(57)【要約】  本発明は、車両のハイブリッドドライブの目標運転状態を調整するための方法に関する。ここではハイブリッドドライブには、駆動機器として内燃機関と少なくとも２つの電気機器とが含まれており、前記駆動機器の出力軸は、該車両の駆動系統と作用結合されている。ハイブリッドドライブに対するその時点の出力要求（出力トルク）と、該車両の搭載電源網のその時点の電力要求とに依存して、前記駆動機器の回転数およびトルクを設定することによって該ハイブリッドドライブの目標運転点を調整する。  ここで提案されているのは、電気機器（１６）のうち少なくとも１つを電圧調整によって駆動制御し、他の電気機器（１４）を回転数調整によって駆動制御することである。
2005515746.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両のハイブリッドドライブの目標運転状態を調整するための方法であって、
該ハイブリッドドライブには駆動機器として、内燃機関および少なくとも２つの電気機器が含まれており、
前記駆動機器の出力軸は、該車両の駆動系統と作用結合され、
該ハイブリッドドライブに対するその時点の出力要求（出力トルク）と、該車両の搭載電源網のその時点の電力要求とに依存して、前記駆動機器の回転数およびトルクを設定することによって該ハイブリッドドライブの目標運転点を調整する形式の方法において、
前記電気機器（１６）のうち少なくとも１つを電圧調整によって駆動制御し、
他の電気機器（１４）を回転数調整によって駆動制御することを特徴とする方法。
【請求項２】
該車両のバッテリーの充電電力ないしは放電電力を、該搭載電源網電圧の調整によって調整する、請求項１記載の方法。
【請求項３】
該搭載電源網（４８）と電気機器（１６）との間の電圧中間回路において搭載電源網電圧および電流を測定することによって、搭載電源網電力を直接検出する、請求項１または２記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両のハイブリッドドライブの目標運転状態を調整するための方法に関する。このハイブリッドドライブには、駆動機器として内燃機関と２つの電気機器とが含まれており、前記駆動機器の出力軸は車両の駆動系統と作用結合される。
【０００２】
従来の技術
車両用のハイブリッドドライブは公知である。ここで言及されるハイブリッドドライブでは、内燃機関が２つの電気機器と組み合わされている。したがって、複数の駆動源が車両に対して設けられている。車両運転者によって課された要求に相応して、駆動源は選択的に、駆動トルクを車両の駆動系統へ供給する。こうすることによって、それ自体に公知のように、具体的な走行状態に依存して、異なる駆動形態の可能性が提供される。このような駆動形態の可能性はとりわけ、走行の快適性を向上させ、エネルギー消費を低減させ、有害物質排出を低減させるために利用される。
【０００３】
車両用のハイブリッドドライブでは、内燃機関および電気機器の直列配置、並列配置、および混合配置が公知である。配置に応じて、電気機器は内燃機関の駆動系統に直接的または間接的に接続される。内燃機関および／または電気機器を作用結合するため、トランスミッションおよびカップリングを介して、該内燃機関および電気機器を相互に作用結合可能に配置することが知られている。前記トランスミッションは、たとえばプラネタリギアセット等である。
【０００４】
運転者の要望をハイブリッドドライブの駆動出力に応じて最適に変換できるようにするためには、ハイブリッドドライブのコーディネートされた駆動制御が必要である。この駆動制御は公知のように、いわゆる機関制御装置によって行われる。駆動機器の駆動制御はここでは、機関制御装置によって決定すべきハイブリッドドライブの目標運転状態（最適な運転点）に基づいて行われる。
【０００５】
目標運転状態を決定するため、車両運転者の要求トルクと車両の搭載電源網のその時点の電力要求とに基づいて、内燃機関の所要出力と、第１の電気機器の所要回転数と、第２の電気機器の所要回転数とを求めることが公知になっている。前記車両運転者の要求トルクは、ハイブリッドドライブに対する出力要求に相応する。求められた上記の量は目標量として、駆動機器へ供給される。ここでの欠点は、第２の電気機器のトルクを十分に正確に調整できないことである。それゆえ、この電気機器のその時点のトルクを、たとえば測定された相電流を基礎として評価しなければならない。この評価は正確でないため、第２の電気機器のトルクの調整にエラーが発生し、ハイブリッドドライブのその時点の出力トルクおよび搭載電源網のその時点の出力が目標値からずれることにもなってしまう。出力トルクのずれは車両運転者（アクセルペダル等の操作）によって補償できるが、搭載電源網の出力のずれは、間接的にしか検出および調整することができない。ここでは、搭載電源網電圧は上位の制御回路によって調整されるが、この上位の制御回路は、使用される自動車バッテリーの容量が大きいので、緩慢にしか動作することができない。搭載電源網電圧のこのような調整によって、その時点の搭載電源網の出力にずれが発生し、ハイブリッドドライブの目標運転点の補正が必要になる。
【０００６】
本発明の利点
それに対して、請求項１に記載された特徴を有する本発明の方法によって、ハイブリッドドライブの目標運転点の調整が、より迅速かつ簡単になるという利点が提供される。電気機器のうち１つを電圧調整によって駆動制御し、他の電気機器を回転数調整によって駆動制御することにより、有利には、搭載電源網電圧の調整をハイブリッドドライブの目標運転点の調整に直接組み込むことができる。したがって、搭載電源網電圧を迅速かつ正確に調整することができる。搭載電源網電圧がバッテリーの出力に直接結合されるので、電気機器にて簡単に電圧測定して、バッテリーの出力を直接検出することができる。その結果、電気機器にて電圧を調整して、バッテリーの充電電力ないしは放電電力を簡単に調整することができるようになる。こうすることによっても、ハイブリッドドライブの目標運転点を迅速かつ正確に調整することが可能になる。このことによって得られる別の利点は、自動車バッテリーの負荷を、従来において通常である上位の制御回路による搭載電源網電圧の調整によって低減し、該自動車バッテリーの寿命を延長できることである。
【０００７】
本発明の別の有利な構成は、従属項に記載された構成に示されている。
【０００８】
図面
以下で本発明を、実施例にて添付図面に基づいて、より詳細に説明する。
【０００９】
図１  自動車のハイブリッドドライブの概略的な平面図である。
【００１０】
図２  ハイブリッドドライブの目標運転状態を調整するための方法をブロック回路図で示している。
【００１１】
実施例の説明
図１は、自動車のハイブリッドドライブを概略的に示している。このハイブリッド装置は、全体的に１０によって示されている。ハイブリッドドライブ１０は、内燃機関１２、第１の電気機器１４および第２の電気機器１６を有する。内燃機関１２のクランクシャフト１８、および電気機器１４の駆動軸２０ないしは電気機器１６の駆動軸２２は、トランスミッション装置２４と作用結合されている。ここでは、駆動軸２０は第１のプラネタリギアセット２６に結合されており、駆動軸２２は第２のプラネタリギアセット２８に結合されている。プラネタリギアセット２６のリングギアはシフトギア３０に結合されており、プラネタリギアセット２８のリングギアはシフトギア３２に結合されている。シフトギア３０および３２もまた、トランスミッション装置２４の出力軸３４と作用結合されている。出力軸３４は、ここには示されていない自動車の駆動軸に作用結合されている。
【００１２】
このようなハイブリッドドライブ１０の構成および作動法は一般的に知られているので、本願の明細書の枠内は詳細に説明されない。とりわけ、内燃機関１２および／または電気機器１４および１６を所期のように駆動制御することにより、これらから出力軸２４にかかる異なった駆動トルクを要求することができる。したがって、ハイブリッドドライブ１０の異なる運転モードを調整できる。シフトギア３０および３２によって、シフトレバーを操作して、公知のように異なるギアに入れることができる。ここではこの異なるギアは、ギア１，２，３，４，５および６ならびにバックギアＲによって表される。電気機器１４および１６はそれぞれ発電機モードで作動することができ、電気機器１４および１６を使用して、たとえば自動車の搭載電源網電圧を供給し、蓄電池（自動車バッテリー）を充電することができる。電気機器１４および１６には、それぞれ制動装置３６および３８が配属されており、この制動装置３６および３８によって、該電気機器１４および１６の回転子が機械的に制動される。
【００１３】
図２には、ハイブリッドドライブ１０を駆動制御するための制御装置の一部がブロック回路図で示されている。ここではとりわけ、ハイブリッドドライブ１０の目標運転状態を調整するための本発明の方法について説明される。もちろん、この制御装置はその他に別の制御機能および／または調整機能も引き継いでいる。
【００１４】
該制御装置にはいわゆるコーディネータ４０が設けられており、このコーディネータ４０はハイブリッドドライブ１０の目標運転点を調整するために使用される。こうするためコーディネータ４０は、信号４２を信号発生器４４から受け取り、この信号４２によって、出力軸３４においてその時点の出力要求すなわちその時点の出力トルクが設定される。信号発生器４４は、たとえば自動車のアクセルペダル、ブレーキペダルおよび／または走行自動装置と接続されている。
【００１５】
さらにコーディネータ４０は、車両の搭載電源網４８から信号４６を受け取る。この信号４６は、搭載電源網４８のその時点の電力要求に相応する。信号４２および４６に基づいて、コーディネータ４０はハイブリッドドライブ１０の駆動機器、すなわち内燃機関１２および電気機器１４および１６に対する目標量を検出する。その際には場合によっては、ここに図示されていない別の信号も使用されることがある。ここでは、内燃機関１２の目標トルクに相応する第１の目標量５０が、該内燃機関１２へ供給される。第２の電気機器１４の目標回転数に相応する第２の目標量５２が、該電気機器１４へ供給される。電気機器１４は、この目標回転数を調整する制御回路を有する。電気機器１４は、該電気機器１４の瞬時回転数に相応する瞬時信号５４をコーディネータ４０へ供給する。コーディネータ４０は、許容運転領域を上回った場合にそのことを識別し、別のサブユニットの駆動制御時に相応の補正を実行する。
【００１６】
電気機器１４にて目標回転数５２を調整することにより、内燃機関１２の所望の回転数も同時に調整される。６４は電流を示しており、この電流によって搭載電源網４８は、電気機器１４によって負荷ないしは負荷除去される。６６は、搭載電源網４８が電気機器１６によって負荷ないしは負荷除去される際の電流を示している。
【００１７】
たとえば目標電圧等の別の目標量５６が、電気機器１６へ供給される。電気機器１６はこの目標量５６に基づいて、搭載電源網における電圧を調整する。
【００１８】
コーディネータ４０は、出力軸３４において所要の出力トルクが実現され、所要の搭載電源網電力（信号４６）が形成されるように、目標量５０、５２および５６を選択する。ここでは所要の出力トルクは、車両速度およびその時点の出力要求（信号４２）から計算される。重要なのは、搭載電源網電圧は自動車バッテリーの内部抵抗を介して、該自動車バッテリーの充電電力ないしは放電電力に結合されることである。
【００１９】
測定信号５８を介して、その時点の搭載電源網電圧が測定され、コーディネータへ信号６０として供給される。
【００２０】
搭載電源網電圧を測定する測定エレメント５８の代わりに択一的に、組み合わせで搭載電源網電圧および電流を搭載電源網４８と電気機器１６との間の電圧中間回路において測定する測定エレメント５８' を設けることもできる。こうすることによって、搭載電源網電力が直接検出され、信号６０' としてコーディネータ４０へ供給される。
【００２１】
搭載電源網電圧の制御部をコーディネータ４０に組み込むことにより、該搭載電源網電圧を迅速かつ正確に調整し、ハイブリッドドライブ１０の目標運転点を調整できることが理解される。トルクによる電気機器１６の制御は必要なくなり、それと関連するエラー原因が排除される。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】自動車のハイブリッドドライブの概略的な平面図である。
【００２３】
【図２】ハイブリッドドライブの目標運転状態を調整するための方法をブロック回路図で示している。
【図１】
2005515746.tif 000003
【図２】
2005515746.tif 000004
【手続補正書】
【提出日】平成15年9月13日(2003.9.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両のハイブリッドドライブの目標運転状態を調整するための方法であって、
該ハイブリッドドライブには駆動機器として、内燃機関および少なくとも２つの電気機器が含まれており、
前記駆動機器の出力軸は、該車両の駆動系統と作用結合され、
該ハイブリッドドライブに対するその時点の出力要求（出力トルク）と、該車両の搭載電源網のその時点の電力要求とに依存して、前記駆動機器の回転数およびトルクを設定することによって該ハイブリッドドライブの目標運転点を調整し、
前記電気機器（１６）のうち少なくとも１つを電圧調整によって駆動制御する形式の方法において、
他の電気機器（１４）を回転数調整によって駆動制御し、
該車両のバッテリーの充電電力ないしは放電電力を、該搭載電源網電圧の調整によって調整することを特徴とする方法。
【請求項２】
該搭載電源網（４８）と電気機器（１６）との間の電圧中間回路において搭載電源網電圧および電流を測定することによって、搭載電源網電力を直接検出する、請求項１記載の方法。
【国際調査報告】
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