DE112011104958T5 - Motorstartsteuervorrichtung für Hybridfahrzeug - Google Patents

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Yoshiki Ito
Hitoshi Ohkuma
Masaaki Tagawa
Masakazu Saito
Yukihiro Hosoe
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Suzuki Motor Corp
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Abstract

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Verbrennungsmotor zu starten und dabei eine Antriebskraft abzugeben, die von einem Fahrer verlangt wird. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Motorstartsteuervorrichtung eines Hybridfahrzeugs bereitgestellt, die Folgendes umfasst: ein Mittel zum Berechnen der angestrebten Verbrennungsmotor-Drehzahl zum Startzeitpunkt; ein Mittel zum Berechnen des angestrebten Verbrennungsmotor-Drehmoments zum Startzeitpunkt; ein Mittel zum Berechnen der angestrebten Verbrennungsmotorleistung, das die angestrebe Verbrennungsmotorleistung basierend auf der angestrebten Verbrennungsmotor-Drehzahl und dem angestrebten Verbrennungsmotor-Drehmoment berechnet; ein Mittel zum Erkennen des Ausmaßes der Betätigung des Gaspedals; ein Mittel zum Erkennen der Fahrzeuggeschwindigkeit; ein Mittel zum Berechnen der angestrebten Antriebsleistung, das die angestrebte Antriebsleistung basierend auf dem Ausmaß der Betätigung des Gaspedals und der Fahrzeuggeschwindigkeit berechnet; ein Mittel zum Berechnen der angestrebten elektrischen Energie, das einen Unterschied zwischen der angestrebten Antriebsleistung und der angestrebten Verbrennungsmotorleistung als angestrebte elektrische Energie einstellt; und ein Mittel zum Berechnen eines Sollwertes für das Motordrehmoment, das Drehmoment-Sollwerte einer Vielzahl von Motorgeneratoren unter Verwendung einer Drehmoment-Bilanzgleichung, die das angestrebte Verbrennungsmotor-Drehmoment umfasst, und einer Bilanzgleichung der elektrischen Energie, welche die angestrebte elektrische Energie umfasst, berechnet.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Motorstartsteuervorrichtung für ein Hybridfahrzeug, die eine Vielzahl von Energiequellen umfasst, ihre Energie unter Verwendung eines Differenzialgetriebemechanismus kombiniert, und die kombinierte Energie in eine Antriebswelle eingibt oder von dieser abgibt, und betrifft genauer gesagt eine Motorstartsteuervorrichtung für ein Hybridfahrzeug, welche die Energie zum Zeitpunkt des Startens eines Motors angemessen steuern kann.
  • HINTERGRUND
  • Herkömmlicherweise gibt es als Form eines Hybridfahrzeugs, das einen Elektromotor und einen Verbrennungsmotor anders als in serienmäßiger oder paralleler Form umfasst, wie es in den japanischen Patentauslegeschriften (J2-A) Nr. 9-170533 , 10-325345 und dergleichen offenbart wird, eine Form, bei der das Drehmoment der Energie des Verbrennungsmotors dadurch umgewandelt wird, dass die Energie des Verbrennungsmotors auf einen Stromerzeuger und eine Antriebswelle durch Verwenden eines Planetengetriebemechanismus (eines Differenzialgetriebemechanismus mit drei drehbaren Bauteilen) und zweier Elektromotoren und durch Antreiben eines Elektromotors, der an der Antriebswelle angeordnet ist, unter Verwendung der elektrischen Energie, die von dem Stromerzeuger generiert wird, verteilt wird. Dies soll als „dreiachsiger” Typ bezeichnet werden.
  • Gemäß dieser herkömmlichen Technologie kann man den Verbrennungsmotor-Betriebspunkt des Verbrennungsmotors auf einen beliebigen Punkt einstellen, wozu auch ein Anhalten gehört, und entsprechend kann die Kraftstoffeffizienz verbessert werden. Jedoch nicht so viel wie für die serielle Bauform, und da ein Elektromotor, der ein relativ hohes Drehmoment aufweist, notwendig ist, um ein ausreichendes Antriebswellen-Drehmoment zu erreichen, und der Betrag der Übertragung und Aufnahme der elektrischen Energie zwischen dem Stromerzeuger und dem Elektromotor in einem niedrigen Übersetzungsverhältnisbereich zunimmt, nimmt der elektrische Verlust zu und es besteht weiterhin ein gewisses Verbesserungspotenzial.
  • Als Verfahren zum Lösen dieser Aufgabe gibt es die Verfahren, die in den Patenten Nr. 3 578 451 und JP-A Nr. 2002-281607 offenbart werden, die von den Anmeldern der vorliegenden Erfindung eingereicht wurden.
  • Bei dem Verfahren, das in der JP-A Nr. 2002-281607 offenbart wird, ist eine Antriebswelle, die mit einer Abtriebswelle eines Verbrennungsmotors verbunden ist, ein erster Motorgenerator (nachstehend als „MG1” bezeichnet), ein zweiter Motorgenerator (nachstehend als „MG2” bezeichnet) und ein Antriebsrad mit jedem drehbaren Bauteil eines Differenzialgetriebemechanismus verbunden, der vier drehbare Bauteile aufweist, die Energie des Verbrennungsmotors und die Energie der MG1 und MG2 werden kombiniert, und die kombinierte Energie wird an die Antriebswelle abgegeben.
  • Zusätzlich kann bei dem Verfahren, das in der JP-A Nr. 2002-281607 offenbart wird, durch Anordnen einer Abtriebswelle eines Verbrennungsmotors und einer Antriebswelle, die mit einem Antriebsrad verbunden ist, in einem drehbaren Bauteil, das auf der Innenseite in einem Nomogramm angeordnet ist, und durch Anordnen des MG1 (Verbrennungsmotorseite) und MG2 (Antriebswellenseite) in einem drehbaren Bauteil, das auf der Außenseite des Nomogramms angeordnet ist, das Verhältnis der Energie, die für die MG1 und MG2 geladen wird. zu der Energie, die an die Antriebswelle aus dem Verbrennungsmotor abgegeben wird, abnehmen, wodurch die MG1 und MG2 miniaturisiert werden können und die Übertragungseffizienz der Antriebsvorrichtung verbessert werden kann. Dies soll als „vierachsiger” Typ bezeichnet werden.
  • Zusätzlich wurde ein Verfahren, das in dem Patent Nr. 3 578 451 offenbart wurde und ähnlich wie das zuvor beschriebene Verfahren ist, vorgeschlagen, bei dem ein zusätzliches fünftes drehbares Bauteil enthalten ist und eine Bremse, die dieses drehbare Bauteil anhält, angeordnet ist.
  • Bei der zuvor beschriebenen herkömmlichen dreiachsigen Technologie, wie sie in der JP-A Nr. 9-170533 offenbart wird, wird für den Fall, dass eine Bestimmung des Verbrennungsmotorstarts vorgenommen wird, der Verbrennungsmotor durch den MG1 angetrieben, und der MG2 wird gesteuert, um eine Antriebskraft auszugleichen, die an der Antriebswelle auf Grund einer Reaktionskraft oder dergleichen generiert wird, wodurch Variationen des Drehmoments der Antriebswelle zum Zeitpunkt des Startens des Verbrennungsmotors unterdrückt werden. Zusätzlich erfolgt in der JP-A Nr. 10-325345 , für den Fall, dass eine Bestimmung des Verbrennungsmotorstarts vorgenommen wird, die Steuerung des MG1 derart, dass die Drehzahl des MG1 eine angestrebte Drehzahl wird, um den Verbrennungsmotor zu starten, und Variationen des Drehmoments, die auf den Antrieb des MG1 zurückzuführen sind, werden durch den MG2 korrigiert, wodurch Variationen des Drehmoments der Antriebswelle zum Zeitpunkt des Startens des Verbrennungsmotors unterdrückt werden.
  • ENTGEGENHALTUNGEN
  • Patentliteratur
    • [PTL 1] JP-A Nr. 9-170533
    • [PTL 2] JP-A Nr. 10-325345
    • [PTL 3] Patent Nr. 3 578 451
    • [PTL 4] JP-A Nr. 2002-281607
  • KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
  • Technisches Problem
  • Bei einer herkömmlichen Motorstartsteuervorrichtung für ein Hybridfahrzeug hat jedoch für den Fall des „dreiachsigen Typs” das Drehmoment des MG2 keinen Einfluss auf die Drehmomentbilanz, und entsprechend kann durch Berechnen des Reaktionsdrehmoments, das an die Antriebswelle von dem Verbrennungsmotor und dem MG1 abgegeben wird, basierend auf dem Drehmoment des MG1, das zum Starten des Verbrennungsmotors und zum Steuern des Drehmoments des MG2 abgegeben wird, um das Reaktionsdrehmoment auszugleichen, der Verbrennungsmotor ohne Variation des Drehmoments der Antriebswelle gestartet werden.
  • Für den Fall des „vierachsigen Typs” konfigurieren die Antriebswelle und der MG2 jedoch voneinander unterschiedliche Wellen, und das Drehmoment des MG2 hat einen Einfluss auf die Drehmomentbilanz. Entsprechend besteht das Problem, dass das Steuerverfahren für den „dreiachsigen Typ” nicht anwendbar ist.
  • Zusätzlich wurde mit Bezug auf die Steuerung des „vierachsigen Typs” ein Verfahren wie nachstehend von den Anmeldern der vorliegenden Erfindung angewendet.
  • Bei dieser Anmeldung wird bei einem Hybridfahrzeug, das die Leistungsabgabe eines Verbrennungsmotors und die Energie des MG1 und des MG2 kombiniert und eine Antriebswelle antreibt, die mit Antriebsrädern verbunden ist, ein Antriebskraftwert, zu dem ein Energieunterstützungsteil gemäß der elektrischen Energie hinzugefügt wird, als Maximalwert einer angestrebten Antriebskraft im Voraus eingestellt, die angestrebte Antriebsleistung wird basierend auf der angestrebten Antriebskraft erreicht, deren Parameter das Ausmaß der Betätigung des Gaspedals und eine Fahrzeuggeschwindigkeit sind; und die Fahrzeuggeschwindigkeit, ein Wert, der durch Addieren der angestrebten Lade-/Entladeleistung basierend auf dem Ladezustand SOC der Batterie erreicht wird, mit der angestrebten Antriebsleistung und einer maximalen Leistungsabgabe, die von dem Verbrennungsmotor abgegeben werden kann, werden miteinander verglichen; und ein geringerer Wert wird als angestrebte Verbrennungsmotorleistung erreicht, ein angestrebter Verbrennungsmotor-Betriebspunkt wird basierend auf der angestrebten Verbrennungsmotorleistung erreicht; die angestrebte elektrische Energie, die ein Zielwert der elektrischen Ein-/Ausgangsenergie der Batterie ist, wird basierend auf einem Unterschied zwischen der angestrebten Antriebsleistung und der angestrebten Verbrennungsmotorleistung erreicht; und Steuersollwerte (Drehmoment-Sollwerte) des Drehmoments von MG1 und des Drehmoments von MG2 werden unter Verwendung einer Drehmoment-Bilanzgleichung, die das angestrebte Verbrennungsmotor-Drehmoment umfasst, und einer Bilanzgleichung der elektrischen Energie, welche die angestrebte elektrische Energie umfasst, berechnet.
  • Obwohl das Drehmoment bei dem „vierachsigen” Typ angemessen gesteuert werden kann, wird jedoch auch bei diesem Verfahren die Steuerung mit Bezug auf den Start des Verbrennungsmotors nicht erwähnt und es besteht weiterhin ein gewisses Verbesserungspotenzial.
  • Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Verbrennungsmotor zu starten, während eine Antriebskraft, die von einem Fahrer verlangt wird, abgegeben wird.
  • Problemlösung
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Motorstartsteuervorrichtung eines Hybridfahrzeugs bereitgestellt, die den Antrieb des Fahrzeugs unter Verwendung der Leistungsabgaben eines Verbrennungsmotors und einer Vielzahl von Motorgeneratoren steuert. Die Motorstartsteuervorrichtung umfasst: ein Mittel zum Berechnen der angestrebten Verbrennungsmotor-Drehzahl zum Startzeitpunkt, das eine angestrebte Verbrennungsmotor-Drehzahl zum Zeitpunkt des Startens des Verbrennungsmotors berechnet; ein Mittel zum Berechnen des angestrebten Verbrennungsmotor-Drehmoments zum Startzeitpunkt, welches das Drehmoment berechnet, das zum Anlassen des Verbrennungsmotors notwendig ist; ein Mittel zum Berechnen der angestrebten Verbrennungsmotorleistung, das die angestrebte Verbrennungsmotorleistung basierend auf der angestrebten Verbrennungsmotor-Drehzahl, die von dem Mittel zum Berechnen der angestrebten Verbrennungsmotor-Drehzahl zum Startzeitpunkt berechnet wird, und auf dem angestrebten Verbrennungsmotor-Drehmoment, das von dem Mittel zum Berechnen des angestrebten Verbrennungsmotor-Drehmoments zum Startzeitpunkt berechnet wird, berechnet; ein Mittel zum Erkennen des Ausmaßes der Betätigung des Gaspedals, das ein Ausmaß einer Betätigung eines Gaspedals des Fahrzeugs erkennt; ein Mittel zum Erkennen der Fahrzeuggeschwindigkeit, das eine Fahrzeuggeschwindigkeit erkennt; ein Mittel zum Berechnen der angestrebten Antriebsleistung, das die angestrebte Antriebsleistung basierend auf dem Ausmaß der Betätigung des Gaspedals, das von dem Mittel zum Erkennen des Ausmaßes der Betätigung des Gaspedals erkannt wird, und auf der Fahrzeuggeschwindigkeit, die von dem Mittel zum Erkennen der Fahrzeuggeschwindigkeit erkannt wird, berechnet; ein Mittel zum Berechnen der angestrebten elektrischen Energie, das einen Unterschied zwischen der angestrebten Antriebsleistung, die von dem Mittel zum Berechnen der angestrebten Antriebsleistung berechnet wird, und der angestrebten Verbrennungsmotorleistung, die von dem Mittel zum Berechnen der angestrebten Verbrennungsmotorleistung berechnet wird, als angestrebte elektrische Energie einstellt; und ein Mittel zum Berechnen eines Sollwertes für das Motordrehmoment, das die Drehmoment-Sollwerte einer Vielzahl von Motorgeneratoren unter Verwendung einer Drehmoment-Bilanzgleichung, die das angestrebte Verbrennungsmotor-Drehmoment umfasst, und einer Bilanzgleichung der elektrischen Energie, welche die angestrebte elektrische Energie umfasst, berechnet.
  • Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein Verbrennungsmotor gestartet werden, während eine Antriebskraft, die von einem Fahrer verlangt wird, abgegeben wird.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Es zeigen:
  • 1 ein Systemkonfigurationsdiagramm einer Motorstartsteuervorrichtung für ein Hybridfahrzeug.
  • 2 ein Steuerungsblockdiagramm zum Berechnen einer angestrebten Verbrennungsmotor-Drehzahl zum Startzeitpunkt, eines angestrebten Verbrennungsmotor-Drehmoments zum Startzeitpunkt und einer angestrebten elektrischen Energie.
  • 3 ein Steuerungsblockdiagramm zum Berechnen eines Drehmoment-Sollwertes eines Motorgenerators.
  • 4 ein Steuerungsablaufschema zum Berechnen eines angestrebten Verbrennungsmotor-Betriebspunktes.
  • 5 ein Steuerungsablaufschema zum Berechnen eines Drehmoment-Sollwertes eines Motorgenerators.
  • 6 eine Abbildung zum Ablesen einer angestrebten Antriebskraft gemäß einer Fahrzeuggeschwindigkeit und dem Öffnungsgrad des Gaspedals.
  • 7 eine Abbildung zum Ablesen einer angestrebten Lade-/Entladeleistung gemäß dem Ladezustand einer Batterie.
  • 8 eine Abbildung zum Ablesen des angestrebten Verbrennungsmotor-Betriebspunktes gemäß dem Verbrennungsmotor-Drehmoment und einer Verbrennungsmotor-Drehzahl.
  • 9 ein Nomogramm für den Fall, dass sich die Fahrzeuggeschwindigkeit am gleichen Verbrennungsmotor-Betriebspunkt ändert.
  • 10 ein Diagramm, das eine Linie der höchsten Verbrennungsmotoreffizienz und eine Linie der höchsten Gesamteffizienz in einer Abbildung zum Ablesen eines angestrebten Verbrennungsmotor-Betriebspunktes, die durch das Verbrennungsmotor-Drehmoment und eine Verbrennungsmotor-Drehzahl gebildet wird, abbildet.
  • 11 ein Diagramm, das die Effizienz auf einer Isoleistungslinie abbildet, die durch die Effizienz und eine Verbrennungsmotor-Drehzahl gebildet wird.
  • 12 ein Nomogramm der Punkte (D, E und F) auf einer Isoleistungslinie.
  • 13 ein Nomogramm des Zustands eines niedrigen Übersetzungsverhältnisses.
  • 14 ein Nomogramm des Zustands eines mittleren Übersetzungsverhältnisses.
  • 15 ein Nomogramm des Zustands eines hohen Übersetzungsverhältnisses.
  • 16 ein Nomogramm des Zustands, in dem die Stromleitung erfolgt.
  • 17 ein Nomogramm zum Zeitpunkt des Startens eines Verbrennungsmotors.
  • 18 eine Abbildung zum Ablesen eines angestrebten Verbrennungsmotor-Drehmoments zum Startzeitpunkt gemäß einer Verbrennungsmotor-Drehzahl.
  • BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Nachstehend wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
  • Ausführungsform
  • 1 bis 18 bilden eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ab. In 1 stellt die Bezugsnummer 1 eine Motorstartsteuervorrichtung eines Hybridfahrzeugs dar. Die Motorstartsteuervorrichtung 1 des Hybridfahrzeugs als Antriebssystem umfasst: eine Abtriebswelle 3 eines Verbrennungsmotors 2, der eine Antriebskraft gemäß einer Kraftstoffverbrennung generiert; eine Vielzahl von einem ersten Motorgenerator 4 und einem zweiten Motorgenerator 5, die eine Antriebskraft unter Verwendung von Strom generieren und elektrische Energie durch Fahren generieren; eine Antriebswelle 7, die mit einem Antriebsrad 6 des Hybridfahrzeugs verbunden ist, und einen Differenzialgetriebemechanismus 8, der ein Leistungsübertragungssystem ist, das mit der Abtriebswelle 3, den ersten und zweiten Motorgeneratoren 4 und 5 und der Antriebswelle 7 verbunden ist.
  • Der Verbrennungsmotor 2 umfasst: ein Mittel zum Einstellen des Luftgehalts 9, wie etwa eine Drosselklappe, die das Luftvolumen einstellt, das gemäß dem Ausmaß der Betätigung eines Gaspedals anzusaugen ist (Ausmaß des Tretens auf ein Fahrpedal mit dem Fuß); ein Kraftstoffzuführmittel 10, wie etwa ein Kraftstoff-Einspritzventil, das dem angesaugten Luftvolumen entsprechend Kraftstoff zuführt; und ein Zündmittel 11, wie etwa eine Zündvorrichtung, die den Kraftstoff zündet. In dem Verbrennungsmotor 2 wird der Verbrennungszustand des Kraftstoffs von dem Mittel zum Einstellen des Luftgehalts 9, dem Kraftstoffzuführmittel 10 und dem Zündmittel 11 gesteuert, und es wird eine Antriebskraft durch die Verbrennung des Kraftstoffs generiert.
  • Der erste Motorgenerator 4 umfasst: eine erste Motorrotorwelle 12; einen ersten Motorrotor 13; und einen ersten Motorstator 14. Der zweite Motorgenerator 5 umfasst: eine zweite Motorrotorwelle 15; einen zweiten Motorrotor 16; und einen zweiten Motorstator 17. Der erste Motorstator 14 des ersten Motorgenerators 4 ist mit einem ersten Wechselrichter 18 verbunden. Der zweite Motorstator 17 des zweiten Motorgenerators 5 ist mit einem zweiten Wechselrichter 19 verbunden.
  • Die Leistungsklemmen der ersten und zweiten Wechselrichter 18 und 19 sind an eine Batterie 20 angeschlossen. Die Batterie 20 ist ein Stromspeichermittel, das elektrische Energie zwischen dem ersten Motorgenerator 4 und dem zweiten Motorgenerator 5 austauschen kann. Der erste Motorgenerator 4 und der zweite Motorgenerator 5 generieren Antriebskräfte gemäß dem Strom, wobei die Strommenge, die aus der Batterie 20 zugeführt wird, von den ersten und zweiten Wechselrichtern 18 und 19 gesteuert wird, und generieren elektrische Energie unter Verwendung der Antriebskraft, die von dem Antriebsrad 6 zum Zeitpunkt der Regenerierung zugeführt wird, und speichern die generierte elektrische Energie in der aufzuladenden Batterie 20.
  • Der Differenzialgetriebemechanismus 8 umfasst einen ersten Planetengetriebemechanismus 21 und einen zweiten Planetengetriebemechanismus 22. Der erste Planetengetriebemechanismus 21 umfasst: ein erstes Sonnenrad 23; einen ersten Planetenträger 25, der das erste Planetenrad 24 trägt, das mit dem ersten Sonnenrad 23 in Eingriff steht; und ein erstes Hohlrad 26, das mit dem ersten Planetenrad 24 in Eingriff steht. Der zweite Planetengetriebemechanismus 22 umfasst: ein zweites Sonnenrad 27; einen zweiten Planetenträger 29, der ein zweites Planetenrad 28 trägt, das mit dem zweiten Sonnenrad 27 in Eingriff steht; und ein zweites Hohlrad 30, das mit dem zweiten Planetenrad 28 in Eingriff steht.
  • Der Differenzialgetriebemechanismus 8 ordnet die Rotationsmittellinien der drehbaren Bauteile des ersten Planetengetriebemechanismus 21 und des zweiten Planetengetriebemechanismus 22 auf derselben Achse an, ordnet den ersten Motorgenerator 4 zwischen dem Verbrennungsmotor 2 und dem ersten Planetengetriebemechanismus 21 an und ordnet den zweiten Motorgenerator 5 auf einer Seite des zweiten Planetengetriebemechanismus 22 an, die von dem Verbrennungsmotor 2 abgewandt ist. Der zweite Motorgenerator 5 kann das Fahrzeug antreiben, indem er nur seine Leistungsabgabe verwendet.
  • Die erste Motorrotorwelle 12 des ersten Motorgenerators 4 ist mit dem ersten Sonnenrad 23 des ersten Planetengetriebemechanismus 21 verbunden. Der erste Planetenträger 25 des ersten Planetengetriebemechanismus 21 und das zweite Sonnenrad 27 des zweiten Planetengetriebemechanismus 22 sind mit der Abtriebswelle 3 des Verbrennungsmotors 2 auf kombinierte Art und Weise über eine Freilaufkupplung 31 verbunden. Das erste Hohlrad 26 des ersten Planetengetriebemechanismus 21 und der zweite Planetenträger 29 des zweiten Planetengetriebemechanismus 22 sind kombiniert und sind mit einer Antriebseinheit 32 verbunden. Die Abtriebseinheit 32 ist mit der Antriebswelle 7 über einen Abtriebsübertragungsmechanismus 33, wie etwa ein Rad oder eine Kette, verbunden. Die zweite Motorrotorwelle 15 des zweiten Motorgenerators 5 ist mit dem zweiten Hohlrad 30 des zweiten Planetengetriebemechanismus 22 verbunden.
  • Die Freilaufkupplung 31 ist ein Mechanismus, der die Abtriebswelle 3 des Verbrennungsmotors 2 derart fixiert, dass sie sich nur in der Abtriebsrichtung dreht, und verhindert, dass sich die Abtriebswelle 3 des Verbrennungsmotors 2 umgekehrt dreht. Die Antriebsleistung des zweiten Motorgenerators 5 wird als Antriebsleistung der Abtriebseinheit 32 über eine Reaktionskraft der Freilaufkupplung 31 übertragen.
  • Das Hybridfahrzeug gibt die Energie, die durch den Verbrennungsmotor 2 und die ersten und zweiten Motorgeneratoren 4 und 5 generiert wird, an die Antriebswelle 7 über die ersten und zweiten Planetengetriebemechanismen 21 und 22 ab, wodurch das Antriebsrad 6 angetrieben wird. Zusätzlich überträgt das Hybridfahrzeug die Antriebskraft, die von dem Antriebsrad 6 an die ersten und zweiten Motorgeneratoren 4 und 5 über die ersten und zweiten Planetengetriebemechanismen 21 und 22 abgegeben wird, wodurch elektrische Energie generiert wird, um die Batterie 20 aufzuladen.
  • Der Differenzialgetriebemechanismus 8 stellt vier drehbare Bauteile 34 bis 37 bereit. Das erste drehbare Bauteil 34 wird durch das erste Sonnenrad 23 des ersten Planetengetriebemechanismus 21 gebildet. Das zweite drehbare Bauteil 35 wird durch Kombinieren des ersten Planetenträgers 25 des ersten Planetengetriebemechanismus 21 und des zweiten Sonnenrades 27 des zweiten Planetengetriebemechanismus 22 gebildet. Das dritte drehbare Bauteil 36 wird durch Kombinieren des ersten Hohlrades 26 des ersten Planetengetriebemechanismus 21 und des zweiten Planetenträgers 29 des zweiten Planetengetriebemechanismus 22 gebildet. Das vierte drehbare Bauteil 37 wird durch das zweite Hohlrad 30 des zweiten Planetengetriebemechanismus 22 gebildet.
  • Der Differenzialgetriebemechanismus 8, wie in 9 und 12 bis 17 abgebildet, stellt in einem Nomogramm, in dem die Drehzahlen der vier drehbaren Bauteile 34 bis 37 als Geraden dargestellt sein können, die vier drehbaren Bauteile 34 bis 37 als erstes drehbares Bauteil 34, als zweites drehbares Bauteil 35, als drittes drehbares Bauteil 36 und als viertes drehbares Bauteil 37 von einem Ende (links in jeder Figur) zum anderen Ende (rechts in jeder Figur) ein. Das Verhältnis der Abstände zwischen den vier drehbaren Bauteilen 34 bis 37 wird als k1:1:k2 dargestellt. In jeder Figur stellt MG1 den ersten Motorgenerator 4, MG2 den zweiten Motorgenerator 5, ENG den Verbrennungsmotor 2 und OUT die Abtriebseinheit 32 dar.
  • Die erste Motorrotorwelle 12 des ersten Motorgenerators 4 ist mit dem ersten drehbaren Bauteil 34 verbunden. Die Abtriebswelle 3 des Verbrennungsmotors 2 ist mit dem zweiten drehbaren Bauteil 35 über die Freilaufkupplung 31 verbunden. Die Abtriebseinheit 32 ist mit dem dritten drehbaren Bauteil 36 verbunden. Die Antriebswelle 7 ist mit der Abtriebseinheit 32 über den Leistungsübertragungsmechanismus 33 verbunden. Die zweite Motorrotorwelle 15 des zweiten Motorgenerators 5 ist mit dem vierten drehbaren Bauteil 37 verbunden.
  • Daher umfasst der Differenzialgetriebemechanismus 8 die vier drehbaren Bauteile 34 bis 37, die mit der Abtriebswelle 3, dem ersten Motorgenerator 4, dem zweiten Motorgenerator 5 und der Antriebswelle 7 verbunden sind, und überträgt Energie an die, und empfängt Energie von der Abtriebswelle 3 des Verbrennungsmotors 2, dem ersten Motorgenerator 4, dem zweiten Motorgenerator 5 und der Antriebswelle 7. Entsprechend verwendet die Motorstartsteuervorrichtung 1 die Steuerungsbauform des „vierachsigen Typs”.
  • Die Motorstartsteuervorrichtung 1 für das Hybridfahrzeug verbindet das Mittel zum Einstellen des Luftgehalts 9, das Kraftstoffzuführmittel 10, das Zündmittel 11, den ersten Wechselrichter 18 und den zweiten Wechselrichter 19 mit der Antriebssteuereinheit 38. Zusätzlich sind ein Mittel zum Erkennen des Ausmaßes der Betätigung des Gaspedals 39, ein Mittel zum Erkennen der Fahrzeuggeschwindigkeit 40, ein Mittel zum Erkennen der Verbrennungsmotor-Drehzahl 41 und ein Mittel zum Erkennen des Batterieladezustands 42 mit der Antriebssteuereinheit 38 verbunden.
  • Das Mittel zum Erkennen des Ausmaßes der Betätigung des Gaspedals 39 erkennt das Ausmaß der Betätigung des Gaspedals, wobei es sich um das Ausmaß des Tretens auf das Fahrpedal mit dem Fuß handelt. Das Mittel zum Erkennen der Fahrzeuggeschwindigkeit 40 erkennt eine Fahrzeuggeschwindigkeit des Hybridfahrzeugs. Das Mittel zum Erkennen der Verbrennungsmotor-Drehzahl 41 erkennt die Verbrennungsmotor-Drehzahl des Verbrennungsmotors 2. Das Mittel zum Erkennen des Batterieladezustands 42 erkennt den Ladezustand SOC der Batterie 20.
  • Zusätzlich umfasst die Antriebssteuereinheit 38: ein Mittel zum Berechnen der angestrebten Antriebskraft 43; ein Mittel zum Berechnen der angestrebten Antriebsleistung 44; ein Mittel zum Berechnen der angestrebten Lade-/Entladeleistung 45; ein Mittel zum Berechnen der provisorischen angestrebten Verbrennungsmotorleistung 46; ein Mittel zum Berechnen der angestrebten Verbrennungsmotor-Drehzahl zum Startzeitpunkt 47; ein Mittel zum Berechnen des angestrebten Verbrennungsmotor-Drehmoments zum Startzeitpunkt 48; ein Mittel zum Berechnen der angestrebten Verbrennungsmotorleistung 49; ein Mittel zum Berechnen der angestrebten elektrischen Energie 50; und ein Mittel zum Berechnen eines Sollwertes für das Motordrehmoment 51.
  • Das Mittel zum Berechnen der angestrebten Antriebskraft 43, wie in 2 abgebildet, liest in einer Abbildung zum Ablesen einer angestrebten Antriebskraft, die in 6 abgebildet ist, die angestrebte Antriebskraft ab, die zum Antreiben des Hybridfahrzeugs gemäß dem Ausmaß der Betätigung des Gaspedals, das von dem Mittel zum Erkennen des Ausmaßes der Betätigung des Gaspedals 39 erkannt wird, und gemäß der Fahrzeuggeschwindigkeit, die von dem Mittel zum Erkennen der Fahrzeuggeschwindigkeit 40 erkannt wird, verwendet wird, und bestimmt die angestrebte Antriebskraft. Die angestrebte Antriebskraft wird auf einen negativen Wert eingestellt, um eine Antriebskraft in Bremsrichtung zu sein, die der Verbrennungsmotorbremse in einem hohen Fahrzeuggeschwindigkeitsbereich bei dem Öffnungsgrad des Gaspedals = 0 entspricht, und wird zum Kriechfahren in einem niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeitsbereich auf einen positiven Wert eingestellt.
  • Das Mittel zum Berechnen der angestrebten Antriebsleistung 44 berechnet die angestrebte Antriebsleistung basierend auf dem Ausmaß der Betätigung des Gaspedals, das von dem Mittel zum Erkennen des Ausmaßes der Betätigung des Gaspedals erkannt wird, und auf der Fahrzeuggeschwindigkeit, die von dem Mittel zum Erkennen der Fahrzeuggeschwindigkeit 40 erkannt wird. Bei dieser Ausführungsform wird die angestrebte Antriebsleistung durch Multiplizieren der angestrebten Antriebskraft, die von dem Mittel zum Berechnen der angestrebten Antriebskraft 43 eingestellt wird, mit der Fahrzeuggeschwindigkeit, die von dem Mittel zum Erkennen der Fahrzeuggeschwindigkeit 40 erkannt wird, eingestellt.
  • Das Mittel zum Berechnen der angestrebten Lade-/Entladeleistung 45 stellt die angestrebte Lade-/Entladeleistung basierend auf dem Ladezustand SOC der Batterie 20 ein, der von dem Mittel zum Erkennen des Batterieladezustands 42 erkannt wird. Bei dieser Ausführungsform wird die angestrebte Lade-/Entladeleistung in einer Abbildung zum Ablesen für die angestrebte Lade-/Entladeleistung, die in 7 abgebildet ist, gemäß dem Ladezustand SOC der Batterie 20 und der Fahrzeuggeschwindigkeit abgelesen, und die angestrebte Lade-/Entladeleistung wird eingestellt.
  • Das Mittel zum Berechnen der provisorischen angestrebten Verbrennungsmotorleistung 46 berechnet die provisorische angestrebte Verbrennungsmotorleistung basierend auf der angestrebten Antriebsleistung, die von dem Mittel zum Berechnen der angestrebten Antriebsleistung 44 berechnet wird, und auf der angestrebten Lade-/Entladeleistung, die von dem Mittel zum Berechnen der angestrebten Lade-/Entladeleistung 45 berechnet wird.
  • Das Mittel zum Berechnen der angestrebten Verbrennungsmotor-Drehzahl zum Startzeitpunkt 47 berechnet eine angestrebte Verbrennungsmotor-Drehzahl zum Zeitpunkt des Startens des Verbrennungsmotors. Bei dieser Ausführungsform wird die angestrebte Verbrennungsmotor-Drehzahl zum Startzeitpunkt des Verbrennungsmotors basierend auf der provisorischen angestrebten Verbrennungsmotorleistung, die von dem Mittel zum Berechnen der provisorischen angestrebten Verbrennungsmotorleistung 46 berechnet wird, und auf der Fahrzeuggeschwindigkeit, die von dem Mittel zum Erkennen der Fahrzeuggeschwindigkeit 40 erkannt wird, berechnet.
  • Das Mittel zum Berechnen des angestrebten Verbrennungsmotor-Drehmoments zum Startzeitpunkt 48 berechnet das Drehmoment, das zum Anlassen des Verbrennungsmotors 2 notwendig ist. Bei dieser Ausführungsform wird das angestrebte Verbrennungsmotor-Drehmoment zum Startzeitpunkt zum Zeitpunkt des Startens des Verbrennungsmotors gemäß einer tatsächlichen Verbrennungsmotor-Drehzahl (reelle Verbrennungsmotor-Drehzahl), die von dem Mittel zum Erkennen der Verbrennungsmotor-Drehzahl 41 erkannt wird, basierend auf einer Abbildung des angestrebten Verbrennungsmotor-Drehmoments zum Startzeitpunkt, die in 18 abgebildet ist, berechnet. Das Mittel zum Berechnen des angestrebten Verbrennungsmotor-Drehmoments zum Startzeitpunkt 48 stellt das angestrebte Verbrennungsmotor-Drehmoment zum Startzeitpunkt auf das Verbrennungsmotor-Reibungsdrehmoment zum Zeitpunkt des Abschaltens der Kraftstoffzufuhr ein, für den Fall, dass die Verbrennungsmotor-Drehzahl nicht bei ungefähr 0 RPM liegt, und stellt das angestrebte Verbrennungsmotor-Drehmoment zum Startzeitpunkt auf einen großen Wert auf der negativen Seite des Verbrennungsmotor-Reibungsdrehmoments ein, für den Fall, dass die Verbrennungsmotor-Drehzahl ungefähr gleich 0 RPM ist.
  • Das Mittel zum Berechnen der angestrebten Verbrennungsmotorleistung 49 berechnet die angestrebte Verbrennungsmotorleistung zum Zeitpunkt des Startens des Verbrennungsmotors basierend auf der angestrebten Verbrennungsmotor-Drehzahl, die von dem Mittel zum Berechnen der angestrebten Verbrennungsmotor-Drehzahl zum Startzeitpunkt 47 berechnet wird, und auf dem angestrebten Verbrennungsmotor-Drehmoment, das von dem Mittel zum Berechnen des angestrebten Verbrennungsmotor-Drehmoments zum Startzeitpunkt 48 berechnet wird.
  • Das Mittel zum Berechnen der angestrebten elektrischen Energie 50 stellt einen Unterschied zwischen der angestrebten Antriebsleistung, die von dem Mittel zum Berechnen der angestrebten Antriebsleistung 44 berechnet wird, und der angestrebten Verbrennungsmotorleistung, die von dem Mittel zum Berechnen der angestrebten Verbrennungsmotorleistung 49 berechnet wird, als angestrebte elektrische Energie ein, die ein Zielwert der elektrischen Ein-/Ausgangsenergie der Batterie 20 ist.
  • Das Mittel zum Berechnen eines Sollwertes für das Motordrehmoment 51 berechnet die Drehmoment-Sollwerte einer Vielzahl der ersten Motorgeneratoren 4 und einen Drehmoment-Sollwert des zweiten Motorgenerators 5 unter Verwendung einer Drehmoment-Bilanzgleichung, die das angestrebte Verbrennungsmotor-Drehmoment umfasst, und einer Bilanzgleichung der elektrischen Energie, welche die angestrebte elektrische Energie umfasst. Bei dieser Ausführungsform berechnet das Mittel zum Berechnen eines Sollwertes für das Motordrehmoment 51 die grundlegenden Drehmoment-Sollwerte der Vielzahl erster Motorgeneratoren 4 und einen grundlegenden Drehmoment-Sollwert des zweiten Motorgenerators 5 unter Verwendung der Drehmoment-Bilanzgleichung, die das angestrebte Verbrennungsmotor-Drehmoment umfasst, und der Bilanzgleichung der elektrischen Energie, welche die angestrebte elektrische Energie umfasst, berechnet Korrektur-Drehmomentwerte basierend auf einem Unterschied zwischen der angestrebten Verbrennungsmotor-Drehzahl, die von dem Mittel zum Berechnen der angestrebten Verbrennungsmotor-Drehzahl zum Startzeitpunkt 47 berechnet wird, und der tatsächlichen Verbrennungsmotor-Drehzahl, die von dem Mittel zum Erkennen der Verbrennungsmotor-Drehzahl 41 erkannt wird, und addiert die Korrektur-Drehmomentwerte zu den grundlegenden Drehmoment-Sollwerten, wodurch der Drehmoment-Sollwert des ersten Motorgenerators 4 und der Drehmoment-Sollwert des zweiten Motorgenerators 5 berechnet werden.
  • Der Drehmoment-Sollwert des ersten Motorgenerators 4 und der Drehmoment-Sollwert des zweiten Motorgenerators 5, die von dem Mittel zum Berechnen eines Sollwertes für das Motordrehmoment 51 eingestellt werden, wie in 3 abgebildet, werden von den ersten bis siebten Recheneinheiten 52 bis 58 berechnet. In 3 stellt MG1 den ersten Motorgenerator 4 und MG2 den zweiten Motorgenerator 5 dar.
  • Die erste Recheneinheit 52 berechnet eine Zieldrehzahl Nmg1t des ersten Motorgenerators 4 und eine Zieldrehzahl Nma2t des zweiten Motorgenerators 5 für den Fall, dass die Verbrennungsmotor-Drehzahl die angestrebte Verbrennungsmotor-Drehzahl ist, basierend auf der angestrebten Verbrennungsmotor-Drehzahl, die von dem Mittel zum Berechnen der angestrebten Verbrennungsmotor-Drehzahl zum Startzeitpunkt 47 berechnet wird, und auf der Fahrzeuggeschwindigkeit, die von dem Mittel zum Erkennen der Fahrzeuggeschwindigkeit 40 erkannt wird.
  • Die zweite Recheneinheit 53 berechnet das grundlegende Drehmoment Tmg1i des ersten Motorgenerators 4 basierend auf der Zieldrehzahl Nmg1t des ersten Motorgenerators 4 und der Zieldrehzahl Nmg2t des zweiten Motorgenerators 5, die von der ersten Recheneinheit 52 berechnet werden, auf der angestrebten elektrischen Energie, die von dem Mittel zum Berechnen der angestrebten elektrischen Energie 50 eingestellt wird, und auf dem angestrebten Verbrennungsmotor-Drehmoment, das von dem Mittel zum Berechnen des angestrebten Verbrennungsmotor-Drehmoments zum Startzeitpunkt 48 berechnet wird.
  • Die dritte Recheneinheit 54 berechnet das grundlegende Drehmoment Tmg2i des zweiten Motorgenerators 5 basierend auf dem grundlegenden Drehmoment Tmg1i des ersten Motorgenerators 4, das von der zweiten Recheneinheit 53 berechnet wird, und auf dem angestrebten Verbrennungsmotor-Drehmoment, das von dem Mittel zum Berechnen des angestrebten Verbrennungsmotor-Drehmoments zum Startzeitpunkt 48 berechnet wird.
  • Die vierte Recheneinheit 55 berechnet ein Rückführungs-Korrektur-Drehmoment Tmg1fb des ersten Motorgenerators 4 basierend auf der Verbrennungsmotor-Drehzahl, die von dem Mittel zum Erkennen der Verbrennungsmotor-Drehzahl 41 erkannt wird, und aus der angestrebten Verbrennungsmotor-Drehzahl, die von dem Mittel zum Berechnen der angestrebten Verbrennungsmotor-Drehzahl zum Startzeitpunkt 47 eingestellt wird.
  • Die fünfte Recheneinheit 56 berechnet ein Rückführungs-Korrektur-Drehmoment Tmg2fb des zweiten Motorgenerators 5 basierend auf der Verbrennungsmotor-Drehzahl, die von dem Mittel zum Erkennen der Verbrennungsmotor-Drehzahl 41 erkannt wird, und auf der angestrebten Verbrennungsmotor-Drehzahl, die von dem Mittel zum Berechnen der angestrebten Verbrennungsmotor-Drehzahl zum Startzeitpunkt 47 berechnet wird.
  • Die sechste Recheneinheit 57 berechnet einen Drehmoment-Sollwert Tmg1 des ersten Motorgenerators 4 basierend auf dem grundlegenden Drehmoment Tmg1i des ersten Motorgenerators 4, das von der zweiten Recheneinheit 53 berechnet wird, und auf dem Rückführungs-Korrektur-Drehmoment Tmg1fb des ersten Motorgenerators 4, das von der vierten Recheneinheit 55 berechnet wird.
  • Die siebte Recheneinheit 58 berechnet einen Drehmoment-Sollwert Tmg2 des zweiten Motorgenerators 5 basierend auf dem grundlegenden Drehmoment Tmg2i des zweiten Motorgenerators 5, das von der dritten Recheneinheit 54 berechnet wird, und auf dem Rückführungs-Korrektur-Drehmoment Tmg2fb des zweiten Motorgenerators 5, das von der fünften Recheneinheit 56 berechnet wird.
  • Die Motorstartsteuervorrichtung 1 des Hybridfahrzeugs führt eine Steuerung der Antriebszustände des Mittels zum Einstellen des Luftgehalts 9, des Kraftstoffzuführmittels 10 und des Zündmittels 11 aus, so dass der Verbrennungsmotor 2 auf der angestrebten Verbrennungsmotor-Drehzahl, die von dem Mittel zum Berechnen der angestrebten Verbrennungsmotor-Drehzahl zum Startzeitpunkt 47 berechnet wird, und mit dem angestrebten Verbrennungsmotor-Drehmoment, das von dem Mittel zum Berechnen des angestrebten Verbrennungsmotor-Drehmoments zum Startzeitpunkt 48 unter Verwendung der Antriebssteuereinheit 38 berechnet wird, funktioniert. Zusätzlich führt die Antriebssteuereinheit 38 eine Steuerung der Antriebszustände der ersten und zweiten Motorgeneratoren 4 und 5 unter Verwendung der Drehmoment-Sollwerte, die von dem Mittel zum Berechnen eines Sollwertes für das Motordrehmoment 51 berechnet werden, aus, so dass der Ladezustand (SOC) der Batterie 20 die angestrebte elektrische Energie wird, die von dem Mittel zum Berechnen der angestrebten elektrischen Energie 50 eingestellt wird.
  • Die Motorstartsteuervorrichtung 1 des Hybridfahrzeugs, wie sie in dem Ablaufschema zum Steuern der Berechnung des angestrebten Verbrennungsmotor-Betriebspunktes abgebildet ist, das in 4 dargestellt ist, berechnet einen angestrebten Verbrennungsmotor-Betriebspunkt (die angestrebte Verbrennungsmotor-Drehzahl und das angestrebte Verbrennungsmotor-Drehmoment) basierend auf dem Ausmaß der Betätigung des Gaspedals durch den Fahrer und auf der Fahrzeuggeschwindigkeit, und berechnet, wie in dem Ablaufschema zum Steuern der Berechnung des Motordrehmoment-Sollwertes, das in 5 dargestellt ist, abgebildet, Drehmoment-Sollwerte der ersten und zweiten Motorgeneratoren 4 und 5 basierend auf dem angestrebten Verbrennungsmotor-Betriebspunkt.
  • Wenn bei der Berechnung des angestrebten Verbrennungsmotor-Betriebspunktes (der angestrebten Verbrennungsmotor-Drehzahl und des angestrebten Verbrennungsmotor-Drehmoments), wie in 4 abgebildet, das Steuerprogramm beginnt (100), werden diverse Signale des erkannten Ausmaßes der Betätigung des Gaspedals, das von dem Mittel zum Erkennen des Ausmaßes der Betätigung des Gaspedals 39 erkannt wird, der Fahrzeuggeschwindigkeit, die von dem Mittel zum Erkennen der Fahrzeuggeschwindigkeit 40 erkannt wird, der Verbrennungsmotor-Drehzahl, die von dem Mittel zum Erkennen der Verbrennungsmotor-Drehzahl 41 erkannt wird, und des Ladezustands SOC der Batterie 20, der von dem Mittel zum Erkennen des Batterieladezustands 42 erkannt wird, angenommen (101), und es wird eine angestrebte Antriebskraft gemäß dem Ausmaß der Betätigung des Gaspedals und der Fahrzeuggeschwindigkeit basierend auf der Abbildung zum Erkennen der angestrebten Antriebskraft berechnet (siehe 6) (102).
  • Die angestrebte Antriebskraft wird auf einen negativen Wert eingestellt, um eine Antriebskraft in einer Bremsrichtung zu sein, die der Verbrennungsmotorbremse in einem Bereich einer hohen Fahrzeuggeschwindigkeit bei dem Ausmaß der Betätigung des Gaspedals = 0 entspricht, und wird beim Kriechfahren in einem Bereich einer niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeit auf einen positiven Wert eingestellt.
  • Anschließend wird die angestrebte Antriebsleistung, die zum Antreiben des Hybridfahrzeugs mit der angestrebten Antriebskraft benötigt wird, durch Multiplizieren der angestrebten Antriebskraft, die in Schritt 102 berechnet wird, mit der Fahrzeuggeschwindigkeit (103) berechnet, und die angestrebte Lade-/Entladeleistung wird basierend auf der Abbildung zum Ablesen der angestrebten Lade-/Entladeleistung (siehe 7) berechnet (104).
  • Um den Ladezustand SOC der Batterie 20 in einem normalen Verwendungsbereich zu steuern, wird in Schritt 104 ein angestrebter Lade-/Entladebetrag basierend auf der Abbildung zum Ablesen der angestrebten Lade-/Entladeleistung, die in 7 abgebildet ist, berechnet. Für den Fall, dass der Ladezustand SOC der Batterie 20 niedrig ist, wird die angestrebte Lade-/Entladeleistung auf der Ladeseite erhöht, um ein übermäßiges Entladen der Batterie 20 zu verhindern. Für den Fall, dass der Ladezustand SOC der Batterie 20 hoch ist, wird die angestrebte Lade-/Entladeleistung auf der Entladeseite erhöht, um eine übermäßige Ladung zu verhindern. Zur praktischen Beschreibung der angestrebten Lade-/Entladeleistung wird die Entladeseite als positiver Wert und die Ladeseite als negativer Wert eingestellt.
  • In Schritt 105 wird die Leistung (provisorische angestrebte Verbrennungsmotorleistung), die von dem Verbrennungsmotor 2 abgegeben werden soll, basierend auf der angestrebten Antriebsleistung und der angestrebten Lade-/Entladeleistung berechnet. Die Leistung, die von dem Verbrennungsmotor 2 abgegeben werden soll, weist einen Wert auf, der durch Addieren (Subtrahieren für die Entladung) der Energie, die benötigt wird, um die Batterie 20 aufzuladen, zu der Energie, die benötigt wird, um das Hybridfahrzeug anzutreiben, erreicht wird. Da die Ladeseite hier als negativer Wert gehandhabt wird, wird die angestrebte Verbrennungsmotorleistung durch Subtrahieren der angestrebten Lade-/Entladeleistung von der angestrebten Antriebsleistung berechnet.
  • In Schritt 106 wird bestimmt, ob der Steuermodus ein HEV-Modus ist. Der HEV-Modus ist ein Modus, bei dem der Antrieb erfolgt, indem der Verbrennungsmotor 2 betätigt wird. Für den Fall, dass der Steuermodus der HEV-Modus ist (Ja in Schritt 106), fährt der Prozess mit Schritt 107 fort. Für den Fall, dass der Steuermodus nicht der HEV-Modus ist (Nein in Schritt 106), fährt der Prozess andererseits mit Schritt 108 fort.
  • In Schritt 107 wird ein angestrebter Verbrennungsmotor-Betriebspunkt (eine angestrebte Verbrennungsmotor-Drehzahl und ein angestrebtes Verbrennungsmotor-Drehmoment) für den Fall des HEV-Modus berechnet, und der Prozess fährt mit Schritt 112 fort. Der angestrebte Verbrennungsmotor-Betriebspunkt wird basierend auf der angestrebten Verbrennungsmotorleistung und der Gesamtsystemeffizienz eingestellt und wird beispielsweise durch Ablesen einer Abbildung zum Ablesen des angestrebten Verbrennungsmotor-Betriebspunktes, die in 8 abgebildet ist, erreicht. Das ausführliche Berechnungsverfahren wird nicht vorgestellt.
  • In Schritt 108 wird bestimmt, ob eine Verbrennungsmotor-Startanfrage vorliegt. Für den Fall, dass keine Verbrennungsmotor-Startanfrage vorliegt (Nein in Schritt 108), fährt der Prozess mit Schritt 109 fort. Für den Fall, dass eine Verbrennungsmotor-Startanfrage vorliegt (Ja in Schritt 108), fährt der Prozess andererseits mit Schritt 110 und 111 fort, und eine angestrebte Verbrennungsmotor-Drehzahl und ein angestrebtes Verbrennungsmotor-Drehmoment zum Zeitpunkt des Startens des Verbrennungsmotors werden berechnet.
  • In Schritt 109 wird ein angestrebter Verbrennungsmotor-Betriebspunkt (eine angestrebte Verbrennungsmotor-Drehzahl und ein angestrebtes Verbrennungsmotor-Drehmoment) für den Fall eines EV-Modus (des Modus, in dem der Antrieb durch Betätigen der ersten und zweiten Motorgeneratoren 4 und 5 ausgeführt wird) berechnet, und der Prozess fährt mit Schritt 112 fort. Im EV-Modus ist die angestrebte Verbrennungsmotor-Drehzahl beispielsweise = 0 RPM, und das angestrebte Verbrennungsmotor-Drehmoment = 0 Nm. Das ausführliche Berechnungsverfahren wird nicht vorgestellt.
  • In Schritt 110 wird eine angestrebte Verbrennungsmotor-Drehzahl zum Zeitpunkt des Startens des Verbrennungsmotors berechnet. Als Berechnungsverfahren kann die angestrebte Verbrennungsmotor-Drehzahl gemäß der provisorischen angestrebten Verbrennungsmotorleistung und der Fahrzeuggeschwindigkeit basierend auf der Abbildung zum Ablesen des angestrebten Verbrennungsmotor-Betriebspunktes, die in 8 abgebildet ist, berechnet werden.
  • Nun wird die Abbildung zum Ablesen des angestrebten Verbrennungsmotor-Betriebspunktes (8) beschrieben. Die Abbildung zum Ablesen des angestrebten Verbrennungsmotor-Betriebspunktes wählt Punkte aus, an denen die Gesamteffizienz, die durch Addieren der Effizienz des Leistungsübertragungssystems, das durch den Differenzialgetriebemechanismus 8 und die ersten und zweiten Motorgeneratoren 4 und 5 konfiguriert wird, zu der Effizienz des Verbrennungsmotors 2 erreicht wird, auf der Isoleistungslinie, die für jeden Leistungspegel ansteigt, oben liegt und stellt eine Linie ein, die durch Zusammenführen der Punkte als angestrebte Verbrennungsmotor-Betriebslinie erreicht wird. Jede angestrebte Verbrennungsmotor-Betriebslinie wird für jede Fahrzeuggeschwindigkeit (40 km/h, 80 km/h und 120 km/h in 8) eingestellt. Der eingestellte Wert der angestrebten Verbrennungsmotor-Betriebslinie kann empirisch erreicht werden oder kann über eine Berechnung erreicht werden, die auf der Effizienz von jeweils dem Verbrennungsmotor 2 und den ersten und zweiten Motorgeneratoren 4 und 5 basiert. Zusätzlich wird die angestrebte Verbrennungsmotor-Betriebslinie eingestellt, um sich auf die hohe Drehzahlseite zu begeben, während die Fahrzeuggeschwindigkeit bei der gleichen angestrebten Verbrennungsmotorleistung zunimmt.
  • Dafür gibt es folgende Begründung.
  • Für den Fall, dass der gleiche Verbrennungsmotor-Betriebspunkt als angestrebter Verbrennungsmotor-Betriebspunkt unabhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit eingestellt wird, wie in 9 abgebildet, ist die Drehzahl des ersten Motorgenerators 4 für den Fall positiv, dass die Fahrzeuggeschwindigkeit gering ist, und der erste Motorgenerator 4 dient als Stromerzeuger, und der zweite Motorgenerator 5 dient als Elektromotor (A). Während dann die Fahrzeuggeschwindigkeit zunimmt, nähert sich die Drehzahl des ersten Motorgenerators 4 Null (B), und wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit weiter zunimmt, wird die Drehzahl des ersten Motorgenerators 4 negativ. In diesem Zustand funktioniert der erste Motorgenerator 4 als Elektromotor, und der zweite Motorgenerator 5 funktioniert als Stromerzeuger (C).
  • Für den Fall, dass die Fahrzeuggeschwindigkeit niedrig ist (Zustände A und B), da keine Stromleitung erfolgt, und die angestrebte Verbrennungsmotor[-Betriebslinie], wie die angestrebte Verbrennungsmotor-Betriebslinie der Fahrzeuggeschwindigkeit = 40 km/h, die in 8 abgebildet ist, befindet sich in der Nähe eines Punktes, an dem die Effizienz des Verbrennungsmotors 2 insgesamt groß ist.
  • Jedoch für den Fall, dass die Fahrzeuggeschwindigkeit hoch ist (Zustand C), funktioniert der erste Motorgenerator 4 als Elektromotor, der zweite Motorgenerator 5 funktioniert als Stromerzeuger, und entsprechend erfolgt die Stromleitung, wodurch sich die Effizienz des Leistungsübertragungssystems verringert. Entsprechend, wie in einem Punkt C abgebildet, der in 11 abgebildet ist, verringert sich die Effizienz des Leistungsübertragungssystems, selbst wenn die Effizienz des Verbrennungsmotors 2 groß ist, und entsprechend verringert sich die Gesamteffizienz.
  • Um somit zu bewirken, dass keine Stromleitung im oberen Fahrzeuggeschwindigkeitsbereich erfolgt, wie E in dem Nomogramm, das in 12 abgebildet ist, kann die Drehzahl des ersten Motorgenerators 4 auf Null oder höher eingestellt werden. In diesem Fall bewegt sich der Verbrennungsmotor-Betriebspunkt jedoch in einer Richtung, in der die Verbrennungsmotor-Drehzahl des Verbrennungsmotors 2 zunimmt. Somit verringert sich, wie in Punkt E, der in 11 abgebildet ist, selbst wenn die Effizienz des Leistungsübertragungssystems groß ist, die Effizienz des Verbrennungsmotors 2 stark, wodurch sich die Gesamteffizienz verringert.
  • Entsprechend liegt, wie in 11 abgebildet, ein Punkt D, an dem die Gesamteffizienz groß ist, dazwischen, und durch das Einstellen dieses Punktes als angestrebten Verbrennungsmotor-Betriebspunkt kann ein Betrieb erfolgen, der die höchste Effizienz aufweist.
  • Wie zuvor sind in 10 drei Verbrennungsmotor-Betriebspunkte C, D, und E in der Abbildung zum Ablesen des angestrebten Verbrennungsmotor-Betriebspunktes dargestellt. Es versteht sich, dass sich ein Betriebspunkt, an dem die Gesamteffizienz am größten ist, zu einer noch höheren Drehzahlseite begibt als ein Betriebspunkt, an dem die Verbrennungsmotoreffizienz am höchsten ist, für den Fall, dass die Fahrzeuggeschwindigkeit hoch ist.
  • Nach dem zuvor beschriebenen Schritt 110 wird in Schritt 111 das angestrebte Verbrennungsmotor-Drehmoment zum Zeitpunkt des Startens des Verbrennungsmotors basierend auf der angestrebten Verbrennungsmotor-Drehzahl, die in Schritt 110 erreicht wird, berechnet. Als Berechnungsverfahren dafür wird das angestrebte Verbrennungsmotor-Drehmoment zum Zeitpunkt des Startens des Verbrennungsmotors gemäß der Verbrennungsmotor-Drehzahl basierend auf der Abbildung zum Ablesen des angestrebten Verbrennungsmotor-Drehmoments zum Startzeitpunkt, die in 18 abgebildet ist, berechnet. Die Abbildung zum Ablesen des angestrebten Verbrennungsmotor-Drehmoments zum Startzeitpunkt ist ein Wert, der basierend auf dem Verbrennungsmotor-Reibungsdrehmoment zum Zeitpunkt des Ausschaltens der Kraftstoffzufuhr im Voraus eingestellt wird, um den Verbrennungsmotor 2 anzulassen. Zusätzlich wird in Anbetracht eines statischen Reibungskoeffizienten für eine Verbrennungsmotor-Drehzahl von etwa 0 RPM ein großer Wert auf der negativen Seite des Verbrennungsmotor-Reibungsdrehmoments eingestellt.
  • In Schritt 112 wird die angestrebte Verbrennungsmotorleistung basierend auf der angestrebten Verbrennungsmotor-Drehzahl und dem angestrebten Verbrennungsmotor-Drehmoment zum Zeitpunkt des Startens des Verbrennungsmotors, die in Schritt 110 und 111 berechnet wurden, berechnet. Zusätzlich wird in Schritt 112 die angestrebte Verbrennungsmotorleistung basierend auf der angestrebten Verbrennungsmotor-Drehzahl und dem angestrebten Verbrennungsmotor-Drehmoment im HEV-Modus, die in Schritt 107 berechnet wurden, berechnet, und die angestrebte Verbrennungsmotorleistung wird basierend auf der angestrebten Verbrennungsmotor-Drehzahl und dem angestrebten Verbrennungsmotor-Drehmoment im EV-Modus, die in Schritt 109 berechnet wurden, berechnet.
  • In Schritt 113 wird die angestrebte Verbrennungsmotorleistung, die in Schritt 112 berechnet wurde, von der angestrebten Antriebsleistung, die in Schritt 103 berechnet wurde, subtrahiert, wodurch die angestrebte elektrische Energie (zum Zeitpunkt des Startens des Verbrennungsmotors im HEV-Modus oder im EV-Modus) berechnet wird. Nach der Berechnung der angestrebten elektrischen Energie kehrt der Prozess zurück (114). Für den Fall, dass die angestrebte Antriebsleistung höher als die angestrebte Verbrennungsmotorleistung ist, weist die angestrebte elektrische Energie einen Wert auf, der die Hilfsleistung gemäß der elektrischen Energie der Batterie 20 darstellt. Für den Fall, dass die angestrebte Verbrennungsmotorleistung höher als die angestrebte Antriebsleistung ist, weist die angestrebte elektrische Energie andererseits einen Wert auf, der die elektrische Ladeleistung zum Aufladen der Batterie 20 darstellt.
  • Anschließend wird die Berechnung der Drehmoment-Sollwerte, wobei es sich um das angestrebte Drehmoment des ersten Motorgenerators 4 und das angestrebte Drehmoment des zweiten Motorgenerators 5 handelt, die zum Einstellen des Ausmaßes der Ladung/Entladung der Batterie 20 als Zielwert verwendet werden, während die angestrebte Antriebskraft abgegeben wird, mit Bezug auf das Ablaufschema zum Steuern der Berechnung der Motordrehmoment-Sollwerte, das in 5 abgebildet ist, beschrieben. In 5 stellt MG1 den ersten Motorgenerator 4 und MG2 den zweiten Motorgenerator 5 dar.
  • Bei der Berechnung der Motordrehmoment-Sollwerte, wie in 5 abgebildet, wenn ein Steuerprogramm startet (200), wird zuerst in Schritt 201 die Antriebswellen-Drehzahl No der Antriebswelle 7, mit der die ersten und zweiten Planetengetriebemechanismen 21 und 22 verbunden sind, basierend auf der Fahrzeuggeschwindigkeit berechnet. Anschließend werden die Zieldrehzahl Nmg1t des ersten Motorgenerators 4 und die Zieldrehzahl Nmg2t des zweiten Motorgenerators 5 für den Fall, dass die Verbrennungsmotor-Drehzahl Ne die angestrebte Verbrennungsmotor-Drehzahl Net ist, unter Verwendung der folgenden Gleichungen (1) und (2) berechnet. Diese Gleichungen (1) und (2) für die Berechnung werden basierend auf der Beziehung zwischen den Drehzahlen der ersten und zweiten Planetengetriebemechanismen 21 und 22 erreicht. Nmg1t = (Net – No)·k1 + Net Gleichung (1) Nmg2t = (No – Net)·k2 + No Gleichung (2)
  • Dabei sind k1 und k2, wie es später beschrieben wird, Werte, die basierend auf den Übersetzungsverhältnissen zwischen den ersten und zweiten Planetengetriebemechanismen 21 und 22 bestimmt werden.
  • Anschließend wird in Schritt 202 das grundlegende Drehmoment Tmg1i des ersten Motorgenerators 4 unter Verwendung der folgenden Gleichung (3) basierend auf der Zieldrehzahl Nmg1t des ersten Motorgenerators 4 und der Zieldrehzahl Nmg2t des zweiten Motorgenerators 5, die in Schritt erreicht 201 wurden, und auf der angestrebten elektrischen Energie Pbatt, die von dem Mittel zum Berechnen der angestrebten elektrischen Energie 50 berechnet wird, und auf dem angestrebten Verbrennungsmotor-Drehmoment Tet, das von dem Mittel zum Berechnen des angestrebten Verbrennungsmotor-Drehmoments zum Startzeitpunkt 48 berechnet wird, berechnet. Tmg1i = (Pbatt·60/2π – Nmg2t·Tet/k2)/(Nmg1t + Nmg2t·(1 + k1)/k2) Gleichung (3)
  • Diese Gleichung (3) für die Berechnung kann durch Lösen gewisser gleichzeitiger Gleichungen, die durch eine Drehmoment-Bilanzgleichung (4) gebildet werden, welche die Bilanz der Drehmomente darstellt, die in die ersten und zweiten Planetengetriebemechanismen 21 und 22 eingegeben werden, und eine Bilanzgleichung der elektrischen Energie (5), die darstellt, dass die elektrische Energie, die von den ersten und zweiten Motorgeneratoren 4 und 5 generiert oder verbraucht wird, und die elektrische Ein-/Ausgangsenergie (Pbatt) der Batterie 20 gleich sind, abgeleitet werden. Tet + (1 + k1)·Tmg1 = k2·Tmg2 Gleichung (4) Nmg1·Tmg1·2π/60 + Nmg2·Tmg2·2π/60 = Pbatt Gleichung (5)
  • Anschließend wird in Schritt 203 das grundlegende Drehmoment Tmg2i des zweiten Motorgenerators 5 unter Verwendung der folgenden Gleichung (6) basierend auf dem grundlegenden Drehmoment Tmg1i des ersten Motorgenerators 4 und dem angestrebten Verbrennungsmotor-Drehmoment Tet berechnet. Tmg2i = (Tet + (1 + k1)·Tmg1i)/k2 Gleichung (6)
  • Diese Gleichung wird von der zuvor beschriebenen Gleichung (4) abgeleitet.
  • Anschließend werden in Schritt 204, damit sich die Verbrennungsmotor-Drehzahl dem Ziel nähert, das Rückführungs-Korrektur-Drehmoment Tmg1fb des ersten Motorgenerators 4 und das Rückführungs-Korrektur-Drehmoment Tmg2fb des zweiten Motorgenerators 5 durch Multiplizieren der Abweichung zwischen der Verbrennungsmotor-Drehzahl Ne von der angestrebten Verbrennungsmotor-Drehzahl Net mit einer vorbestimmten Rückführungsverstärkung, die im Voraus eingestellt wird, berechnet.
  • In Schritt 205 wird ein Drehmoment-Sollwert Tmg1, der ein Steuersollwert des ersten Motorgenerators 4 ist, durch Addieren des Rückführungs-Korrektur-Drehmoments Tmg1fb des ersten Motorgenerators 4 zu dem grundlegenden Drehmoment Tmg1i berechnet, ein Drehmoment-Sollwert Tmg2, der ein Steuersollwert des zweiten Motorgenerators 5 ist, wird durch Addieren des Rückführungs-Korrektur-Drehmoments Tmg2fb des zweiten Motorgenerators 5 zu dem grundlegenden Drehmoment Tmg2i berechnet, und der Prozess kehrt zurück (206).
  • Durch das Steuern der ersten und zweiten Motorgeneratoren 4 und 5 basierend auf den Drehmoment-Sollwerten Tmg1 und Tmg2 kann die Antriebssteuereinheit 38 den Verbrennungsmotor 2 starten, während sie die angestrebte Antriebskraft abgibt.
  • Zusätzlich kann die Antriebssteuereinheit 38 das Laden/Entladen der Batterie 20 auf einen Zielwert einstellen.
  • 13 bis 16 bilden Nomogramme in repräsentativen Betriebszuständen ab. In den Nomogrammen werden vier drehbare Bauteile 34 bis 37 des Differenzialgetriebemechanismus 8, die durch die ersten und zweiten Planetengetriebemechanismen 21 und 22 gebildet werden, in der Reihenfolge des ersten drehbaren Bauteils 34, das mit dem ersten Motorgenerator 4 (MG1) verbunden ist, des zweiten drehbaren Bauteils 35, das mit dem Verbrennungsmotor 2 (ENG) verbunden ist, des dritten drehbaren Bauteils 36, das mit der Antriebswelle 7 (OUT) verbunden ist, und des vierten drehbaren Bauteils 37, das mit dem zweiten Motorgenerator 5 (MG2) verbunden ist, in dem Nomogramm ausgerichtet, und das gegenseitige Hebelverhältnis zwischen den drehbaren Bauteilen 34 bis 37 wird eingerichtet, um in der gleichen Reihenfolge gleich k1:1:k2 zu sein.
  • Dabei werden die Werte k1 und k2, die basierend auf den Übersetzungsverhältnissen des Differenzialgetriebemechanismus 8, der durch die ersten und zweiten Planetengetriebemechanismen 21 und 22 gebildet wird, bestimmt werden, wie folgt definiert. k1 = ZR1/ZS1 k2 = ZS2/ZR2
    • ZS1:
    Anzahl der Zähne des ersten Sonnenrades
    ZR1:
    Anzahl der Zähne des ersten Hohlrades
    ZS2:
    Anzahl der Zähne des zweiten Sonnenrades
    ZR2:
    Anzahl der Zähne des zweiten Hohlrades
  • Anschließend werden die Betriebszustände unter Verwendung eines Nomogramms beschrieben. Bei der Drehzahl wird die Drehrichtung der Abtriebswelle 3 des Verbrennungsmotors 2 als positive Richtung eingestellt. Zusätzlich wird bei dem Drehmoment, das in jede Welle eingegeben bzw. von jeder Welle abgegeben wird, eine Richtung, in der ein Drehmoment, das die gleiche Richtung wie die des Drehmoments der Abtriebswelle 3 des Verbrennungsmotors 2 aufweist, eingegeben wird, als positiv definiert. Entsprechend wird für den Fall, dass das Drehmoment der Antriebswelle 7 positiv ist, ein Zustand gebildet, in dem ein Drehmoment zum Antreiben des Hybridfahrzeugs nach hinten abgegeben wird (Bremsen beim Vorwärtsfahren und Fahren beim Zurücksetzen). Andererseits wird für den Fall, dass das Drehmoment der Antriebswelle 7 negativ ist, ein Zustand ist gebildet, in dem ein Drehmoment zum Antreiben des Hybridfahrzeugs nach vorne abgegeben wird (Fahren beim Vorwärtsfahren und Bremsen beim Zurücksetzen).
  • Für den Fall, dass die Stromerzeugung oder das Zurücksetzen (Beschleunigung bei der Leistungsübertragung auf das Antriebsrad 7 oder Bewahren einer ausgeglichenen Geschwindigkeit bei Bergauffahrt) durch die ersten und zweiten Motorgeneratoren 4 und 5 erfolgt, entstehen Verluste auf Grund der Wärmeerzeugung in den ersten und zweiten Wechselrichtern 18 und 19 und den ersten und zweiten Motorgeneratoren 4 und 5, und entsprechend beträgt die Effizienz nicht 100% für den Fall, dass eine Umwandlung zwischen elektrischer Energie und mechanischer Energie erfolgt. Zur Vereinfachung der Beschreibung geht man jedoch davon aus, dass kein Verlust entsteht. Für den Fall, dass der Verlust für eine praktische Umsetzung berücksichtigt wird, wird die Stromerzeugung derart gesteuert, dass zusätzlicher Strom erzeugt wird, welcher der Energie entspricht, die auf Grund des Verlustes verbraucht wird.
  • (1) Zustand mit niedrigem Übersetzungsverhältnis (Fig. 13)
  • Der Antrieb erfolgt unter Verwendung des Verbrennungsmotors 2, und es wird ein Zustand gebildet, bei dem die Drehzahl des zweiten Motorgenerators 5 gleich Null ist. Das Nomogramm zu diesem Zeitpunkt ist in 13 abgebildet. Da die Drehzahl des zweiten Motorgenerators 5 gleich Null ist, wird keine Energie verbraucht. Somit muss für den Fall, dass keine Ladung/Entladung der Batterie 20 erfolgt, keine Stromerzeugung unter Verwendung des ersten Motorgenerators 4 erfolgen, und der Drehmoment-Sollwert Tmg1 des ersten Motorgenerators 4 ist gleich Null.
  • Zusätzlich beträgt das Verhältnis zwischen der Verbrennungsmotor-Drehzahl der Abtriebswelle 3 und der Antriebswellen-Drehzahl der Antriebswelle 7 (1 + k2)/k2.
  • (2) Zustand mit mittlerem Übersetzungsverhältnis (Fig. 14)
  • Der Antrieb erfolgt unter Verwendung des Verbrennungsmotors 2, und es wird ein Zustand gebildet, bei dem die Drehzahlen der ersten und zweiten Motorgeneratoren 4 und 5 positiv sind. Das Nomogramm zu diesem Zeitpunkt ist in 14 abgebildet. In diesem Fall wird für den Fall, dass keine Ladung/Entladung der Batterie 20 erfolgt, der erste Motorgenerator 4 regeneriert, und der zweite Motorgenerator 5 wird unter Verwendung der regenerierten elektrischen Energie umgekehrt betätigt.
  • (3) Zustand mit hohem Übersetzungsverhältnis (Fig. 15)
  • Der Antrieb erfolgt unter Verwendung des Verbrennungsmotors 2, und es wird ein Zustand gebildet, bei dem die Drehzahl des ersten Motorgenerators 4 gleich Null ist. Das Nomogramm zu diesem Zeitpunkt ist in 15 abgebildet. Da die Drehzahl des ersten Motorgenerators 4 gleich Null ist, erfolgt keine Regenerierung. Entsprechend wird für den Fall, dass keine Ladung/Entladung der Batterie 20 erfolgt, die Umkehrbetätigung oder die Regenerierung durch den zweiten Motorgenerator 5 nicht ausgeführt, und der Drehmoment-Sollwert Tmg2 des zweiten Motorgenerators 5 ist gleich Null.
  • Zusätzlich beträgt das Verhältnis zwischen der Verbrennungsmotor-Drehzahl der Abtriebswelle 3 und der Antriebswellen-Drehzahl der Antriebswelle 7 k1/(1 + k1).
  • (4) Zustand, in dem Stromleitung erfolgt (Fig. 16)
  • In einem Zustand, in dem die Fahrzeuggeschwindigkeit höher als im Zustand mit hohem Übersetzungsverhältnis ist, wird ein Zustand gebildet, in dem der erste Motorgenerator 4 umgekehrt gedreht wird (16). In diesem Zustand wird der erste Motorgenerator 4 umgekehrt betätigt, wodurch elektrische Energie verbraucht wird. Entsprechend wird für den Fall, dass keine Ladung/Entladung der Batterie 20 erfolgt, der zweite Motorgenerator 5 regeneriert und er führt die Stromerzeugung aus.
  • 17 bildet ein Nomogramm zum Zeitpunkt des Startens des Verbrennungsmotors ab. Die grundlegenden Drehmoment-Sollwerte der ersten und zweiten Motorgeneratoren 4 und 5 werden derart berechnet, dass sie mit dem Verbrennungsmotor-Drehmoment, das zum Anlassen des Verbrennungsmotors 2 notwendig ist, im Gleichgewicht stehen. Zusätzlich werden die Korrektur-Drehmomentwerte der ersten und zweiten Motorgeneratoren 4 und 5 derart berechnet, dass es keine Variation des Drehmoments der Antriebswelle 7 gibt.
  • Wie zuvor wird in der Motorstartsteuervorrichtung 1 des Hybridfahrzeugs eine angestrebte Verbrennungsmotor-Drehzahl zum Zeitpunkt des Startens des Verbrennungsmotors von dem Mittel zum Berechnen der angestrebten Verbrennungsmotor-Drehzahl zum Startzeitpunkt 47 berechnet, das Drehmoment, das zum Anlassen des Verbrennungsmotors 2 notwendig ist, wird von dem Mittel zum Berechnen des angestrebten Verbrennungsmotor-Drehmoments zum Startzeitpunkt 48 berechnet, die angestrebte Verbrennungsmotorleistung wird basierend auf der angestrebten Verbrennungsmotor-Drehzahl und dem angestrebten Verbrennungsmotor-Drehmoment von dem Mittel zum Berechnen der angestrebten Verbrennungsmotorleistung 49 berechnet, die angestrebte Antriebsleistung wird basierend auf dem Ausmaß der Betätigung des Gaspedals und der Fahrzeuggeschwindigkeit von dem Mittel zum Berechnen der angestrebten Antriebsleistung 44 berechnet, ein Unterschied zwischen der angestrebten Antriebsleistung und der angestrebten Verbrennungsmotorleistung wird als angestrebte elektrische Energie von dem Mittel zum Berechnen der angestrebten elektrischen Energie 50 eingestellt, und die Drehmoment-Sollwerte der ersten und zweiten Motorgeneratoren 4 und 5 werden unter Verwendung der Drehmoment-Bilanzgleichung, die das angestrebte Verbrennungsmotor-Drehmoment umfasst, und der Bilanzgleichung der elektrischen Energie, welche die angestrebte elektrische Energie umfasst, von dem Mittel zum Berechnen eines Sollwertes für das Motordrehmoment 51 berechnet.
  • Damit kann die Motorstartsteuervorrichtung 1 den Verbrennungsmotor 2 starten und dabei eine Antriebskraft abgeben, die von einem Fahrer verlangt wird.
  • Zusätzlich berechnet die Motorstartsteuervorrichtung 1 des Hybridfahrzeugs grundlegende Drehmoment-Sollwerte der ersten und zweiten Motorgeneratoren 4 und 5 unter Verwendung der Drehmoment-Bilanzgleichung, die das angestrebte Verbrennungsmotor-Drehmoment umfasst, und der Bilanzgleichung der elektrischen Energie, welche die angestrebte elektrische Energie umfasst, unter Verwendung des Mittels zum Berechnen eines Sollwertes für das Motordrehmoment 51, berechnet Korrektur-Drehmomentwerte basierend auf dem Unterschied zwischen der angestrebten Verbrennungsmotor-Drehzahl und der Verbrennungsmotor-Drehzahl, und berechnet Drehmoment-Sollwerte der ersten und zweiten Motorgeneratoren 4 und 5 durch Addieren der Korrektur-Drehmomentwerte zu den grundlegenden Drehmoment-Sollwerten.
  • Damit kann die Motorstartsteuervorrichtung 1 Drehmomente in den ersten und zweiten Motorgeneratoren 4 und 5 generieren, damit sie mit dem Verbrennungsmotor-Drehmoment, das zum Anlassen des Verbrennungsmotors notwendig ist 2, im Gleichgewicht stehen. Zusätzlich gleicht die Motorstartsteuervorrichtung 1 die Drehmomente der ersten und zweiten Motorgeneratoren 4 und 5 basierend auf einem Unterschied zwischen der angestrebten Verbrennungsmotor-Drehzahl und der tatsächlichen Verbrennungsmotor-Drehzahl aus und kann entsprechend Variationen des Drehmoments der Antriebswelle 7 vermeiden.
  • Ferner berechnet die Motorstartsteuervorrichtung 1 eine angestrebte Antriebskraft basierend auf dem Ausmaß der Betätigung des Gaspedals und der Fahrzeuggeschwindigkeit unter Verwendung des Mittels zum Berechnen der angestrebten Antriebskraft 43, berechnet die angestrebte Lade-/Entladeleistung basierend auf dem Ladezustand der Batterie 20 unter Verwendung des Mittels zum Berechnen der angestrebten Lade-/Entladeleistung 45, berechnet die provisorische angestrebte Verbrennungsmotorleistung basierend auf der angestrebten Antriebsleistung und der angestrebten Lade-/Entladeleistung unter Verwendung des provisorischen Mittels zum Berechnen der angestrebten Verbrennungsmotorleistung 46, berechnet die angestrebte Antriebsleistung durch Multiplizieren der angestrebten Antriebskraft mit der Fahrzeuggeschwindigkeit unter Verwendung des Mittels zum Berechnen der angestrebten Antriebsleistung 44, und berechnet eine angestrebte Verbrennungsmotor-Drehzahl zum Zeitpunkt des Startens des Verbrennungsmotors basierend auf der provisorischen angestrebten Verbrennungsmotorleistung und der Fahrzeuggeschwindigkeit unter Verwendung des Mittels zum Berechnen einer angestrebten Verbrennungsmotor-Drehzahl zum Startzeitpunkt 47.
  • Damit kann die Motorstartsteuervorrichtung 1 die angestrebte Verbrennungsmotor-Drehzahl zum Zeitpunkt des Startens des Verbrennungsmotors mit hoher Genauigkeit berechnen und kann den Ladezustand SOC der Batterie 20 in einem vorbestimmten Bereich bewahren.
  • Zusätzlich stellt die Motorstartsteuervorrichtung 1 das Drehmoment auf das Verbrennungsmotor-Reibungsdrehmoment zum Zeitpunkt des Ausschaltens der Kraftstoffzufuhr bei einer Verbrennungsmotor-Drehzahl, die nicht bei ungefähr 0 RPM liegt, ein und stellt das Drehmoment auf einen großen Wert auf der negativen Seite des Verbrennungsmotor-Reibungsdrehmoments bei einer Verbrennungsmotor-Drehzahl von etwa 0 RPM unter Verwendung des Mittels zum Berechnen des angestrebten Verbrennungsmotor-Drehmoments zum Startzeitpunkt 48 ein, wodurch ein geeignetes Verbrennungsmotor-Anlassdrehmoment zum Zeitpunkt des Startens des Verbrennungsmotors abgegeben werden kann.
  • GEWERBLICHE ANWENDBARKEIT
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein Verbrennungsmotor gestartet werden, während eine Antriebskraft, die von einem Fahrer verlangt wird, abgegeben wird, und die vorliegende Erfindung kann auf die Steuerung eines Hybridfahrzeugs zum Zeitpunkt des Startens des Verbrennungsmotors angewendet werden.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Motorstartsteuervorrichtung eines Hybridfahrzeugs
    2
    Verbrennungsmotor
    3
    Abtriebswelle
    4
    erster Motorgenerator
    5
    zweiter Motorgenerator
    7
    Antriebswelle
    8
    Differenzialgetriebemechanismus
    18
    erster Wechselrichter
    19
    zweiter Wechselrichter
    20
    Batterie
    21
    erster Planetengetriebemechanismus
    22
    zweiter Planetengetriebemechanismus
    31
    Freilaufkupplung
    32
    Abtriebseinheit
    34
    erstes drehbares Bauteil
    35
    zweites drehbares Bauteil
    36
    drittes drehbares Bauteil
    37
    viertes drehbares Bauteil
    38
    Antriebssteuereinheit
    39
    Mittel zum Erkennen der Öffnung des Gaspedals
    40
    Mittel zum Erkennen der Fahrzeuggeschwindigkeit
    41
    Mittel zum Erkennen der Verbrennungsmotor-Drehzahl
    42
    Mittel zum Erkennen des Batterieladezustands
    43
    Mittel zum Berechnen der angestrebten Antriebskraft
    44
    Mittel zum Berechnen der angestrebten
    45
    Mittel zum Berechnen der angestrebten Lade-/Entladeleistung
    46
    Mittel zum Berechnen der provisorischen angestrebten Verbrennungsmotorleistung
    47
    Mittel zum Berechnen der angestrebten Verbrennungsmotor-Drehzahl zum Startzeitpunkt
    48
    Mittel zum Berechnen des angestrebten Verbrennungsmotor-Drehmoments zum Startzeitpunkt
    49
    Mittel zum Berechnen der angestrebten Verbrennungsmotorleistung
    50
    Mittel zum Berechnen der angestrebten elektrischen Energie
    51
    Mittel zum Berechnen eines Sollwertes für das Motordrehmoment
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 9-170533 A [0002, 0008]
    • JP 10-325345 [0002]
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Claims (4)

  1. Motorstartsteuervorrichtung eines Hybridfahrzeugs, die den Antrieb des Fahrzeugs unter Verwendung der Leistungsabgaben eines Verbrennungsmotors und einer Vielzahl von Motorgeneratoren steuert, wobei die Motorstartsteuervorrichtung Folgendes umfasst: ein Mittel zum Berechnen der angestrebten Verbrennungsmotor-Drehzahl zum Startzeitpunkt, das eine angestrebte Verbrennungsmotor-Drehzahl zum Zeitpunkt des Startens des Verbrennungsmotors berechnet; ein Mittel zum Berechnen des angestrebten Verbrennungsmotor-Drehmoments zum Startzeitpunkt, welches das Drehmoment berechnet, das zum Anlassen des Verbrennungsmotors notwendig ist; ein Mittel zum Berechnen der angestrebten Verbrennungsmotorleistung, das die angestrebte Verbrennungsmotorleistung basierend auf der angestrebten Verbrennungsmotor-Drehzahl, die von dem Mittel zum Berechnen der angestrebten Verbrennungsmotor-Drehzahl zum Startzeitpunkt berechnet wird, und auf dem angestrebten Verbrennungsmotor-Drehmoment, das von dem Mittel zum Berechnen des angestrebten Verbrennungsmotor-Drehmoments zum Startzeitpunkt berechnet wird, berechnet; ein Mittel zum Erkennen des Ausmaßes der Betätigung des Gaspedals, das ein Ausmaß einer Betätigung eines Gaspedals des Fahrzeugs erkennt; ein Mittel zum Erkennen der Fahrzeuggeschwindigkeit, welches die Fahrzeuggeschwindigkeit erkennt; ein Mittel zum Berechnen der angestrebten Antriebsleistung, das die angestrebte Antriebsleistung basierend auf dem Ausmaß der Betätigung des Gaspedals, das von dem Mittel zum Erkennen des Ausmaßes der Betätigung des Gaspedals erkannt wird, und auf der Fahrzeuggeschwindigkeit, die von dem Mittel zum Erkennen der Fahrzeuggeschwindigkeit erkannt wird, berechnet; ein Mittel zum Berechnen der angestrebten elektrischen Energie, das einen Unterschied zwischen der angestrebten Antriebsleistung, die von dem Mittel zum Berechnen der angestrebten Antriebsleistung berechnet wird, und der angestrebten Verbrennungsmotorleistung, die von dem Mittel zum Berechnen der angestrebten Verbrennungsmotorleistung berechnet wird, als angestrebte elektrische Energie einstellt; und ein Mittel zum Berechnen eines Sollwertes für das Motordrehmoment, das Drehmoment-Sollwerte einer Vielzahl von Motorgeneratoren unter Verwendung einer Drehmoment-Bilanzgleichung, die das angestrebte Verbrennungsmotor-Drehmoment umfasst, und einer Bilanzgleichung der elektrischen Energie, welche die angestrebte elektrische Energie umfasst, berechnet.
  2. Motorstartsteuervorrichtung eines Hybridfahrzeugs gemäß Anspruch 1, ferner umfassend ein Mittel zum Erkennen der Verbrennungsmotor-Drehzahl, das eine Verbrennungsmotor-Drehzahl erkennt, wobei das Mittel zum Berechnen eines Sollwertes für das Motordrehmoment grundlegende Drehmoment-Sollwerte der Vielzahl von Motorgeneratoren unter Verwendung der Drehmoment-Bilanzgleichung, die das angestrebte Verbrennungsmotor-Drehmoment umfasst, und der Bilanzgleichung der elektrischen Energie, welche die angestrebte elektrische Energie umfasst, berechnet, Korrektur-Drehmomentwerte basierend auf einem Unterschied zwischen der angestrebten Verbrennungsmotor-Drehzahl, die von dem Mittel zum Berechnen der angestrebten Verbrennungsmotor-Drehzahl zum Startzeitpunkt berechnet wird, und auf der tatsächlichen Verbrennungsmotor-Drehzahl, die von dem Mittel zum Erkennen der Verbrennungsmotor-Drehzahl erkannt wird, berechnet, und Drehmoment-Sollwerte der Vielzahl von Motorgeneratoren durch Addieren der Korrektur-Drehmomentwerte zu den grundlegenden Drehmoment-Sollwerten berechnet.
  3. Motorstartsteuervorrichtung eines Hybridfahrzeugs gemäß Anspruch 1 oder 2, ferner umfassend: ein Mittel zum Berechnen der angestrebten Antriebskraft, das eine angestrebte Antriebskraft basierend auf dem Ausmaß der Betätigung des Gaspedals, das von dem Mittel zum Erkennen des Ausmaßes der Betätigung des Gaspedals erkannt wird, und auf der Fahrzeuggeschwindigkeit, die von dem Mittel zum Erkennen der Fahrzeuggeschwindigkeit erkannt wird, berechnet; ein Mittel zum Erkennen des Batterieladezustands, das einen Ladezustand der Batterie erkennt; ein Mittel zum Berechnen der angestrebten Lade-/Entladeleistung, das die angestrebte Lade-/Entladeleistung basierend auf dem Ladezustand der Batterie, der von dem Mittel zum Erkennen des Batterieladezustands erkannt wird, berechnet; und ein Mittel zum Berechnen der provisorischen angestrebten Verbrennungsmotorleistung, das die provisorische angestrebte Verbrennungsmotorleistung basierend auf der angestrebten Antriebsleistung, die von dem Mittel zum Berechnen der angestrebten Antriebsleistung berechnet wird, und auf der angestrebten Lade-/Entladeleistung, die von dem Mittel zum Berechnen der angestrebten Lade-/Entladeleistung berechnet wird, berechnet, wobei das Mittel zum Berechnen der angestrebten Antriebsleistung die angestrebte Antriebsleistung durch Multiplizieren der angestrebten Antriebskraft, die von dem Mittel zum Berechnen der angestrebten Antriebskraft berechnet wird, mit der Fahrzeuggeschwindigkeit, die von dem Mittel zum Erkennen der Fahrzeuggeschwindigkeit erkannt wird, berechnet, und wobei das Mittel zum Berechnen der angestrebten Verbrennungsmotor-Drehzahl zum Startzeitpunkt die angestrebte Verbrennungsmotor-Drehzahl zum Zeitpunkt des Startens des Verbrennungsmotors basierend auf der provisorischen angestrebten Verbrennungsmotorleistung, die von dem provisorischen Mittel zum Berechnen der angestrebten Verbrennungsmotorleistung berechnet wird, und auf der Fahrzeuggeschwindigkeit, die von dem Mittel zum Erkennen der Fahrzeuggeschwindigkeit erkannt wird, berechnet.
  4. Motorstartsteuervorrichtung eines Hybridfahrzeugs nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Mittel zum Berechnen des angestrebten Verbrennungsmotor-Drehmoments zum Startzeitpunkt das Drehmoment auf das Verbrennungsmotor-Reibungsdrehmoment zu dem Zeitpunkt des Ausschaltens der Kraftstoffzufuhr für eine Verbrennungsmotor-Drehzahl, die nicht bei etwa 0 RPM liegt, einstellt und das Drehmoment auf einen großen Wert auf der negativen Seite des Verbrennungsmotor-Reibungsdrehmoments für eine Verbrennungsmotor-Drehzahl von etwa O RPM einstellt.
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