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DE60305549T2 - Steuerungssystem für Hybridfahrzeuge - Google Patents

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DE60305549T2
DE60305549T2 DE60305549T DE60305549T DE60305549T2 DE 60305549 T2 DE60305549 T2 DE 60305549T2 DE 60305549 T DE60305549 T DE 60305549T DE 60305549 T DE60305549 T DE 60305549T DE 60305549 T2 DE60305549 T2 DE 60305549T2
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DE
Germany
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motor
primary drive
speed
generator
generators
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
DE60305549T
Other languages
English (en)
Other versions
DE60305549D1 (de
Inventor
Minoru Yokosuka-shi Arimitsu
Keyvan Kargar
Yves Pichon
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Renault SAS
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Renault SAS
Nissan Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Renault SAS, Nissan Motor Co Ltd filed Critical Renault SAS
Application granted granted Critical
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Publication of DE60305549T2 publication Critical patent/DE60305549T2/de
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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Steuerungssystem eines Hybridgetriebes für ein Hybridfahrzeug, wobei das Hybridgetriebe eine Differentialvorrichtung mit zwei Freiheitsgraden mit zumindest vier Drehteilen verwendet, wobei das Differentialgetriebe die Drehbedingungen aller Drehteile bestimmt, wenn die Drehbedingungen von zwei der Drehteile bestimmt sind, die Drehteile mit einer Primär-Antriebseinrichtung, einem Antriebszug und einem ersten und zweiten Motoren/Generatoren jeweils verbunden sind, wobei das Steuerungssystem eine Steuerung aufweist.
  • Außerdem betrifft die Erfindung ein Hybridgetriebesystem für ein Hybridfahrzeug, ausgerüstet mit einer Primär-Antriebseinrichtung und ersten und zweiten Motoren/Generatoren, wobei das Hybridgetriebesystem aufweist; eine Differentialvorrichtung mit zwei Freiheitsgraden, die zumindest vier Drehteile aufweist, wobei die Drehbedingungen aller Drehteile festgelegt werden, wenn die Drehbedingungen der zwei Drehteile festgelegt sind, wobei die Drehteile mit der Primär-Antriebseinrichtung, einem Antriebszug und jeweils die ersten und zweiten Motoren/Generatoren verbunden sind; eine Primär-Antriebseinrichtung zum Steuern eines Primär-Antriebseinrichtung-Betriebspunktes, gebildet durch eine Drehzahl und ein Ausgangsdrehmoment der Primär-Antriebseinrichtung; eine Motor-/Generator-Steuerung zum Steuern jedes Motor/Generator-Betriebspunktes, gebildet durch eine Drehzahl und ein Ausgangsdrehmoment jedes der ersten und zweiten Motoren/Generatoren.
  • Überdies betrifft die Erfindung ein Steuerverfahren eines Hybridgetriebes für ein Hybridfahrzeug.
  • Das U. S. Patent Nr. 6,190,283 (≈ JP-A-2000-236602) zeigt ein Hybridgetriebesystem für ein Hybridfahrzeug, ausgerüstet mit einer Primär-Antriebseinrichtung, einem Generator in direkter Verbindung mit der Primär-Antriebseinrichtung und einem Antriebsmotor, der Elektroenergie von dem Generator aufnimmt. Der Generator wird bei hoher Drehzahl durch Ausführen einer Drehzahlsteuerung der Primär-Antriebseinrichtung gesteuert und der Antriebsmotor wird im Drehmoment gesteuert, um eine Ziel-Antriebskraft zu erzeugen. In diesem Hybridgetriebesystem ist der Generator direkt mit der Primär-Antriebseinrichtung verbunden und der Antriebsmotor ist von dem Generator und der Primär-Antriebseinrichtung getrennt. Demzufolge beeinflusst der Betriebspunkt des Antriebsmotors nicht den optimalen Betriebspunkt der Primär-Antriebseinrichtung und es ist leicht, beide der optimalen Betriebspunkte festzulegen. Da jedoch dieses Hybridgetriebe von einem Motor-Direktverbindungs-Typ ist, wird ein Strom, der durch den Direktverbindungs-Motor und den Wandler groß. Demzufolge werden die Verluste des Direktverbindungs-Motors und des Wandlers groß und es wird gefordert, dass der Direktverbindungs-Motor und der Wandler eine große Kapazität haben.
  • Zum Lösen dieses Problems hat ein Anmelder der vorliegenden Erfindung ein Hybridgetriebe vorgeschlagen, das durch Vorsehen einer Differentialvorrichtung mit zwei Freiheitsgraden zwischen einer Primär-Antriebseinrichtung und einem Motor aufgebaut ist, obwohl es üblicherweise bisher noch nicht gezeigt worden ist, und die Drehteile und die Differentialvorrichtung mit der Primär-Antriebseinrichtung verbunden sind, einem Antriebszug und jeweils zwei Motoren/Generatoren, so dass eine stufenlos veränderbare Getriebesteuerung durch die Steuerung des Motors/Generators ausgeführt wird.
  • Außerdem sind ein Hybridgetriebesystem entsprechend des Oberbegriffs von Anspruch 8, ein Verfahren für das Steuern solch eines Getriebes entsprechend des Oberbegriffs von Anspruch 1 und ein Steuersystem aus der EP 1 160 117 A2 bekannt.
  • Jedoch ist es gefunden worden, dass bei solch einem vorgeschlagenen Hybridgetriebe bisher noch nicht verlangt worden ist, im Betrieb weiter verbessert zu werden.
  • Noch genauer wird das vorgeschlagene Hybridgetriebe derart festgelegt, dass wenn z. B. eine Ziel-Primär-Antriebseinrichtung-Drehzahl zum Erreichen einer Ziel-Antriebskraft aus einer Antriebsbedingung abgeleitet wird, während die Getriebe-Ausgangsdrehzahl (Fahrzeuggeschwindigkeit) beibehalten wird, die Drehzahlen der zwei Motoren/Generatoren zwangsläufig festgelegt werden. Wenn die Drehzahl von einem der Motoren/Generatoren hoch ist, werden die Leitungsverluste des Motors/Generators infolge des übermäßig geschwächten Magnetfeldes auch hoch und demzufolge erzeugen der Motor/Generator eine große Wärmemenge infolge der Leitungsverluste. Demzufolge können, selbst wenn ein Betriebspunkt des Motors bei einem Betriebspunkt als eine Kombination einer Drehzahl und eines Drehmomentes für das Erzeugen der Ziel-Antriebskraft ohne Verändern der Ausgangsdrehzahl festgelegt wird, die zwangsläufig festgelegten Betriebspunkte des Motors/Generators nicht der optimale Betriebs punkt für die Motoren/Generatoren sein und es besteht eine Möglichkeit, dass die Motoren/Generatoren infolge der Leitungsverluste eine große Wärmemenge erzeugen.
  • Zum Beseitigen solch einer übermäßigen Wärmeerzeugung ist es notwendig ein Hochleistungs-Kühlsystem für den Motor/Generator und für den Wandler zu schaffen. Jedoch erhöht solch ein Hochleistungs-Kühlsystem für den Motor/Generator das Problem in der Anordnung und erhöht die Herstellungskosten des Systems.
  • Es ist demzufolge ein Ziel der vorliegenden Erfindung ein verbessertes Steuerungssystem für ein Hybridgetriebesystem für ein Hybridfahrzeug zu schaffen und ein Steuerverfahren eines Hybridgetriebes für ein Hybridfahrzeug, die jeweils effizienter sind. Insbesondere wird es gewünscht, das System zu befähigen, dass es auch ohne ein Hochleistungs-Kühlsystem für den Motor/Generator zuverlässig arbeitet.
  • Für ein Steuerungssystem eines Hybridgetriebes für ein Hybridfahrzeug wird diese Aufgabe entsprechend Anspruch 1 in einer erfinderischen Weise derart gelöst, dass die Steuerung konfiguriert ist, die Primär-Antriebseinrichtungs-Drehzahl der Primär-Antriebseinrichtung zu verändern, um die Elektroenergie-Abgabe der ersten und zweiten Motoren/Generatoren zu vermindern, wenn eine Temperatur von zumindest einem der ersten und zweiten Motoren/Generatoren und einer Leistungsvorrichtung für die ersten und zweiten Motoren/Generatoren höher als eine vorbestimmte Temperatur ist, eine Ziel-Antriebskraft des Hybridfahrzeuges durch eine Primär-Antriebseinrchtung-Ausgangsleistung erreicht wird, wenn eine Ausgangsdrehzahl des Hybridgetriebes konstant gehalten wird und wenn die Ziel-Primär-Antriebseinrichtungsdrehzahl festgelegt ist.
  • Für ein Hybridgetriebesystem für ein Hybridfahrzeug der oben genannten Art wird diese Aufgabe entsprechend Anspruch 8 in einer erfinderischen Weise gelöst, die außerdem aufweist: Temperatursensoren zum Erfassen der Temperaturen der ersten und zweiten Motoren/Generatoren und eine Leistungsvorrichtung für die ersten und zweiten Motoren/Generatoren; und eine Hybridsteuerung, gekuppelt mit den Temperatursensoren, der Primär-Antriebseinrichtung-Steuerung und der Motor-/Generator-Steuerung, wobei die Hybridsteuerung konfiguriert ist, eine an die Primär-Antriebseinrichtungssteuerung zu sendende Drehzahl zu verändern, um die elektrische Leistung, erzeugt durch die ersten und zweiten Motoren/Generatoren zu vermindern, wenn zumindest eine der Temperaturen, erfasst durch die Temperatursensoren, höher als eine vorbestimmte Temperatur ist, wobei die Primär-Antriebseinrichtung konfiguriert ist, eine Forderungs ausgangsleistung zum Erreichen einer Ziel-Antriebskraft zu erzeugen, wenn eine Getriebe-Ausgangsdrehzahl, die die Drehzahl des Antriebszugs anzeigt, konstant gehalten wird, und wenn die Primär-Antriebseinrichtung an einem Primär-Antriebseinrichtung-Betriebspunkt arbeitet, der durch die Primär-Antriebseinrichtungs-Drehzahl und ein Ausgangsdrehmoment der Primär-Antriebseinrichtung festgelegt wird.
  • Überdies wird für ein Steuerverfahren eines Hybridgetriebes für ein Hybridfahrzeug diesen oben genannte Aufgabe entsprechend des Anspruches 9 durch ein Steuerverfahren eines Hybridgetriebes für ein Hybridfahrzeug gelöst, wobei das Hybridgetriebe eine Differentialvorrichtung mit zwei- Freiheitsgraden aufweist, die zumindest vier Drehteile aufweist, wobei die Differentialvorrichtung die Drehbedingung aller Drehteile festlegt, wenn die Drehbedingungen von zwei der Drehteile festgelegt werden, wobei die Drehteile mit einer Primär-Antriebseinrichtung, einem Antriebszug und jeweils ersten und zweiten Motoren/Generatoren verbunden sind, wobei das Verfahren aufweist:
    Verändern einer Ziel-Primär-Antriebseinrichtungsdrehzahl der Primär-Antriebseinrichtung, um eine Elektroenergieabgabe der ersten und zweiten Motoren/Generatoren zu vermindern, wenn eine Temperatur von zumindest einem der ersten und zweiten Motoren/Generatoren und eine Leistungsvorrichtung für die ersten und zweiten Motoren/Generatoren höher als eine vorbestimmte Temperatur ist, wobei eine Ziel-Antriebskraft des Hybridfahrzeuges durch eine Forderungs-Primär-Antriebseinrichtung-Ausgangsleistung erreicht wird, die erzeugt wird, wenn eine Ausgangsdrehzahl des Hybridgetriebes konstant gehalten wird, wenn die Ziel-Primär-Antriebseinrichtung-Drehzahl festgelegt wird.
  • Demzufolge ist es möglich, effizientere Systeme sowie ein Steuerungsverfahren derselben zu schaffen, da das System zuverlässig betätigt werden kann, ohne dass ein Hochleistungs-Kühlsystem erforderlich ist.
  • Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den jeweiligen Sub- Ansprüchen niedergelegt.
  • Im Folgenden wird die Erfindung in größerer Ausführlichkeit mittels bevorzugter Ausführungsbeispiele derselben in Bezug zu den beigefügten Zeichnungen beschrieben. In dieser Hinsicht ist:
  • 1 eine schematische Ansicht, die ein Schalt-Steuerungssystem eines Hybridgetriebes eines Ausführungsbeispieles entsprechend der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 2 ein Ausrichtungsdiagramm des Hybridgetriebes ohne eine Vorwärtskupplung.
  • 3 ein Blockdiagramm ist, das das Schalt-Steuerungssystem des Hybridgetriebes zeigt.
  • 4 ein Diagramm ist, das einen Temperaturbestimmungsabschnitt in dem Schalt-Steuerungssystem zeigt.
  • 5 ein Diagramm ist, das den Betrieb des Schalt-Steuerungssystems zeigt.
  • 6 ein Diagramm ist, das einen Betriebspunkt zeigt, der für einen Motor optimal ist, und einen Betriebspunkt, der für Motoren/Generatoren in dem Diagramm der 5 optimal ist.
  • 7 ein Diagramm ist, das charakteristische Kurven einer optimalen Kraftstoffverbrauchslinie eines Motors allein und optimale Kraftstoffverbrauchslinien bei Fahrzeuggeschwindigkeiten zeigt.
  • 8 ein Diagramm ist, das charakteristische Kurven eines Motor-Betriebspunktes, der für den Motor unter einer vorbestimmten Fahrzeuggeschwindigkeit optimal ist und einem Ort des Betriebspunktes, der für den Motor/Generator optimal ist, zeigt.
  • 9 eine schematische Ansicht ist, die eine Modifikation des Schalt-Steuerungssystems des Hybridgetriebes entsprechend der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • Ausführliche Beschreibung der Erfindung
  • In Bezug auf die 1 bis 8 ist ein Ausführungsbeispiel eines Schalt-Steuerungssystems eines Hybridgetriebes entsprechend der vorliegenden Erfindung gezeigt. 1 zeigt das Hybrid-(automatische) Getriebe, versehen mit dem Schalt-Steuerungssystem des Ausführungsbeispiels, entsprechend der vorliegenden Erfindung. In diesem Ausführungsbeispiel ist das Hybridgetriebe angepasst zu einer Transachse eines Fahrzeuges mit Vorderradantrieb. Wie in der 1 gezeigt, weist das Hybridgetriebe des Ausführungsbeispieles ein Getriebegehäuse 1, einen Ravigneaux-Planetenradsatz 2 und einen Verbundstrom-Doppellagen-Motor 3, der die ersten und zweiten Motoren/Generatoren MG1 und MG2 bildet, auf. Der Ravigneaux-Planetenradsatz 2 wird in dem Getriebegehäuse 1 gebaut, um an einer rechten Seite der Brennkraftmaschine ENG (der Primär-Antriebseinrichtung) entlang einer axialen Richtung des Getriebegehäuses 1 in der 1 angeordnet zu sein. Außerdem ist der Verbundstrom-Doppellagen-Motor 3 in einem Getriebegehäuse 1 gebaut, um auf der linken Seite des Ravigneaux-Planeten radsatzes 2 entlang der axialen Richtung des Getriebegehäuses 1 in der 1 angeordnet zu sein.
  • Der Ravigneaux-Planetenradsatz 2 und der Verbundstrom-Doppellagen-Motor 3 sind in Bezug auf eine Achse des Getriebegehäuses 1 koaxial angeordnet. Der Ravigneaux-Planetenradsatz 2 ist von einem Verbund-Planetenradzug, wo ein Einzel-Ritzel-Planetenradsatz 4 mit einem Doppel-Ritzel-Planetenradsatz 5 kombiniert ist und gewöhnliche Ritzel P1 und ein gewöhnliches Ringzahnrad Rs üblicherweise in zwei Ravigneaux-Planetenradsätzen 4 und 5 verwendet werden.
  • Der Einzel-Ritzel-Planetenradsatz 4 ist nahe dem Verbundstrom-Doppellagen-Motor 3 angeordnet und der Doppel-Ritzel-Planetenradsatz 5 ist näher zu dem Motor ENG angeordnet. Der Einzel-Ritzel-Planetenradsatz 4 weist ein Sonnenrad Ss auf, ein übliches Ringzahnrad Rs und übliche Ritzel P1, die sowohl im Kämmeingriff mit dem Sonnenrad Ss, als auch mit dem gewöhnlichen Ringzahnrad Rs sind.
  • Der Doppel-Ritzel-Planetenradsatz 5 weist ein Sonnenrad Sd, übliche Ritzel P1, ein übliches Ringzahnrad Rs und ein Ringzahnrad Rd und Ritzel P2 mit großem Durchmesser auf- Die Ritzel P2 mit großem Durchmesser sind in Kämmeingriff mit dem Sonnenrad Sd, dem Ringzahnrad Rd und den üblichen Ritzeln P1. Die Ritzel P1 und P2 der zwei Planetenradsätze 4 und 5 sind auf Wellen, die ein Abschnitt eines üblichen Ritzelträgers C sind, drehbar montiert oder gelagert. Wie bereits oben diskutiert entsprechen fünf Drehteile (fünf Bauteile), d. h., das Sonnenrad Ss, das Sonnenrad Sd, das Ringzahnrad Rs, das Ringzahnrad Rd und der Ritzelträger C den Hauptbauteilen des Ravigneaux-Planetenradsatzes 2. In dem Fall des Ravigneaux-Planetenradsatzes 2 werden die Drehbedingungen aller Drehteile festgelegt, wenn die Drehbedingungen von zwei der Drehteile festgelegt werden. Dies bedeutet, der Ravigneaux-Planetenradsatz 2 ist eine Differentialvorrichtung mit zwei Freiheitsgraden, das fünf- Bauteile hat. Wie klar in der 1 gezeigt, ist in einem Ravigneaux-Planetenradsatz 2, der in dem Hybrid-Automatikgetriebe des Ausführungsbeispieles entsprechend der vorliegenden Erfindung enthalten ist, ein Ringzahnrad Rd des Doppel-Ritzel-Planetenradsatz 5 mit einer koaxial angeordneten Kurbelwelle des Motors ENG verbunden, so dass das Eingangsdrehmoment (das Motordr4ehmoment) in das Ringzahnrad Rd übertragen wird. Andererseits ist ein üblicher Ritzelträger C mit einer Antriebszuglinie, z. B. einem Differentialgetriebevorrichtung verbunden, so das das Ausgangsdrehmoment des Ravigneaux-Planetenradsatzes 2 aus dem üblichen Ritzelträger C herausgezogen ist.
  • Der Verbundstrom-Doppellagen-Motor 3 weist einen inneren Rotor Sri und einen ringförmigen äußeren Rotor 3ro, der den inneren Rotor Sri umgibt, auf. Die inneren und äußeren Rotoren Sri und 3ro sind koaxial miteinander an dem hinteren axialen Ende (dem Ende auf der linken Seite) des Getriebegehäuses 1 angeordnet und in dem Getriebegehäuses 1 drehbar gelagert. Ein üblicher Stator 3s ist in einem ringförmigen Raum, der zwischen dem Außenumfang des inneren Rotors Sri und dem Innenumfang des äußeren Rotors 3ro gebildet und fest mit dem Getriebegehäuses 1 verbunden ist, angeordnet. Der Stator 3s enthält eine ringförmige Statorwicklung. Die ringförmige Statorwicklung 3s und ein äußerer Rotor 3ro bilden einen äußeren Motor/Generator (einen ersten Motor/Generator) MG1 und die ringförmige Statorwicklung 3s und ein innerer Rotor Sri bilden einen inneren Motor/Generator (einen zweiten Motor/Generator) MG2.
  • In diesem Ausführungsbeispiel wird ein Verbund-Mehrphasen-Wechselstrommotor (AG), ein Mehrlagen-(Doppellagen-) Motor 3, der Mehrfach-Motoren (in diesem Ausführungsbeispiel zwei Rotoren) hat, und der durch Verbund-Mehrphasen-Wechselstrom AC angetrieben wird, als erster und zweiter Motor/Generator GM1 und GM2 verwendet. Außerdem ist der Verbundstrom-Doppellagen-Motor 3 derart angeordnet, dass die Anzahl der Polpaare des inneren Rotors Sri von der Anzahl der Polpaare des äußeren Rotors 3ro verschieden ist. Der innere und der äußere Rotor Sri und 3ro der ersten und zweiten Motoren/Generatoren MG1 und MG2 werden demzufolge durch Verbinden eines Steuerstromes, der auf einen von dem Motor-/Generatorsatz angewandt wird, und einem Steuerstrom, der auf den anderen angewandt wird, voneinander unabhängig angetrieben.
  • Wenn der Verbund-Mehrphasen-Wechselstrom zu jedem der ersten und zweiten Motoren/Generatoren MG1 und MG2 zugeführt wird, funktioniert jeder der Motoren/Generatoren MG1 und MG2 als ein Elektromotor, der eine Drehkraft ausgibt, die eine Drehrichtung hat, die einer Stromrichtung entspricht, und eine Drehzahl, die einer Stromstärke des zugeführten Stromes entspricht. Wenn kein Verbund-Mehrphasen-Wechselstrom zu jedem von den ersten und zweiten Motoren/Generatoren MG1 und MG2 zugeführt wird, funktioniert jeder der Motoren/Generatoren MG1 und MG2 als ein Generator, der eine elektrische Leistung ausgibt, die der Größe des Drehmoments entspricht, das auf dem weg einer äußeren Kraft zuführt worden ist.
  • Die mechanische Verbindung zwischen dem Verbund-Mehrphasen-Wechselstrommotor mit Doppellagen und dem Ravigneaux-Planetenradsatz 2 ist derart vorgesehen, dass der innere Rotor Sri des zweiten Motors/Generators MG2 mit dem Sonnenrad Sd des Doppel-Ritzel-Planetenradsatzes 5 verbunden ist und der äußere Rotor 3ro des ersten Motors/Generators MG1 mit dem Sonnenrad Ss des Einzel-Ritzel-Planetenradsatz 4 verbunden ist. Außerdem ist eine Vorwärtsbremse F/B vorgesehen, um in der Lage zu sein, das Ringzahnrad Rs des Einzel-Ritzel-Planetenradsatzes 4 richtig zu bremsen.
  • Das Hybridgetriebe der 1 braucht keine Vorwärtsbremse F/B aufweisen. Fall das Hybridgetriebe ohne Vorwärtsbremse F/B in Betrieb ist, wird ein Anordnungsdiagramm des Hybridgetriebes der 1 repräsentiert, wie in der 2 gezeigt.
  • In dem Anordnungsdiagramm der 2 bezeichnet a eine Hebelverhältnis, das einem Verhältnis eines Abstandes zwischen dem Ringzahnrad Rd und dem Sonnenrad Ss relativ zu einem Abstand (repräsentiert durch 1) zwischen dem Ringzahnrad Rd und dem Träger C repräsentativ ist, und β bezeichnet ein Hebelverhältnis, das einem Verhältnis eines Abstandes zwischen dem Träger C und dem zweiten Motor/Generator MG2 (entsprechend zu dem Sonnenrad Sd) im Verhältnis zu dem Abstand (repräsentiert durch 1) zwischen dem Ringzahnrad Rd und dem Träger C.
  • Da der Abstand zwischen dem Träger C und dem zweiten Motor/Generator MG2 (dem Sonnenrad Sd) durch die Anzahl der Zähne des Ringzahnrades Rd festgelegt wird, nimmt das Hebelverhältnis (β = Rd/Sd) den größten Wert in dem Fall ein, dass das Getriebe durch einen Ravigneaux-Planetenradsatz 2 gebildet ist.
  • Durch das Ermöglichen, dass das Hebelverhältnis β einen großen Wert einnimmt, wird es möglich, die Drehzahl des zweiten Motors/Generators MG2 auf einen relativ großen Wert festzulegen. Demzufolge wird in der Annahme, dass eine Ausgangsleistung des Getriebes konstant ist, eine kleine Anordnungsfestlegung des notwendigen Drehmomentes durch das Verwenden des Ravigneaux-Planetenradsatzes 2 erreicht.
  • Die Bedingung für das Bestimmen eines Gradienten (des Übertragungsverhältnisses i) eines Hebels in dem Anordnungsdiagramm der 2 wird durch die folgenden Formeln (1) bis (4) repräsentiert. N1 = Ni + {1 – (No/Ni)}α·Ni (1) N2 = Ni – {1 – (No/Ni)}(1 + β)·Ni (2) T1 = [Ti/{1(N1/N2)β + 1 + α}] (3) N2 = Ti/{(N2/N1)(1 + α) + β} (4)wo Ni eine Eingangsdrehzahl (eine Motordrehzahl) ist, Ti ein Eingangsdrehmoment (Motordrehmoment ) ist, N1 eine Drehzahl des ersten Motors/Generators MG1, verbunden mit dem Sonnenrad Ss, ist, T1 ein Drehmoment des ersten Motors/Generators MG1 ist, N2 eine Drehzahl des zweiten Motors/Generators MG2, verbunden mit dem Sonnenrad Sd, ist, und T2 ein Drehmoment des zweiten Motors/Generators MG2 ist. Hierin wird es angenommen, dass eine Zahnradübersetzungseffektivität ηm 1 ist (ηm = 1).
  • Es ist wichtig, dass ein Motorbetriebspunkt (Ni, Ti) auf einen Motorbetriebspunkt festgelegt ist, um die Antriebskraft entsprechend der Antriebsbedingung mit einem minimalen Kraftstoffverbrauch und ohne Verändern der Getriebeausgangsdrehzahl No (entsprechend der Fahrzeuggeschwindigkeit VSP) zu erreichen, wenn das Fahrzeug unter einer Bedingung arbeitet, dass jede Temperatur des ersten Motors/Generators MG1, des zweiten Motors/Generators MG2 und eine Leistungsvorrichtung des Wandlers für das Steuern von ihnen niedriger als ein Hochtemperaturbereich, wobei einige Probleme durch die Wärmeerzeugung verursacht werden, ist. Dieser Betriebspunkt entspricht einem Schnittpunkt P oder R zwischen einer optimalen Verbrauchslinie und eine Iso-Pferdestärkenlinie, die einer Anforderungsausgangsleistung des Motors, erhalten aus der Ziel-Antriebskraft und der Getriebeausgangsdrehzahl No (Fahrzeuggeschwindigkeit VSP), wie in der 5 oder 6 gezeigt, entspricht.
  • Durch das Bestimmen des Motor-Betriebspunktes (Ni, Ti), der für den Motor ENG optimal ist, werden die Drehzahlen N1 und N2 des ersten und zweiten Motors/Generators MG1 und MG2 festgelegt, wie aus dem Anordnungsdiagramm der 2 deutlich wird. Falls die Drehzahlen N1 und N2 hoch sind, wird ein übermäßig geschwächtes Feld erzeugt und demzufolge wird der Leitungsverlust des Motors/Generators MG1 und MG2 groß. Demzufolge wird die Wärmeerzeugung des ersten und zweiten Motors/Generators MG1 und MG2 und der Leistungsvorrichtung derselben erzeugt.
  • Falls das System die optimale Kraftstoffverbrauchssteuerung des Motors ENG trotz der Wärmeerzeugung fortsetzt, ist es notwendig, ein Hochleistungs-Kühlsystem für die Motoren/Generatoren MG1 und MG2 und für die Leistungsvorrichtung derselben vorzusehen. Jedoch treten dem bei einer Installation solch eines Hochleistungs-Kühlsystems in der Auslegung des Systems Schwierigkeiten und Erhöhungen der Produktionskosten des Systems entgegen.
  • Zum Vermeiden solcher Probleme ist das Steuerungssystem des Hybridgetriebes des Ausführungsbeispieles der vorliegenden Erfindung insbesondere angeordnet wie folgt.
  • Wie in der 1 gezeigt, weist das Steuerungssystem eine Hybridsteuerung 10 als einen wesentlichen Teil des Schalt-Steuerungssystems entsprechend der vorliegenden Erfindung auf. Die Hybridsteuerung 10 sendet einen Motorbefehl bezüglich des Motorbetriebspunktes (Ni, Ti), bestimmt auf der Grundlage des oben diskutierten Konzeptes, zu der Motorsteuerung 11. Die Motorsteuerung 11 steuert den Motor ENG entsprechend des Motorbefehls derart, dass der Motor ENG an dem MotorBefehls-Betriebspunkt (Ni, Ti) arbeitet. Die Hybridsteuerung 10 sendet außerdem Motorbefehle bezüglich des Betriebspunktes (N1, T1) des ersten Motors/Generators MG1 und des Betriebs punktes (N2, T2) des zweiten Motors/Generators MG2 zu der Motorsteuerung 12. Die Motorsteuerung 12 steuert die ersten und zweiten Motoren/Generatoren MG1 und MG2 durch den Wandler 13 und die Batterie 14 entsprechend des Motorbefehls, so dass die ersten und zweiten Motoren/Generatoren MG1 und MG2 jeweils an den Betriebspunkten (N1, T1) und (N2, T2) arbeiten. Außerdem gibt die Hybridsteuerung 10 ein Bremssignal Sb aus, um, sofern dies notwendig ist, die Vorwärtsbremse F/B in Eingriff zu bringen. Dieser Eingriff der Vorwärtsbremse F/B ermöglicht eine Leistungsübertragung unter einem Übertragungsverhältnis-Festmodus.
  • Zum Ausführen der oben diskutierten Vorgänge wird die Hybridsteuerung 10 mit einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 14, einem Beschleuniger-Öffnungssensor 16, einem Drehzahlsensor 17 des inneren Rotors, einem Drehzahlsensor 18 des äußeren Rotors und Temperatursensoren 19 gekuppelt, um deren Signale aufzunehmen. Der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 14 erfasst eine Fahrzeuggeschwindigkeit VSP und gibt ein Signal aus, das die Fahrzeuggeschwindigkeit VSP anzeigt. Der Beschleunigungsöffnungssensor 16 erfasst eine Beschleunigeröffnung APO aus einem Betrag des Niederdrückens des Beschleunigerpedals und gibt ein Signal aus, das die Beschleunigeröffnung APO anzeigt. Ein Drehzahlsensor 17 des inneren Rotors erfasst eine Drehzahl Nri des inneren Rotors 3ri und gibt ein Signal aus, das die Drehzahl Nri anzeigt. Der Drehzahlsensor 18 des äußeren Rotors erfasst eine Drehzahl Nro des äußeren Rotors 3ro und gibt ein Signal aus, das die Drehzahl Nro anzeigt. Die Temperatursensoren 19 weisen Sensoren zum Erfassen oder Abschätzen der Wicklungstemperaturen TMc2 des ersten und zweiten Motors/Generators MG1 und MG2, eine Anschlusstemperatur TMPj, eine Statortemperatur TMPs und eine Magnettemperatur TMPm.
  • Die Hybridsteuerung 10 legt fest den Motorbetriebspunkt (Ni, Ti) des Motors ENG, die Betriebspunkte (N1, T1) und (N2, T2) des ersten und zweiten Motors/Generators MG1 und MG2 durch Ausführen des Verarbeitens, das durch ein Blockdiagramm der 3 gezeigt ist. Außerdem gibt die Hybridsteuerung 10 Signale zu der Motorsteuereinrichtung 11 und zu der Motorsteuereinrichtung 12 aus, die diese Betriebspunkte (Ni, Ti), (N1, T1) und (N2, T2) anzeigt.
  • Ein Ziel-Antriebskraft-Berechnungsabschnitt 21, gezeigt in der 3, berechnet eine Ziel-Antriebskraft T0 * entsprechend der vorhandenen Betriebsbedingung aus der Beschleunigeröffnung APO, z. B. ein 4/8-Öffnen, und eine Fahrzeuggeschwindigkeit VSP, z. B. V2km/h, auf der Grundlage einer Ziel-Antriebskraftcharakteristik, die eine Beziehung zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit VSP, der Antriebskraft T0 (N) zeigt, die ein Beschleunigeröffnen als einen Parameter verwendet, wie in dem ersten Quadranten der 5 gezeigt wird. Außerdem wird eine Ziel-Ausgangsleistung Pdw durch Mul tiplizieren der erhaltenen Ziel-Antriebskraft T0 * und der Fahrzeuggeschwindigkeit VSP erhalten, und eine Ziel-Motorausgangsleistung Pde wird durch Multiplizieren der Ziel-Pdw und einer Konstanten K1 berechnet.
  • In Bezug auf andere Quadranten in der 5 ist in dem dritten Quadrant der 5 eine Beziehung zwischen der Eingangsdrehzahl (der Motordrehzahl) Ni und dem Eingangsdrehmoment Ti (entsprechend des Motordrehmomentes) in der Form der ISO-Pferdestärkenlinien gezeigt. Außerdem ist eine optimale Kraftstoffverbrauchslinie des Motors ENG allein in dem dritten Quadrant gezeigt. Die optimale Kraftstoffverbrauchslinie wird durch Verbinden der optimalen Kraftstoffverbrauchspunkte, bei denen jeweils der minimale Kraftstoffverbrauch bei jeder Motorausgangsleistung (Pferdestärke) realisiert ist, gezeichnet.
  • Hinsichtlich des zweiten Quadranten und des vierten Quadranten der 5 ist eine Betriebslinie A, auf der der zweite Motor/Generator MG2 null arbeitet und null Leistung erzeugt, wodurch der Verlust des zweiten Motors/Generators MG2 ein Minimum wird, in den zweiten und vierten Quadranten gezogen. Ähnlich ist eine Betriebslinie B, auf der der erste Motor/Generator MG1 null arbeitet und null Leistung erzeugt, wodurch der Verlust des ersten Motors/Generators MG2 ein Minimum wird, in den zweiten und vierten Quadranten gezogen.
  • Die Betriebslinie A in jedem der zweiten und vierten Quadranten der 5 wird von den Formeln (1) bis (4) durch Eingeben einer Bedingung abgeleitet, dass die Drehzahl N2 des zweiten Motors/Generators MG2 null ist (N2 = 0). Ähnlich wird die Betriebslinie B in jedem der zweiten und vierten Quadranten der 5 von den Formeln (1) bis (4) durch Eingeben einer Bedingung abgeleitet, dass die Drehzahl N1 des ersten Motors/Generators MG1 null ist (N1 = 0). In den Formeln in dem zweiten und vierten Quadranten in der 5 ist Fg ein endgültiges Antriebs-Übersetzungsverhältnis und Rt ist ein Radius eines Autoreifens.
  • Durch das Festlegen eines Motorbetriebspunktes an einer der Betriebslinien A und B in der 5 wird einer von dem ersten oder zweiten Motoren/Generatoren MG1 oder MG2 in den nicht-Arbeitszustand als ein Motor oder Generator gebracht und demzufolge ist der Verlust desselben auf ein Minimum festgelegt, um die Wärmeerzeugung zu unterdrücken.
  • Andererseits wird hinsichtlich eines Falls erläutert, dass die ISO-Pferdestärkenlinie der oberste Seite in dem dritten Quadranten der Ziel-Motorausgangsleistung unter der Bedingung entspricht, dass die Beschleunigeröffnung APO eine 4/8-Öffnung ist, und dass die Fahrzeuggeschwindigkeit VSP V2km/h beträgt, ein optimaler Motorbetriebspunkt zum Erreichen von sowohl der Ziel-Motorausgangsleistung, als auch des optima len Kraftstoffverbrauchs ein Punkt P ist, der ein Schnittpunkt zwischen der obersten ISO-Pferdestärkenlinie und der optimalen Kraftstoffverbrauchslinie in dem dritten Quadranten in der 5 ist.
  • Jedoch kann ein Betriebspunkt, bei dem der Verlust (die Wärmeerzeugung) von einem der ersten oder zweiten Motoren/Generatoren MG1 oder MG2 ein Minimum wird, d. h., ein optimaler Betriebspunkt für einen von den ersten oder zweiten Motoren/Generatoren MG1 oder MG2, als ein Punkt Q oder Q' erhalten werden, der dem VSP = V2 auf der Betriebslinie A oder B in der 5 entspricht. Der Betriebspunkt P für den Betrieb des Motors ENG bei dem minimalen Kraftstoffverbrauch ist nicht immer optimal für einen von den ersten oder zweiten Motoren/Generatoren MG1 oder MG2, aber der Betriebspunkt Q oder Q' ist der optimale Betriebspunkt für die ersten und zweiten Motoren/Generatoren MG1 und MG2.
  • Zum Erläutern hinsichtlich einer Anwendung der optimalen Betriebslinie A des zweiten Motors/Generators MG2, wenn der zweite Motor/Generator MG2 Wärme unter einer Bedingung erzeugt, dass der Motor ENG an dem Motor-Betriebspunkt P mittels der optimalen Kraftstoffverbrauchssteuerung arbeitet, wird der Motor-Betriebspunkt von dem Punkt P zu dem Punkt Q auf der ISO-Pferdestärkenlinie bewegt. Diese Bewegung von dem Punkt P zu dem Punkt Q löst das Problem hinsichtlich des Kühlens für die ersten und zweiten Motoren/Generatoren MG1 und MG2 und die Leistungsvorrichtung derselben, während die Ziel-Antriebskraft ohne Verändern der Fahrzeuggeschwindigkeit VSP erreicht wird.
  • Ein Diagramm der 6 ist grundsätzlich zu dem der 5 ähnlich. In der 6 ist ein optimaler Motor-Betriebspunkt für sowohl den Motor ENG, als auch die ersten und zweiten Motoren/Generatoren MG1 und MG2 (der ein Punkt ist) auf der optimalen Betriebslinie A des zweiten Motors/Generators MG2 durch R bezeichnet.
  • Wenn die Antriebskraft T0 von einem Punkt, der dem Punkt R entspricht, auf einen Punkt Z erhöht wird, während die Fahrzeuggeschwindigkeit VSP beibehalten wird, wie in der 6 gezeigt, bewegt sich ein Schnittpunkt einer horizontalen Linie, die den Punkt Z enthält, und die optimale Betriebslinie A in die Richtung zu der höheren Drehmomentseite, d. h., in die Richtung zu der unteren Drehzahlseite. Dies bedeutet, dass der Motor-Betriebspunkt für sowohl den Motor ENG, als auch als auch die ersten und zweiten Motoren/Generatoren MG1 und MG2 auf einer Seite der niedrigen Drehzahl optimal vorhanden ist, wenn die Antriebskraft T0 erhöht wird, während die Fahrzeuggeschwindigkeit VSP beibehalten wird.
  • Andererseits, wenn die Antriebskraft T0 von dem Punkt, der dem Punkt R entspricht, vermindert wird, während, wie in der 6 gezeigt, die Fahrzeuggeschwindigkeit VSP beibehalten wird, bewegt sich ein Schnittpunkt einer horizontalen Linie, die den verminderten Punkt enthält, und die optimale Betriebslinie A in die Richtung zu der Seite des niedrigeren Drehmomentes (d. h., in die Richtung zu dem höheren Drehmoment). Als ein Ergebnis ist der Motor-Betriebspunkt für sowohl den Motor ENG, als auch die ersten und zweiten Motoren/Generatoren MG1 und MG2 auf der Seite der höheren Drehzahl optimal vorhanden, wenn die Antriebskraft T0 vermindert wird, während die Fahrzeuggeschwindigkeit VSP beibehalten wird.
  • Aus diesen Ergebnissen wird der Motor-Betriebspunkt für das Minimieren der Kraftstoffverbrauchsrate des Motors ENG unter Verwendung der Motorausgangsleistung und der Fahrzeuggeschwindigkeit VSP festgelegt. Die 7 zeigt ein Diagramm, das diese Motor-Betriebspunkte für das Minimieren der Kraftstoffverbrauchsrate festlegt.
  • In der 7 bezeichnet eine fette Linie eine optimale Kraftstoffverbrauchslinie des Motors ENG allein, und die optimalen Kraftstoffverbrauchslinien bei den jeweiligen Fahrzeuggeschwindigkeiten (VSP) V1, V2 und V3 werden durch Linien, gezeichnet in Normalstärke, repräsentiert. Die Drehzahl hinsichtlich jeder optimalen Kraftstoffverbrauchslinie jeder Fahrzeuggeschwindigkeit (V1, V2, V3) ist festgelegt, um niedriger als die Drehzahl des Motors ENG allein zu sein, wenn die Drehzahl jeder optimalen Kraftstoffverbrauchslinie bei jeder Fahrzeuggeschwindigkeit V1, V2, V3 höher als die an einem Schnittpunkt zwischen der optimalen Kraftstoffverbrauchslinie des Motors ENG allein und jeder optimalen Kraftstoffverbrauchslinie bei jeder Fahrzeuggeschwindigkeit V1, V2, V3 ist. Außerdem werden die Schnittpunkte dazwischen an einem höheren Punkt in der Motorausgangsleistung angeordnet, wie sich die Fahrzeuggeschwindigkeit VSP erhöht.
  • Zurückkehrend auf die 3 wird die Motor-Forderungsausgangsleistung Pdt durch Addieren der Summe einer zusätzlichen Leistungsschätzung, einem Differentialverlust und einem Motorverlust, berechnet an einem Motorverlust-Berechnungsabschnitt 22 zu der Ziel-Motorausgangsleistung Pde, erhalten. Der Motorverlust-Berechnungsabschnitt 22 berechnet einen Verlust von dem ersten Motor/Generator MG1 und einen Verlust von dem zweiten Motor/Generator MG2 aus der Drehzahl Nri des inneren Rotors Sri, der Drehzahl Nro des äußeren Rotors 3ro, einem abgeschätzten Drehmoment des inneren Rotors Sri und einem abgeschätzten Drehmoment des äußeren Rotors 3ro. Ein Block 23 berechnet einen Gesamt-Motorverlust durch Summieren dieser Verluste der jeweiligen ersten und zweiten Motoren/Generatoren MG1 und MG2.
  • Die Motor-Forderungsausgangsleistung Pdt wird in einen Niedrigtemperatur-Eingangsdrehzahl-Berechnungsabschnitt 24 und in einen Hochtemperatur-Eingangsdrehzahl-Berechnungsabschnitt 25 eingegeben. Außerdem wird auch die Fahrzeugge schwindigkeit VSP in diese Abschnitte 24 und 25 eingegeben. Der Niedrigtemperatur-Eingangsdrehzahl-Berechnungsabschnitt 24 berechnet eine Ziel-Niedrigtemperatur-Eingangsdrehzahl (Ziel-Niedrigtemperatur-Motordrehzahl) Ni1 zum Erreichen der Motor-Forderungsausgangsleistung Pdt ohne die Fahrzeuggeschwindigkeit VSP zu verändern, während der minimale Kraftstoffverbrauch beibehalten wird, aus der Motor-Forderungsausgangsleistung Pdt und der Fahrzeuggeschwindigkeit VSP auf der Grundlage des in der 7 gezeigten Planes.
  • Durch diese Berechnung entspricht die Ziel-Niedrigtemperatur-Eingangsdrehzahl Ni1 dem Motor-Betriebspunkt, gekennzeichnet durch den Punkt P in der 5, der für den Motor ENG optimal ist. Beispielhaft wird in dem Fall von VSP = V2 die Ziel-Niedrigtemperatur-Eingangsdrehzahl Ni1 als der Punkt P, gezeigt in der 8, in Übereinstimmung mit der Motor-Forderungsausgangsleistung Pdt erhalten. Der Hochtemperatur-Eingangsdrehzahl-Berechnungsabschnitt 25 berechnet eine Ziel-Hochtemperatur-Eingangsdrehzahl (die Ziel-Hochtemperatur-Motordrehzahl) Ni2 zum Erreichen der Forderungsausgangsleistung Pdt aus der Fahrzeuggeschwindigkeit VSP, so dass der Verlust der ersten und zweiten Motoren/Generatoren MG1 und MG2 null wird, ohne die Fahrzeuggeschwindigkeit VSP zu verändern.
  • Durch diese Berechnung entspricht die Ziel-Hochtemperatur-Eingangsdrehzahl Ni2 dem Motor-Betriebspunkt, gekennzeichnet durch den Punkt Q in der 5, der für die ersten und zweiten Motoren/Generatoren MG1 und MG2 optimal ist. Beispielhaft wird in dem Fall von VSP = P die Ziel-Hochtemperatur-Eingangsdrehzahl Ni2 als der Punkt Q, gezeigt in der 8, entsprechend zu der Motor-Forderungsausgangsleistung Pdt erhalten.
  • Eine Ziel-Motoreingangsdrehzahl-Auswahlabschnitt 26 wählt eine von der Ziel-Niedrigtemperatur-Eingangsdrehzahl Ni1 oder eine Ziel-Hochtemperatur-Eingangsdrehzahl Ni2 entsprechend eines Temperaturbestimmungszeichens FLAG aus, das auf der Grundlage der Wicklungstemperatur TMPc der ersten und zweiten Motoren/Generatoren MG1 und MG2, der Verbindungstemperatur TMPj, der Statortemperatur TMPs, der Magnettemperatur TMPm festgelegt wird, die durch Temperatursensoren 19, gezeigt in der 1, erfasst oder abgeschätzt werden.
  • Ein OR-Tor 31 legt das Temperatur-Bestimmungszeichen FLAG auf 1 fest (FLAG = 1), wenn die Temperaturbestimmungsabschnitte 27 bis 40, gezeigt in der 4, bestimmen, dass zumindest eine von der Wicklungstemperatur TMPc, der Verbindungstemperatur TMPj, der Statortemperatur TMPs oder der Magnettemperatur TMPm höher ist als, oder gleich zu der jeweils vorhandenen Temperatur ist. Wenn alle diese Tempe raturen TMPc, TMPj, TMPs und TMPm niedriger als die jeweils festgelegte Temperatur sind, wird das Temperatur-Bestimmungszeichen FLAG auf null festgelegt (FLAG = 0).
  • Wenn FLAG = 0, wählt der Ziel-Eingangsdrehzahl-Auswahlabschnitt 36 die Ziel-Niedrigtemperatur-Eingangsdrehzahl Ni1 aus und gibt diese Ziel-Niedrigtemperatur-Eingangsdrehzahl Ni1 als Befehls-Motoreingangsdrehzahl Ni zu der Motorsteuereinrichtung 11. Wenn FLAG = 1 ist, wählt der Ziel-Eingangsdrehzahl-Auswahlabschnitt 36 die Ziel-Hochtemperatur-Eingangsdrehzahl Ni2 aus und gibt diese Ziel-Hochtemperatur-Eingangsdrehzahl Ni2 als Befehls-Eingangsmotordrehzahl Ni zu der Motorsteuereinrichtung 11.
  • Wenn der Ziel-Motoreingangsdrehzahl-Auswahlabschnitt 26 die Auswahl zwischen der Ziel-Niedrigtemperatur-Eingangsdrehzahl Ni1 und der Ziel-Hochtemperatur-Eingangsdrehzahl Ni2 auswählt, wird die Befehls-Eingangsmotordrehzahl Ni zwischen den zwei Werten Ni1 und Ni2 mit einem Zeitgradienten (einem Gradienten in Bezug auf die Zeit) allmählich verändert. Diese allmähliche Veränderung wird sowohl auf dem Wege von der niedrigen Seite auf eine hohe Seite, als auch einem weg von der hohen Seite zu der niedrigen Seite ausgeführt.
  • Obwohl die Befehls-Eingangsmotordrehzahl Ni durch die oben diskutierten Vorgänge festgelegt wird, berechnet der Drehzahlberechnungsabschnitt 32 des inneren Rotors eine Drehzahl N2 des inneren Rotors N2 unter Verwendung der Formel (2) und aus der Befehls-Eingangsmotordrehzahl Ni und der Getriebeausgangsdrehzahl No, erhalten durch Multiplizieren der Fahrzeuggeschwindigkeit VSP und einer Konstanten K3, die durch das endgültige Übersetzungsverhältnis Fg und dem Radradius Rt festgelegt wird, und gibt die berechnete Drehzahl N2 des inneren Rotors N2 zu der Motorsteuereinrichtung 12.
  • Der Befehls-Motordrehmoment-Berechnungsabschnitt 33 berechnet ein Befehls-Motordrehmoment Ti durch Teilen der Forderungsausgangsleistung Pdt mit der Eingangsmotordrehzahl Ni und gibt den berechneten Befehlswert Ti zu der Motorsteuerungseinrichtung 11.
  • Der Drehmomentberechnungsabschnitt 34 des äußeren Rotors berechnet das äußere Rotor-Ziel-Drehmoment Ti für den äußeren Rotor 3ro des ersten Motors/Generators MG1 und gibt das berechnete Ziel-Drehmoment Tl zu der Motorsteuerungseinrichtung 12.
  • Bei der so angeordneten Steuereinrichtung wählt der Ziel-Motoreingangsdrehzahl-Auswahlabschnitt 26 die Ziel-Niedrigternperatur-Eingangsdrehzahl Ni1 aus und behandelt die Ziel-Niedrigtemperatur-Eingangsdrehzahl Ni1 als Befehls-Eingangsdrehzahl Ni soweit alle Temperaturen der ersten und zweiten Motoren/Generatoren MG1 und MG2 und die Leistungsvorrichtung derselben niedriger als die jeweils vorhandenen Werte sind. Demzufolge führt, wie durch den Punkt P in den 5 und 8 gezeigt, das System die optimale Kraftstoffverbrauchssteuerung zum Erreichen der Motor-Forderungsausgangsleistung Pdt entsprechend der Ziel-Antriebskraft aus, während der minimale Kraftstoffverbrauch beibehalten wird.
  • Außerdem, wenn eine der Temperaturen der ersten und zweiten Motoren/Generatoren MG1 und MG2 und die Leistungsvorrichtung derselben höher als der vorliegende wert wird, d. h., wenn FLAG = 1, wählt der Ziel-Motoreingangsdrehzahl-Auswahlabschnitt 26 die Ziel-Hochtemperatur-Eingangsdrehzahl Ni2 aus und gehandelt die Ziel-Hochtemperatur-Eingangsdrehzahl Ni2 als Befehls-Motoreingangsdrehzahl Ni. Demzufolge führt das System, wie durch den Punkt Q in den 5 und 8 gezeigt, die Steuerung für das Steuern der Motor-Forderungsausgangsleistung Pdt entsprechend der Ziel-Antriebskraft so aus, dass die erzeugte Leistung der ersten und zweiten Motoren/Generatoren MG1 und MG2 null ist. Diese Steuerung unterdrückt die Wärmeerzeugung von den ersten und zweiten Motoren/Generatoren MG1 und MG2 und der Leistungsvorrichtung derselben und vermeidet, dass die Temperatur derselben ansteigt. Eine Kennzeichenlinie Y, gezeigt in der 8, stellt beispielhaft eine Veränderung des Ortes der Befehls-Motoreingangsdrehzahl Ni entsprechend der Temperaturveränderung unter einer Bedingung von VSP = V2 auf.
  • Mit einer solchen Anordnung des Ausführungsbeispieles der vorliegenden Erfindung wird, wenn die Temperatur von jedem der ersten und zweiten Motoren/Generatoren MG1 und MG2 und der Leistungsvorrichtung derselben höher als der vorliegende wert wird, die Befehls-Motoreingangsdrehzahl Ni in eine Richtung zum Vermindern der erzeugten elektrischen Leistung von den ersten und zweiten Motoren/Generatoren MG1 und MG2 verändert, um die Wärmeerzeugung der ersten und zweiten Motoren/Generatoren MG1 und MG2 und der Leistungsvorrichtung zu unterdrücken. Demzufolge braucht das System entsprechend der vorliegenden Erfindung nicht mit einem Hochleistungs-Kühlsystem für die Motoren/Generatoren MG1 und MG2 und die Leistungsvorrichtung ausgerüstet werden, um dadurch die Schwierigkeit bei der Auslegung und die Nachteile bei den Kosten zu beseitigen.
  • Außerdem wird bei dem Ausführungsbeispiel entsprechend der vorliegenden Erfindung, wenn die Befehls-Motoreingangsdrehzahl Ni in Abhängigkeit von der Erhöhung der Temperaturen, wie bereits oben diskutiert, verändert wird, der Motor-Betriebspunkt von dem Motor-Betriebspunkt P, der für den Motor optimal ist, zu dem Betriebspunkt Q, der für die ersten und zweiten Motoren/Generatoren MG1 und MG2 optimal ist, verschoben. Der Motor-Betriebspunkt P wird durch die Ziel-Niedrigtemperatur-Eingangs drehzahl Ni1 und das Ausgangsdrehmoment Ti festgelegt, was die Motor-Forderungsausgangsleistung Pdt entsprechend der Ziel-Antriebskraft erzeugt, während der minimale Kraftstoffverbrauch erreicht wird. Der Motor-Betriebspunkt Q wird durch die Ziel-Hochtemperatur-Eingangsdrehzahl Ni2 und das Ausgangsdrehmoment Ti festgelegt, was die Motor-Forderungsausgangsleistung Pdt entsprechend der Ziel-Antriebskraft während des Steuerns der erzeugten Leistung von den ersten und zweiten Motoren/Generatoren MG1 und MG2 bei null erreicht.
  • Demzufolge erreicht das Steuerungssystem entsprechend der vorliegenden Erfindung die Vorteile während die Trennung von dem Motorbetriebspunkt Q, der für den Motor ENG optimal ist, minimiert wird, ein Nachteil im Kraftstoffverbrauch unterdrückt wird und während die Wärmeerzeugung für die ersten und zweiten Motoren/Generatoren und der Leistungsvorrichtung unterdrückt wird.
  • Außerdem ist das Steuerungssystem entsprechend der vorliegenden Erfindung derart angeordnet, dass die Motor-Forderungsausgangsleistung entsprechend der Ziel-Antriebskraft durch weiteres Addieren der Verluste der ersten und zweiten Motoren/Generatoren MG1 und MG2 und der Leistungsvorrichtung 13, die durch den Berechnungsabschnitt 22 erhalten werden, und der Verluste der Differentialvorrichtung erhalten wird. Diese Anordnung ermöglicht diesen Verlusten durch die Antriebskraft der Motors ENG kompensiert zu werden, und der Batteriekapazität für den Motor/Generator vermindert zu werden. Demzufolge wird es möglich, die Kosten der Batterie zu vermindern und den Verlust der Batterie zu unterdrücken.
  • Überdies ist es vorteilhaft, dass der Niedrigtemperatur-Eingangsdrehzahl-Berechnungsabschnitt 24 und der Hochtemperatur-Eingangsdrehzahl-Berechnungsabschnitt 25 bereits zuvor einen Niedrigtemperaturplan für das Bestimmen der Ziel-Ziel-Niedrigtemperatur-Eingangsdrehzahl Ni1 und einen Hochtemperaturplan für das Bestimmen der Ziel-Hochtemperatur-Eingangsdrehzahl Ni2 speichern, und eine von der Ziel-Niedrigtemperatur-Eingangsdrehzahl Ni1 oder von der Ziel-Hochtemperatur-Eingangsdrehzahl Ni2 durch Auswählen eines von dem Niedrigtemperaturplan oder dem Hochtemperaturplan entsprechend des Temperaturbestimmungszeichens FLAG und durch Ableiten des ausgewählten Planes berechnet. Falls diese Anordnung verwendet wird. Falls diese Anordnung verwendet wird, werden die Bestimmung und die Berechnung von einer Ziel-Niedrigtemperatur-Eingangsdrehzahl Ni1 oder von der Ziel-Hochtemperatur-Eingangsdrehzahl Ni2, ohne die komplizierten Berechnungen zu verwenden, ausgeführt. Demzufolge wird es außerdem möglich, schnell die Bestimmung und die Berechnung bei hohen Drehzahlen auszuführen.
  • Außerdem wird es, wenn der Hochtemperaturplan eine Mehrzahl von Plänen bei jeder Temperatur aufweist, möglich, die Ziel-Motoreingangsdrehzahl zu erhalten, die sich entsprechend der Erhöhung in der Temperatur glatt verändert. Diese Anordnung hindert den Fahrzeuginsassen daran, ein seltsames Gefühl zu bekommen, um die Motoreingangsdrehzahl zu ändern.
  • Ein Motor, der in der Fig. 9 gezeigt ist, ist von der Art Verbundmotor, der die Zwischenpunkte einer Statorwicklung in mehrere Gruppen teilt und einen Verbundstrom aufnimmt. Eine ausführliche Erläuterung dieses Verbundmotors ist in der U. S. Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. US 2001/0020805A1 gezeigt.
  • In der 9 sind die Motoren 43 und 44 jeweils mit den Drehwellen 41 und 43 einer Differentialvorrichtung, gebildet durch einen Ravigneaux-Planetenradsatz 2, verbunden, wobei eine Drehwelle 45 der Differentialvorrichtung mit dem Motor ENG verbunden ist und der Träger C mit dem Ausgang OUT verbunden ist.
  • Jeder von dem Motor 43 und 44 ist ein Dreiphasen-Dreipolpaar-Permanentmagnetmotor und nimmt Verbundstrom von dem Wandler 13 durch die mehreren Gruppen der Zwischenpunkte auf. Die durch dieses Ausführungsbeispiel erzielten Vorteile der vorliegenden Erfindung werden auch durch das Konstruieren des Motors 3 bei diesem Verbundmotor erreicht.
  • Obwohl die oben beschriebene Erfindung in Bezug auf mehrer Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben worden ist, ist die Erfindung nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele begrenzt. Modifikationen und Veränderungen der oben beschriebenen Ausführungsbeispiele werden für diejenigen, die auf diesem Gebiet der Technik Fachleute sind, im Lichte des oben vorgestellten Lehrens auftreten. Der Umfang der Erfindung wird in Bezug auf die folgenden Ansprüche festgelegt.

Claims (9)

  1. Steuerungssystem eines Hybridgetriebes für ein Hybridfahrzeug, wobei das Hybridgetriebe eine Differentialvorrichtung (2) mit zwei Freiheitsgraden mit zumindest vier Drehteilen verwendet, wobei das Differentialgetriebe die Drehbedingungen aller Drehteile bestimmt, wenn die Drehbedingungen von zwei der Drehteile bestimmt sind, die Drehteile mit einer Primär-Antriebseinrichtung (ENG), einem Antriebszug (OUT) und einem ersten und zweiten Motoren/Generatoren (MG1, MG2) jeweils verbunden sind, wobei das Steuerungssystem eine Steuerung (10) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (10) konfiguriert ist, eine Ziel-Drehzahl der Primär-Antriebseinrichtung (ENG) zu verändern, um eine elektrische Leistungsabgabe des ersten und zweiten Motors/Generators (MG1, MG2) zu vermindern, wenn eine Temperatur von zumindest einem von dem ersten oder zweiten Motor/Generator (MG1, MG2) und einer Leistungsvorrichtung (13) für den ersten und zweiten Motor/Generator (MG1, MG2) höher als eine vorbestimmte Temperatur ist, wobei eine Ziel-Antriebskraft des Hybridfahrzeuges durch eine Anforderungsausgangsleistung der Primär-Antriebseinrichtung erreicht wird, die erzeugt wird, wenn eine Ausgangsdrehzahl des Hybridgetriebes konstant gehalten wird und wenn die Zieldrehzahl der Primär-Antriebseinrichtung bestimmt ist.
  2. Steuerungssystem nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, aufweisend eine Einrichtung zum Festlegen eines Betriebspunktes bei einer Drehzahl und eine Einrichtung für das Verändern eines Ausgangsdrehmomentes der Primär-Antriebseinrichtung (ENG) von einem optimalen Betriebspunkt der Primär-Antriebseinrichtung, bei dem die Primär-Antriebseinrichtung (ENG) eine Anforderungsausgangsleistung erzeugt, während sie einen minimalen Kraftstoffverbrauch beibehält, in einem optimalen Motor/Generator (MG1, MG2)-Betriebspunkt, bei dem zumindest einer des Primär-oder zweiten Motors/Generators keine elektrische Leistung erzeugt, wenn die Temperatur von einem des ersten oder zweiten Motors/Generators (MG1, MG2) und der Leistungsvorrichtung (13) für den ersten und zweiten Motor/Generator (MG1, MG2) höher als die zuvor festgelegte Temperatur ist.
  3. Steuerungssystem nach einem der Ansprüche 1 oder 2, gekennzeichnet dadurch, außerdem aufweisend eine Einrichtung für das Korrigieren der Anforderungsausgangsleistung der Primär-Antriebseinrichtung (ENG) durch Addieren einer Ausgangsleistung entsprechend einer Summe eines Verlustes des ersten und zweiten Motors/Generators (MG1, MG2), eines Verlustes der Leistungsvorrichtung (13) des Motors/Generators (MG1, MG2) und eines Verlustes der Differentialvorrichtung.
  4. Steuerungssystem nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (10) aufweist einen Hochtemperatur-Drehzahlplan, der eine Beziehung zwischen der Anforderungsausgangsleistung der Primär-Antriebseinrichtung (ENG) und der Ziel-Drehzahl der Primär-Antriebseinrichtung anzeigt und einen Niedrigtemperatur-Drehzahlplan, der eine Beziehung zwischen der Anforderungsausgangsleistung und der Ziel-Drehzahl der Primär-Antriebseinrichtung anzeigt, wobei die Steuerung (10) konfiguriert ist, den Hochtemperatur-Drehzahlplan auszuwählen, wenn die Temperatur von einem von dem ersten oder zweiten Motor/Generator (MG1, MG2) und der Leistungsvorrichtung für den ersten und zweiten Motor/Generator (MG1, MG2) höher als die zuvor festgelegte Temperatur ist, den Niedrigtemperatur-Drehzahlplan auszuwählen, wenn die Temperatur von einem von dem ersten oder zweiten Motor/Generator (MG1, MG2) und der Leistungsvorrichtung (13) für den Primär-und zweiten Motor/Generator (MG1, MG2) niedriger als oder gleich zu der zuvor festgelegten Temperatur ist, und die Ziel-Drehzahl der Primär-Antriebseinrichtung aus dem ausgewählten Plan auf der Grundlage der Anforderungsausgangsleistung der Primär-Antriebseinrichtung (ENG) und einer Ausgangsdrehzahl des Hybridgetriebes zu entnehmen.
  5. Steuerungssystem nach Anspruch 2, gekennzeichnet dadurch, aufweisend eine Einrichtung für das allmähliche Verändern der Zieldrehzahl der Primär-Antriebseinrichtung mit einem vorbestimmten Gradienten in Bezug auf die Zeit, wenn der Betriebspunkt verändert wird zwischen dem optimalen Betriebspunkt der Primär-Antriebseinrichtung und dem optimalen Betriebspunkt des Motors/Generators.
  6. Steuerungssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eines der Drehteile der Differentialvorrichtung in der Lage ist, durch eine Vorwärtsbremse feststellbar zu sein.
  7. Steuerungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, 5 oder 6, gekennzeichnet durch, außerdem aufweisend Temperatursensoren (19) zum Erfassen von Temperaturen von dem ersten und zweiten Motor/Generator (MG1, MG2) und einer Leistungsvorrichtung (13) für den Primär-und zweite Motor/Generator (MG1, MG2), wobei die Steuerung (10) aufweist einen Drehzahlplan, der eine Beziehung zwischen der Temperatur, der Anforderungsausgangsleistung der Primär-Antriebseinrichtung (ENG) und der Zieldrehzahl der Primär-Antriebseinrichtung enthält, wobei die Steuerung (10) konfiguriert ist, die Ziel-Drehzahl der Primär-Antriebseinrichtung unter Verwendung des Drehzahlplanes aus der erfassten Temperatur und der Anforderungsausgangsleistung festzulegen.
  8. Hybridgetriebesystem für ein Hybridfahrzeug, ausgerüstet mit einer Primär-Antriebseinrichtung (ENG) und einem ersten und zweiten Motor/Generator (MG1, MG2), wobei das Hybridgetriebesystem aufweist: eine Differentialvorrichtung (2) mit zwei Freiheitsgraden, aufweisend zumindest vier Drehteile, wobei die Drehbedingungen aller Drehteile festgelegt werden, wenn die Drehbedingungen von zwei der Drehteile festgelegt sind, wobei die Drehteile jeweils mit der Primär-Antriebseinrichtung (ENG), einem Antriebszug und dem ersten und zweiten Motor/Generator (MG1, MG2) verbunden sind; eine Steuerung (11) für die Primär-Antriebseinrichtung zum Steuern eines Betriebspunktes einer Primär-Antriebseinrichtung, gebildet durch die Drehzahl und ein Ausgangsdrehmoment der Primär-Antriebseinrichtung (ENG); eine Motor-/Generator-Steuerung (12) zum Steuern jedes Motor-/Generator-Betriebspunktes, gebildet durch eine Drehzahl und ein Ausgangsdrehmoment jedes des ersten und zweiten Motors/Generators (MG1, MG2); gekennzeichnet durch außerdem aufweisend: Temperatursensoren (19) zum Erfassen von Temperaturen des ersten und zweiten Motor/Generators (MG1, MG2) und einer Leistungsvorrichtung (13) für den ersten und zweiten Motor/Generator (MG1, MG2); und eine Hybridsteuerung (10), gekuppelt mit den Temperatursensoren (19), der Steuerung (11) der Primär-Antriebseinrichtung und der Motor-/Generator-Steuerung (12), wobei die Hybridsteuerung konfiguriert ist, eine an die Primär-An triebssteuerung zu sendende Ziel-Drehzahl der Primär-Antriebseinrichtung zu verändern, um die elektrische Leistung, erzeugt durch den ersten und zweiten Motor/Generator (MG1, MG2) zu vermindern, wenn zumindest eine der Temperaturen, erfasst durch die Temperatursensoren (19) höher als eine zuvor festgelegte Temperatur ist, wobei die Primär-Antriebseinrichtung konfiguriert ist, eine Anforderungsausgangsleistung zum Erreichen einer Ziel-Antriebskraft zu erzeugen, wenn eine Getriebeausgangsdrehzahl, die eine Drehzahl des Antriebszuges repräsentiert, konstant gehalten wird und wenn die Primär-Antriebseinrichtung (ENG) an einem Primär-Antriebseinrichtungs-Betriebspunkt, festgelegt durch die Ziel-Drehzahl der Primär-Antriebseinrichtung und ein Ausgangsdrehmoment der Primär-Antriebseinrichtung (ENG) arbeitet.
  9. Verfahren zum Steuern eines Hybridgetriebes für ein Hybridfahrzeug, wobei das Hybridgetriebe eine Differentialvorrichtung mit zwei Freiheitsgraden und zumindest vier Drehteile verwendet, wobei die Differentialvorrichtung die die Drehbedingungen aller Drehteile festlegt, wenn die Drehbedingungen von zwei Drehteilen bestimmt sind, die Drehteile jeweils mit einer Primär-Antriebseinrichtung (ENG), einem Antriebszug und einem Primär-und zweiten Motor/Generator (MG1, MG2) verbunden sind, wobei das Verfahren aufweist: Verändern der Ziel-Drehzahl der Primär-Antriebseinrichtung (ENG), um eine elektrische Leistungsabgabe von dem Primär-und zweiten Motor/Generator (MG1, MG2) zu vermindern, wenn eine Temperatur von zumindest einem von dem ersten oder zweiten Motor/Generator (MG1, MG2) und einer Leistungsvorrichtung (13) für den ersten und zweiten Motor/Generator (MG1, MG2) höher als eine zuvor festgelegte Temperatur ist, wobei eine Ziel-Antriebskraft des Hybridfahrzeuges, erreicht durch eine Anforderungsausgangsleistung der Primär-Antriebseinrichtung erzeugt wird, wenn eine Ausgangsdrehzahl des Hybridgetriebes konstant gehalten wird und wenn die Ziel-Drehzahl der Primär-Antriebseinrichtung bestimmt ist.
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