DE69927341T2 - Ausgangssteuersystem für ein Serienhybridfahrzeug - Google Patents

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Yusuke 1-4-1 Chuo Hasegawa
Takashi 1-4-1 Chuo Kakinuma
Hiroyuki 1-4-1 Chuo Abe
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Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Diese Erfindung betrifft ein System zum Steuern/Regeln einer Ausgabe eines Serienhybridfahrzeugs, insbesondere ein System zum Steuern/Regeln einer Ausgabe eines Serienhybridfahrzeugs, das die Ausgabe (Leistung) eines Generator-Motors steuert/regelt, um in Echtzeit eine von einem Elektromotor zum Antreiben der Räder benötigte Eingabe zu erreichen, bei der eine optimale Kraftstoffeffizienz bereitstellenden Maschinendrehzahl.
  • Beschreibung des dazugehörigen Fachgebiets
  • Hybridfahrzeuge, die einen Generator-Motor und eine Verbrennungskraftmaschine kombinieren, umfassen allgemein zwei Typen: Serienhyridfahrzeuge, deren Räder nur durch einen Elektromotor (Generator-Motor) angetrieben werden, und Parallelhybridfahrzeuge, deren Räder durch eines oder beides von einem Elektromotor (Generator-Motor) oder/und einer Verbrennungskraftmaschine angetrieben werden.
  • Ein Serienhybridfahrzeug ist allgemein mit einer Verbrennungskraftmaschine, einem mit der Maschine verbundenen ersten Generator-Motor, einer Batterie (Speichermittel für elektrische Energie), die mit dem ersten Generator-Motor verbunden ist und durch diesen geladen wird, und einem Elektromotor (zweiter Generator-Motor) zum Antreiben der Räder ausgestattet, welcher von der Ausgabe entweder des ersten Generator-Motors oder der Batterie mit Energie versorgt wird. Es sind verschiedene Techniken zum Steuern/Regeln der Ausgabe des ersten Generator-Motors bei einem derartigen Serienhybridfahrzeug vorgeschlagen worden.
  • Die japanische Patentanmeldungs-Offenlegungsschrift Nr. Hei 5(1993)-146,008 offenbart beispielsweise ein System zum Erreichen einer Leistungsverteilung, ohne einen mechanischen Schlag zu verursachen, welches auf die von dem Radantriebsmotor geforderte Eingabe reagiert, indem es eine Betriebsart aus "nur Batterie", "nur Generator-Motor" und "Batterie plus Generator-Motor" auswählt, die Generator-Motor-Ausgangsspannung auswählt, die benötigt wird, um die Soll-Eingabe in der ausgewählten Betriebsart zu bewirken, und, während es die Generator-Motor-Ausgangsspannung, Batterie-Ausgangsspannung, Maschinendrehzahl oder Generator-Motor-Ausgangsspannung überwacht, den Feldstrom des Generator-Motors steuert/regelt, um die bestimmte Generator-Motor-Ausgabe zu erhalten.
  • Insbesondere versucht dieses herkömmliche System, die Kraftstoffeffizienz dadurch zu verbessern, dass die Verbrennungskraftmaschine im Bereich zwischen 100% und 60% der maximalen Ausgabe betrieben wird, und indem ein Betrieb außerhalb dieses Betriebsbereichs zusammen mit der Batterie oder durch die Batterie alleine bewirkt wird.
  • Die Art, mit der diese herkömmlichen Technologien sich mit der Situation befassen, dass der Radantriebsmotor mit der maximalen Ausgabe betrieben wird, ist allerdings, dass die Batterieausgabe zu der Ausgabe des Generator-Motors addiert wird. Daher würde zu einem Zeitpunkt, wenn der Radantriebsmotor mit der maximalen Ausgabe betrieben wird, falls es versucht werden sollte, die gesamte von dem Radantriebsmotor benötigte Leistung nur von dem Generator-Motor bereitzustellen, ohne auf die Batterie zurückzugreifen, die Verbrennungskraftmaschine über einen relativ breiten Ausgabebereich betrieben werden müssen.
  • Die US 5545928 offenbart ein Verfahren zum Steuern/Regeln des Erzeugens von elektrischer Leistung bei einem Hybridfahrzeug, bei dem die Ausgabe des Generators auf Grundlage des Ladungszustands der Motorbatterie oder der Temperatur eines Katalysators in der Maschine berechnet wird. Anspruch 1 ist gegenüber diesem Dokument abgegrenzt. Peskett, J. et al beschreiben in „Proceedings of the 1997 32nd Universities Power Engineering Conference", Manchester, GB, Band 2, 1997, S. 585-588 die Steuer-/Regelanforderungen einer Hilfs-Energieeinheit zur Verwendung bei einem Hybridfahrzeug. Die EP-A1-0556942 beschreibt ein Hybridfahrzeug, welches wenigstens einen Elektromotor aufweist, der mit einem Antriebsrad oder einer Antriebsachse des Fahrzeugs gekoppelt ist.
  • Im Hinblick auf die Kraftstoffeffizienz sollte eine Verbrennungskraftmaschine vorzugsweise an dem BSFC-Punkt ("Brake Specific mean Fuel Consumption"), d. h., an dem Punkt, an dem der Kraftstoffverbrauch minimal ist, betrieben werden. Die herkömmlichen Technologien lassen Spielraum für eine Verbesserung der Kraftstoffeffizienz, insbesondere wenn, wie oben erläutert, ein Betrieb über einen relativ breiten Bereich beabsichtigt ist.
  • Wenn ferner die fahrzeugeigene Batterie relativ klein ist, und wenn sich weiterhin als Antwort auf den Betriebszustand die benötigte Ausgabe vorübergehend erhöht, muss die Zufuhr der benötigten Ausgabe in Echtzeit erfolgen.
  • Überblick über die Erfindung
  • Eine erste Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, die voranstehend erläuterten Nachteile zu beseitigen, indem ein System zum Steuern/Regeln der Ausgabe eines Serienhybridfahrzeugs bereitgestellt wird, das die Soll-Ausgabe (Leistung) des ersten Generator-Motors auf Grundlage der Erfordernisse des zweiten Generator-Motors (Elektromotor) in Echtzeit bestimmt, und die Soll-Ausgabe (Leistung) in Echtzeit zuführt, während es einen derartigen Betrieb bewirkt, dass der Kraftstoffverbrauch der Verbrennungskraftmaschine minimiert wird, d. h. der BSFC optimiert wird.
  • Wenn die Soll-Maschinendrehzahl bestimmt wird, um den BSFC zu optimieren, wird im Hinblick auf die Antwort eine schnelle Konvergenz zum Sollwert bevorzugt.
  • Eine zweite Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein System zum Steuern/Regeln der Ausgabe eines Serienhybridfahrzeugs bereitzustellen, das die Soll-Ausgabe (Leistung) des ersten Generator-Motors auf Grundlage des Erfordernisses des zweiten Generator-Motors (Elektromotor) in Echtzeit bestimmt, die Soll-Ausgabe (Leistung) in Echtzeit zuführt, während es einen Betrieb derart bewirkt, dass der Kraftstoffverbrauch der Verbrennungskraftmaschine minimiert wird, d. h. der BSFC optimiert wird, und die Antwort verbessert, indem die Maschinendrehzahl schnell zu dem Sollwert konvergiert.
  • Wenn die Maschinendrehzahl schnell zu dem Sollwert konvergiert, muss verhindert werden, dass die Verbrennungskraftmaschine abstirbt.
  • Eine dritte Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein System zum Steuern/Regeln der Ausgabe eines Serienhybridfahrzeugs bereitzustellen, das die Soll-Ausgabe (Leistung) des ersten Generator-Motors auf Grundlage des Erfordernisses des zweiten Generator-Motors (Elektromotor) in Echtzeit bestimmt, die Soll-Ausgabe (Leistung) in Echtzeit zuführt, während es einen Betrieb derart bewirkt, dass der Kraftstoffverbrauch der Verbrennungskraftmaschine minimiert wird, d. h. der BSFC optimiert wird, und die Antwort verbessert, indem die Maschinendrehzahl schnell zu dem Sollwert konvergiert, ohne dass die Verbrennungskraftmaschine abstirbt.
  • Die Erfindung löst diese Aufgaben, indem sie ein System zum Steuern/Regeln der Ausgabe eines Hybridfahrzeugs bereitstellt. Das System weist auf: eine Verbrennungskraftmaschine, deren Ausgabe durch ein Luftbetrag-Reguliermittel, z. B. ein Drosselventil, reguliert wird, einen ersten Generator-Motor, der mit der Maschine verbunden ist, um durch die Maschine gedreht zu werden, ein Speichermittel für elektrische Energie, welches mit dem ersten Generator-Motor verbunden ist, um von dem ersten Generator-Motor geladen zu werden, und einen zweiten Generator-Motor, der mit wenigstens einem von dem ersten Generator-Motor und dem Speichermittel für elektrische Energie verbunden ist, um an Antriebsräder des Fahrzeugs eine Ausgabe von wenigstens einem von dem ersten Generator-Motor und dem Speichermittel für elektrische Energie abzugeben, um das Fahrzeug anzutreiben. Das System umfasst ferner: ein Bestimmungsmittel für einen Soll-Leistungserzeugungs-Basiswert des ersten Generator-Motors zum Bestimmen eines Soll-Leistungserzeugungs-Basiswerts des ersten Generator-Motors, den der erste Generator-Motor erzeugen soll; ein Soll-Maschinendrehzahl-Bestimmungsmittel zum Bestimmen einer Soll-Maschinendrehzahl, die die Maschine erzeugen soll; ein Bestimmungsmittel für einen Soll-Leistungserzeugungsbetrag des ersten Generator-Motors zum Bestimmen eines Soll-Leistungserzeugungsbetrags des ersten Generator-Motors, den der erste Generator-Motor erzeugen soll; ein Soll-Luftbetrag-Bestimmungsmittel zum Bestimmen eines Soll-Durchsatzes des Luftbetrag-Reguliermittels auf Grundlage des Soll-Leistungserzeugungsbetrags des ersten Generator-Motors; und ein Luftbetrag-Reguliermittel-Treibermittel zum Antreiben des Luftbetrag-Reguliermittels auf Grundlage des bestimmten Luftbetrags; dadurch gekennzeichnet, dass das Bestimmungsmittel für einen Soll-Leistungserzeugungs-Betrag des ersten Generator-Motors den Soll-Leistungserzeugungs-Betrag des ersten Generator-Motors, den der erste Generator-Motor erzeugen soll, auf Grundlage des bestimmten Soll-Leistungserzeugungs-Basiswerts und der Soll-Maschinendrehzahl bestimmt, und dass das Bestimmungsmittel für einen Soll-Leistungserzeugungsbetrag des ersten Generator-Motors umfasst: ein Maschinen-Betriebszustand-Erfassungsmittel zum Erfassen des Betriebszustands der Maschine, umfassend wenigstens die von der Maschine erzeugte Maschinendrehzahl; ein Korrekturwert-Berechnungsmittel zum Berechnen einer Abweichung zwischen der erfassten Maschinendrehzahl und der bestimmten Soll-Maschinendrehzahl und zum Berechnen eines Korrekturwerts durch Multiplizieren einer Verstärkung mit der berechneten Abweichung; und ein Berechnungsmittel für einen Soll-Leistungserzeugungsbetrag des ersten Generator-Motors zum Berechnen des Soll-Leistungserzeugungsbetrags des ersten Generator-Motors durch Addieren des Korrekturwerts zum bestimm ten Leistungserzeugungs-Basiswert.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Diese und andere Aufgaben und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung und den Zeichnungen ersichtlich, bei denen:
  • 1 eine schematische Gesamtansicht ist, die ein System zum Steuern/Regeln der Ausgabe eines Serienhybridfahrzeugs gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt;
  • 2 ein Flussdiagramm ist, das den Betrieb des Systems zeigt, insbesondere die Berechnung oder Bestimmung eines Sollbetrags der Erzeugung von elektrischer Leistung PGCMD während des Betriebs des in 1 illustrierten Steuer-/Regelsystems;
  • 3 ein erläuternder Graph ist, der die Eigenschaften eines Kennfelds zeigt, das einen Soll-Leistungserzeugungs-Basiswert PGCMDBS, auf den im Flussdiagramm von 2 Bezug genommen wird, definiert;
  • 4 ein erläuternder Graph ist, der die Eigenschaften einer in 1 illustrierten Verbrennungskraftmaschine zeigt, um eine Soll-Maschinendrehzahl zu erläutern, auf die im Flussdiagramm von 2 Bezug genommen wird;
  • 5 ein Blockdiagramm ist, das eine Steuerung/Regelung einer Drosselöffnung auf Grundlage des Soll-Leistungserzeugungsbetrags während des Betriebs des in 1 illustrierten Steuer-/Regelsystems zeigt;
  • 6 ein Blockdiagramm ist, das die Steuerung/Regelung des Soll-Leistungserzeugungsbetrags während des Betriebs des in 1 illustrierten Steuer-/Regelsystems zeigt;
  • 7 ein Zeitdiagramm ist, das die in 5 und 6 illustrierte Steuerung/Regelung zeigt;
  • 8 ein erläuternder Graph ist, der die Eigenschaften eines Kennfelds zeigt, das einen oberen Grenzwert PGLMTHI zum Verhindern des Abwürgens der Maschine definiert, auf den in dem Flussdiagramm von 2 Bezug genommen wird;
  • 9 ein Flussdiagramm ist, das den Betrieb des Systems zeigt, insbesondere die Berechnung oder Bestimmung einer Soll-Drosselöffnung THCMD (im Blockdiagramm von 5 illustriert) während des Betriebs des in 1 illustrierten Steuer-/Regelsystems; und
  • 10 ein erläuternder Graph ist, der die Eigenschaften eines Kennfelds zeigt, das einen Soll-Drosselöffnungs-Basiswert THLMAP definiert, auf den im Flussdiagramm von 9 Bezug genommen wird.
  • Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
  • Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden rein exemplarisch unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
  • 1 ist eine schematische Gesamtansicht eines Ausgabe-Steuer-/Regelsystems für ein Serienhybridfahrzeug zur Erläuterung von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
  • Bezugszeichen 10 in dieser Figur bezeichnet eine OHC-Reihen-Vierzylinder-Verbrennungskraftmaschine (im Folgenden einfach als "Maschine" bezeichnet). Luft, die durch einen (nicht gezeigten) Luftfilter in ein Lufteinlassrohr 12 eingesaugt wird, das am fernen Ende der Maschine angebracht ist, wird zu den (nicht gezeigten) Zylindern durch einen Druckausgleichsbehälter (nicht gezeigt) und einen Einlasskrümmer (nicht gezeigt) zugeführt, während der Durchsatz der Luft durch ein Drosselventil 14 eingestellt wird.
  • Eine (nicht gezeigte) Kraftstoffeinspritzvorrichtung zum Einspritzen von Kraftstoff ist in der Nähe des (nicht gezeigten) Einlassventils jedes Zylinders montiert. Der eingespritzte Kraftstoff vermischt sich mit der Einlassluft, um ein Luft-Kraftstoff-Gemisch zu bilden, das in dem zugeordneten Zylinder durch eine (nicht gezeigte) Zündkerze entzündet wird. Die resultierende Ver brennung des Luft-Kraftstoff-Gemisches treibt einen (nicht gezeigten) Kolben nach unten an, um eine Kurbelwelle 16 zu drehen.
  • Das durch die Verbrennung erzeugte Abgas wird durch ein (nicht gezeigtes) Auslassventil in einen (nicht gezeigten) Auslasskrümmer ausgeleitet, von wo aus es durch ein Abgasrohr 18 zu einem (nicht gezeigten) Katalysator strömt, um gereinigt und dann an die Außenwelt abgegeben zu werden.
  • Die Maschine 10 ist mit einem ersten Generator-Motor 22 verbunden. Insbesondere ist die Kurbelwelle der Maschine 10 direkt koaxial mit einer Eingabewelle 22a des ersten Generator-Motors 22 verbunden. Der erste Generator-Motor 22 wird daher synchron mit der Drehung der Maschine 10 gedreht.
  • Der erste Generator-Motor 22 ist ein bürstenloser Gleichspannungs-Generator-Motor und kann ungefähr die gleiche Ausgabe erzeugen wie die Maschine 10. Der erste Generator-Motor 22 wird in Reaktion auf einen Soll-Befehlswert als ein Elektromotor oder als ein Generator betrieben.
  • Der erste Generator-Motor 22 ist mittels eines ersten Inverters 24 mit einer Batterie 26 (Speichermittel für elektrische Energie) verbunden, die an einem geeigneten Platz im Fahrzeug (nicht gezeigt) montiert ist, das mit der Maschine 10 ausgestattet ist. Wenn der erste Generator-Motor als ein Generator betrieben wird, wird seine Ausgabe oder Leistung (erzeugte Leistung) durch den ersten Inverter 24 in eine Gleichspannung gewandelt, und die Gleichspannung wird verwendet, um die Batterie 26 aufzuladen.
  • Wenn der erste Generator-Motor 22 als ein Elektromotor betrieben wird, wird die Batterie-Entladungsspannung durch den ersten Inverter 24 in eine Wechselspannung gewandelt und an den ersten Generator-Motor 22 angelegt, um die Maschine 10 zu drehen. Angetriebene Räder 28 des Fahrzeugs (Vorderräder, von denen nur eins gezeigt ist) sind mittels Antriebswellen 30 (von denen nur eine gezeigt ist) mit einem Differentialmechanismus 34 ver bunden, dessen Eingabe-Ende direkt mit der Ausgabewelle eines zweiten Generator-Motors 36 verbunden ist.
  • Der zweite Generator-Motor 36 ist ebenfalls ein bürstenloser Gleichspannungs-Generator-Motor und kann, wie der Generator-Motor 22, ebenfalls ungefähr die gleiche Ausgabe wie die Maschine 10 erzeugen. Der zweite Generator-Motor 36 wird ebenfalls als Antwort auf einen Soll-Befehlswert als ein Elektromotor oder als ein Generator betrieben.
  • Der zweite Generator-Motor 36 ist mittels eines zweiten Inverters 38 mit der Batterie 26 verbunden. Wenn der zweite Generator-Motor 36 als ein Generator betrieben wird, wird seine Ausgabe oder Leistung (erzeugte Leistung) durch den zweiten Inverter 38 in eine Gleichspannung umgewandelt, und die Gleichspannung wird verwendet, um die Batterie 26 aufzuladen. Wenn der zweite Generator-Motor 36 als ein Elektromotor betrieben wird, wird eine Batterie-Entladungsspannung durch den zweiten Inverter 38 in eine Wechselspannung umgewandelt und an den zweiten Generator-Motor 36 angelegt, um die Antriebsräder 28 zu drehen und das Fahrzeug voranzutreiben.
  • Das Fahrzeug ist daher als ein Serienhybridfahrzeug aufgebaut, das die Räder nur durch die Ausgabe des zweiten Generator-Motors 36 dreht. Bei dem Serienhybridfahrzeug dieser Ausführungsform wird die vom zweiten Generator-Motor 36 benötigte Eingabe (die benötigte elektrische Leistung) in Echtzeit auf Grundlage des Betriebszustands des Fahrzeugs bestimmt (berechnet) und die bestimmte (berechnete) benötigte Eingabe wird im Wesentlichen nur durch den ersten Generator-Motor 22 zugeführt, der ungefähr die gleiche Ausgabe-Leistungsfähigkeit aufweist wie die Maschine 10.
  • Während dies der allgemeine Betrieb ist, treten Ausnahmen auf, weil die Maschine 10 mit Unterbrechungen betrieben wird. Insbesondere wird sie im Hochlastbereich an dem Punkt hoher Effizienz betrieben, wo der BSFC optimal ist, d. h. am Punkt minimalen Kraftstoffverbrauchs, und wird im Nied riglastbereich angehalten. Wenn die Maschine 10 angehalten wird und der erste Generator-Motor 22 daher keine Ausgabe erzeugt, wird die von dem zweiten Generator-Motor 36 benötigte Eingabe von der Batterie 26 zugeführt.
  • Die Batterie 26 muss nur in der Lage sein, während des unterbrochenen Betriebs Leistung auszugeben, und während einer Regeneration Leistung ein-/auszugeben. Es kann daher eine Batterie mit einer relativ kleinen Kapazität sein, die in der Lage ist, eine Spannung mit dem üblicherweise bei elektrischen Fahrzeugen verwendeten Pegel (200 – 300 V) bereitzustellen. Eine zweite fahrzeugeigene Batterie 40 mit etwa 12 V ist separat von der Battere 26 an einem geeigneten Platz an der Maschine 10 vorgesehen, um Leistung zu einer elektrischen Steuer-/Regeleinheit (ECU) 70 und anderen elektrischen Komponenten zuzuführen.
  • Die Maschine 10 ist mit einem AGR-System 42 ausgestattet, das einen Bypass verwendet, um einen Teil des Abgases vom Abgasrohr 18 zum Lufteinlassrohr 12 zurückzuführen. Die AGR-Rate wird durch ein AGR-Steuer-/Regelventil 44 eingestellt. Die Maschine 10 ist ebenfalls mit einem variablen Ventileinstellungssystem (in 1 als V/T bezeichnet) ausgestattet, das die Öffnungs- und Schließzeiten und die Hübe (einschließlich der Ruhebetätigung) der Einlass- und Auslassventile variiert. Da das variable Ventileinstellungssystem z. B. in der japanischen Patentanmeldungs-Offenlegungsschrift Nr. Hei 8(1998)-74545 beschrieben ist, wird es hier nicht weiter erläutert.
  • Das Drosselventil 14 ist mit einem Schrittmotor 46 verbunden und wird durch diesen geöffnet/geschlossen, wobei der Schrittmotor 46 nicht mechanisch mit einem (nicht gezeigten) Gaspedal verbunden ist, das am Boden des Fahrzeugs in der Nähe des Sitzes des Fahrzeugführers angeordnet ist. Ein Drosselpositionssensor 50 ist mit dem Schrittmotor 46 verbunden und gibt auf Grundlage des Drehbetrags des Schrittmotors ein Signal aus, das die Öffnung des Drosselventils 14 repräsentiert (Drosselöffnung TH).
  • Ein Kurbelwinkelsensor 52, der in der Nähe der Kurbelwelle 16 der Maschine 10 eingebaut ist, gibt ein Signal aus, das die Kolben-Kurbelwinkel repräsentiert, und ein Sensor 54 für den absoluten Druck im Krümmer, der im Lufteinlassrohr 12 stromabwärts des Drosselventils 14 vorgesehen ist, gibt ein Signal aus, das den absoluten Druck im Krümmer PBA (der die Maschinenlast anzeigt) repräsentiert. Ein Kühlmittel-Temperatursensor 56, der an einem geeigneten Ort in einem Kühlwasserkanal (nicht gezeigt) der Maschine 10 vorgesehen ist, gibt ein Signal aus, das die Maschinen-Kühlmitteltemperatur TW repräsentiert.
  • Ein Stromsensor 58 und ein Spannungssensor 60, die in eine Eingabe-/Ausgabe-Schaltung der Batterie 26 eingebaut sind, geben Signale aus, die proportional zu Eingabe-/Ausgabe-Strom und -Spannung der Batterie 26 sind. Stromsensoren 62 und 64, die in Eingabe-/Ausgabe-Schaltungen des ersten Generator-Motors 22 und des zweiten Generator-Motors 36 eingebaut sind, geben Signale aus, die proportional zu den jeweiligen Eingabe-/Ausgabe-Strömen sind.
  • Die Ausgaben der Sensoren werden an die ECU 70 gesandt. Die ECU 70, welche einen Mikrocomputer umfasst, steuert/regelt den Betrieb von, unter anderem, der Maschine 10, des ersten Generator-Motors 22 und des zweiten Generator-Motors 36 auf Grundlage der Sensorausgaben.
  • Der Betrieb des Ausgabe-Steuer-/Regelsystems für das Serienhybridfahrzeug gemäß dieser Ausführungsform wird nun beschrieben.
  • 2 ist ein Flussdiagramm der Verarbeitungsschritte zum Berechnen (Bestimmen) des Soll-Betrags der elektrischen Leistungserzeugung während des Betriebs des Ausgabe-Steuer-/Regelsystems. Das Programm gemäß diesem Flussdiagramm wird in vorgeschriebenen Abständen von z. B. 10 ms ausgeführt.
  • Zuerst wird in S10 ein Soll-Leistungserzeugungs-Basiswert PGCMDBS berechnet (bestimmt).
  • Dies wird im Folgenden erläutert. Wie oben erwähnt, stellt bei dem System dieser Ausführungsform der erste Generator-Motor 22 in Echtzeit die benötigte Eingabe des zweiten Generator-Motors 36 (den Betrag der erzeugten/verbrauchten Leistung) bereit (erzeugt diesen), ohne durch die Batterie 26 zu laufen, welche daher keine hohe Kapazität benötigt. Insbesondere wird eine Soll-Ausgabe (Soll-Drehmoment und benötigte Eingabe oder Energieverbrauch) auf Grundlage des Betätigungsbetrags des Gaspedals durch den Fahrzeugführer und der momentanen Fahrzeuggeschwindigkeit bestimmt. Als nächstes wird die Soll-Ausgabe mit einem Korrekturkoeffizienten multipliziert, um sie mit der Effizienz der Batterie 26 und der Effizienzen des ersten und des zweiten Inverters 24 und 38 zu korrigieren. Das Produkt ist als der Soll-Leistungserzeugungs-Basiswert PG-CMDBS des ersten Generator-Motors 22 definiert.
  • Als nächstes wird in S12 geprüft, ob das Bit eines Flags F.EGR auf 1 gesetzt ist. Das Bit dieses Flags wird in der ECU 70 auf 1 gesetzt, wenn eine AGR-Steuerung/Regelung durchgeführt wird. Die Überprüfung in S12 führt daher auf eine Bestimmung hinaus, ob eine AGR-Steuerung/Regelung in der Maschine 10 durchgeführt wird oder nicht.
  • Wenn das Ergebnis in S12 JA ist geht das Programm bei S14 weiter, bei dem ein Wert NECMDMAP von einem Kennfeld NECMDMPE abgefragt wird (dessen Eigenschaften in 3 gezeigt sind), unter Verwendung des Soll-Leistungserzeugungs-Basiswerts PGCMDBS als Adressdatenwert, und die Soll-Maschinendrehzahl NECMD wird aus dem abgefragten Wert NECMD-MAP berechnet oder bestimmt. Wenn das Ergebnis NEIN ist, geht das Programm bei S16 weiter, bei dem die Soll-Maschinendrehzahl NECMD aus dem aus einem ähnlichen Kennfeld NECMDMP (dessen Eigenschaften nicht gezeigt sind) abgefragten Wert berechnet wird, wobei derselbe Parameter als Adressdatenwert verwendet wird.
  • 4 ist ein erläuterndes Diagramm, das zeigt, wie sich die Maschinendrehzahl NE der Maschine als eine Funktion der Last Ps (entsprechend einem absoluten Druck PVA im Krümmer im Einlassrohr) ändert. Wie gezeigt, setzt diese Ausführungsform, um einen hocheffizienten Betrieb zu erreichen, die Soll-Betriebslinie der Maschine 10 in den Bereich in der Nähe der WOT-Ausgabelinie, wo die Kraftstoffeffizienz gut ist. Insbesondere wird die Soll-Maschinendrehzahl NECMD auf den Wert gesetzt, der durch vorangegangenes Testen gefunden worden ist, um bei dem Soll-Leistungserzeugungs-Basiswert PGCMDBS den BSFC zu optimieren, d. h. den Kraftstoffverbrauch zu minimieren.
  • Zurück zur Erläuterung des Flussdiagramms von 2, wird als nächstes in S14 oder S16 die Soll-Maschinendrehzahl NECMD der Maschine 10 nach Maßgabe des derart bestimmten Soll-Leistungserzeugungs-Basiswerts PG-CMDBS bestimmt. (Da sich die Maschinenausgabe je nachdem, ob AGR betrieben wird oder nicht, unterscheidet, wird die Soll-Maschinendrehzahl NECMD entsprechend abgeändert.)
  • Als nächstes wird in S18 die Ausgabe des Kurbelwinkelsensors 52 verwendet, um die Abweichung oder den Fehler SNE zwischen der erfassten Maschinendrehzahl NE und der bestimmten Soll-Maschinendrehzahl NECMD zu berechnen oder bestimmen. Dann werden in S20 der Soll-Leistungserzeugungs-Basiswert PGCMDBS und die berechnete Abweichung SNE als Adressdaten zum Abfragen eines Kennfelds PGLMTMP (dessen Eigenschaften nicht gezeigt sind) verwendet und eine Verstärkung KNE (eine Verstärkung mit der proportionalen Steuerregel) wird aus dem abgefragten Wert KNEMAP berechnet.
  • Eine allgemeine Erläuterung des Betriebs des Ausgabe-Steuer-/Regelsystems für das Serienhybridfahrzeug gemäß dieser Ausführungsform wird nun bezogen auf 5 usw. gegeben.
  • Bei dieser Steuerung/Regelung wird der Soll-Leistungserzeugungs-Basiswert des ersten Generator-Motors 22 berechnet (bestimmt), der berechnete Wert wird korrigiert, um einen Soll-Leistungserzeugungsbetrag PGCMD in Echtzeit zu berechnen oder bestimmen, und es wird, wie in 5 gezeigt, die Ausgabe der Maschine 10 durch die Drosselöffnung TH mit Rückkopplung gesteuert/geregelt, um die erzeugte Leistungsausgabe des ersten Generator-Motors 22 zu dem Soll-Leistungserzeugungsbetrag PGCMD zu bringen.
  • Andererseits wird die Soll-Maschinendrehzahl NECMD am optimalen Punkt BSFC, d. h. dem Punkt minimalen Kraftstoffverbrauchs, für den berechneten Soll-Leistungserzeugungs-Basiswert berechnet oder bestimmt und der Soll-Leistungserzeugungs-Basiswert PGCMDBS wird korrigiert, um den Soll-Leistungserzeugungsbetrag PGCMD zu berechnen (bestimmen), um die Maschinendrehzahl NE auf die Soll-Maschinendrehzahl NECMD konvergieren zu lassen.
  • Insbesondere wird, wie in 6 gezeigt, die Abweichung zwischen der erfassten (momentanen) Maschinendrehzahl NE und der Soll-Maschinendrehzahl NECMD berechnet oder bestimmt, das Ergebnis wird mit der Verstärkung KNE multipliziert, der Soll-Leistungserzeugungs-Basiswert PGCMDBS wird zu dem Produkt addiert, und die Summe ist als der Soll-Leistungserzeugungsbetrag des ersten Generator-Motors 22 definiert.
  • Das Voranstehende wird nun genauer mit Bezug auf 7 erläutert. Es wird angenommen, dass der Soll-Leistungserzeugungs-Basiswert PGCMDBS von 5 kW auf 30 kW geändert wird, und dass, in Einklang damit, die Soll-Maschinendrehzahl NE von 1570 U/Min zu 3100 U/Min geändert wird.
  • Die Maschinenausgabe wird im Wesentlichen durch die Drosselöffnung TH gesteuert/geregelt. Die Drosselöffnung TH erhöht sich daher rapide als Antwort auf eine Erhöhung des Soll-Leistungserzeugungs-Basiswerts. Zu diesem Zeitpunkt erniedrigt sich der Soll-Leistungserzeugungswert vorüber gehend zum Änderungszeitpunkt aufgrund der vorübergehenden Erniedrigung der Ausgabe des ersten Generator-Motors 22. Danach kehrt sich dies allerdings zur Erhöhungsrichtung um, und konvergiert nach Verstreichen der Zeit dT nach dem Änderungszeitpunkt zu dem Sollwert. Aufgrund der vorübergehenden Erniedrigung der Ausgabe des ersten Generator-Motors 22, wird es ermöglicht, dass die Maschine 10 sich frei dreht. Die Maschinendrehzahl NE konvergiert daher schnell zu der Soll-Maschinendrehzahl NECMD. Die Konvergenzzeit dT wird durch die Verstärkung KNE bestimmt. Wenn die Verstärkung groß ist, ist die Konvergenz schnell, aber der Steuer-/Regelbetrag fluktuiert. Wenn sie klein ist, ist die Stabilität der Steuerung/Regelung gut, aber für die Konvergenz wird mehr Zeit benötigt.
  • Wie in 5 gezeigt, wird ein Drosselöffnungs-Korrekturwert unter Verwendung einer PID (Proportional-Integral-Differential)-Steuerregel bestimmt, während, wie in 6 gezeigt, ein Soll-Leistungserzeugungsbetrag(Ausgabe)-Korrekturwert nur unter Verwendung der P-Steuerregel berechnet oder bestimmt wird. Diese Anordnung wurde angenommen, da die Dauerzustands-Abweichung des ersten Generator-Motors 22 durch die in 5 gezeigte Drosselöffnungs-Steuerung/Regelung absorbiert werden kann, und da es ebenfalls erwünscht ist, eine Interferenz zwischen den beiden Steuer-/Regelsystemen so weit wie möglich zu verhindern.
  • Wieder zurück zur Erläuterung des Flussdiagramms von 2, wird als nächstes in S22 der Soll-Leistungserzeugungsbetrag PGCMD auf die mit Bezug auf 6 erläuterte Art und Weise berechnet oder bestimmt, d. h. durch Addieren eines Ausgabe-Korrekturwerts (Maschinendrehzahl-Rückkopplungsbetrags) zu dem Soll-Leistungserzeugungs-Basiswert PGCMDBS.
  • Dann wird in S24 ein Wert PGLMTMAP von einem Kennfeld PGLMTMP (dessen Eigenschaften in 8 gezeigt sind) abgefragt, unter Verwendung der erfassten Maschinendrehzahl NE als Adressdatenwert, und der obere Grenzwert PGLMTHI des Soll-Leistungserzeugungsbetrags PGCMD wird be rechnet oder bestimmt, indem ein kleiner Wert DPGLMTH zu dem abgefragten Wert PGLMTMAP addiert wird. Der obere Grenzwert PGLMTHI ist ein Grenzwert zum Verhindern des Absterbens der Maschine 10.
  • Insbesondere wenn der erste Generator-Motor 22 durch die Maschine 10 angetrieben wird, ist es wahrscheinlich, dass die Maschine 10 abstirbt, wenn die Ausgabe des ersten Generator-Motors sehr groß relativ zu der Maschinenausgabe wird. Ein oberer Grenzwert wird daher nach Maßgabe der Maschinendrehzahl NE gesetzt. Ein Absterben tritt mit besonders großer Wahrscheinlichkeit in einem Bereich niedriger Maschinendrehzahl und niedriger Ausgabe (NE = 1000 U/Min oder weniger) auf, da das Ausbalancieren der Maschinenausgabe und der Generator-Motor-Ausgabe in diesem Bereich schwierig ist. Der obere Grenzwert PGLMTHI ist daher gesetzt, um zu verhindern, dass die Maschinendrehzahl unter einen vorgeschriebenen Wert (NE = 1200 U/Min) fällt.
  • Dann wird in S26 des Flussdiagramms von 2 geprüft, ob der Soll-Leistungserzeugungsbetrag PGCMD größer ist als der obere Grenzwert PGLMTHI. Wenn das Ergebnis JA ist, geht das Programm bei S28 weiter, wobei der Soll-Leistungserzeugungsbetrag PGCMD durch GLMTHI ersetzt wird. Wenn das Ergebnis NEIN ist, geht das Programm bei S30 weiter, bei dem der Soll-Leistungserzeugungsbetrag als solcher ohne Änderung gesetzt wird.
  • Als nächstes wird in S32 geprüft, ob der Soll-Leistungserzeugungs-Basiswert PGCMDBS kleiner als Null (negativ) ist oder ob das Bit des Flags F.ENGRUN auf 1 gesetzt ist. Das Bit des Flags F.ENGRUN wird in einer separaten Routine (nicht gezeigt) auf 1 gesetzt, wenn die Maschine läuft. Die Überprüfung in S32 läuft daher auf eine Bestimmung hinaus, ob die Maschine angehalten ist oder ob es nicht erforderlich ist, dass der erste Generator-Motor 22 Leistung erzeugt.
  • Wenn das Ergebnis in S32 JA ist, geht das Programm bei S34 weiter, wobei der Soll-Leistungserzeugungsbetrag PGCMD auf Null gesetzt wird. Wenn es NEIN ist, geht das Programm bei S36 weiter, wo geprüft wird, ob der Soll-Leistungserzeugungsbetrag PGCMD größer ist als die maximale Ausgabe PGCMDHI des ersten Generator-Motors 22. Wenn das Ergebnis JA ist, geht das Programm bei S38 weiter, wobei der Soll-Leistungserzeugungsbetrag auf den maximalen Wert PGCMDHI begrenzt wird.
  • Wenn das Ergebnis in S36 NEIN ist, geht das Programm bei S40 weiter, wobei geprüft wird, ob der Soll-Leistungserzeugungsbetrag PGCMD kleiner als die minimale Ausgabe PGCMDLO des ersten Generator-Motors 22 ist. Wenn das Ergebnis JA ist, geht das Programm bei S42 weiter, wobei der Soll-Leistungserzeugungsbetrag PGCMD auf den minimalen Wert PGCMD-LO begrenzt wird.
  • Wenn das Ergebnis in S40 NEIN ist, geht das Programm bei S44 weiter, wobei geprüft wird, ob die erfasste Kühlmitteltemperatur TW niedriger ist als ein vorgeschriebener Wert TMVTECH/L und der Soll-Leistungserzeugungsbetrag PGCMD größer ist als ein vorgeschriebener Wert PMVTLMT.
  • Wie voranstehend erwähnt, ist die Maschine 10 mit dem variablen Ventileinstellungssystem V/T ausgestattet. Wenn die erfasste Kühlmitteltemperatur TW niedriger als der vorgeschriebene Wert TWVTECH/L ist, wird verboten, dass das variable Ventileinstellungssystem V/T eine Steuerung/Regelung zum Schalten der Ventileinstellungseigenschaften zur Hochgeschwindigkeitsseite durchführt. Der vorgeschriebene Wert PMVTLMT ist der minimale Wert, bei dem der Soll-Leistungserzeugungsbetrag nur durch die Ventileinstellungseigenschaften der Hochgeschwindigkeitsseite erzielt werden kann. Die Überprüfung in S44 läuft daher auf eine Bestimmung hinaus, ob, wenn ein Umschalten zu den Ventileinstellungseigenschaften der Hochgeschwindigkeitsseite verboten ist, der Soll-Leistungserzeugungsbetrag größer ist als der Wert, oberhalb dessen der Soll-Leistungserzeugungsbetrag nicht erzielt werden kann, ohne zu derartigen Eigenschaften umzuschalten.
  • Wenn das Ergebnis in S44 JA ist, geht das Programm bei S46 weiter, wobei der Soll-Leistungserzeugungsbetrag auf den minimalen Wert gesetzt wird. Wenn es NEIN ist, geht das Programm bei S48 weiter, wobei der Soll-Leistungserzeugungsbetrag als solcher ohne Änderungen gesetzt wird.
  • Die Berechnung oder Bestimmung der Soll-Drosselöffnung THCMD nach Maßgabe des auf die voranstehende Art und Weise bestimmten Soll-Leistungserzeugungsbetrags, die bereits allgemein mit Bezug auf 5 erläutert worden ist, wird nun detailliert beschrieben.
  • 9 ist ein Flussdiagramm der Verarbeitungsschritte für diese Berechnung oder Bestimmung. Das Programm gemäß diesem Flussdiagramm wird ebenfalls in vorbestimmten Abständen von z. B. 10 ms durchgeführt.
  • Zuerst wird in S100 geprüft, ob das Bit des Flags F.CRANK auf 1 gesetzt ist. Das Bit dieses Flags wird während einer Steuerung/Regelung, die durch eine separate Routine (nicht gezeigt) bewirkt wird, auf 1 gesetzt, wenn die Maschine 10 angelassen wird (Startmodus).
  • Wenn das Ergebnis in S100 JA ist, geht das Programm bei S102 weiter, wobei die Soll-Drosselöffnung THCMD auf einen vorbestimmten Startmoduswert THSTS gesetzt wird. Wenn es NEIN ist, geht das Programm bei S104 weiter, wobei geprüft wird, ob der Soll-Leistungserzeugungs-Basiswert PG-CMDBS kleiner als Null ist, d. h. ob ein Erzeugungsbefehl ausgegeben worden ist.
  • Wenn das Ergebnis in S104 NEIN ist, geht das Programm bei S106 weiter, wobei geprüft wird, ob das Bit des Flags F.EGR auf 1 gesetzt ist. Wenn es JA ist, geht das Programm bei S108 weiter, wobei ein Soll-Drosselöffnungs-Basiswert THLMAP aus einem Kennfeld THCMDMPE (dessen Eigenschaften in 10 gezeigt sind) abgefragt wird, unter Verwendung des Soll-Leistungserzeugungs-Basiswerts PGCMDBS als Adressdatenwert. Wenn das Ergebnis NEIN ist, geht das Programm bei S110 weiter, wobei der Soll- Drosselöffnungs-Basiswert THLMAP aus einem ähnlichen Kennfeld TH-CMDMP (dessen Eigenschaften nicht gezeigt sind) abgefragt wird.
  • Der Grund für die Verwendung eines unterschiedlichen Soll-Drosselöffnungs-Basiswerts THLMAP in Abhängigkeit davon, ob AGR stattfindet oder nicht, ist, dass sich, wie voranstehend erläutert, die Maschinenausgabe in Abhängigkeit davon, ob AGR stattfindet oder nicht, unterscheidet.
  • Als nächstes wird in S112 ein Öffnungskorrekturwert (Erzeugungs-Rückkopplungswert) berechnet oder bestimmt. Wie in 5 gezeigt, wird die Ist-Leistungsausgabe, die gerade von dem ersten Generator-Motor 22 erzeugt wird, geschätzt, und die Abweichung zwischen dem Soll-Leistungserzeugungsbetrag PGCMD, der durch die Verarbeitung des Flussdiagramms von 2 bestimmt ist, und der geschätzten Leistungsausgabe PGA wird berechnet oder bestimmt, und das Ergebnis wird mit PID (Proportional-Integral-Differential)-Steuer-/Regelverstärkungen (allgemein als "PID" in der Fig. illustriert, d. h. kpTH (P-Verstärkung), kiTH (I-Verstärkung) und kdTH (D-Verstärkung)) multipliziert, um einen Ausgabe-Korrekturbetrag KTHPG zu erhalten.
  • Insbesondere wird die verbleibende Batterie-Leistung aus den Ausgaben des Stromsensors 58 und des Spannungssensors 60 berechnet, der Energieverbrauch des zweiten Generator-Motors 36 wird von dem Ergebnis subtrahiert, um die Leistungserzeugungsspannung des ersten Generator-Motors 22 zu erhalten, das Ergebnis wird mit dem Widerstandswert des Schaltungswiderstands und dergleichen korrigiert, die Ist-Leistungsausgabe PGE, die der erste Generator-Motor 22 erzeugt, wird geschätzt, dann die Abweichung zwischen dem Soll-Leistungserzeugungsbetrag und der geschätzten Ist-Leistungsausgabe berechnet oder bestimmt, und das Ergebnis wird dann mit den PID-Verstärkungen multipliziert, um den Ausgabe-Korrekturbetrag KTHPG zu berechnen oder bestimmen.
  • Als nächstes wird in S114 der berechnete Öffnungs-Korrekturwert zu dem Soll-Drosselöffnungs-Basiswert THLMAP addiert, um die Soll-Drosselöffnung THLCMD zu erhalten.
  • Wenn das Ergebnis in S104 NEIN ist, geht das Programm bei S116 weiter, wobei geprüft wird, ob der Soll-Leistungserzeugungs-Basiswert PGCMDBS Null ist, d. h. nicht negativ, und ob daher kein Verbrauchsbefehl von der Batterie 26 und dem zweiten Generator-Motor 36 ausgegeben worden ist.
  • Wenn das Ergebnis in S116 NEIN ist, geht das Programm bei S118 weiter, wobei der Soll-Drosselöffnungs-Basiswert THLMAP aus einem Kennfeld TH-CMDMPR (dessen Eigenschaften nicht gezeigt sind, aber ähnlich des Kennfelds sind, das in S108 verwendet wird) abgefragt wird, unter Verwendung des Soll-Leistungserzeugungs-Basiswerts PGCMDBS, und geht dann bei S120 weiter, wobei die Soll-Drosselöffnung THLCMD (unverändert) auf den erfassten Wert gesetzt wird.
  • Wenn das Ergebnis in S116 JA ist, geht das Programm bei S122 weiter, wobei der Soll-Drosselöffnungs-Basiswert auf einen vorbestimmten Wert THIDLD gesetzt wird, der einer Leerlauföffnung entspricht, die fast vollständig geschlossen ist, und geht dann bei S120 weiter.
  • Das Programm geht dann bei S124 und den folgenden Schritten weiter, um die Soll-Drosselöffnung THLCMD einer Grenzwert-Prüfung zu unterziehen. Insbesondere wird in S124 geprüft, ob die berechnete Soll-Drosselöffnung THLCMD größer ist als ein oberer Grenzwert THWOTD für die Drosselöffnung. Wenn das Ergebnis JA ist, geht das Programm bei S126 weiter, wobei die Soll-Drosselöffnung THLCMD auf den oberen Grenzwert begrenzt wird.
  • Wenn das Ergebnis in S124 NEIN ist, geht das Programm bei S128 weiter, wobei geprüft wird, ob die Soll-Drosselöffnung THLCMD kleiner ist als der vorbestimmte Wert THIDLD, der der Leerlauf-Öffnung entspricht. Wenn das Ergebnis JA ist, geht das Programm bei Schritt S130 weiter, bei dem die Soll-Drosselöffnung THLCMD auf den vorbestimmten Wert begrenzt wird.
  • Wenn das Ergebnis NEIN ist, geht das Programm bei S132 weiter, wobei die Soll-Drosselöffnung THLCMD ohne Änderungen beibehalten wird.
  • Als nächstes wird in S134 die Steuer-/Regeleingabe, die dem Schrittmotor 46 zum Erzielen der gewünschten Drosselöffnung zugeführt werden soll, bestimmt, wonach in S136 die verarbeitete Variable mittels einer Schrittmotor-Treiberschaltung (nicht gezeigt) an den Schrittmotor 46 gesendet wird, um das Drosselventil 14 zur Soll-Drosselöffnung THLCMD zu treiben.
  • Wie voranstehend erläutert, berechnet oder bestimmt diese Ausführungsform die Soll-Ausgabe (den Soll-Leistungserzeugungsbetrag) des ersten Generator-Motors auf Grundlage der benötigten Eingabe (des benötigten Leistungsverbrauchsbetrags) des zweiten Generator-Motors in Echtzeit und führt die Soll-Ausgabe in Echtzeit zu, während sie die Maschinendrehzahl zu dem Punkt steuert/regelt, der den BSFC der Maschine 10 optimiert, d. h. den Kraftstoffverbrauch der Verbrennungskraftmaschine minimiert. Die Ausführungsform erreicht daher eine deutliche Verbesserung bei der Kraftstoffeffizienz.
  • Sobald ferner die Soll-Maschinendrehzahl NECMD an dem Punkt minimalen Kraftstoffverbrauchs bestimmt ist, ermöglicht es der erste Generator-Motor 22 der Maschine 10, sich frei zu drehen. Die Ist-Maschinendrehzahl NE kann daher zu der Soll-Maschinendrehzahl NECMD konvergieren.
  • Zusätzlich genügt eine Batterie mit einer relativ kleinen Kapazität, und selbst wenn die benötigte Eingabe momentan als Antwort auf den Betriebszustand steigt, kann die benötigte Eingabe in Echtzeit zugeführt werden. Die Batterie 26 ist weiterhin vor Schaden aufgrund von Überladen sicher.
  • Da ferner der Soll-Leistungserzeugungsbetrag einer Grenzwert-Prüfung unterzogen wird, tritt kein Absterben der Maschine 10 auf, selbst wenn die Maschinendrehzahl mittels des ersten Generator-Motors 22 erhöht oder verringert wird.
  • Gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung wird ein System zum Steuern/Regeln einer Ausgabe eines Serienhybridfahrzeugs bereitgestellt, welches umfasst: eine Verbrennungskraftmaschine (10), deren Ausgabe durch ein Luftbetrag-Reguliermittel (14) reguliert wird, einen Generator-Motor (22), der mit der Maschine verbunden ist, um durch die Maschine gedreht zu werden, ein Speichermittel (26) für elektrische Energie, welches mit dem ersten Generator-Motor verbunden ist, um von dem ersten Generator-Motor geladen zu werden, und einen zweiten Generator-Motor (36), der mit wenigstens einem von dem ersten Generator-Motor und dem Speichermittel für elektrische Energie verbunden ist, um an Antriebsräder (28) des Fahrzeugs eine Ausgabe von wenigstens einem von dem ersten Generator-Motor und dem Speichermittel für elektrische Energie abzugeben, um das Fahrzeug anzutreiben, dadurch gekennzeichnet, dass das System umfasst: ein Bestimmungsmittel (ECU 70, S10) für einen Soll-Leistungserzeugungs-Basiswert des ersten Generator-Motors zum Bestimmen eines Soll-Leistungserzeugungs-Basiswerts (PGCMDBS) des ersten Generator-Motors (22), den der erste Generator-Motor erzeugen soll; ein Soll-Maschinendrehzahl-Bestimmungsmittel (ECU 70, S12-S16) zum Bestimmen einer Soll-Maschinendrehzahl (NECMD), die die Maschine (10) erzeugen soll; ein Bestimmungsmittel (ECU 70, S18-S48) für einen Soll-Leistungserzeugungsbetrag des ersten Generator-Motors zum Bestimmen eines Soll-Leistungserzeugungsbetrags (PGCMD) des ersten Generator-Motors, den der erste Generator-Motor erzeugen soll, auf Grundlage des bestimmten Soll-Leistungserzeugungs-Basiswerts (PGCMDBS) und der Soll-Maschinendrehzahl (NECMD); ein Soll-Drosselöffnungs-Bestimmungsmittel (ECU 70, S100-S136) zum Bestimmen einer Soll-Drosselöffnung (THLCMD) des Drosselventils (14) auf Grundlage des Soll-Leistungserzeugungsbetrags (PGCMD) des ersten Generator-Motors (22); und ein Drosselventil-Treibermittel (ECU 70, Schrittmotor 46) zum Antreiben des Drosselventils (14) auf Grundlage der bestimmten Drosselöffnung (TH).
  • Damit ist es möglich, den Soll-Leistungserzeugungsbetrag des ersten Gene rator-Motors auf Grundlage des Erfordernisses des zweiten Generator-Motors (Elektromotors) in Echtzeit zu bestimmen, und den Soll-Betrag in Echtzeit zuzuführen, während ein Betrieb an dem Punkt bewirkt wird, der den BSFC der Verbrennungskraftmaschine optimiert, d. h. der deren Kraftstoffverbrauch minimiert.
  • Gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung umfasst das Bestimmungsmittel für einen Soll-Leistungserzeugungs-Betrag des ersten Generator-Motors: ein Maschinen-Betriebszustand-Erfassungsmittel (ECU 70, S18) zum Erfassen des Betriebszustands der Maschine (10), umfassend wenigstens die von der Maschine erzeugte Maschinendrehzahl (NE); ein Korrekturwert-Berechnungsmittel (ECU 70, S18-S20) zum Berechnen einer Abweichung (SNE) zwischen der erfassten Maschinendrehzahl (NE) und der bestimmten Soll-Maschinendrehzahl (NECMD) und zum Berechnen eines Korrekturwerts (SNE × KNE) durch Multiplizieren einer Verstärkung (KNE) mit der berechneten Abweichung (SNE); und ein Berechnungsmittel (ECU 70, S22) für einen Soll-Leistungserzeugungsbetrag des ersten Generator-Motors zum Berechnen des Soll-Leistungserzeugungsbetrags (PGCMD) des ersten Generator-Motors durch Addieren des Korrekturwerts zum bestimmten Leistungserzeugungs-Basiswert (PGCMDBS).
  • Damit ist es möglich, den Soll-Leistungserzeugungsbetrag des ersten Generator-Motors auf Grundlage des Erfordernisses des zweiten Generator-Motors (Elektromotors) in Echtzeit zu bestimmen, den Soll-Betrag in Echtzeit zuzuführen, während ein Betrieb an dem Punkt bewirkt wird, der den BSFC der Verbrennungskraftmaschine optimiert, d. h. der deren Kraftstoffverbrauch minimiert, und die Antwort zu verbessern, indem die Verbrennungskraftmaschinen-Drehzahl schnell auf den Sollwert konvergiert.
  • Gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung umfasst das Soll-Drosselöffnungs-Bestimmungsmittel: ein Soll-Drosselöffnungs-Basiswert-Bestimmungsmittel (ECU 70, S100-S118, S122) zum Bestimmen eines Soll-Drosselöffnungs-Basiswerts (THLMAP) des Drosselventils (14); ein Schätzmittel (ECU 70, S112) für die Ausgabe des ersten Generator-Motors zum Schätzen einer Ist-Leistungsausgabe (PGA) des ersten Generator-Motors (22), die der erste Generator-Motor erzeugt; ein Korrekturwert-Berechnungsmittel (ECU 70, S112) zum Berechnen einer Abweichung (PGCMD – PGA) zwischen der geschätzten Leistungsausgabe (PGA) und dem bestimmten Soll-Leistungserzeugungsbetrag (PGCMD) des ersten Generator-Motors (22) und zum Berechnen eines Korrekturwerts (KTHPG) durch Multiplizieren einer Verstärkung (PID) mit der berechneten Abweichung; und ein Soll-Drosselöffnungs-Berechnungsmittel (ECU 70, S114, S120) zum Berechnen der Soll-Drosselöffnung (THCMD) durch Addieren des Korrekturwerts zum Soll-Drosselöffnungs-Basiswert.
  • Damit ist es möglich, den Soll-Leistungserzeugungsbetrag des ersten Generator-Motors auf Grundlage des Erfordernisses des zweiten Generator-Motors (Elektromotors) in Echtzeit zu bestimmen, und den Soll-Betrag in Echtzeit zuzuführen, während ein Betrieb an dem Punkt bewirkt wird, der den BSFC der Verbrennungskraftmaschine optimiert, d. h. der deren Kraftstoffverbrauch minimiert.
  • Gemäß einem vierten Aspekt der Erfindung umfasst das Bestimmungsmittel für den Soll-Leistungserzeugungsbetrag des ersten Generator-Motors: ein Leistungs-Vergleichmittel (ECU 70, S26) zum Vergleichen des Soll-Leistungserzeugungsbetrags (PGCMD) mit einem Grenzwert (PGLMTHI); und ein Ersetzungsmittel (ECU 70, S28) zum Ersetzen des Soll-Leistungserzeugungsbetrags mit dem Grenzwert, wenn herausgefunden wird, dass der Soll-Leistungserzeugungsbetrag größer ist als der Grenzwert.
  • Damit ist es möglich, den Soll-Leistungserzeugungsbetrag des ersten Generator-Motors auf Grundlage des Erfordernisses des zweiten Generator-Motors (Elektromotors) in Echtzeit zu bestimmen, und den Soll-Betrag in Echtzeit zuzuführen, während ein Betrieb an dem Punkt bewirkt wird, der den BSFC der Verbrennungskraftmaschine optimiert, d. h. der deren Kraftstoffverbrauch minimiert, ohne dass die Verbrennungskraftmaschine abstirbt.
  • Ferner ist das System derart aufgebaut, dass das Soll-Maschinendrehzahl-Bestimmungsmittel die Soll-Maschinendrehzahl (NECMD) bestimmt, um einen Kraftstoffverbrauch zu minimieren, und dass der erste Generator-Motor (22) ungefähr die gleiche Ausgabe-Leistungsfähigkeit wie die Maschine (10) aufweist, derart dass eine Kapazität des Speichermittels (26) für elektrische Energie klein vorgesehen ist.
  • Ferner ist das System derart aufgebaut, dass die Maschine (10) mit einem Abgas-Rückführsystem (EGR 42) versehen ist, und wobei das Soll-Maschinendrehzahl-Bestimmungsmittel: ein Bestimmungsmittel (ECU 70, S12) zum Bestimmen, ob eine AGR-Steuerung/Regelung durchgeführt wird, umfasst; und die Soll-Maschinendrehzahl (NECMD) in Abhängigkeit von der Bestimmung unterschiedlich bestimmt.
  • Ferner ist das System derart aufgebaut, dass die Maschine (10) mit einem Abgas-Rückführsystem (EGR 42) ausgestattet ist, und wobei das Soll-Drosselöffnungs-Basiswert-Bestimmungsmittel: ein Bestimmungsmittel (ECU 70, S106) zum Bestimmen, ob eine AGR-Steuerung/Regelung durchgeführt wird, umfasst; und den Soll-Drosselöffnungsbasiswert (THLMAP) in Abhängigkeit von der Bestimmung unterschiedlich bestimmt.
  • Ferner ist das System derart aufgebaut, dass die Maschine (10) mit einem variablen Ventileinstellungssystem (V/T) ausgestattet ist, und wobei das Bestimmungsmittel für den Soll-Leistungserzeugungsbetrag des ersten Generator-Motors: ein Bestimmungsmittel (ECU 70, S44) umfasst, zum Bestimmen, ob, wenn ein Umschalten zu Ventileinstellungseigenschaften der Hochgeschwindigkeitsseite verboten ist, der Soll-Leistungserzeugungsbetrag (PGCMD) ohne Schalten zu den Eigenschaften erzielt wird; und den Soll-Leistungserzeugungsbetrag (PGCMD) des ersten Generator-Motors abhängig von der Bestimmung separat bestimmt.
  • Bei dem System ist die Verstärkung (KNE) eine P-Verstärkung und die Verstärkung (PID) umfasst eine P-Verstärkung, eine I-Verstärkung und eine D-Verstärkung.
  • Obwohl die Erfindung mit Bezug auf ein Serienhybridfahrzeug erläutert worden ist, kann sie auch bei einem Parallelhybridfahrzeug angewendet werden.
  • Obwohl im Voranstehenden eine Batterie als das Speichermittel für elektrische Energie verwendet wird, kann stattdessen ein Kondensator oder jedes andere Mittel, das elektrische Energie speichern kann, verwendet werden.
  • Obwohl die Maschinenausgabe im Voranstehenden durch die Drosselöffnung TH gesteuert/geregelt ist, kann sie stattdessen dadurch gesteuert/geregelt werden, dass der Durchsatz der Einlassluft durch Verwendung eines anderen Einlassluftbetrag-Reguliermittels als einer Drossel gesteuert/geregelt wird.

Claims (10)

  1. System zum Steuern/Regeln der Ausgabe eines Hybridfahrzeugs, welches umfasst: eine Verbrennungskraftmaschine (10), deren Ausgabe durch ein Luftbetrag-Reguliermittel (14) reguliert wird, einen ersten Generator-Motor (22), der mit der Maschine verbunden ist, um durch die Maschine gedreht zu werden, ein Speichermittel (26) für elektrische Energie, welches mit dem ersten Generator-Motor verbunden ist, um von dem ersten Generator-Motor geladen zu werden, und einen zweiten Generator-Motor (36), der mit wenigstens einem von dem ersten Generator-Motor und dem Speichermittel für elektrische Energie verbunden ist, um an Antriebsräder (28) des Fahrzeugs eine Ausgabe von wenigstens einem von dem ersten Generator-Motor und dem Speichermittel für elektrische Energie abzugeben, um das Fahrzeug anzutreiben, wobei das System ferner umfasst: ein Bestimmungsmittel (ECU 70, S10) für einen Soll-Leistungserzeugungs-Basiswert des ersten Generator-Motors zum Bestimmen eines Soll-Leistungserzeugungs-Basiswerts (PGCMDBS) des ersten Generator-Motors (22), den der erste Generator-Motor erzeugen soll; ein Soll-Maschinendrehzahl-Bestimmungsmittel (ECU 70, S12-S16) zum Bestimmen einer Soll-Maschinendrehzahl (NECMD), die die Maschine (10) erzeugen soll; ein Bestimmungsmittel (ECU 70, S18-S48) für einen Soll-Leistungserzeugungsbetrag des ersten Generator-Motors zum Bestimmen eines Soll-Leistungserzeugungsbetrags (PGCMD) des ersten Generator-Motors, den der erste Generator-Motor erzeugen soll; ein Soll-Luftbetrag-Bestimmungsmittel (ECU 70, S100-S136) zum Bestimmen eines Soll-Durchsatzes (THLCMD) des Luftbetrag- Reguliermittels (14) auf Grundlage des Soll-Leistungserzeugungsbetrags (PGCMD) des ersten Generator-Motors (22); und ein Luftbetrag-Reguliermittel-Treibermittel (ECU 70, Schrittmotor 46) zum Antreiben des Luftbetrag-Reguliermittels (14) auf Grundlage des bestimmten Luftbetrags (TH); dadurch gekennzeichnet, dass das Bestimmungsmittel (ECU 70, S18-S48) für einen Soll-Leistungserzeugungs-Betrag des ersten Generator-Motors den Soll-Leistungserzeugungs-Betrag (PGCMD) des ersten Generator-Motors, den der erste Generator-Motor erzeugen soll, auf Grundlage des bestimmten Soll-Leistungserzeugungs-Basiswerts (PGCMDBS) und der Soll-Maschinendrehzahl (NECMD) bestimmt, und dass das Bestimmungsmittel für einen Soll-Leistungserzeugungsbetrag des ersten Generator-Motors umfasst: ein Maschinen-Betriebszustand-Erfassungsmittel (ECU 70, S18) zum Erfassen des Betriebszustands der Maschine (10), umfassend wenigstens die von der Maschine erzeugte Maschinendrehzahl (NE); ein Korrekturwert-Berechnungsmittel (ECU 70, S18-S20) zum Berechnen einer Abweichung (SNE) zwischen der erfassten Maschinendrehzahl (NE) und der bestimmten Soll-Maschinendrehzahl (NECMD) und zum Berechnen eines Korrekturwerts (SNE × KNE) durch Multiplizieren einer Verstärkung (KNE) mit der berechneten Abweichung (SNE); und ein Berechnungsmittel (ECU 70, S22) für einen Soll-Leistungserzeugungsbetrag des ersten Generator-Motors zum Berechnen des Soll-Leistungserzeugungsbetrags (PGCMD) des ersten Generator-Motors durch Addieren des Korrekturwerts zum bestimmten Leistungserzeugungs-Basiswert (PGCMDBS).
  2. System nach Anspruch 1, wobei das Soll-Luftbetrag-Bestimmungsmittel umfasst: ein Soll-Drosselöffnungs-Basiswert-Bestimmungsmittel (ECU 70, S100-S118, S122) zum Bestimmen eines Soll-Drosselöffnungs-Basiswerts (THLMAP) eines Drosselventils (14); ein Schätzmittel (ECU 70, S112) für die Ausgabe des ersten Generator-Motors zum Schätzen einer Ist-Leistungsausgabe (PGA) des ersten Generator-Motors (22), die der erste Generator-Motor erzeugt; ein Korrekturwert-Berechnungsmittel (ECU 70, S112) zum Berechnen einer Abweichung (PGCMD – PGA) zwischen der geschätzten Leistungsausgabe (PGA) und dem bestimmten Soll-Leistungserzeugungsbetrag (PGCMD) des ersten Generator-Motors (22) und zum Berechnen eines Korrekturwerts (KTHPG) durch Multiplizieren einer Verstärkung (PID) mit der berechneten Abweichung; und ein Soll-Drosselöffnungs-Berechnungsmittel (ECU 70, S114, S120) zum Berechnen der Soll-Drosselöffnung (THCMD) durch Addieren des Korrekturwerts zum Soll-Drosselöffnungs-Basiswert.
  3. System nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Bestimmungsmittel für den Soll-Leistungserzeugungsbetrag des ersten Generator-Motors umfasst: ein Leistungs-Vergleichmittel (ECU 70, S26) zum Vergleichen des Soll-Leistungserzeugungsbetrags (PGCMD) mit einem Grenzwert (PGLMTHI); und ein Ersetzungsmittel (ECU 70, S28) zum Ersetzen des Soll-Leistungserzeugungsbetrags mit dem Grenzwert, wenn herausgefunden wird, dass der Soll-Leistungserzeugungsbetrag größer ist als der Grenzwert.
  4. System nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Soll-Maschinendrehzahl-Bestimmungsmittel die Soll-Maschinendrehzahl (NECMD) bestimmt, um einen Kraftstoffverbrauch zu minimieren.
  5. System nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der erste Generator-Motor (22) ungefähr die gleiche Ausgabe-Leistungsfähigkeit wie die Maschine (10) aufweist, so dass eine Kapazität des Speichermittels (26) für elektrische Energie klein vorgesehen ist.
  6. System nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Maschine (10) mit einem Abgas-Rückführsystem (EGR 42) versehen ist, und wobei das Soll-Maschinendrehzahl-Bestimmungsmittel: ein Bestimmungsmittel (ECU 70, S12) zum Bestimmen, ob eine AGR-Steuerung/Regelung durchgeführt wird, umfasst; und die Soll-Maschinendrehzahl (NECMD) in Abhängigkeit von der Bestimmung unterschiedlich bestimmt.
  7. System nach Anspruch 2 oder einem der Ansprüche 3 bis 6, sofern auf Anspruch 2 rückbezogen, wobei die Maschine (10) mit einem Abgas-Rückführsystem (EGR 42) ausgestattet ist, und wobei das Soll-Drosselöffnungs-Basiswert-Bestimmungsmittel: ein Bestimmungsmittel (ECU 70, S106) zum Bestimmen, ob eine AGR-Steuerung/Regelung durchgeführt wird, umfasst; und den Soll-Drosselöffnungsbasiswert (THLMAP) in Abhängigkeit von der Bestimmung unterschiedlich bestimmt.
  8. System nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Maschine (10) mit einem variablen Ventileinstellungssystem (V/T) ausgestattet ist, und wobei das Bestimmungsmittel für den Soll-Energieerzeugungsbetrag des ersten Generator-Motors: ein Bestimmungsmittel (ECU 70, S44) umfasst, zum Bestimmen, ob, wenn ein Umschalten zu Ventileinstellungseigenschaften der Hochgeschwindigkeitsseite verboten ist, der Soll-Energieerzeugungsbetrag (PGCMD) ohne Schalten zu den Eigenschaften erzielt wird; und den Soll-Energieerzeugungsbetrag (PGCMD) des ersten Generator-Motors abhängig von der Bestimmung separat bestimmt.
  9. System nach Anspruch 1, wobei die Verstärkung (KNE) eine P-Ver stärkung ist.
  10. System nach Anspruch 2, wobei die Verstärkung (PID), eine P-Verstärkung, eine I-Verstärkung und eine D-Verstärkung umfasst.
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