich sind.
  • Gleichung (4)
    • Te + (1 + k1)·Tmg1 = k2·Tmg2
  • Equation (5)
    • Nmg1·Tmg1·2π/60 + Nmg2·Tmg2·2π/60 = Pbatt
  • Als nächstes wird in Schritt 203 das Basisdrehmoment Tmg2i des zweiten Motorgenerators 5 unter Anwendung der folgenden Gleichung (6), basierend auf dem Basisdrehmoment Tmg1i des ersten Motorgenerators 4 und des Zielmotordrehmoments Tet berechnet.
  • Gleichung (6)
    • Tmg2i = (Te + (1 + k1)·Tmg1i)/k2
  • Diese Gleichung ist abgeleitet von der Gleichung (4) oben.
  • Als nächstes werden in Schritt 204, um zu erreichen, dass die Motordrehzahl den Zielwert erreicht, das Rückkopplungskorrekturdrehmoment Tmg1fb des ersten Motorgenerators 4 und das Rückkopplungskorrekturdrehmoment Tmg1fb des zweiten Motorgenerator 5 berechnet durch Multiplizieren der Abweichung der Motordrehzahl Ne von der Zielmotordrehzahl Net mit einem vorher festgelegten Rückkopplungsanstieg.
  • In Schritt 205 werden die Drehmomentanleitungswerte Tmg1 und Tmg2, die Kontrollanleitungswerte des ersten und zweiten Motorgenerators 4 und 5 sind, berechnet durch Addieren der Rückkopplungskorrekturdrehmomente Tmg1fb und Tmg2fb des ersten und zweiten Motorgenerators 4 und 5 zu den Basisdrehmomenten Tmg1i und Tmg2i, und der Prozess kehrt sich um (206).
  • Die Fahrsteuerungseinheit 38 steuert den ersten und zweiten Motorgenerator 4 und 5 entsprechend den Drehmomentanleitungswerten Tmg1 und Tmg2, wobei der Betrag der Ladung/Entladung für die Batterie 20 der Zielwert sein kann, während die Zielantriebskraft ausgegeben wird, auch wenn sich das Motordrehmoment wegen einer Störung von außen ändert.
  • Die bis zeigen die Liniendiagramme in repräsentativen Betriebszuständen. In den Liniendiagrammen werden die vier Drehkomponenten 34 bis 37 des Differentialgetriebes 8, das aus dem ersten und zweiten Planetengetriebe 21 und 22 besteht, zur ersten Drehkomponente 34, die am ersten Motorgenerator 4 (MG1) angeschlossen ist, zur zweiten Drehkomponente 35, die am Verbrennungsmotor 2 (ENG) angeschlossen ist, zur dritten Drehkomponente 36, die an der Antriebswelle 7 (OUT) angeschlossen ist und zur vierten Drehkomponente 37, die am zweiten Motorgenerator 5 (MG2) im Liniendiagramm angeschlossen ist, ausgerichtet, und das gemeinsame Hebelverhältnis zwischen den Drehkomponenten 34 bis 37 ist so angeordnet, dass k1:1:k2 in der gleichen Reihenfolge ist.
  • Hier werden die Werte k1 und k2, die auf der Grundlage der Getriebeübersetzung des Differentialgetriebes 8 ermittelt wurden, das aus dem ersten und zweiten Planetengetriebe 21 und 22 besteht, wie nachstehend definiert.
    k1 = ZR1/ZS1
    k2 = ZS2/ZR2
    ZS1: die Anzahl der Zähne des ersten Sonnenrades
    ZR1: die Anzahl der Zähne des ersten Zahnkranzes
    ZS2: die Anzahl der Zähne des zweiten Sonnenrades
    ZR2: die Anzahl der Zähne des zweiten Zahnkranzes
  • Als nächstes werden die Betriebszustände unter Verwendung eines Liniendiagramms beschrieben. Bei der Drehzahl wird die Drehrichtung der Abtriebswelle 3 des Verbrennungsmotors 2 als positive Richtung eingestellt. Außerdem, wird beim Drehmoment, das auf jede Welle eingegeben/von jeder Welle ausgegeben wird, eine Richtung, in der das Drehmoment die gleiche Richtung hat, wie das Drehmoment der Abtriebswelle 3 des Verbrennungsmotors 2, eingegeben und als positiv definiert. Wenn dementsprechend das Drehmoment der Antriebswelle 7 positiv ist, entsteht ein Zustand, in dem das Drehmoment für das Rückwärtsfahren des Hybridfahrzeuges ausgegeben wird (Abbremsung zur Zeit des Vorwärtsfahrens und Antreiben zur Zeit des Rückwärtsfahrens). Wenn andererseits das Drehmoment der Antriebswelle 7 negativ ist, entsteht ein Zustand, in dem das Drehmoment für das Vorwärtsfahren des Hybridfahrzeuges ausgegeben wird (Antreiben zur Zeit des Vorwärtsfahrens und Abbremsen zur Zeit des Rückwärtsfahrens).
  • In einem Falle, wo die Stromerzeugung oder das Rückwärtsfahren (Beschleunigung durch Übertragung von Strom auf das Antriebsrad 7 oder Beibehaltung einer ausgeglichenen Geschwindigkeit auf einer ansteigenden Fläche) durch den ersten und den zweiten Motorgenerator 4 und 5 ausgeführt wird, gibt es Verluste aufgrund von Wärmeerzeugung im ersten und zweiten Umrichter 18 und 19 und ersten und zweiten Motorgenerator 4 und 5 und dementsprechend ist die Leistung nicht 100%, wenn die Umwandlung zwischen elektrischer und mechanischer Energie vorgenommen wird. Zur Vereinfachung der Beschreibung jedoch wird angenommen, dass kein Verlust auftritt. In einem Fall, in dem der Verlust für die praktische Anwendung berücksichtigt wird, wird die Stromerzeugung so gesteuert, dass zusätzlich Strom erzeugt wird entsprechend der Energie, die aufgrund des Verlustes verbraucht wurde.
  • (1) Niedriger Gang (Abb. 13)
  • Das Fahren erfolgt unter Verwendung des Verbrennungsmotors 2 und es entsteht ein Zustand, in dem die Drehzahl des zweiten Motorgenerator 5 Null ist. Das Liniendiagramm zu dieser Zeit ist in dargestellt. Da die Drehzahl des zweiten Motorgenerators 5 Null ist, wird kein Strom verbraucht. Somit muss, in einem Fall, wo kein Laden/Entladen der Batterie 20 erfolgt, mit dem ersten Motorgenerator 4 keine Stromerzeugung ausgeführt werden und der Drehmomentanleitungswert Tmg1 des ersten Motorgenerators 4 ist Null.
  • Außerdem ist das Verhältnis zwischen der Motordrehzahl der Abtriebswelle 3 und der Drehzahl der Antriebswelle 7 (1 + k2)/k2.
  • (2) Zwischengang (Abb. 14)
  • Das Fahren erfolgt unter Verwendung des Verbrennungsmotors 2 und es entsteht ein Zustand, in dem die Drehzahlen des ersten und zweiten Motorgenerators 4 und 5 positiv sind. Das Liniendiagramm zu dieser Zeit ist in dargestellt. In diesem Fall – in einem Fall, wo kein Laden/Entladen der Batterie 20 stattfindet – wird der erste Motorgenerator 4 rückgekoppelt und der zweite Motorgenerator 5 wird durch Verwendung von rückgekoppeltem Strom entgegengesetzt betrieben.
  • (3) Hoher Gang (Abb. 15)
  • Das Fahren erfolgt unter Verwendung des Verbrennungsmotors 2 und es entsteht ein Zustand, in dem die Drehzahl des ersten Motorgenerator 4 Null ist. Das Liniendiagramm zu dieser Zeit ist in dargestellt. Da die Drehzahl des ersten Motorgenerator 4 Null ist, wird keine Rückkopplung ausgeführt. Dementsprechend wird, in einem Fall, in dem kein Laden/Entladen der Batterie 20 stattfindet, kein umgekehrter Betrieb oder keine Rückkopplung vom zweiten Motorgenerator 5 ausgeführt und der Drehmomentanleitungswert Tmg2 des zweiten Motorgenerator 5 ist Null.
  • Außerdem ist das Verhältnis zwischen der Motordrehzahl der Abtriebswelle 3 und der Drehzahl der Antriebswelle 7 – k1/(1 + k1).
  • (4) Zustand, in dem Stromzirkulation erfolgt (Abb. 16)
  • In einem Zustand, in dem die Fahrzeuggeschwindigkeit höher ist als die Getriebeübersetzung für den hohen Gang, entsteht ein Zustand, in dem der erste Motorgenerator 4 rückwärts dreht. In diesem Zustand dreht der erste Motorgenerator 4 rückwärts, wodurch er Strom verbraucht. Dementsprechend wird, in einem Fall, wo keine Ladung/Entladung der Batterie 20 erfolgt, der zweite Motorgenerator 5 rückgekoppelt und erzeugt Strom.
  • Die Fahrsteuerung 1 des Hybridfahrzeuges weist ein Verzögerungsgerät 49 auf, das das Zielmotordrehmoment verzögert, das auf das Gerät zur Berechnung des Motordrehmomentanleitungswertes 48 aufgebracht wird.
  • Die Fahrsteuerung 1 erreicht das Drehmoment, das vom Fahrer, aufgrund des Öffnungswinkels des Gaspedals abgefordert wurde und berechnet und verteilt das Zielmotordrehmoment des Verbrennungsmotors 2, und die Drehmomentanleitungswerte sind Zielmotordrehmomente des ersten und zweiten Motorgenerators 4 und 5. Da das zu erzeugende Motordrehmoment zur Zeit des Ansaugtaktes, des Kompressionstaktes und des Ausdehnungstaktes des Verbrennungsmotors 2 im Voraus festgelegt wird, tritt, um zu gestatten, dass das Motordrehmoment dem Zielmotordrehmoment folgt, eine Verzögerung auf. Da außerdem das Motordrehmoment des Verbrennungsmotors 2 durch die Einstellung des Öffnungswinkels der Drossel gesteuert wird, tritt aufgrund der Länge des Einlasssystems eine Ansaugverzögerung im Zylinder auf und dementsprechend wird der Folgevorgang hinsichtlich des Zielmotordrehmomentes weiter verzögert.
  • Mit anderen Worten, bei einer schwankenden Reaktion des Verbrennungsmotors, auch wenn das Drosselventil so gesteuert wird, dass es aufgrund der Abforderung des Fahrers offen oder geschlossen ist, erfolgt eine Reaktionsverzögerung aufgrund einer Ansaugverzögerung, die durch die Länge des Ansaugrohres bis zu jedem Zylinder des Verbrennungsmotors hervorgerufen wird und eine Arbeitstaktverzögerung des Verbrennungsmotors aus einem Ansaugtakt, in dem der Kraftstoff für den Ausdehnungstakt in den Zylinder gelangt, in dem die Verbrennung des Kraftstoffes stattfindet.
  • In einem Fall, in dem das abgeforderte Drehmoment für den Verbrennungsmotor 2 schnell in einen Zustand absinkt, in dem eine Folgeverzögerung hinsichtlich des Zielmotordrehmomentes nicht berücksichtigt wird, während das Motordrehmoment so gesteuert werden kann, dass es schnell absinkt, wie in dargestellt, ist das Motordrehmoment aufgrund der Folgeverzögerung in dem Zustand des sich ständig generierenden Drehmomentes, wie in dargestellt, und die Motordrehzahl steigt rapide an (Aufblasen) oder die Drehmomentbilanz ist gestört, wodurch das Fahrverhalten ungleichmäßig wird.
  • Somit ermittelt die Fahrsteuerung 1 des Hybridfahrzeuges, wie in dargestellt, eine Verringerung des abgeforderten Drehmomentes aufgrund des Gerätes zur Ermittlung des Öffnungswinkels des Gaspedals 39 und es umfasst ein Verzögerungsgerät 49, das das Zielmotordrehmoment verzögert, das auf das Gerät zur Berechnung des Motordrehmomentanleitungswertes 48 in einem Falle aufgebracht wird, in dem die Verringerung des abgeforderten Drehmomentes festgestellt wird.
  • Das Verzögerungsgerät 49 stellt eine Verzögerungszeit für die Verzögerungsoperation ein und ändert die Verzögerungszeit entsprechend der Zielmotordrehzahl, die durch das Gerät zur Einstellung des Zielmotorbetriebspunktes 47 eingestellt wurde. Das Verzögerungsgerät 49 verringert die Verzögerungszeit in einem Falle, wenn die Zielmotordrehzahl hoch ist und erhöht die Verzögerungszeit in einem Falle, wenn die Zielmotordrehzahl niedrig ist.
  • Das Verzögerungsgerät 49, wie in dargestellt, beinhaltet eine Einheit zur Berechnung der Verzögerungszeit 57 und eine Einheit zur Beibehaltung des Zielmotordrehmoments 58. Die Einheit zur Berechnung der Verzögerungszeit 57 berechnet eine Verzögerungszeit, die, basierend auf dem Öffnungswinkel des Gaspedals durch das Gerät zur Ermittlung des Öffnungswinkels des Gaspedals 39 und die Zielmotordrehzahl, eingestellt durch das Gerät zur Einstellung des Zielmotorbetriebspunktes 47 zur Verzögerung des Zielmotordrehmomentes verwendet wird. Die Einheit zur Beibehaltung des Zielmotordrehmomentes 58 behält das Zielmotordrehmoment nur für die Verzögerungszeit bei, die durch die Einheit zur Berechnung der Verzögerungszeit 57 berechnet wurde und verzögert die Ausgabe des Zielmotordrehmomentes.
  • Das Verzögerungsgerät 49, angedeutet durch eine gestrichelte Zweipunktlinie in , wird auf einem vorherigen Stadium der zweiten Berechnungseinheit 51 des Gerätes zur Berechnung des Motordrehzahlanleitungswertes 48 oder in der zweiten Berechnungseinheit 51 angeordnet. Das Verzögerungsgerät 49, angedeutet durch eine gestrichelte Zweipunktlinie in , behält das Zielmotordrehmoment bei, das zur Berechnung des Basisdrehmomentes des ersten Motorgenerators 4 in Schritt 202 nur für die Verzögerungszeit benutzt wird.
  • Die Fahrsteuerung 1 des Hybridfahrzeuges stellt, wie in den und dargestellt, eine Verzögerungszeit ein, die für die Verzögerung des Zielmotordrehmomentes verwendet wird und die das Zielmotordrehmoment entsprechend der Verzögerungszeit berechnet. In den and , stellt MG1 den ersten Motorgenerator 4 and MG2 den zweiten Motorgenerator 5 dar.
  • Wie in dargestellt, ermittelt die Fahrsteuerung 1 beim Berechnen des Zielmotordrehmomentes gemäß der Verzögerungszeit, sobald ein Kontrollprogramm startet (300), wie in dargestellt, den Öffnungswinkel des Gaspedals mit dem Gerät zur Ermittlung des Öffnungswinkels des Gaspedals 39 (301). Auf einem Zeitplan, der in dargestellt ist, wird das Schließen des Gaspedals durch den Fahrer ermittelt (der Zustand, in dem das Gaspedal zurückkommt).
  • In Schritt 302, wird das vom Fahrer abgeforderte Drehmoment aufgrund des Öffnungswinkels des Gaspedals berechnet. Auf einem Zeitplan, der in dargestellt ist, wird eine Abforderung zur Senkung des Drehmomentes entsprechend der Schließung des Gaspedals berechnet.
  • In Schritt 303, wird eine Folgeverzögerungszeit des Motordrehmomentes, basierend auf der Taktverzögerung des Verbrennungsmotors 2 und der Ansaugverzögerung des Verbrennungsmotors 2 berechnet. Auf einem Zeitplan, der in gezeigt ist, wird ein vorher festgelegter Betrag der Zeitverzögerung berechnet.
  • In Schritt 304, wird das Zielmotordrehmoment des ersten Motorgenerator 4 mit einer Verzögerung berechnet, die auf der Verzögerungszeit basiert, die in Schritt 303 berechnet wurde und das Zielmotordrehmoment wird zur Steuerung des Drehmomentes des ersten Motorgenerators 4 verwendet. Auf dem in dargestellten Zeitplan wird während der Verzögerungszeit die Motordrehzahl ermittelt und dementsprechend wird, um das vom Fahrer abgeforderte Drehmoment im Motordrehmoment des ersten Motorgenerators 4 zu erfüllen, das vom Motor erzeugte Drehmoment des ersten Motorgenerators 4 verringert (negatives Drehmoment wird erhöht).
  • Die Fahrsteuerung 38 führt die Steuerung durch das Einrichten einer Verzögerungszeit unter Berücksichtigung der Nachfolgeverzögerung hinsichtlich des Zielmotordrehmomentes unter Verwendung des Verzögerungsgerätes 48 sowie durch Berechnen des Zielmotordrehmoments aus, und dementsprechend wird die Steuerung der Motordrehzahl stabilisiert und das Fahrverhalten wird stabilisiert. Die Fahrsteuerung 38 berechnet das Motordrehmoment basierend auf einem Wert, den man durch Aufbringen einer Verzögerung auf das Zielmotordrehmoment erhalten hat, und steuert den ersten und den zweiten Motorgenerator 4 und 5.
  • Wie oben, beinhaltet die Fahrsteuerung 1 des Hybridfahrzeuges: das Gerät zur Einstellung der Zielantriebskraft 43, das die Zielantriebskraft basierend auf dem Öffnungswinkel des Gaspedals und der Fahrzeuggeschwindigkeit einstellt; das Gerät zur Einstellung des Zielantriebsstromes 44, das den Zielantriebsstrom basierend auf der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Zielantriebskraft einstellt; das Gerät zur Einstellung des Lade-/Entladestromes 45, das den Lade-/Entladestrom basierend auf mindestens dem Ladezustand der Batterie 20 einstellt; das Gerät zur Berechnung des Zielmotorstromes 46, das den Zielmotorstrom basierend auf dem Zielantriebsstrom und dem Ziellade-/-entladestrom berechnet; das Gerät zur Einstellung des Motorbetriebspunktes 47, das den Zielmotorbetriebspunkt basierend auf dem Zielmotorstrom und der Leistung des gesamten Systems einstellt; und das Gerät zur Berechnung des Motordrehmomentanleitungswertes 48, das die Drehmomentanleitungswerte des ersten und zweiten Motorgenerators 4 und 5 einstellt. Das Gerät zur Berechnung des Motordrehmomentanleitungswertes 49 berechnet die Drehmomentanleitungswerte des ersten und zweiten Motorgenerators 4 und 5 unter Anwendung der Drehmomentbilanzgleichung, die das Zielmotormoment beinhaltet, das am Zielmotorbetriebspunkt erforderlich ist sowie der Strombilanzgleichung, die den Ziellade-/(entladestrom beinhaltet.
  • Wenn eine Rückkopplungskorrektur erfolgt, berechnet das Gerät zur Berechnung des Motormomentanleitungswertes 48 den Drehmomentkorrekturwert (Rückkopplungskorrekturmoment) des ersten Motorgenerators 4 und einen Drehmomentkorrekturwert (Rückkopplungskorrekturmoment) des zweiten Motorgenerators 5, basierend auf der Abweichung zwischen der tatsächlichen Motordrehzahl und der Zielmotordrehzahl und stellt das Verhältnis zwischen dem Drehmomentkorrekturwert des erstem Motorgenerators 4 und dem Drehmomentkorrekturwert des zweiten Motorgenerators 5 ein, damit ein Verhältnis entsteht, das auf dem Hebelverhältnis des Differentialgetriebes 8 beruht, welches ein Stromeingabe-/-ausgabegerät ist.
  • Dementsprechend kompensiert die Fahrsteuerung 1 des Hybridfahrzeuges die Änderung des Drehmomentes des Verbrennungsmotors 2 mit der Antriebswelle 7 als Auflagepunkt durch Verwendung der Drehmomentbilanzgleichung, die eine Änderung des Drehmomentes berücksichtigt und dementsprechend, auch wenn eine Änderung des Drehmomentes des Verbrennungsmotors 2 erfolgt, nicht das Drehmoment der Antriebswelle 7 beeinflusst.
  • Die Trägheit des Verbrennungsmotors 2, die Trägheit des ersten Motorgenerators 4 und die Trägheit des zweiten Motorgenerators 5 werden vorher durch Messungen festgestellt und werden abgespeichert.
  • Außerdem stellt die Fahrsteuerung 1 die Rückkopplungskorrekturbeträge auf die Drehmomentanleitungswerte des ersten und zweiten Motorgenerators 4 und 5 ein, basierend auf der Getriebeübersetzung oder dem Hebelverhältnis des Differentialgetriebes 8, das die vier Drehkomponenten 34 bis 37 enthält, die mit dem ersten und dem zweiten Motorgenerator 4 und 5, der Antriebswelle 7 und dem Verbrennungsmotor 2 verbunden sind.
  • In der oben beschriebenen Drehmomentbilanzgleichung (4) werden die Zieldrehmomente (Drehmomentanleitungswerte) des ersten und zweiten Motorgenerators 4 und 5 und das Zielmotormoment des Verbrennungsmotors 2 ausgeglichen, basierend auf dem Hebelverhältnis, das auf der Getriebeübersetzung des Differentialgetriebes 8 beruht, welches ein Stromeingabe-/-ausgabegerät ist, das mechanisch arbeitet und den ersten und zweiten Motorgenerator 4 und 5 und den Verbrennungsmotor 2 miteinander verbindet.
  • Das Differentialgetriebe 8 als Stromeingabe-/-ausgabegerät gleicht die Drehkomponente 34 bis 37 in der Reihenfolge der ersten Drehkomponente 34, die an den ersten Motorgenerator 4 angeschlossen ist, der zweiten Drehkomponente 35, die an den Verbrennungsmotor 2 angeschlossen ist, der dritten Drehkomponente 36, die an die Antriebswelle 7 angeschlossen ist und der vierten Drehkomponente 37, die an den zweiten Motorgenerator 5 angeschlossen ist in der Reihenfolge der Anordnungszeichnung an, und das gemeinsame Hebelverhältnis dieser Drehkomponenten wird als k1:1:k2 in der gleichen Art und Weise angeordnet.
  • Dann werden der Drehmomentkorrekturwert des ersten Motorgenerators 4 und der Drehmomentkorrekturwert des zweiten Motorgenerators 5 so eingestellt, dass sie das Verhältnis beibehalten, in dem ein Wert, der durch Multiplizieren des Drehmomentkorrekturwertes des ersten Motorgenerators 4 mit k1 erreicht wurde, der gleiche ist, wie ein Wert, der durch Multiplizieren des Drehmomentkorrekturwertes des zweiten Motorgenerators 5 mit (1 + k2) erreicht wurde. Die Drehmomentbilanzgleichung kann entsprechend angewendet werden in einem Fall, in dem das Differentialgetriebe 8, zu dem die vier Drehkomponenten 34 bis 37 gehören, ähnlich zueinander konfiguriert sind und gemeinsam unterschiedliche Hebelverhältnisse aufweisen.
  • Damit kann die Fahrsteuerung 1 des Hybridfahrzeuges den ersten und zweiten Motorgenerator 4 und 5 steuern, wenn die Batterie 20 geladen oder entladen wird. Berücksichtigt man den Motorbetriebspunkt des Verbrennungsmotors 2, so können sowohl die Zielantriebskraft wie auch das Laden/Entladen gesichert werden. Durch Feinkorrektur der Drehmomentanleitungswerte des ersten und des zweiten Motorgenerators 4 und 5, kann sich die Motordrehzahl rasch dem Zielwert angleichen. Außerdem kann der Motorbetriebspunkt mit dem Zielbetriebspunkt übereinstimmen und dementsprechend kann ein entsprechender Betriebszustand entstehen.
  • Zur Fahrsteuerung 1 des Hybridfahrzeuges gehört ein Verzögerungsgerät 49, das eine Verringerung des abgeforderten Drehmoments aufgrund des Öffnungswinkels des Gaspedals ermittelt, die vom Gerät zur Ermittlung des Öffnungswinkels des Gaspedals 39 ermittelt wurde und verzögert das Zielmotordrehmoment, das auf das Gerät zur Berechnung des Motordrehmomentanleitungswertes 48 aufgebracht wird in einem Fall, in dem die Verringerung des abgeforderten Drehmomentes ermittelt wird.
  • Das Verzögerungsgerät 49, wie in dargestellt, ist zusammen mit dem Gerät zur Berechnung des Motordrehmomentanleitungswertes 48 angeordnet. Das Verzögerungsgerät 49 kann als interne Funktion zur Eingabe des Zielmotordrehmomentes in die zweite Berechnungseinheit 51 angeordnet werden, die das Basisdrehmoment Tmg1i des ersten Motorgenerators 4 errechnet oder es kann als externes Gerät in einem vorherigen Stadium der Eingabe des Zielmotordrehmomentes angeordnet werden.
  • Das Verzögerungsgerät 49 puffert hauptsächlich die Zielmotordrehmomentwerte, die nacheinander aus dem Gerät zur Einstellung des Zielmotorbetriebspunktes 47 ausgegeben werden, behält den Zielmotordrehmomentwert während des Ablaufs der eingestellten Verzögerungszeit bei und gibt Zielmotordrehmomentwerte aus, die hauptsächlich in der gleichen Art und Weise wie die Eingabereihenfolge nach dem Ablauf der eingestellten Verzögerungszeit gepuffert (verzögert) werden. Zu der Zeit, wenn die Verzögerung endet, ist zugeführte Energie gleich der abgeführten Energie. Dementsprechend kontrolliert das Gerät zur Berechnung des Motormomentanleitungswertes 48 den ersten und zweiten Motorgenerator 4 und 5 und benutzt einen Wert, der sich von dem Zielmotorbetriebspunkt unterscheidet, der vom Gerät zur Berechnung des Zielmotorbetriebspunktes 47 im Laufe der Verzögerungszeit und im Laufe der Zeit bis zur Rückkehr danach berechnet wurde.
  • Wie im Zeitablaufplan in dargestellt, verringert die Fahrsteuerung 1 sofort das Antriebsdrehmoment (Motormomentanleitungswert) des zweiten Motorgenerators 5, der für das Fahren des Fahrzeuges aufgrund der Verringerung des vom Fahrer abgeforderten Drehmomentes verantwortlich ist und erhöht das negative Drehmoment des Antriebsdrehmomentes (Motormomentanleitungswert) des ersten Motorgenerator 4 unter Berücksichtigung der Drehmomentbilanz mit dem Verbrennungsmotor 2, für den eine Steuerungsverzögerung während des Ablaufs der eingestellten Verzögerungszeit stattfindet. Nach Ablauf der eingestellten Verzögerungszeit verringert, entsprechend der Verringerung des Drehmoments des Verbrennungsmotors 2, das die Verringerung des Drehmoments reflektiert, das Antriebsmoment (Motormomentanleitungswert) des ersten Motorgenerator 4, das die Drehmomentbilanz berücksichtigt, das negative Moment.
  • Wie oben gesagt, ermittelt die Fahrsteuerung 1 des Hybridfahrzeuges eine Verringerung des vom Fahrer abgeforderten Drehmoments (Zielantriebskraft) und beurteilt eine Änderung (eine Verzögerungszeit oder eine Verringerungstendenz) des Motormoments, und stimmt dadurch die zeitliche Regulierung einer Änderung der Drehmomentanleitungswerte des ersten und zweiten Motorgenerators 4 und 5 und die zeitliche Regulierung einer Änderung der im Verbrennungsmotor 2 miteinander ab. Demzufolge wird die Drehzahl stabilisiert und das Fahrverhalten kann verbessert werden.
  • Außerdem stellt das Verzögerungsgerät 49 eine Verzögerungszeit des Zielmotormomentes ein und ändert die Verzögerungszeit entsprechend der Zielmotordrehzahl. Somit verringert das Verzögerungsgerät 49 die Verzögerungszeit in einem Fall, in dem die Zielmotordrehzahl hoch ist und erhöht die Verzögerungszeit in einem Fall, in dem die Zielmotordrehzahl niedrig ist.
  • Daraus folgt, dass die Fahrsteuerung 1 des Hybridfahrzeuges die Drehmomente des ersten und zweiten Motorgenerators 4 und 5 entsprechend der Reaktionsverzögerungszeit des Verbrennungsmotors 2 steuern kann.
  • [Anwendbarkeit in der Industrie]
  • Die vorliegende Erfindung kann die zeitliche Regulierung aufeinander abstimmen, bei der die Drehmomentanleitungswerte mehrerer Motorgeneratoren und die zeitliche Regulierung einer Zustandsänderung des Verbrennungsmotors sich ändern und kann folglich die Drehzahl stabilisieren und das Fahrverhalten verbessern, und damit kann die vorliegende Erfindung zur Steuerung der Antriebskraft eines Hybridfahrzeuges angewendet werden.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Fahrsteuerung des Hybridfahrzeuges
    2
    Verbrennungsmotor
    3
    Abtriebswelle
    4
    erster Motorgenerator
    5
    zweiter Motorgenerator
    7
    Antriebswelle
    8
    Differentialgetriebe
    18
    erster Umrichter
    19
    zweiter Umrichter
    20
    Batterie
    21
    erstes Planetengetriebe
    22
    zweites Planetengetriebe
    31
    Freilauf
    32
    Ausgabeeinheit
    34
    erste Drehkomponente
    35
    zweite Drehkomponente
    36
    dritte Drehkomponente
    37
    vierte Drehkomponente
    38
    Fahrsteuerung
    39
    Gerät zur Ermittlung des Öffnungswinkels des Gaspedals
    40
    Gerät zur Ermittlung der Fahrzeuggeschwindigkeit
    41
    Gerät zur Ermittlung der Motordrehzahl
    42
    Gerät zur Ermittlung des Batterieladezustandes
    43
    Gerät zur Einstellung der Antriebskraft
    44
    Gerät zur Einstellung des Zielantriebsstromes
    45
    Gerät zur Einstellung des Ziellade-/-entladestromes
    46
    Gerät zur Berechnung des Zielmotorstromes
    47
    Gerät zur Einstellung des Motorbetriebspunktes
    48
    Gerät zur Berechnung des Motormomentanleitungswertes
    49
    Verzögerungsgerät
  • 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
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    • JP 2008-12992 [0004]
    • JP 2008-12992 A [0008, 0014, 0015]
    • JP 2005-237119 A [0012]

Claims (2)

  1. Eine Fahrsteuerung eines Hybridfahrzeuges, zu der gehört: ein Verbrennungsmotor, der eine Abtriebswelle aufweist; eine Antriebswelle, die mit einem Antriebsrad verbunden ist; ein erster und zweiter Motorgenerator; ein Differentialgetriebe, zu dem vier Drehkomponenten gehören, die mit mehreren Motorgeneratoren, der Antriebswelle und dem Verbrennungsmotor verbunden sind; ein Gerät zur Ermittlung des Öffnungswinkels des Gaspedals, das den Öffnungswinkel des Gaspedals ermittelt; ein Gerät zur Ermittlung der Fahrzeuggeschwindigkeit, das die Fahrzeuggeschwindigkeit ermittelt; ein Gerät zur Ermittlung des Batterieladezustandes, das den Batterieladezustand ermittelt; ein Gerät zur Einstellung des Zielantriebsstromes, das den Zielantriebsstrom basierend auf dem Öffnungswinkel des Gaspedals einstellt, der vom Gerät zur Ermittlung des Öffnungswinkels des Gaspedals ermittelt wurde und die Fahrzeuggeschwindigkeit einstellt, die vom Gerät zur Ermittlung der Fahrzeuggeschwindigkeit ermittelt wurde; ein Gerät zur Einstellung des Ziellade-/-entladestromes, dass den Ziellade-/enladestrom basierend mindestens auf dem Ladezustand der Batterie einstellt, der vom Gerät zur Ermittlung des Batterieladezustandes ermittelt wurde; ein Gerät zur Berechnung des Zielmotorstromes, das den Zielmotorstrom unter Verwendung des Gerätes zur Einstellung des Zielmotorstromes und des Gerätes zur Einstellung des Ziellade-/entladestromes berechnet; ein Gerät zur Einstellung des Motorbetriebspunktes, das den Motorbetriebspunkt basierend auf dem Zielmotorstrom und der Gesamtsystemleistung einstellt; und ein Gerät zur Berechnung des Motormomentanleitungswertes, das die Motormomentanleitungswerte der Motorgeneratoren einstellt, wobei das Gerät zur Berechnung des Motormomentanleitungswertes die Momentanleitungswerte mehrerer Motorgeneratoren unter Verwendung einer Drehmomentbilanzgleichung berechnet, die das Zielmotormoment umfasst, das am Zielmotorbetriebspunkt erforderlich ist sowie unter Verwendung einer Strombilanzgleichung, die den Ziellade-/entladestrom umfasst und eine Rückkopplungskorrektur der Drehmomentanleitungswerte mehrerer Motorgeneratoren gestattet, so dass die tatsächliche Motordrehzahl der Zielmotordrehzahl nahekommt, die am Zielmotorbetriebspunkt erforderlich ist, und wobei ein Verzögerungsgerät, das eine Verringerung des abgeforderten Drehmoments basierend auf dem Öffnungswinkel des Gaspedals, der vom Gerät zur Ermittlung des Öffnungswinkels des Gaspedals erkannt wird, ermittelt und das Zielmotormoment verzögert, das auf das Gerät zur Berechnung des Motormomentanleitungswertes aufgebracht wird, wenn die Verringerung des abgeforderten Drehmomentes ermittelt wird.
  2. Die Fahrsteuerung eines Hybridfahrzeuges gemäß Anspruch 1, bei der das Verzögerungsgerät eine Verzögerungszeit zur Verzögerung des Zielmotormomentes einstellt und die Verzögerungszeit entsprechend der Zielmotordrehzahl ändert, und wobei die Verzögerungszeit kurz eingestellt wird für den Fall, in dem die Motordrehzahl hoch ist und lang eingestellt wird für den Fall in dem die Zielmotordrehzahl niedrig ist.
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