(57)【要約】【課題】内燃機関用制御装置および電気機械用制御装置における異なる計算サイクルに基づく時間遅れ、バス系統を介するデータ交換における時間遅れを改善するハイブリッド車駆動装置の運転方法を提供する。【解決手段】内燃機関（１０）のトルク（ＭＶＭ  ｉｓｔ）および少なくとも１つの電気機械（１６）のトルク（ＭＥ  ｉｓｔ）がハイブリッド車駆動装置の共通トルク（Ｍｉｓｔ）に重ね合わされる、ハイブリッド車駆動装置の運転方法において、内燃機関（１０）のトルク（ＭＶＭ  ｉｓｔ）が、その回転速度（ｎＶＭ  ｉｓｔ）またはそれから導かれた信号により調節され、さらに、電気機械（１６）のトルク（ＭＥ  ｉｓｔ）が、その回転速度（ｎＥ  ｉｓｔ）またはそれから導かれた信号により調節される。【選択図】図１
2008524067.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関（１０）のトルク（ＭＶＭ  ｉｓｔ）および少なくとも１つの電気機械（１６）のトルク（ＭＥ  ｉｓｔ）がハイブリッド車駆動装置の共通トルク（Ｍｉｓｔ）に重ね合わされる、ハイブリッド車駆動装置の運転方法において、
内燃機関（１０）のトルク（ＭＶＭ  ｉｓｔ）が、その回転速度（ｎＶＭ  ｉｓｔ）またはそれから導かれた信号により調節され、さらに、電気機械（１６）のトルク（ＭＥ  ｉｓｔ）が、その回転速度（ｎＥ  ｉｓｔ）またはそれから導かれた信号により調節されること、
を特徴とするハイブリッド車駆動装置の運転方法。
【請求項２】
内燃機関（１０）および電気機械（１６）の回転速度（ｎＶＭ  ｉｓｔ、ｎＥ  ｉｓｔ）のフィードバックが、並列制御ループ内において行われることを特徴とする請求項１に記載の運転方法。
【請求項３】
回転速度（ｎＶＭ  ｉｓｔ、ｎＥ  ｉｓｔ）のフィードバックが、内燃機関（１０）の制御装置（１８）が電気機械（１６）の制御装置（２５）と通信するデータ・バス系統以外で行われることを特徴とする請求項１または２に記載の運転方法。
【請求項４】
内燃機関（１０）の回転速度制御が比例／積分制御器（２２）により、また電気機械（１６）の回転速度制御が比例制御器（２７）により行われることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の運転方法。
【請求項５】
比例／積分制御器（２２）および比例制御器（２７）のそれぞれの比例部分に対する増幅率が上位の調整（１９）により設定されることを特徴とする請求項４に記載の運転方法。
【請求項６】
前記増幅率が、内燃機関（１０）および電気機械（１６）の少なくともいずれかの利用可能な瞬間トルク余裕に基づいて設定されることを特徴とする請求項５に記載の運転方法。
【請求項７】
比例／積分制御器（２２）の積分部分が、運転状態の関数として初期化されまたは遮断されることを特徴とする請求項５または６に記載の運転方法。
【請求項８】
回転速度制御を離れたとき、前記増幅率が０にセットされ且つ積分部分が初期化されることを特徴とする請求項５ないし７のいずれかの方法。
【請求項９】
衝撃緩衝のために、内燃機関（１０）および電気機械（１６）の実際回転速度（ｎＶＭ  ｉｓｔ、ｎＥ  ｉｓｔ）が、一次遅れを有する微分要素（２３、２８）または多次遅れを有する多次微分要素（２３、２８）を介して、フィードバックされ且つそれぞれの目標トルク（ＭＶＭ  ｓｏｌｌ、ＭＥ  ｓｏｌｌ）に重ね合わされることを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載の運転方法。
【請求項１０】
回転速度制御の運転状態内における衝撃緩衝が選択的に遮断または投入可能であることを特徴とする請求項９に記載の運転方法。
【請求項１１】
一次遅れを有する微分要素（２３、２８）の増幅または多次遅れを有する多次微分要素（２３、２８）の増幅が、上位の調整（１９）により、駆動トレインの状態の依存して設定されることを特徴とする請求項９または１０に記載の運転方法。
【請求項１２】
内燃機関（１０）を電気機械（１６）により支援するために、内燃機関（１０）の目標トルク（ＭＶＭ  ｓｏｌｌ）および実際トルク（ＭＶＭ  ｉｓｔ）から形成された差トルク（ＭＶＭ    Δ）が、低域フィルタ（２６）を介して電気機械（１６）のトルク（ＭＥ  ｉｓｔ）を調節することを特徴とする請求項１ないし１１のいずれかに記載の運転方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイブリッド車駆動装置の運転方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
最新の自動車駆動装置においては、ユニット回転速度またはそれから導かれた信号のユニット・トルクへのフィードバックを含む制御機能および制御アルゴリズムが使用される。これは、例えば内燃機関のアイドリング制御ないしは回転速度制御の場合である。同様に、いわゆる能動的衝撃緩衝において、内燃機関の周期的回転速度変動に基づいて内燃機関トルクの補正が行われる。上昇する回転速度において内燃機関のトルクが低減され、低下する回転速度において内燃機関トルクが上昇され、これにより、衝撃振動ないしは駆動トレイン振動の減衰が得られる。
【０００３】
ユニット回転速度またはそれから導かれた信号のユニット・トルクへの対応のフィードバックにおいて、回転速度測定とトルク調節との間の時間遅れを小さくするように注意すべきである。時間遅れないしはむだ時間は、安定度余裕が同じ場合、フィードバック分岐内において可能な増幅を低減させる。これにより、例えば回転速度制御ないしは能動的衝撃緩衝の作用が制限される。
【０００４】
自動車において通常使用される往復動ピストン・エンジンないしは回転ピストン・エンジンのトルクへの係合は、個々の点火ないしは燃焼の時点においてのみ可能である。内燃機関の制御装置内において、内燃機関回転速度の測定および回転速度制御ないしは能動的衝撃緩衝のためのアルゴリズムの計算は、たいていの場合、個々の点火ないしは燃焼に時間的に同期して行われ、これにより遅れは小さくなる。
【０００５】
吸気管噴射を有する最新のオットー・サイクル・エンジンは、空気質量流量調整のために電子式絞り弁を備えている。加速ペダルは、電子式絞り弁から機械的に切り離されている。オットー・サイクル・エンジンのトルクは、エンジン制御により、絞り弁および点火角の調節によって設定可能であり、ディーゼル・エンジンのトルクは、噴射パラメータの選択によって設定可能である。エンジン制御は、測定変数または評価変数に基づいて瞬間実際トルクを決定し、吸気管噴射を有するオットー・サイクル・エンジンにおいては、例えばエンジン回転速度、吸気管圧力、点火時期および空気数λから瞬間実際トルクを決定する。
【０００６】
自動車用ハイブリッド駆動装置は、内燃機関のほかに、１つまたは複数の電気機械を含む。したがって、パラレル・ハイブリッドにおいては、内燃機関および少なくとも１つの電気機械のトルクを加算することが行われる。電気機械は、例えば始動充電発電機として、ベルト駆動装置と、または内燃機関のクランク軸と結合されている。
【０００７】
ハイブリッド車において使用される電気機械は、たいていの場合、走査制御の原理に従って、時間に同期する回転速度測定および制御アルゴリズムの時間に同期する計算サイクルにより作動する制御を備えている。したがって、電気機械のトルクへの係合は、同様に時間に同期することにより可能である。
【０００８】
たいていの場合、内燃機関用制御装置および電気機械用制御装置が使用され、これらの制御装置は、バス系統を介して相互に通信する。異なる計算サイクル（内燃機関のための点火ないしは燃焼に同期する計算サイクルおよび電気機械のための時間に同期する計算サイクル）に基づく時間遅れに追加して、バス系統を介してのデータ交換において時間遅れが存在する。
【０００９】
ドイツ特許公開第１９８３９３１５号はハイブリッド車用駆動装置を開示し、この場合、電気機械は内燃機関と結合可能であり、および惰性燃料遮断の作動化および／または非作動化においてそれに伴って現われる加速衝撃を、トルクを与えることにより回避するように設計され、この場合、電気機械の衝撃低減作用は惰性燃料遮断の作動化信号ないしは非作動化信号により制御される。
【発明の開示】
【００１０】
内燃機関のトルクがその回転速度またはそれから導かれた信号により調節され、さらに、電気機械のトルクがその回転速度またはそれから導かれた信号により調節されることが提案される。これにより、回転速度の測定並びにそれに基づくトルクの調節を、小さな時間遅れに対してそれぞれ有利な計算サイクル内で行うことができる。このことは、内燃機関および電気機械の回転速度のフィードバックが並列制御ループ内において行われるとき、さらに増大される。
【００１１】
回転速度のフィードバックが、内燃機関の制御装置が電気機械の制御装置と通信するデータ・バス系統以外で行われるとき、小さな時間遅れおよび高い帯域幅が可能とされる。
内燃機関の回転速度制御が比例／積分制御器により、および電気機械の回転速度制御が比例制御器により行われるとき、それは有利である。比例／積分制御器および比例制御器のそれぞれの比例部分に対する増幅率が上位の調整により設定されることが好ましい。これにより、設定が駆動トレインの瞬間状態に適合可能である。前記増幅率が、内燃機関および／または電気機械の利用可能な瞬間トルク余裕に基づいて設定されるとき、それは有利である。
【００１２】
比例／積分制御器の積分部分が運転状態の関数として初期化または遮断されるとき、それは有利である。各運転状態、例えば回転速度制御または衝撃緩衝に対して、適切な制御特性が設定可能である。特に、回転速度制御を離れたとき、増幅率が０にセットされ且つ積分部分が初期化される。
【００１３】
衝撃緩衝のために、内燃機関および電気機械の実際回転速度が、一次遅れを有する微分要素または多次遅れを有する多次微分要素を介してフィードバックされ且つそれぞれの目標トルクに重ね合わされることが好ましい。これは、小さな時間遅れおよび高い帯域幅により実行可能である。
【００１４】
回転速度制御の運転状態内における衝撃緩衝が選択的に遮断または投入可能である。内燃機関と電気機械との間の好ましくない相対振動が回避可能である。このために、一次遅れを有する微分要素の増幅または多次遅れを有する多次微分要素の増幅が、上位の調整により、駆動トレインの状態の関数として設定されるとき、それは有利である。
【００１５】
内燃機関を電気機械により支援するために、内燃機関の目標トルクおよび実際トルクから形成された差トルクが低域フィルタを介して電気機械のトルクを調節するとき、それは有利である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１に、本発明に対する一実施例がブロック回路図として示されている。回転速度制御ないしは能動的衝撃緩衝のために、内燃機関１０のトルクが、内燃機関１０の回転速度またはそれから導かれた信号により調節され、さらに、少なくとも１つの電気機械１６のトルクが電気機械１６の回転速度またはそれから導かれた信号により調節されることが好ましい。
【００１７】
これにより、回転速度の測定およびこれに基づくトルクの調節が、小さな時間遅れに対してそれぞれ有利な計算サイクル内において行われ、内燃機関１０においては、例えば点火ないしは燃焼に同期して行われ、電気機械１６においては時間に同期して行われる。個々の回転速度フィードバックの作用ないしは増幅率は、上位の調整手段１９により、例えば内燃機関１０および電気機械１６の瞬間トルク余裕に基づいて設定される。
【００１８】
オットー・サイクル・エンジンとして形成されている内燃機関１０は、吸気管噴射、電子式加速ペダル（「ＥＧａｓ」、電子式絞り弁）および触媒を備えている（図示されていない）。
【００１９】
図示されていない内燃機関１０のはずみ車は、ねじり剛性を有して電気機械１６と結合されている。内燃機関１０および電気機械１６の実際トルクＭＶＭ  ｉｓｔ、ＭＥ  ｉｓｔは、定常運転においては、駆動軸端１７において利用可能な全駆動装置の実際トルクＭｉｓｔに、即ち内燃機関１０および電気機械１６の合計トルクに加算される。内燃機関１０および電気機械１６に、それぞれ制御装置１８、２５が付属され、両方の制御装置１８および２５は、バス系統２４を介して通信する。内燃機関１０および電気機械１６は、それぞれ１つの回転速度センサ１４および１５を備えている。対応の制御装置１８ないしは２５は、センサ評価手段２１ないしは２９により、内燃機関１０の実際回転速度ｎＶＭ  ｉｓｔないしは電気機械１６の実際回転速度ｎＥ  ｉｓｔを決定する。内燃機関１０の目標トルクＭＶＭ  ｓｏｌｌは、内燃機関１０の制御装置１８内において、物理的限界に対応して制限器２０により制限される。むだ時間要素１１および一次遅れ要素１２（ＰＴ１ＶＭ）としてモデル化された、吸気管内の動的充填効果によってのみ、実際トルクＭＶＭ  ｉｓｔは遅れて追従するにすぎない。トルク低減は点火角係合によって加速可能である。
【００２０】
制限器３０は、電気機械１６および図示されていない電気エネルギー貯蔵装置の物理的限界に基づいて電気機械１６の目標トルクＭＥ  ｓｏｌｌを制限する。電気機械１６のトルク操作はほぼ遅れなく行われる。
【００２１】
上位の制御（図示されていない）は、全駆動装置に対する駆動目標トルクＭｓｏｌｌを設定する。充電目標トルクＭＬａｄｅにより、図示されていない搭載電源および電気エネルギー貯蔵装置の供給を保証する係合が行われている。負のＭＬａｄｅにおいては、電気機械１６は発電運転に入り、内燃機関１０の目標トルクは、それに対応して、電気機械１６の負荷を補償するために上昇される。
【００２２】
回転速度制御は、内燃機関１０の制御装置１８内における、比例／積分制御器（ＰＩ）として形成されている制御器２２と、電気機械１６の制御装置２５における、比例制御器（Ｐ）として形成されている制御器２７とから構成されている。内燃機関１０および電気機械１６に対する共通の回転速度目標値ｎｓｏｌｌは、バス系統２４を介して、内燃機関１０の制御装置１８から電気機械１６の制御装置２５に伝送される。両方の制御装置１８および２５内において、それぞれの実際回転速度ｎＶＭ  ｉｓｔないしはｎＥ  ｉｓｔと目標回転速度ｎｓｏｌｌとの比較が行われる。回転速度偏差がある場合、内燃機関１０の制御装置１８におけるＰＩ制御器２２および電気機械１６の制御装置２５におけるＰ制御器２７の比例部分の作用が加算される。
【００２３】
両方の制御ループは、並列に且つそれぞれの最適計算サイクル内において作動する。両方の制御ループはバス系統２４を介して閉じられてはなく、このことは小さな時間遅れ、したがって高い帯域幅を可能にする。調整手段１９は、内燃機関１０の制御装置１８のＰＩ制御器２２および電気機械１６の制御装置２５のＰ制御器２７の比例部分に対する増幅率を設定する。この設定は、駆動トレインの瞬間状態に適合されている。
【００２４】
回転速度自由度はただ１つ存在しているので、積分部分のみが設定される。内燃機関１０の制御装置１８のＰＩ制御器２２における積分部分は、内燃機関１０の目標トルクＭＶＭ  ｓｏｌｌに作用する。これにより、内燃機関１０は、定常運転において、例えば温度の関数としての摩擦係数による装置の不正確度を補償する。実際回転速度ｎＶＭ  ｉｓｔないしはｎＥ  ｉｓｔは、目標回転速度ｎｓｏｌｌに漸近的に接近する。電気機械１６の制御装置２５のＰ制御器２７は、このとき制御偏差を検出しないので追加のトルクを提供しない。即ち、電気機械１６は充電目標トルクＭＬａｄｅを設定し、これにより、制御から要求された充電電力をより高い精度で発生する。
【００２５】
例えば、補助機器による負荷の急変があった場合、制限器２０または内燃機関１０のトルク操作内の遅れ（むだ時間要素１１および遅れ要素１２）が、内燃機関１０の目標トルクＭＶＭ  ｓｏｌｌと実際トルクＭＶＭ  ｉｓｔとの間に大きな偏差を形成することがある。
【００２６】
両方のトルクの差は、バス系統２４を介して電気機械１６の制御装置２５に伝送され、低域フィルタによりフィルタリングされ、内燃機関１０を支援するために、差トルクＭＶＭ  Δとして電気機械１６に加算される。低域フィルタ２６は、内燃機関１０の制御装置１８のＰＩ制御器２２における比例部分からまたは能動的衝撃緩衝から発生される高周波信号部分を減衰させる。これにより、差トルクＭＶＭ  Δは、本質的に、内燃機関１０の制御装置１８のＰＩ制御器２２における積分部分により決定される。積分部分は、比例部分に比較して、より小さい動特性を有している。したがって、バス系統２４を介しての伝送による差トルクＭＶＭ  Δの時間遅れは、回転速度制御の安全度余裕に小さな影響を与えるにすぎない。
【００２７】
調整手段１９は、運転状態に応じてそれぞれ、Ｐ制御器２７並びにＰＩ制御器２２の増幅率を設定し且つ必要に応じて積分部分を初期化ないしは遮断する。運転状態「回転速度制御」を離れたとき、Ｐ制御器２７並びにＰＩ制御器２２の増幅率は０にセットされ、並びにＰＩ制御器２２の積分部分は初期化される。
【００２８】
能動的衝撃緩衝のために、内燃機関１０の実際回転速度ｎＶＭ  ｉｓｔないしは電気機械１６の実際回転速度ｎＥ  ｉｓｔは、一次遅れを有する微分要素２３ないしは２８を介してフィードバックされ且つそれぞれの目標トルクＭＶＭ  ｓｏｌｌないしはＭＥ  ｓｏｌｌに重ね合わされる。両方のフィードバックは、それぞれの最適計算サイクル内において並列に作動し且つ共通に作用する。両方のフィードバックはバス系統２４を介して閉じられてなく、このことは、小さな時間遅れ、したがって高い帯域幅を可能にする。調整手段１９は、内燃機関１０の制御装置１８における微分要素２３および電気機械１６の制御装置２５における微分要素２８に対する増幅率を、駆動トレインの瞬間状態に基づいて設定する。能動的衝撃緩衝は、運転状態「回転速度制御」内において、選択的に遮断されるかまたは支援するように作用可能である。
【００２９】
実施例において想定されているように、図示されていない内燃機関１０のはずみ車がねじれ剛性を有して電気機械１６と結合されている場合、内燃機関１０および電気機械１６に対する共通の回転速度センサ１４または１５が使用可能であり、この共通の回転速度センサ１４または１５は、内燃機関１０の最適計算サイクルに同期しておよびさらに電気機械１６の最適計算サイクルに同期して評価される。制御装置１８、２５が分離されているとき、内燃機関１０の制御装置１８にセンサ評価手段２１を、また電気機械１６の制御装置２５に他のセンサ評価手段２９を設けていることは有利である。
【００３０】
図示されていない内燃機関１０のはずみ車が、例えば内燃機関１０と電気機械１６との間に配置されているクラッチのねじりダンパにより、ねじり剛性を有して電気機械１６と結合されている場合、振動しやすい系が得られる。内燃機関１０および電気機械１６に対して分離された回転速度センサ１４および１５が使用される。本発明による回転速度の並列フィードバックにより、内燃機関１０および電気機械１６の間の好ましくない相対振動の減衰が達成可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】図１は本発明による方法を実行するための概略ブロック回路図を示す。
【図１】
2008524067.tif 000003
【手続補正書】
【提出日】平成19年6月22日(2007.6.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2008524067.tif 000004
【国際調査報告】
2008524067.tif 000005
2008524067.tif 000006
2008524067.tif 000007
2008524067.tif 000008
2008524067.tif 000009
2008524067.tif 000010