Leistungsabgabegerät, Motorantriebsverfahren und computerlesbarer Aufzeichnungsträger mit einem dara

专利摘要:
Ein Leistungsabgabegerät weist zwei Motorgeneratoren (MG1, MG2) eine Gleichspannungs-Leistungsversorgung (30), ein Relais (40), drei Umrichter (181-183) und eine Steuerungs-CPU (184) auf. Eine (MG1) der Motorgeneratoren weist Dreiphasenspulen (10, 11) auf. Die Gleichspannungsversorgung (30) wird über das Relais (40) zwischen jeweiligen Neutralpunkten (M1, M2) der Dreiphasenspulen (10, 11) verbunden. Wenn die Summe (Pm + Pg) jeweiliger Leistungen (Pg, Pm) der Motorgeneratoren (MG1, MG2) Null ist, erzeugt die Steuerungs-CPU (184) ein Signal SE auf einem niedrigen Pegel, um dieses erzeugte Signal zu dem Relais (40) auszugeben, damit das Relais (40) in den ausgeschalteten Zustand versetzt wird, und erzeugt Signale PWMC1, PWMC2 und PWMC3 zum Antrieb des anderen Motorgenerators (MG2) durch die durch den einen Motorgenerator (MG1), um die erzeugten Signale jeweils den Umrichtern (181-183) zuzuführen.
公开号:DE102004004577A1
申请号:DE102004004577
申请日:2004-01-29
公开日:2004-09-16
发明作者:Kiyoe Toyota Ochiai
申请人:Toyota Motor Corp；
IPC主号:B60K6-26

专利说明:
[0001] Die Erfindung betrifft ein Leistungsabgabegerät. Insbesonderebetrifft die vorliegende Erfindung ein Leistungsabgabegerät, das einenDoppelwicklungsmotor verwendet, ein Motorantriebsverfahren und einencomputerlesbaren Aufzeichnungsträger miteinem darauf aufgezeichneten Programm, das einen Computer die Ausführung einerMotorantriebssteuerung ermöglicht.
[0002] Ein herkömmliches Leistungsabgabegerät, das einenDoppelwicklungsmotor verwendet, ist aus der japanischen PatentoffenlegungsschriftNr. 2002-218793 bekannt. Gemäß 10 weist dieses herkömmlicheLeistungsabgabegerät 300 einenDoppelwicklungsmotor 310, eine Gleichspannungsversorgung 320,Umrichter 330 und 340 sowie einen Kondensator 350 auf.
[0003] Der Doppelwicklungsmotor 310 weistzwei Dreiphasenspulen 311 und 312 auf. Die Gleichspannungsversorgung 320 istzwischen den jeweiligen Neutralpunkten der Dreiphasenspulen 311 und 312 geschaltet.
[0004] Der Umrichter 330 weistdrei Zweige entsprechend jeweils der U-Phasen-Spule, der V-Phasen-Spuleund der W-Phasen-Spuleder Dreiphasenspule 311 auf und steuert die Erregung derDreiphasenspule 311. Der Umrichter 340 weist ebenfallsdrei Zweige entsprechend jeweils der U-Phasen-Spule, der V-Phasen-Spule und der W-Phasen-Spuleder Dreiphasenspule 312 und steuert die Erregung der Dreiphasenspule 312.Der Kondensator 350 und die Umrichter 330 sowie 340 sindparallel zwischen einer positiven Sammelschiene 301 undeiner negativen Sammelschiene 302 geschaltet. Es sei andieser Stelle angenommen, dass eine Potentialdifferenz zwischendem Neutralpunkt der Dreiphasenspule 311 und dem Neutralpunktder Dreiphasenspule 312 durch V012 dargestellt ist, undeine Spannung der Gleichspannungsversorgung 320 durch Vbwiedergegeben ist. Wenn die Beziehung V012 < Vb zwischen der Potentialdifferenzund der Versorgungsspannung gilt, fließt ein Gleichstrom aus derGleichspannungsversorgung 320. Der aus der Gleichspannungsversorgung 320 fließende Gleichstromwird in eine der U-, V- und W-Phasen-Spulen der Dreiphasenspulen 311 oder 312 akkumuliert,indem die Steuerung eines entsprechenden Zweigs der Umrichter 330 oder 340 geschaltetwird, um letztendlich den Kondensator 350 zu laden. Dasheißt,dass eine der U-, V- und W-Phasen-Spulender Dreiphasenspulen 311 und 312 sowie ein entsprechenderZweig der Umrichter 330 und 340 einen Spannungs-Aufwärtswandler(Step-Up-Converter) bildet, um die Gleichspannung Vb auf einen beliebigenPegel zu erhöhen unddadurch den Kondensator 350 zu laden.
[0005] Wenn demgegenüber die Beziehung V012 > Vb gilt, ist die Spannungzwischen den Anschlüssen desKondensators 350 um einen der Zweige der Umrichter 330 und 340 sowieeiner der U-, V- und W-Phasenspulen der Dreiphasenspulen 311 und 312 verringert,die dem vorstehend beschriebenen Zweig entspricht, um die Gleichspannungsversorgung 320 zuladen.
[0006] Mit der Spannung zwischen den Anschlüssen desKondensators 350 steuern die Umrichter 330 und 340 dieErregung der Dreiphasenspulen 311 und 312, umden Doppelwicklungsmotor 310 anzutreiben. In Abhängigkeitvon den Antriebsbedingungen des Doppelwicklungsmotors 310 variierteine an jede Phasenspule der Dreiphasenspulen 311 und 312 anzulegendeSpannung, weshalb folglich die Potentialdifferenz V012 zwischenden jeweiligen Neutralpunkten der Dreiphasenspulen 311 und 312 größer oder kleinerals die Gleichspannung Vb ist. Dann tritt die Betriebsart des Ladensdes Kondensators 350 durch die Gleichspannungsversorgung 320 unddie Betriebsart des Ladens der Gleichspannungsversorgung 320 durchden Kondensator 350 auf, wie es vorstehend beschriebenworden ist.
[0007] In dem Leistungsabgabegerät 300 wirddie Gleichspannung Vb der Gleichspannungsversorgung 320 aufeinen beliebigen Pegel mittels eines Teils der Spulen des Doppelwicklungsmotors 310 erhöht, um denKondensator 350 aufzuladen. Dann wird durch die Spannungzwischen den Anschlüssendes aufgeladenen Kondensators 350 der Doppelwicklungsmotor 310 angetrieben.Weiterhin wird die Spannung zwischen den Anschlüssen des Kondensators 350 zumLaden der Gleichspannungsversorgung 320 verringert.
[0008] Die japanische OffenlegungsschriftNr. 2002-218793 offenbart jedoch nicht ein Leistungsabgabegerät, das beieinem Hybridfahrzeug der mechanischen Verteilungsbauart angewandtist.
[0009] Der vorliegenden Erfindung liegtdaher die Aufgabe zugrunde, ein Leistungsabgabegerät bereitzustellen,das fürHybridfahrzeuge der mechanischen Verteilungsbauart geeignet ist.
[0010] Weiterhin soll erfindungsgemäß ein Motorantriebsverfahrengeschaffen werden, das fürHybridfahrzeuge der mechanischen Verteilungsbauart geeignet ist.
[0011] Ferner soll erfindungsgemäß ein computerlesbarerAufzeichnungsträgermit einem darauf aufgezeichneten Programm geschaffen werden, daseinem Computer die Ausführungeiner Motorantriebssteuerung ermöglicht,die fürHybridfahrzeuge der mechanischen Verteilungsbauart geeignet ist.
[0012] Erfindungsgemäß weist ein Leistungsabgabegerät einenersten Umrichter, einen zweiten Umrichter, einen Zwei-Stern-Motor, eineLeistungsversorgung einen einen elektrischen Motor auf. Der Zwei-Stern-Motorweist eine ersten Dreiphasenmotorspule und eine zweite Dreiphasenmotorspuleauf, die als Stator dienen, wobei die Erregung der ersten und zweitenDreiphasenmotorspulen jeweils durch die ersten und zweiten Umrichtergesteuert werden. Die Leistungsversorgung ist zwischen einem ersten Neutralpunktder ersten Dreiphasenmotorspule und einem zweiten Neutralpunkt derzweiten Dreiphasenmotorspule geschaltet. Der elektrische Motor unterscheidetsich von dem Zwei-Stern-Motor.
[0013] Vorzugsweise erzeugt der Zwei-Stern-Motor elektrischeLeistung aus einer Rotationskraft aus einer Brennkraftmaschine undstartet die Brennkraftmaschine.
[0014] Vorzugsweise weist das Leistungsabgabegerät ein Planetengetriebeauf, mit dem der Zwei-Stern-Motor, der elektrische Motor und die Brennkraftmaschineverbunden sind.
[0015] Vorzugsweise weist das Leistungsabgabegerät weiterhineinen dritten Umrichter und eine Steuerungseinheit auf. Der dritteUmrichter treibt den elektrischen Motor an, und die Steuerungseinheit steuertdie ersten, zweiten und dritten Umrichter. Wenn die Steuerungseinheitdie ersten und zweiten Umrichter steuert, um zu ermöglichen,dass der Zwei-Stern-Motor als elektrischer Generator dient, steuertdie Steuerungseinheit den dritten Umrichter, um zu ermöglichen,dass der dritte Umrichter den elektrischen Motor durch die von dem Zwei-Stern-Motor(MG1) erzeugte elektrische Leistung antreibt.
[0016] Vorzugsweise trennt die Steuerungseinheit dieLeistungsversorgung von den ersten und zweiten Neutralpunkten.
[0017] Vorzugsweise weist das Leistungsabgabegerät weiterhineine Relaiseinheit auf. Diese Relaiseinheit ist zwischen den erstenund zweiten Neutralpunkten und der Leistungsversorgung vorgesehen. DieRelaiseinheit wird durch die Steuerungseinheit zum Verbinden/Trennender Energieversorgung mit/von den ersten und zweiten Neutralpunktengesteuert.
[0018] Erfindungsgemäß ist ein Motorantriebsverfahrenein Verfahren zum Antrieb eines Zwei-Stern-Motors, der mit einerBrennkraftmaschine eines Hybridfahrzeugs gekoppelt ist, und eineselektrischen Motors, der mit Antriebsrädern des Hybridfahrzeugs gekoppeltist, mit einem ersten Schritt des Berechnens einer ersten Leistungdes Zwei-Stern-Motors und einer zweiten Leistung des elektrischenMotors, einem zweiten Schritt des Bestimmens, ob die Summe der berechnetenersten Leistung und der berechneten zweiten Leistung null ist odernicht, und einem dritten Schritt des Trennens, wenn die Summe gleichnull ist, einer Leistungsversorgung von jeweiligen Neutralpunktenvon zwei Dreiphasenspulen des Zwei-Stern-Motors.
[0019] Vorzugsweise weist das Motorantriebsverfahrenweiterhin die Schritte auf: einen vierten Schritt des Antreibensdes Zwei-Stern-Motors (MG1) als elektrischer Generator, und einenfünftenSchritt des Antreibens des elektrischen Motors (MG2) durch elektrischeLeistung, die von dem Zwei-Stern-Motor (MG1) erzeugt wird.
[0020] Vorzugsweise weist das Motorantriebsverfahrennach weiterhin auf: einen sechsten Schritt des Antreibens, wenndie Summe ungleich null ist, des Zwei-Stern-Motors (MG1) als elektrischerMotor, währendeine Spannung von der Leistungsversorgung zum Laden eines Kondensatorserhöhtwird, der an einer Eingangsseite eines Umrichters vorgesehen ist,der den Zwei-Stern-Motor antreibt, und einem siebten Schrittdes Antreibens, wenn die Summe ungleich null ist, des Zwei-Stern-Motorsals elektrischer Generator, währendeine Gleichspannung von dem Kondensator zum Laden der Leistungsversorgungverringert wird.
[0021] Weiterhin weist erfindungsgemäß ein Aufzeichungsträger eindarauf aufgezeichnetes Programm auf, das einem Computer die Ausführung einerAntriebssteuerung eines Zwei-Stern-Motors (2-Y-Motors) ermöglicht,der mit einer Brennkraftmaschine eines Hybridfahrzeugs gekoppeltist, und eines elektrischen Motors, der mit Antriebsrädern desHybridfahrzeugs gekoppelt ist, wobei der Computer dem Programm nachfolgt,um auszuführen:einen ersten Schritt des Berechnens einer ersten Leistung des Zwei-Stern-Motors und einerzweiten Leistung des elektrischen Motors, einen zweiten Schrittdes Bestimmens, ob die Summe der berechneten ersten Leistung undder berechneten zweiten Leistung null ist oder nicht, und einendritten Schritt des Trennens, wenn die Summe gleich null ist, einerLeistungsversorgung von jeweiligen Neutralpunkten von zwei Dreiphasenspulendes Zwei-Stern-Motors.
[0022] Vorzugsweise folgt der Computer demProgramm nach, um weiterhin auszuführen: einen vierten Schrittdes Antreibens des Zwei-Stern-Motors als elektrischer Generator,und einen fünftenSchritt des Antreibens des elektrischen Motors durch elektrische Leistung,die von dem Zwei-Stern-Motor erzeugt wird.
[0023] Vorzugsweise folgt der Computer demProgramm nach, um weiterhin auszuführen: einen sechsten Schrittdes Antreibens, wenn die Summe ungleich null ist, des Zwei-Stern-Motors alselektrischer Motor, währendeine Spannung von der Leistungsversorgung zum Laden eines Kondensatorserhöhtwird, der an einer Eingangsseite eines Umrichters vorgesehen ist,der den Zwei-Stern-Motor antreibt, und einen siebten Schritt desAntreibens, wenn die Summe ungleich null ist, des Zwei-Stern-Motors alselektrischer Generator, währendeine Gleichspannung von dem Kondensator zum Laden der Leistungsversorgungverringert wird.
[0024] Gemäß der vorliegenden Erfindungwird, wenn die durch den Zwei-Stern-Motor (2-Y-Motor) erzeugte elektrischeLeistung zum Antrieb des elektrischen Motors verwendet wird, dieLeistungsversorgung von den jeweiligen Neutralpunkten der zwei in demZwei-Stern-Motor enthaltenen Dreiphasenspulen getrennt. Somit kannder Leistungserzeugungswirkungsgrad des Zwei-Stern-Motors verbessertwerden und kann der elektrische Motor über einen größeren Bereichbetrieben werden.
[0025] Weiterhin wird der Spannungsaufwärtsbetrieb(Spannungs-Step-Up-Betrieb)zur Erhöhungder Spannung der Leistungsversorgung (Energieversorgung, Spannungsversorgung)oder der Spannungsherabsetzbetrieb (Spannungs-Step-Down-Betrieb) zumLaden der Leistungsversorgung durch den Zwei-Stern-Motor ausgeführt, derdie Antriebsräder desHybridfahrzeugs nicht antreibt. Somit kann der elektrische Motor,der die Antriebsräderdes Hybridfahrzeugs antreibt, einen maximalen Wirkungsgrad zeigen.
[0026] Nachstehend ist die Erfindung anhandvon Ausführungsbeispielenunter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen:
[0027] 1 einschematisches Blockschaltbild eines Leistungsabgabegeräts gemäß einemAusführungsbeispielder vorliegenden Erfindung,
[0028] 2 einevergrößerte Darstellungeines Planentengetriebes und daran gekoppelte Motoren, die in 1 gezeigt sind,
[0029] 3 einSchaltbild eines Hauptabschnitts des Leistungsabgabegeräts gemäß 1,
[0030] 4 eineDraufsicht einer Anordnung von zwei Dreiphasenspulen gemäß 3,
[0031] 5A-5C Schaltbilder, die jeweilsim Hinblick auf Streuinduktivitätender jeweiligen U-Phasen-Spulen der Dreiphasenspulen 10 und 11 eines Zwei-Stern-MotorsMG1 einen Stromfluss veranschaulichen, wenn eine PotentialdifferenzV012 zwischen einem Neutralpunkt M1 einer Dreiphasenspule 10 undeinem Neutralpunkt M2 einer Dreiphasenspule 11 kleinerals eine Spannung Vb einer Gleichspannungsversorgung 30 ist,
[0032] 6A-6C Schaltbilder, die jeweilsim Hinblick auf Streuinduktivitätender jeweiligen U-Phasen-Spulen der Dreiphasenspulen 10 und 11 des Zwei-Stern-MotorsMG1 einen Stromfluss veranschaulichen, wenn die PotentialdifferenzV012 zwischen dem Neutralpunkt M1 der Dreiphasenspule 10 unddem Neutralpunkt M2 der Dreiphasenspule 11 größer alsdie Spannung Vb der Gleichspannungsversorgung 30 ist,
[0033] 7A und 7B Signalverläufe, diePotentiale Vu1, Vv1 und Vw1 der Dreiphasenspule 10 undPotentiale Vu2, Vv2 und Vw2 der Dreiphasenspule 11 veranschaulichen,wenn eine Differenz zwischen einem Potential V01 des NeutralpunktsM1 der Dreiphasenspule 10 und einem Potential V02 des NeutralpunktsM2 der Dreiphasenspule 11 derart justiert wird, dass siegleich der Spannung Vb der Gleichspannungsversorgung 30 wird,
[0034] 8 einFunktionsblockschaltbild, das teilweise Funktionen einer Steuerungs-CPUgemäß 3 veranschaulicht,
[0035] 9 zeigtein Flussdiagramm des Betriebs des Leistungsabgabegeräts gemäß der vorliegenden Erfindung,und
[0036] 10 einschematisches Blockschaltbild eines herkömmlichen Leistungsabgabegeräts.
[0037] Nachstehend ist ein Ausführungsbeispielder vorliegenden Erfindung ausführlichunter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Es sei bemerkt,dass gleiche Komponenten in den Zeichnungen durch gleiche Bezugszeichenbezeichnet sind, weshalb deren Beschreibung nicht wiederholt wird.
[0038] 1 zeigtein schematisches Blockschaltbild eines Leistungsabgabegeräts gemäß einem Ausführungsbeispielder vorliegenden Erfindung. Gemäß 1 weist ein Leistungsabgabegerät 100 gemäß diesemAusführungsbeispielein Leistungsübertragungsgetriebe 111,eine Antriebswelle 112, ein Differentialgetriebe 114,Motor-Generatoren MG1 und MG2, ein Planetengetriebe 120,ein Leistungszufuhrzahnrad (Power-Feed-Gear) 128, ein Kettenband 129,eine Brennkraftmaschine 150, Resolver (Drehmelder) 139, 149 und 159,einen Dämpfer 157 und eineSteuerungseinrichtung 180 auf.
[0039] Die Brennkraftmaschine 150 weisteine Kurbelwelle 156 auf, die über den Dämpfer 157 mit dem Planetengetriebe 120 undden Motor-Generatoren MG1 und MG2 verbunden ist. Der Dämpfer 157 verringertdie Amplitude von Torsionsvibrationen der Kurbelwelle 156,der Brennkraftmaschine 150 und verbindet die Kurbelwelle 156 mitdem Planetengetriebe 120.
[0040] Das Leistungszufuhrzahnrad 128 ist über dasKettenband 129 mit dem Leistungsübertragungsgetriebe 111 verbunden.Das Leistungszufuhrzahnrad 128 empfängt Leistung aus einem (nichtgezeigten) Ringzahnrad des Planetengetriebes 120 und überträgt die zugeführte Leistungauf das Leistungsübertragungsgetriebe 111 über dasKettenband 129. Das Leistungsübertragungsgetriebe 111 überträgt danndie Leistung zu den Antriebsrädern über dieAntriebswelle 112 und das Differentialgetriebe 114.
[0041] Unter Bezugnahme auf 2 sind das Planetengetriebe 120 sowiedie Motorgeneratoren MG1 und MG2 ausführlicher beschrieben. Das Planetengetriebe 120 weistein Sonnenrad 121, das mit einer hohlen Sonnenradwelle 125 gekoppeltist, durch deren axiale Mitte eine Trägerwelle 127 gelangt,ein Zahnkranz 122, das mit einer Zahnkranzwelle 126 gekoppeltist, die koaxial zu der Trägerwelle 127 ist, eineVielzahl von Planetenritzel 123, die zwischen dem Sonnenrad 121 unddem Zahnkranz 122 vorgesehen sind, und die sich jeweilsum das Sonnenrad 121 drehen, während sie um ihre eigene Achsedrehen, und ein Planetenträger 124 auf,das mit einem Ende der Trägerwelle 127 gekoppeltist und die Rotationsachse jedes Planetenritzels 123 drehbarstützt.
[0042] In diesem Planetengetriebe 120 dienendrei Wellen, nämlichdie Sonnenradwelle 125, die Zahnkranzwelle 126 unddie Trägerwelle 127,die jeweils mit dem Sonnenrad 121, dem Zahnkranz 122 und demPlanetenträger 124 gekoppeltsind, als Leistungseingabe-/Ausgabewellen. Wenn eine Leistung, diezwei der drei Wellen zugeführtwird oder von zwei der drei Wellen ausgegeben wird, wird die derverbleibenden Welle zugeführteLeistung oder von der verbleibenden Welle abgegebene Leistung aufder Grundlage der bestimmten Leistung bestimmt, die den zwei Wellenzugeführtwird bzw. aus den zwei Wellen abgegeben wird.
[0043] Die Sonnenradwelle 125,die Zahnkranzwelle 126 und die Trägerwelle 127 weisenjeweilige daran angebrachte Resolver 139, 149 und 159 zurErfassung der jeweiligen Rotationswinkel θs, θr und θc auf.
[0044] Mit dem Zahnkranz 122 istdas Leistungszufuhrzahnrad 128 zur Entnahme von Leistunggekoppelt. Das Leistungszufuhrzahnrad 128 ist durch das Kettenband 129 mitdem Leistungsübertragungsgetriebe 111 gekoppelt,weshalb Leistung zwischen dem Leistungszufuhrzahnrad 128 unddem Leistungsübertragungsgetriebe 111 übertragenwird.
[0045] Der Motorgenerator MG1 ist als einSynchronmotorgenerator aufgebaut und weist einen Rotor 132 miteiner Vielzahl von Permanentmagneten 135 an dessen äußerer Randoberfläche undeinen Stator 133 auf, um den eine Dreiphasenspule 134 zur Erzeugungeines umlaufenden Magnetfeldes gewickelt ist. Die Dreiphasenspule 134 weistzwei Dreiphasenspulen auf, wie es im weiteren Verlauf der Beschreibungbeschrieben ist.
[0046] Der Rotor 132 ist mit derSonnenradwelle 125 gekoppelt, die mit dem Sonnenrad 121 desPlanetengetriebes 120 gekoppelt ist. Der Stator 133 ist durchStapeln von dünnenumgerichteten elektromagnetischen Stahlplatten geformt und an einGehäuse 119 befestigt.Der Motorgenerator MG1 arbeitet, um als Motor zu dienen, der denRotor 132 durch eine Wechselwirkung zwischen einem durchdie Permanentmagneten 135 erzeugten Magnetfeld und dem durchdie Dreiphasenspule 134 erzeugten Magnetfeld drehbar antreibt,oder um als elektrischer Generator zu dienen, der eine elektromagnetischeKraft an beiden Enden der Dreiphasenspule 134 durch eine Wechselwirkungzwischen dem durch die Permanentmagneten 135 erzeugtenMagnetfeld und Rotationen des Rotors 132 erzeugt.
[0047] Der Motorgenerator MG2 weist einenRotor 142 mit einer Vielzahl von Permanentmagneten 145 andessen äußerer Randoberfläche undeinen Stator 143 auf, um den eine Dreiphasenspule 144 zurErzeugung eines umlaufenden Magnetfelds gewickelt ist. Der Rotor 142 istmit der Zahnkranzwelle 126 gekoppelt, die mit dem Zahnkranz 122 desPlanetengetriebes 120 gekoppelt ist, und der Stator 143 istan dem Gehäuse 119 befestigt.Der Stator 143 ist ebenfalls durch Stapeln dünner ungerichteterelektromagnetischer Stahlplatten geformt. Dieser MotorgeneratorMG2 arbeitet in ähnlicherWeise wie der Motorgenerator MG1 um als Motor oder als elektrischerGenerator zu dienen.
[0048] Gemäß 1 empfängt die Steuerungseinrichtung 180 denRotationswinkel θsder Sonnenradwelle 125 aus dem Resolver 139, denRotationswinkel θrder Zahnkranzwelle 126 aus dem Resolver 149, denRotationswinkel θcder Trägerwelle 127 aus demResolver 159, eine Beschleunigungspedalposition (Betätigungsausmaß des Fahrpedalsbzw. Beschleunigungspedals) AP aus einem Fahrpedalpositionssensor 164a,einem Bremspedalposition (Betätigungsausmaß des Bremspedals)BP aus einem Bremspedalpositionssensor 165a, eine Wählposition (Schalthebelposition)SP aus einem Wählhebelpositionssensor 185,MotorströmeMCRT11 und MCRT12 aus zwei (nicht gezeigten) Stromsensoren, diean dem Motorgenerator MG1 angebracht sind, und einen MotorstromMCRT2 aus einem (nicht gezeigten) Stromsensor, der an dem Motorgenerator MG2angebracht ist.
[0049] Entsprechend den zugeführten Signalen steuertdie Steuerungseinrichtung 180 den durch die Dreiphasenspulen 134 und 144 derMotorgeneratoren MG1 und MG2 zu fließen lassende Ströme, und treibtdadurch die Motorgeneratoren MG1 und MG2 an.
[0050] 3 zeigtein Schaltbild eines Hauptabschnitts des Leistungsabgabegeräts 100.Gemäß 3 weist das Leistungsabgabegerät 100 dieMotorgeneratoren MG1 und MG2, die Stromsensoren 12-14 sowie 31,eine Gleichspannungsversorgung 30, ein Relais 40,einen Kondensator 50, einen Spannungssensor 51,Umrichter 181 bis 183 und eine Steuerungs-CPU(Zentralverarbeitungseinheit) 184 auf.
[0051] Die Umrichter 181-183 unddie Steuerungs-CPU 184 bilden die in 1 gezeigte Steuerungseinrichtung 180.
[0052] Der Motorgenerator MG1 weist zweiDreiphasenspulen 10 und 11 auf. Die zwei Dreiphasenspulen 10 und 11 bildendie in 2 gezeigte Dreiphasenspule 134.Das heißt,dass der Motorgenerator MG1 ein Doppelwicklungsmotor mit zwei imStern geschalteten Dreiphasenspulen 10 und 11 ist(dies ist in einigen Fällenals "Zwei-Stern-Motor" bzw. "2-Y-Motor" bezeichnet).
[0053] Die Gleichspannungsversorgung 30 ist über dasRelais 40 zwischen dem Neutralpunkt ME1 der Dreiphasenspule 10 unddem Neutralpunkt M2 der Dreiphasenspule 11 geschaltet.
[0054] Der Umrichter 181 weisteinen U-Phasen-Zweig 15, einen V-Phasen-Zweig 16 und einen W-Phasen-Zweig 17 auf.Der U-Phasen-Zweig 15, derV-Phasen-Zweig 16 und der W-Phasen-Zweig 17 sind parallel zwischeneiner Energieversorgungsleitung 1 und einer Masseleitung 2 vorgesehen.
[0055] Der U-Phasen-Zweig 15 istdurch NPN-Transistoren Q1 UND Q2 aufgebaut, die zwischen der Energieversorgungsleitung 1 undder Masseleitung 2 in Reihe geschaltet sind. Der V-Phasen-Zweig 16 ist ausNPN-Transistoren Q3 und Q4 aufgebaut, die in Reihe zwischen derEnergieversorgungsleitung 1 und der Masseleitung 2 geschaltetsind. Der W-Phasen-Zweig 17 ist aus NPN-Transistoren Q5 und Q6 aufgebaut, diein Reihe zwischen der Energieversorgungsleitung 1 und derMasseleitung 2 geschaltet sind.
[0056] Die Kollektoren der NPN-TransistorenQ1, Q3 und Q5 sind jeweils mit der Energieversorgungsleitung 1 verbunden,und die jeweiligen Emitter sind mit jeweiligen Kollektoren der NPN-TransistorenQ2, Q4 und Q6 verbunden.
[0057] Die Emitter der NPN-TransistorenQ2, Q4 und Q6 sind jeweils mit der Masseleitung 2 verbunden.Dioden D1-D6, die jeweils einen Strom von dem Emitter zu dem Kollektorleiten, sind jeweils zwischen Emittern und Kollektoren der NPN-Transistoren Q1-Q6geschaltet.
[0058] Der Umrichter 182 weisteinen U-Phasen-Zweig 18, einen V-Phasen-Zweig 19 und einen W-Phasen-Zweig 20 auf.Der U-Phasen-Zweig 18, derV-Phasen-Zweig 19 und der W-Phasen-Zweig 20 sind parallel zwischender Energieversorgungsleitung 1 und der Masseleitung 2 angeordnet.
[0059] Der U-Phasen-Zweig 18 istdurch NPN-Transistoren Q7 und Q8 aufgebaut, die zwischen der Energieversorgungsleitung 1 undder Masseleitung 2 in Reihe geschaltet sind. Der V-Phasen-Zweig 19 ist ausNPN-Transistoren Q9 und Q10 aufgebaut, die in Reihe zwischen derEnergieversorgungsleitung 1 und der Masseleitung 2 geschaltetsind. Der W-Phasen-Zweig 20 ist aus NPN-Transistoren Q11 und Q12 aufgebaut,die zwischen der Energieversorgungsleitung 1 und der Masseleitung 2 inReihe geschaltet sind.
[0060] Die Kollektoren der NPN-TransistorenQ7, Q9 und Q11 sind jeweils mit der Energieversorgungsleitung 1 verbunden,und die Emitter sind jeweils mit den jeweiligen Kollektoren derNPN-Transistoren Q8, Q10 und Q12 verbunden. Die Emitter der NPN-TransistorenQ8, Q10 und Q12 sind jeweils mit der Masseleitung 2 verbunden.Dioden D7-D12, die jeweils Strom von dem Emitter zu dem Kollektorleiten, sind jeweils zwischen Emittern und Kollektoren der NPN-TransistorenQ7 bis Q12 geschaltet.
[0061] Jeweilige Zwischenpunkte der Phasenarme desUmrichters 181 sind jeweils mit entsprechenden Enden derPhasenspulen der Dreiphasenspule 10 verbunden, und jeweiligeZwischenpunkte der Phasenarme des Umrichters 182 sind jeweilsmit entsprechenden Enden der Phasenspulen der Dreiphasenspule 11 verbunden.Das heißt,dass jeweilige Enden an jeweils einer Seite der U-, V- und W-Phasen-Spulender Dreiphasenspule 10 gemeinsam mit dem Neutralpunkt M1 verbundensind, wohingegen das andere Ende der U-Phasen-Spule mit dem Zwischenpunktzwischen den NPN-Transistoren Q1 und Q2 verbunden ist, das andereEnde der V-Phasen-Spule mit dem Zwischenpunkt zwischen den NPN-TransistorenQ3 und Q4 verbunden ist, und das andere Ende der W-Phasen-Spulemit dem Zwischenpunkt zwischen den NPN-Transistoren Q5 und Q6 verbundenist. Weiterhin sind jeweils ein Ende der U-, V- und W-Phasen-Spulen der Dreiphasenspule 11gemeinsam mit dem Neutralpunkt M2 verbunden, wohingegen das andereEnde der U-Phasen-Spule mit dem Zwischenpunkt zwischen den NPN-Transistoren Q7 undQ8 verbunden ist, das andere Ende der V-Phasen-Spule mit dem Zwischenpunktzwischen den NPN-TransistorenQ9 und Q10 verbunden ist und das andere Ende der W-Phasen-Spulemit dem Zwischenpunkt zwischen den NPN-Transistoren Q11 und Q12verbunden ist.
[0062] Der Umrichter 183 weisteinen U-Phasen-Zweig 21, einen V-Phasen-Zweig 22 und einen W-Phasen-Zweig 23 auf.Der U-Phasen-Zweig 21, derV-Phasen-Zweig 22 und der W-Phasen-Zweig 23 sind parallel zwischender Energieversorgungsleitung 1 und der Masseleitung 2 vorgesehen.
[0063] Der U-Phasen-Zweig 21 istaus NPN-Transistoren Q13 und Q14 aufgebaut, die zwischen der Energieversorgungsleitung 1 undder Masseleitung 2 in Reihe geschaltet sind. Der V- Phasen-Zweig 22 ist ausNPN-Transistoren Q15 und Q16 aufgebaut, die zwischen der Energieversorgungsleitung 1 undder Masseleitung 2 in Reihe geschaltet sind. Der W-Phasen-Zweig 23 istaus NPN-Transistoren Q17 und Q18 aufgebaut, die zwischen der Energieversorgungsleitung 1 undder Masseleitung 2 in Reihe geschaltet sind. Die Kollektorender NPN-Transistoren Q13, Q15 und Q17 sind jeweils mit der Energieversorgungsleitung 1 verbunden,und die jeweiligen Emitter sind mit jeweils Kollektoren der NPN-Transistoren Q14,Q16 und Q18 verbunden. Die Emitter der NPN-Transistoren Q14, Q16und Q18 sind mit der Masseleitung 2 verbunden. Dioden D13-D18,die jeweils Strom aus dem Emitter zu dem Kollektor leiten, sindjeweils zwischen entsprechenden Emittern und Kollektoren der NPN-TransistorenQ13-Q18 geschaltet.
[0064] Jeweilige Zwischenpunkte de Phasenzweige desUmrichters 183 sind jeweils mit entsprechenden Enden derPhasenspulen des Motorgenerators MG2 verbunden. Das heißt, dassder Motorgenerator MG2 ein Dreiphasenpermanentmagnetmotor ist, beidem jeweils ein Ende der U-, V- und W-Phasen-Spulen gemeinsam mitdem Neutralpunkt verbunden sind, wohingegen das andere Ende derU-Phasen-Spulen mit dem Zwischenpunkt zwischen den NPN-TransistorenQ13 und Q14 verbunden ist, das andere Ende der V-Phasen-Spule mitdem Zwischenpunkt zwischen den NPN-Transistoren Q15 und Q16 verbundenist, und das andere Ende der W-Phasen-Spule mit dem Zwischenpunktzwischen den NPN-Transistoren Q17 und Q18 verbunden ist.
[0065] Der Kondensator 50 ist zwischender Energieversorgungsleitung 1 und der Masseleitung 2 und parallelzu den Umrichtern 181-183 geschaltet.
[0066] Der Stromsensor 12 erfasstden durch die Dreiphasenspule 10 des Motorgenerators MG1fließendenMotorstrom MCRT11, um den erfassten Motorstrom MCRT11 der Steuerungs-CPU 184 zuzuführen. DerStromsensor 13 erfasst den durch die Dreiphasenspule 11 desMotorgenerators MG1 fließendenMotorstrom MCRT12, um den erfassten Motorstrom MCRT12 der Steuerungs-CPU 184 zuzuführen. DerStromsensor 14 erfasst den durch die Phasenspulen des MotorgeneratorsMG2 fließendenMotorstroms MCRT2, um den erfassten Motorstrom MCRT2 der Steuerungs-CPU 184 zuzuführen.
[0067] Die Gleichspannungsversorgung 30 istaus einer oder mehreren Sekundärzellenoder wiederaufladbaren Zellen, beispielsweise Nickel-Hydrid oder Lithium-Ionenaufgebaut. Der Stromsensor 31 erfasst einen GleichstromBCRT, der in die Gleichspannungsversorgung 30 eingegebenwird oder von ihr ausgegeben wird, um den erfassten Gleichstrom BCRTder Steuerungs-CPU 184 zuzuführen.
[0068] Das Relais 40 wird durchein Signal SE aus der Steuerungs-CPU 184 ein- bzw. ausgeschaltet. Insbesonderewird das Relais 40 eingeschaltet, wenn das Signal SE ausder Steuerungs-CPU 184 auf einen hohen Pegel (logisch hohenPegel) gesetzt ist, und wird ausgeschaltet, wenn das Signal SE vonder Steuerungs-CPU 184 auf einen niedrigen Pegel (logischniedrigen Pegel) versetzt wird.
[0069] Der Kondensator 50 glättet einezwischen der Energieversorgungsleitung 1 und der Masseleitung 2 angelegteGleichspannung, um die geglättete Gleichspannungden Umrichtern 181 bis 183 zuzuführen. DerSpannungssensor 51 erfasst die Spannung VC zwischen denAnschlüssendes Kondensators 50, um die erfasste Spannung VC der Steuerungs-CPU 184 zuzuführen.
[0070] Der Umrichter 181 wandeltdie aus dem Kondensator 50 zugeführte Gleichspannung entsprechendeinem Signal PWMI1 aus der Steuerungs-CPU 184 in eine Wechselspannungum, um die Wechselspannung den Phasenspulen der Dreiphasenspule 10 anzulegen.Der Umrichter 182 wandelt die von dem Kondensator 50 zugeführte Gleichspannungentsprechend einem Signal PWMI2 aus der Steuerungs-CPU 184 ineine Wechselspannung um, um die Wechselspannung an die Phasenspulen derDreiphasenspule 11 anzulegen. Die Umrichter 181 und 182 treibensomit den Motorgenerator MG1 an. Wenn die Gleichspannungsversorgung 30 durch dasRelais 40 zwischen den Neutralpunkten M1 und M2 geschaltetist, führendie Umrichter 181 und 182 jeweils den auf denGleichstrom aus der Gleichspannungsversorgung 30 überlagertenWechselstrom den Phasenspulen der Dreiphasenspulen 10 und 11 entsprechendden Signalen PWMI1 und PWMI2 jeweils zu.
[0071] Der Umrichter 181 wandelteinen durch die Dreiphasenspule 10 erzeugte Wechselspannungin eine Gleichspannung entsprechend einem Signal PWMC1 aus der Steuerungs-CPU184 um, um die resultierende Gleichspannung an den Kondensator 50 zulegen. Der Umrichter 182 wandelt eine von der Dreiphasenspule 11 erzeugteWechselspannung entsprechend einem Signal PWMC2 aus der Steuerungs-CPU 184 ineine Gleichspannung um, um die resultierende Gleichspannung an denKondensator 50 anzulegen. Wenn die Gleichspannungsversorgung 30 durchdas Relais 40 zwischen den Neutralpunkten M1 und M2 geschaltetist, verringern die Umrichter 181 und 182 dieSpannung aus dem Kondensator 50, um die Gleichspannungsversorgung 30 mit verringerterGleichspannung entsprechend den Signalen PWMC1 und PWMC2 jeweilsaufzuladen. Der Umrichter 183 wandelt die Gleichspannungdes Kondensators 50 in eine Wechselspannung entsprechendeinem Signal PWMI3 aus der Steuerungs-CPU 184 um, um denMotorgenerator MG2 anzutreiben. Weiterhin wandelt der Umrichter 183 entsprechendeinem Signal PWMC3 aus der Steuerungs-CPU 184 eine vondem Motorgenerator MG2 erzeugte Wechselspannung in eine Gleichspannung um,um die resultierende Gleichspannung an dem Kondensator 50 anzulegen.
[0072] Die Steuerungs-CPU 184 berechnetauf der Grundlage einer Fahrpedalposition AP aus dem Fahrpedalpositionssensor 164a,einer Bremspedalposition BP aus dem Bremspedalpositionssensor 165a undeiner WählhebelpositionSP aus dem Wählhebelpositionssensor 185,eine Maschinenbefehlsleistung, ein Generatorbefehlsdrehmoment (Befehlsdrehmomentfür denMotorgenerator MG1) TR1 und ein Motorbefehlsdrehmoment (Befehlsdrehmoment für den MotorgeneratorMG2) TR2.
[0073] Die Steuerungs-CPU 184 berechnetweiterhin die Drehzahl des Generators (Motorgenerators MG1) entsprechenddem Rotationswinkel θsaus dem Resolver 139 und multipliziert das berechnete GeneratorbefehlsdrehmomentTR1 mit der Drehzahl, um die Generatorleistung Pg zu berechnen.Die Steuerungs-CPU 184 berechnet die Drehzahl des Motors(Motorgenerators MG2) entsprechend dem Rotationswinkel θr aus demResolver 149 und multipliziert das berechnete GeneratorbefehlsdrehmomentTR2 mit der Drehzahl, um eine Motorleistung Pm zu berechnen. DieSteuerungs-CPU 184 bestimmt dann, ob die Summe der MotorleistungPm und der Generatorleistung Pg, nämlich Pm + Pg null ist odernicht. Falls die Summe Pm + Pg null ist, trennt die Steuerungs-CPU 184 dieGleichspannungsversorgung 30 von den Neutralpunkten M1und M2, um die Motorgeneratoren MG1 und MG2 anzutreiben. Wenn dieSumme Pm + Pg nicht null ist, treibt die Steuerungs-CPU 184 dieMotorgeneratoren MG1 und MG2 mit der mit den Neutralpunkten M1 undM2 verbundenen Gleichspannungsversorgung 30 an.
[0074] Die Steuerungs-CPU 184 berechnetauf der Grundlage des berechneten Generatorbefehlsdrehmoment TR1Strombefehlswerte Id1* und Iq1* des Motorgenerators MG1 als aucheinen Kondensatorspannungsbefehlswert Vc* des Kondensators 50. Weiterhinberechnet die Steuerungs-CPU 184 auf der Grundlage desberechneten Motorbefehlsdrehmoment TR2 Strombefehlswerte Id2* undIq2* des Motorgenerators MG2.
[0075] Dann erzeugt die Steuerungs-CPU 184 die SignalePWMI1, PWMI2, PWMC1 und PWMC2 entsprechend den Motorströmen MCRT11und MCRT12 aus den Stromsensoren 12 und 13, dem Gleichstrom BCRTaus dem Stromsensor 31, dem Rotationswinkel θs aus dem Resolver 139,der an der Sonnenradwelle 125 angebracht ist, mit dem dieRotationswerte des Motorgenerators MG1 gekoppelt ist, dem berechnetenStrombefehlwerten Id1* und Iq1* sowie dem KondensatorspannungsbefehlswertVc*, und gibt die erzeugten Signale PWMI1 und PWMC1 zu dem Umrichter 182 ausund gibt die erzeugten Signale PWMI2 und PWMC2 zu dem Umrichter 182 aus.
[0076] Weiterhin erzeugt die Steuerungs-CPU 184 SignalePWMI3 und PWMC3 entsprechend dem Motorstrom MCRT2 aus dem Stromsensor 14,dem Rotationswinkel θraus dem Resolver 149, der an der Zahnkranzwelle 126 angebrachtist, mit der die Rotationswelle des Motorgenerators MG2 gekoppeltist, und den berechneten Befehlswerten Id2* und Iq2*, und gibt dieerzeugten Signale PWMI3 und PWMC3 zu dem Umrichter 183 aus.
[0077] 4 zeigteine Draufsicht einer Anordnung von zwei Dreiphasenspulen 10 und 11 desMotorgenerators MG1. Im Allgemeinen weist der Motorgenerator MG1eine Dreiphasenspule 10 und eine Dreiphasenspule 11 auf,die in Bezug auf die Dreiphasenspule 10 um einen Winkel α in Rotationsrichtungversetzt ist. Das heißt,dass der Motorgenerator MG1 als ein Sechsphasenmotor angesehen werdenkann.
[0078] Gemäß diesem Ausführungsbeispielwird angenommen, dass der Winkel α nullist, und die Beschreibung ist dementsprechend. Das heißt, dassdie zwei Dreiphasenspulen 10 und 11 Wicklungenaufweisen, die zueinander in derselben Phase sind. Dann können dieUmrichter 181 und 182 den Dreiphasenspulen 10 und 11 jeweilsWechselströmezuführen,die zueinander in Phase sind. Insbesondere ist der den U-, V- undW-Phasen-Spulen der Dreiphasenspule 10 zugeführte Wechselstromin derselben Phase wie der den U-, V- und W-Phasen-Spulen der Dreiphasenspule 11 zugeführte Wechselstrom.
[0079] Unter Bezugnahme auf 5A bis 5C und 6A-6C ist nachstehend ein Operationsprinzip derMotorgenerators MG1 und der Umrichter 181 und 182 beschrieben,wenn die Gleichspannungsversorgung 30 zwischen den NeutralpunktenM1 und M2 geschaltet ist.
[0080] 5A-5C zeigen jeweils ein Schaltbild,das einen Stromfluss veranschaulicht, wenn eine PotentialdifferenzV012 zwischen dem Neutralpunkt M1 der Dreiphasenspule 10 unddem Neutralpunkt M2 der Dreiphasenspule 11 kleiner alsdie Spannung Vb der Gleichspannungsversorgung 30 ist, imHinblick auf Streuinduktivitätender jeweiligen U-Phasen-Spulen derDreiphasenspulen 10 und 11 des Zwei-Stern-Motors MG1.
[0081] Es sei hier angenommen, dass unterder Bedingung, dass die Potentialdifferenz V012 zwischen jeweiligenNeutralpunkten M1 und M2 der Dreiphasenspulen 10 und 11 kleinerals die Spannung Vb der Gleichspannungsversorgung 30 ist,der NPN-Transistor Q2 des Umrichters 181 sich im eingeschalteten Zustandbefindet, oder der NPN-Transistor Q7 des Umrichters 182 sichin einem eingeschalteten Zustand befindet.
[0082] In diesem Fall wird ein Kurzschluss,wie es durch die durchgezogene Linie mit Pfeilen in 5A oder 5B angegebenist, geformt, so dass jeweilige U-Phasen-Spulen der Dreiphasenspulen 10 und 11 desZwei-Stern-Motors MG1 als Reaktanzen (Drosselspulen) dienen. Vondiesem Zustand aus gestartet, wird der NPN-Transistor Q2 des Umrichters 181, dersich im eingeschalteten Zustand befindet, ausgeschaltet, oder wirdder NPN-Transistor Q7 des Umrichters 182, der sich in demeingeschalteten Zustand befindet, ausgeschaltet, so dass die Energie,die in den jeweiligen U-Phasen-Spulen der Dreiphasenspulen 10 und 11 gespeichertist, die als Reaktanzen dienen, in den Kondensator 50 durcheine Ladeschaltung gespeichert wird, die durch die durchgezogenen Linienmit Pfeilen in 5C dargestelltist. Dementsprechend kann diese Schaltung als Kondensatoraufladeschaltungangesehen werden, die die Gleichspannung Vb der Gleichspannungsversorgung 30zum Laden des Kondensators 50 mit einer erhöhten Gleichspannungerhöht.
[0083] Da der Pegel, auf die die Spannungzu erhöhenist, frei entsprechend der Zeitdauer indem der NPN-Transistor Q2oder Q7 sich in dem eingeschalteten Zustand befindet, eingestelltwerden kann, kann die Spannung Vc zwischen den Anschlüssen denKondensators 50 auf eine beliebige Spannung eingestelltwerden, die höherals die Spannung Vb der Gleichspannungsversorgung 30 ist.
[0084] In ähnlicher Weise zu den U-Phasen-Spulen, können dieV- und W-Phasen-Spulender Dreiphasenspulen 10 und 11 des Zwei-Stern-MotorsMG1 als Kondensatoraufladeschaltungen angesehen werden. Dann kanndie Spannung Vb der Gleichspannungsversorgung 30 derarterhöhtwerden, dass der Kondensator 50 aufgeladen wird, indemdie Potentialdifferenz V012 zwischen den jeweiligen NeutralpunktenM1 und M2 der Dreiphasenspulen 10 und 11 derarteingestellt wird, dass sie kleiner als die Spannung Vb der Gleichspannungsversorgung 30 istund indem die NPN-Transistoren Q2, Q4 und Q6 des Umrichters 181 oderdie NPN-Transistoren Q7, Q9 und Q11 des Umrichters 182 ein-und ausgeschaltet werden.
[0085] 6A-6C zeigen jeweils ein Schaltbild,das einen Stromfluss veranschaulicht, wenn die PotentialdifferenzV012 zwischen den jeweiligen Neutralpunkten M1 und M2 der Dreiphasenspulen 10 und 11 größer alsdie Spannung Vb der Gleichspannungsversorgung 30 ist, imHinblick auf Streuinduktivitäten derjeweiligen U-Phasen-Spulen der Dreiphasenspulen 10 und 11 desZwei-Stern-Motors MG1.
[0086] Es sei hier angenommen, dass unterder Bedingung, dass die Potentialdifferenz V012 zwischen den jeweiligenNeutralpunkten M1 und M2 der Dreiphasenspulen 10 und 11 größer alsdie Spannung Vb der Gleichspannungsversorgung 30 ist, der NPN-TransistorQ1 des Umrichters 181 eingeschaltet ist, der NPN-TransistorQ2 ausgeschaltet ist, der NPN-Transistor Q7 des Umrichters 182 ausgeschaltetist und der NPN-Transistor Q8 des Umrichters 182 eingeschaltetist. In diesem Fall wird eine Aufladeschaltung, die durch die durchgezogenen Linienmit Pfeilen, wie in 6A gezeigt,dargestellt ist, derart geformt, dass die Gleichspannungsversorgung 30 mitder Spannung Vc zwischen den Anschlüssen des Kondensators 50 aufgeladenwird. Dabei dienen die jeweiligen U-Phasen-Spulen der Dreiphasenspulen 10 und 11 desZwei-Stern-Motors MG1 wie vorstehend beschrieben als Reaktanzen.Von diesem Zustand gestartet, wird der NPN-Transistor Q1 des Umrichters 181 oderder NPN-Transistor Q8 des Umrichters ausgeschaltet, so dass diein den jeweiligen U-Phasen-Spulen der Dreiphasenspule 10 und 11, dieals Reaktanzen dienen, gespeicherte Energie zum Aufladen der Gleichspannungsversorgung 30 durcheine Aufladeschaltung verwendet wird, die durch die durchgezogeneLinie mit Pfeilen gemäß 6B oder 6C dargestellt ist.
[0087] Dementsprechend kann diese Schaltungals Gleichspannungsversorgungsaufladeschaltung angesehen werden,die in die Gleichspannungsversorgung 30 die in den Kondensatorgespeicherte Energie speichert. In ähnlicher Weise wie zu den U-Phasen-Spulen,könnendie V-Phasen-Spulenund die W-Phasen-Spulen der Dreiphasenspulen 10 und 11 desZwei-Stern-Motors MG1 als Gleichspannungsversorgungsaufladeschaltungenangesehen werden. Dann kann die Gleichspannungsversorgung 30 mit derin dem Kondensator 50 gespeicherten Energie aufgeladenwerden, indem eine Potentialdifferenz V012 zwischen den jeweiligenNeutralpunkten M1 und M2 der Dreiphasenspulen 10 und 11 größer als dieSpannung Vb der Gleichspannungsversorgung 30 eingeschaltetwird, und indem die NPN-Transistoren Q1 bis Q6 des Umrichters 181 oderdie NPN-Transistoren Q7 bis Q12 des Umrichters 182 ein-und ausgeschaltet werden.
[0088] Wie es vorstehend beschrieben wordenist, könnenin dem Leistungsabgabegerät 100 derKondensator 50 durch die Gleichspannungsversorgung 30 aufgeladenwerden, oder kann die Gleichspannungsversorgung 30 durchden Kondensator 50 aufgeladen werden. Somit kann die SpannungVc zwischen den Anschlüssendes Kondensators 50 auf einen vorbestimmten Wert eingestelltwerden.
[0089] Wenn eine Potentialdifferenz zwischenden Anschlüssendes Kondensators 50 erzeugt wird, dient der Kondensator 50 alseine Gleichspannungsversorgung, der zwischen die Energieversorgungsleitung 1 unddie Masseleitung 2 geschaltet ist, an die die Umrichter 181 und 182 geschaltetsind, so dass die Spannung Vc zwischen den Anschlüssen des Kondensators 50 nunmehreine Umrichter-EingangsspannungVi ist. Dann kann durch eine Schaltungssteuerung der NPN-TransistorenQ1 bis Q6 und Q7 bis Q12 der Umrichter 181 und 182 eineAntriebssteuerung des Zwei-Stern-Motors MG1 ausgeführt werden.
[0090] In diesem Fall können Potentiale Vu1, Vv1 undVw1 der jeweiligen Phasen des Dreiphasenwechselstroms, der der Dreiphasenspule 10 zuzuführen ist,frei innerhalb eines Bereichs der Umrichtereingangsspannung Vi durchdie Schaltsteuerung der NPN-Transistoren Q1 bis Q6 des Umrichters 181 eingestelltwerden, und könnendie Potentiale Vu2, Vv2 und Vw2 der jeweiligen Phasen des der Dreiphasenspule 11 zuzuführendenDreiphasenwechselstroms frei innerhalb des Bereichs der UmrichtereingangsspannungVi durch die Schaltsteuerung der NPN-Transistoren Q7 bis Q12 desUmrichter 182 eingestellt werden. Dementsprechend können dasPotential VO1 an den Neutralpunkt M1 der Dreiphasenspule 10 desZwei-Stern-Motors MG1 und das Potential V02 an dem NeutralpunktM2 der Dreiphasenspule 11 frei gesteuert werden.
[0091] 7A und 7B zeigen jeweils Signalverläufe für die PotentialeVu1, Vv1 und Vw1 der Dreiphasenspule 10 ( 7A) und Potentiale Vu2, Vv2 und Vw2 derDreiphasenspule 11 (7B),wenn eine Differenz zwischen dem Potential V01 an dem NeutralpunktM1 der Dreiphasenspule 10 und dem Potential V02 an demNeutralpunkt M2 der Dreiphasenspule 11 derart justiertwird, dass sie gleich der Spannung Vb der Gleichspannungsversorgung 30 wird.In 7A und 7B stellt Vx den Mittelwert(Vi/2) der Umrichtereingangsspannung Vi dar. Dann kann eine Steuerungderart ausgeführtwerden, dass die Potentialdifferenz V012 zwischen den Neutralpunktender Dreiphasenspulen 10 und 11 des Zwei-Stern-Motors MG1 niedriger als die Spannung Vb der Gleichspannungsversorgung 30 ist,um den Kondensator 50 aufzuladen, oder es kann im Gegensatzdazu eine Steuerung derart ausgeführt werden, dass die PotentialdifferenzV012 zwischen den Neutralpunkten der Dreiphasenspulen 10 und 11 größer alsdie Spannung Vb der Gleichspannungsversorgung 30 ist, um dieGleichspannungsversorgung 30 aufzuladen. Weiterhin kannein Aufladestrom fürden Kondensator 50 oder ein Aufladestrom für die Gleichspannungsversorgung 30 durchErhöhen/Verringernder Potentialdifferenz V012 zwischen den jeweiligen NeutralpunktenM1 und M2 der Dreiphasenspulen 10 und 11 gesteuertwerden.
[0092] 8 zeigtein Funktionsblockschaltbild der Steuerungs-CPU 184, die die Signale PWMI1bis PWMI3 und PWMC1 bis PWMC3 erzeugt. Gemäß 8 weist die Steuerungs-CPU 184 eineStromwandlungseinheit 1841, Subtrahierer 1842 und 1852, PI-Steuerungseinheiten 1843, 1853 und 1855,Addierer 1844 und 1846, eine Umwandlungseinheit 1845,eine PWM-Berechnungseinheit 1847, eine Drehzahlberechnungseinheit 1849,eine (nachstehend als EMK-Vorhersageberechnungseinheit bezeichnete)Einheit zur Vorhersageberechnung der elektromotorischen Kraft aufgrundder Drehzahl 1850, eine Batteriestromvorhersageberechnungseinheit 1851 undeinen Addierer/Subtrahierer 1854 auf.
[0093] Nachstehend ist eine Funktion derSteuerungs-CPU 184 beschrieben, die die Signale PWMI1 undPWMI2 als auch die Signale PWMC1 und PWMC2 erzeugt. Die Stromumwandlungseinheit 1841 führt eineDreiphasen-zu-Zweiphasen-Umwandlungan den MotorströmenMCRT11 und MCRT12, die durch die Stromsensoren 12 und 13 erfasstworden sind, unter Verwendung des durch den Resolver 139 erfasstenRotationswinkels θsdurch. Insbesondere wandelt die Stromumwandlungseinheit 1841 dieDreiphasemotorströmeMCRT11 und MCRT12, die durch die Spulen der Dreiphasenspulen 10 und 11 desZwei-Stern-Motors MG1 fließen, unterVerwendung des Rotationswinkel θsim durch d- und q-Achsen fließendeStromwerte Id und Iq um und gibt die resultierenden Werte zu demSubtrahierer 1842 aus.
[0094] Der Subtrahierer 1842 subtrahiertvon den Strombefehlswerten Id1* und Iq1*, die durch die Steuerungs-CPU 184 alsein Teil der Befehlswerte in Bezug auf den Antrieb des Zwei-Stern-MotorsMG1 berechnet worden sind, Stromwerte Id und Iq, die aus der Stromumwandlungseinheit 1841 zugeführt werden,um Abweichungen ΔIdund ΔIqzu bestimmen. Die PI-Steuerungseinheit 1843 berechneteine Steuerungsgröße zur Justierungdes Motorstroms unter Verwendung einer PI-Verstärkung (PI-Gewinn) für die Abweichungen ΔId und ΔIq.
[0095] Die Drehzahlberechnungseinheit 1849 berechnetdie Drehzahl des Zwei-Stern-Motors MG1 auf der Grundlage des Rotationswinkels θs aus dem Resolver 139 undgibt die berechnete Drehzahl zu dem Drehzahl-Kraft-Vorhersageberechnungseinheit 1850 undzu der Batteriestromvorhersageberechnungseinheit 1851 aus.Die EMK-Vorhersageberechnungseinheit 1850 berechnet einenVorhersagewert (vorhergesagten Wert) der elektromotorische Kraft aufgrundder Drehzahl (Speed Electromotive Force) auf der Grundlage der Drehzahlaus der Drehzahlberechnungseinheit 1849.
[0096] Der Addierer 1844 addiertdie Steuerungsgröße zur Justierungdes Motorstroms, die aus der PI-Steuerungseinheit 1843 zugeführt wird,zu dem Vorhersagewert der Drehzahlkraft, die aus der Drehzahlkraftvorhersageberechnungseinheit 1850 zugeführt wird,um Spannungssteuerungsgrößen Vd undVq zu berechnen. Unter Verwendung des Rotationswinkels θs aus demResolver 139, führtdie Umwandlungseinheit 1845 eine Zweiphasen-zu-Dreiphasen-Umwandlungan den Spannungssteuerungsgrößen Vd undVq aus dem Addierer 1844 aus. Insbesondere verwendet dieUmwandlungseinheit 1845 den Rotationswinkel θs zur Umwandlungder Steuerungsgrößen Vd undVq fürdie Spannungen, die an die d-Achse und die q-Achse anzulegen sind,in Steuerungsgrößen für Spannungen,die an die Dreiphasenspulen (U-, V- und W-Phasen-Spulen) der Dreiphasenspulen 10 und 11 desZwei-Stern-Motors MG1 anzulegen sind.
[0097] Der Subtrahierer 1852 subtrahiertvon dem Kondensatorspannungsbefehlswert Vc*, der ein Befehlswertfür dieSpannung zwischen den Anschlüssendes Kondensators 50 ist und durch die Steuerungs-CPU 184 berechnetworden ist, die Spannung Vc zwischen den Anschlüssen des Kondensators 50, diedurch den Spannungssensor 51 erfasst wird, um eine Abweichung ΔVc zu berechnen.Die PI-Steuerungseinheit 1853 verwendet die PI-Verstärkung für die Abweichung ΔVc zur Berechungeiner Steuerungsgröße des Batteriestroms,um die Kondensatorspannung zu justieren. Die Batteriestromvorhersageberechnungseinheit 1851 berechneteinen Vorhersagewert (Prädiktionswert)des Batteriestroms auf der Grundlage der durch die Drehzahlberechnungseinheit 1849 berechnetenDrehzahl und der Strombefehlswerte Id1* und Iq1* und gibt den berechneten Vorhersagewertdes Batteriestroms zu dem Addierer/Subtrahierer 1854 aus.Der Addierer/Subtrahierer 1854 addiert den Vorhersagewertdes Batteriestroms aus der Batteriestromvorhersageberechnungseinheit 1851 zuder Batteriestromsteuerungsgröße aus der PI-Steuerungseinheit 1853.Dann empfängtder Addierer/Subtrahierer 1854 aus dem Stromsensor 31 einenGleichstrom, der der Gleichspannungsversorgung 30 zugeführt oderaus dieser ausgegeben wird, nämlichden Batteriestrom BCRT, subtrahiert den Batteriestrom BCRT von derSumme, die berechnet worden ist, und gibt dann das Subtraktionsergebnis zuder PI-Steuerungseinheit 1855 aus. Die PI-Steuerungseinheit 1855 verwendetdie PI-Verstärkung für den Ausgangaus dem Addierer/Subtrahierer 1854 zur Einstellung der PotentialdifferenzV012 zwischen den Neutralpunkten M1 und M2 der Dreiphasenspulen 10 und11, um den Batteriestrom zu justieren.
[0098] Der Addierer 1846 addiertzu den Phasenpotentialen Vu1, Vv1, Vw1, Vu2, Vv2 und Vw2, die aus derUmwandlungseinheit 1845 ausgegeben werden, die PotentialdifferenzV012, die aus der PI-Steuerungseinheit 1855 ausgegebenwird, und führtdann die resultierende Summe der PWM-Berechnungseinheit 1847 zu.Die PWM-Berechnungseinheit 1847 erzeugtdie Signale PWMI1, PWMI2, PMC1 und PWMC2 auf der Grundlage des Ausgangsaus dem Addierer 1846. Zu den Phasenpotentialen Vu1, Vv1, Vw1,Vu2, Vv2 und Vw2, die aus der Umwandlungseinheit 1845 erhaltenwerden, wird die Potentialdifferenz V012 zwischen den NeutralpunktenM1 und M2, die durch den Subtrahierer 1852, die PI-Steuerungseinheit 1853,die Batteriestromvorhersageberechnungseinheit 1851, demAddierer/Subtrahierer 1854 und die PI-Steuerungseinheit 1855 berechnetwird, addiert, um PWM-Signale (Signale PWMI1 und PWMI2 sowie SignalePWMC1 und PWMC2) zu berechnen. Dementsprechend können die Dreiphasenwechselströme, dieden Dreiphasenspulen 10 und 11 zugeführt werden,die Signalverläufehaben, die von dem Mittelwert Vx versetzt sind, wie es in 7a und 7b gezeigt ist, so dass ein Strom zuder Gleichspannungsversorgung 30 zum Fließen gebrachtwerden kann, um die Spannung Vc des Kondensators 50, dieals Umrichtereingangsspannung Vi dient, auf den Befehlswert Vc*beizubehalten.
[0099] Nachstehend ist eine Funktion derSteuerungs-CPU 184 beschrieben, die die Signale PWMI3 undPWMC3 erzeugt. Die Signale PWMI3 und PMWC3 werden durch die Stromumwandlungseinheit 1841,den Subtrahierer 1842, der PI-Steuerungseinheit 1843,dem Addierer 1844, der Umwandlungseinheit 1845,dem Addierer 1846, der PWM-Berechnungseinheit 1847, derDrehzahlberechnungseinheit 1849 und der Drehzahlkraftvorhersageberechnungseinheit 1850 wievorstehend beschrieben erzeugt. Die Stromumwandlungseinheit 1841 verwendetden Rotationswinkel θraus dem Resolver 149 zur Durchführung einer Dreiphasen-Zweiphasen-Umwandlung.Die Umwandlungseinheit 1845 verwendet den Rotationswinkel θr aus demResolver 149 zur Durchführungeiner Zweiphasen-Dreiphasen-Umwandlung.Die Drehzahlberechnungseinheit 1849 verwendet den Rotationswinkel θr aus demResolver 149 zur Berechnung der Drehzahl. Weiterhin addiertder Rddierer 1846 nichts zu den Phasenpotentialen Vu3, Vv3und Vw3 (die an jede Phasenspule des Motorgenerators MG2 anzulegendeSpannung) aus der Umwandlungseinheit 1845, um die Potentialeunverändertder PWM-Berechnungseinheit 1847 zuzuführen. Auf diese Weise erzeugtdie PWM-Berechnungseinheit 1847 dieSignale PWMI3 und PWMC3.
[0100] Gemäß 9 arbeitet das Leistungsabgabegerät 100 wienachstehend beschrieben. Bei Start einer Reihe von Schritten diesesBetriebs gemäß dem Flussdiagrammempfängtdie Steuerungs-CPU 184 ein Fahreranforderungsdrehmoment.Insbesondere empfängtdie Steuerungs-CPU 184 die Fahrpedalposition AP, die WählhebelpositionSP und die Bremsposition BP (Schritt S1). Dann empfängt die Steuerungs-CPU 184 derartigeSysteminformationen wie Drehzahl, Temperatur und Kapazität der Gleichspannungsversorgung 30 (SOC(Ladezustand) der Batterie)(Schritt S2).
[0101] Die Steuerungs-CPU 184 berechnetdanach eine Maschinenbefehlsleistung, ein MaschinenbefehlsdrehmomentTR1 und ein Maschinenbefehlsdrehmoment TR2 auf der Grundlage verschiedener inSchritt S1 und S2 empfangener Signale (Schritt S3). Dann berechnetdie Steuerungs-CPU 184 die Drehzahl MRN1 des MotorgeneratorsMG1 (Generators) auf der Grundlage des Rotationswinkels θs aus demResolver 139 und berechnet die Drehzahl MRN2 des MotorgeneratorsMG2 (Motors) auf der Grundlage des Rotationswinkels θr aus demResolver 149.
[0102] Danach multipliziert die Steuerungs-CPU 184 dasGeneratorbefehlsdrehmoment TR1 und das Motorbefehlsdrehmoment TR2,die in Schritt S3 berechnet worden sind, jeweils mit den Drehzahlen MRN1und MRN2, um die Generatorleistung PG und die Motorleistung PM zuberechnen (Schritt S4). Die Steuerungs-CPU 184 bestimmt,ob die Summe der Generatorleistung PG und der Motorleistung Pm,Pg + Pm, null ist oder nicht (Schritt S5), und falls die Summe Pg+ Pm ungleich null ist, bestimmt sie weiterhin, ob das Relais ineinem diesen in dem Flussdiagramm gezeigten Vorgang vorhergehendenVorgang bereits eingeschaltet worden ist oder nicht (Schritt S6).
[0103] Falls in Schritt 56 bestimmtworden ist, dass das Relais 40 in dem vorhergehenden Vorgangnoch nicht eingeschaltet worden ist, erzeugt die Steuerungs-CPU 184 einSignal SE auf dem hohen Pegel (H-Pegel) und gibt das H-Pegel-Signalzu dem Relais 40 aus. Dann wird das Relais 40 eingeschaltet,so dass die Gleichspannungsversorgung 30 mit den jeweiligenNeutralpunkten M1 und M2 der Dreiphasenspulen 10 und 11 verbundenwird (Schritt S7). Falls in Schritt S6 bestimmt wird, dass das Relaisin dem vorhergehenden Vorgang oder nach Schritt S7 bereits eingeschaltetworden ist, berechnen der Subtrahierer 1852, die PI-Steuerungseinheit 1853,die Batteriestromvorhersageberechnungseinheit 1851, derAddierer/Subtrahierer 1854 und die PI-Steuerungseinheit 1855 einePotentialdifferenz zwischen den Neutralpunkten M1 und M2 der Dreiphasenspulen 10 und 11,nämlichden Neutralpunktspannungsbefehl für den Zwei-Stern-Motor, entsprechendden vorstehend beschriebenen Verfahren (Schritt S8). Danach gehtdieser Prozess zu Schritt S13 über.
[0104] Falls in Schritt S5 bestimmt wird,dass die Summe Pg + Pm null ist, bestimmt die Steuerungs-CPU 184 weiterhinauf der Grundlage des Stroms BCRT aus dem Stromsensor 31,ob der Batteriestrom null ist oder nicht (Schritt S9). Falls in SchrittS9 bestimmt wird, dass der Batteriestrom nicht null ist, geht derProzess zu dem vorstehend beschriebenen Schritt S8 über.
[0105] Falls in Schritt S9 bestimmt wird,dass der Batteriestrom null ist, bestimmt die Steuerungs-CPU 184,ob das Relais 40 in dem vorhergehenden Vorgang bereitsausgeschaltet worden ist (Schritt S10). Falls das Relais 40 nichtausgeschaltet worden ist, erzeugt die Steuerungs-CPU 184 dasSignal SE auf dem L-Pegel, um das L-Pegel-Signal zu dem Relais 40 auszugeben.Dementsprechend wird das Relais 40 ausgeschaltet und wirddie Gleichspannungsversorgung 30 von den jeweiligen NeutralpunktenM1 und M2 der Dreiphasenspulen 10 und 11 getrennt (SchrittS11). Falls in Schritt S10 bestimmt wird, dass das Relais 40 indem vorhergehenden Prozess oder nach dem Schritt S11 ausgeschaltetworden ist, bestimmten der Subtrahierer 1852, die PI-Steuerungseinheit 1853,die Batteriestromvorhersageberechnungseinheit 1851, derAddierer/Subtrahierer 1854 und die PI-Steuerungseinheit 1855 diePotentialdifferenz V012 zwischen den jeweiligen Neutralpunkten M1und M2 der Dreiphasenspulen 10 und 11 als null, bestimmennämlichden Neutralpunktspannungsbefehl des Zwei-Stern-Motors als null (SchrittS12).
[0106] Nach Schritt S8, werden, wenn dieGleichspannungsversorgung 30 zwischen die NeutralpunkteM1 und M2 geschaltet ist, der Generator (Motorgenerator MG1) undder Motor (Motorgenerator MG2) angetrieben (Schritt S13). Nach SchrittS12 werden, wenn die Gleichspannungsversorgung 30 von den NeutralpunktenM1 und M2 getrennt ist, der Generator (Motorgenerator MG1) und derMotor (Motorgenerator MG2) angetrieben (Schritt S13).
[0107] Die Prozedur mit den Schritten S5,S9-S12 und S13 ist eine Prozedur, durch die der Generator (GeneratormotorMG1) und der Motor (Motorgenerator MG2) angetrieben werden, während dieGleichspannungsversorgung 30 von den Neutralpunkten M1und M2 getrennt ist, nämlicheine Prozedur, durch die der Motorgenerator MG2 durch die von demMotorgenerator MG1 erzeugte elektrische Leistung angetrieben wird.In einer derartigen Betriebsart ist, falls die Gleichspannungsversorgung 30 zwischenden Neutralpunkten M1 und M2 geschaltet wäre, eine an jede Phasenspuleder Dreiphasenspulen 10 und 11 des MotorgeneratorsMG1 anlegbare Spannung Vc – Vb,was zu einer Verringerung in dem Wirkungsgrad der Leistungserzeugungdes Motorgenerators MG1 führt.
[0108] Da der Motorgenerator MG2 ein Motorist, der zum Antrieb der Antriebsräder eines Hybridfahrzeugs dient,ist es vorzuziehen, dass die Drehzahl über einen weiten Bereich gesteuertwerden kann, um einen gleichförmigenLauf des Hybridfahrzeugs zu ermöglichen.Dann wird zur Verbesserung des Leistungserzeugungswirkungsgradsdes Motorgenerators MG1 und zur Steuerung der Drehzahl des MotorgeneratorsMG2 übereinen breiten Bereich wird die Gleichspannungsversorgung 30 vonden Neutralpunkten M1 und M2 in der Betriebsart getrennt, in der derMotorgenerator MG2 durch die durch den Motorgenerator MG1 erzeugteelektrische Leistung angetrieben wird.
[0109] Die Prozedur mit den Schritten S6-S8und S13 ist eine Prozedur, durch die der Generator (MotorgeneratorMG1) und der Motor (Motorgenerator MG2) angetrieben werden, während dieGleichspannungsversorgung 30 mit den Neutralpunkten M1und M2 verbunden ist. Durch diese Prozedur wird die PotentialdifferenzV012 zwischen den Neutralpunkten M1 und M2 erhöht bzw. verkleinert, um denMotorgenerator MG1 die Erhöhungder Spannung Vb aus der Gleichspannungsversorgung 30 zumLaden des Kondensators 50 zu ermöglichen oder die Verringerungder Spannung zwischen den Anschlüssendes Kondensators 50 zum Laden der Gleichspannungsversorgung 30 zuermöglichen.Derartige Spannungsheraufsetz- und Spannungsherabsetzvorgänge werdendurch den Motorgenerator MG1 ausgeführt, der nicht das zum Antriebder Antriebsräderdes Hybridfahrzeugs zu verwendende Drehmoment ausgibt. Somit kannder Wirkungsgrad des Motorgenerators MG2, der die Antriebsräder antreibt,maximal gemacht werden.
[0110] In Bezug auf das Leistungsabgabegerät 100, wiees vorstehend beschrieben worden ist, wird in der Betriebsart, inder die durch den Generator (Motorgenerator MG1) erzeugte elektrischeLeistung zum Antrieb des Motors (Motorgenerator MG2) verwendet wird,die Gleichspannungsversorgung 30 von den NeutralpunktenM1 und M2 getrennt, um den Leistungserzeugungswirkungsgrad des Generators(Motorgenerator MG1) zu verbessern und zu ermöglichen, dass der Motor (MotorgeneratorMG2) übereinen breiten Bereich arbeiten kann, und in der Betriebsart, inder die von dem Generator (Motorgenerator MG1) erzeugte elektrischeLeistung nicht zum Antrieb des Motors (Motorgenerator MG2) verwendet wird,der Motorgenerator MG1, der die Antriebsräder nicht antreibt, die Spannungsheraufsetz-und -herabsetzvorgängean der Gleichspannung ausführt.Das Leistungsabgabegerät 100 kannsomit auf ein Hybridfahrzeug angewandt werden, um einen gleichförmigen Laufdes Hybridfahrzeugs zu ermöglichen.
[0111] Es sei bemerkt, dass ein Motorantriebsverfahrengemäß der vorliegendenErfindung ein Verfahren zum Antrieb der Motorgeneratoren MG1 und MG2entsprechend dem in 9 gezeigtenFlussdiagramm ist.
[0112] Weiterhin wird die Antriebssteuerungdes Motors durch die Steuerungs-CPU 184 tatsächlich durcheine CPU (Zentralverarbeitungseinheit) durchgeführt. Die CPU liest aus einemROM (nur Lesespeicher) ein Programm mit den Schritten des in 9 gezeigten Flussdiagramms,führt dasgelesene Programm aus und führtdadurch die Antriebssteuerung der Motorgeneratoren MG1 und MG2 entsprechend demin 9 gezeigten Flussdiagrammaus. Somit entspricht das ROM einen computerlesbaren Aufzeichnungsträger (CPU-lesbarenAufzeichnungsträgerbzw. Aufzeichnungsmedium) das das Programm darauf aufgezeichnetaufweist und die Schritte des in 9 gezeigtenFlussdiagramm aufweist.
[0113] Unter Bezugnahme auf 3 sind Vorgänge des Leistungsabgabegeräts 100 beschrieben,das an einem Hybridfahrzeug angebracht ist. Insbesondere ist nachstehendein Betrieb des Leistungsabgabegeräts beschrieben, wenn die Brennkraftmaschinedes Hybridfahrzeugs gestartet wird, ein Betrieb davon, wenn dasFahrzeug sich in einer Fahrbetriebsart mit geringer Last befindet,ein Betrieb davon, wenn das Fahrzeug sich in einer Fahrbetriebsartmit mittlerer Geschwindigkeit und leichter Last befindet, ein Betriebdavon, wenn das Fahrzeug sich in einer Betriebsart mit Beschleunigungbzw. schneller Beschleunigung befindet, ein Betrieb davon, wenndas Fahrzeug sich in einer Betriebsart befindet, in der es auf einerStraßemit geringer Reibung (Low-μ-Road) befindet,und eine Betriebsart davon, wenn das Fahrzeug sich in einer Verlangsamungs-/Bremsbetriebsartbefindet.
[0114] Das Leistungsabgabegerät 100 arbeitetwie nachstehend beschrieben, wenn die Brennkraftmaschine des Hybridfahrzeugsgestartet wird. Bei Start einer Reihe von Verarbeitungsschrittenerzeugt die Steuerungs-CPU 184 in Reaktion auf ein Startsignal auseiner externen ECU (elektronischen Steuerungseinheit) ein DrehmomentbefehlswertTR11 (eine Art Drehmomentbefehlswert TR1) und die Drehzahl des Motors(nachstehend als Motordrehzahl bezeichnet) MRN1 zur Verwendung desMotorgenerators MG1 zum Start der Brennkraftmaschine 150.Die Steuerungs-CPU 184 berechnet dann auf der Grundlage deserzeugten Drehmomentbefehlswerts TR11 Stromwerte Id1* und Iq1* vondurch die d-Achse und die q-Achse des Motorgenerators MG1 fließenden Strömen undeinen Spannungsbefehlswert Vc* des Kondensators 50. Weiterhinempfängtdie Steuerungs-CPU 184 MotorströmeMCRT11 und MCRT12 aus den Stromsensoren 12 und 13,eine Spannung Vc aus dem Spannungssensor 51 und einen Rotationswinkel θs aus demResolver 139, und erzeugt Signale PWMI1 und PWMI2 in dervorstehend beschriebenen Weise auf der Grundlage der empfangenenMotorströmeMCRT11 und MCRT12, der Spannung Vc und des Rotationswinkels θs als auchauf der Grundlage der berechneten Strombefehlswerte Id1* und Iq1*sowie des Spannungsbefehlswerts Vc*. Dann führt die Steuerungs-CPU 184 dieerzeugten Signale PWMI1 und PWMI2 jeweils den Umrichtern 181 und 182 zu.Die Steuerungs-CPU 184 erzeugt das Signal SE auf dem hohenPegel (H-Pegel) und gibt das Signal zu dem Relais 40 aus.
[0115] Dementsprechend wird die Gleichspannungsversorgung 30 mitden Neutralpunkten M1 und M2 verbunden, werden die NPN-Transistoren Q1-Q6 desUmrichters 181 durch das Signal PWMI1 ein- bzw. ausgeschaltet,und werden die NPN-TransistorenQ7-Q12 des Umrichters 182 durch das Signals PWMI2 ein-bzw. ausgeschaltet. Dann erhöhendie Umrichter 181 und 182 die Spannung Vb, dieaus der Gleichspannungsversorgung 30 ausgegeben wird, umden Kondensator 50 aufzuladen und dadurch die SpannungVc zischen den Anschlüssendes Kondensators 50 auf den Spannungsbefehlswert Vc* zujustieren, und wandeln eine Gleichspannung aus dem Kondensator 50 ineine Wechselspannung auf der Grundlage des Signals PWMI1 und PWMI2um, um die resultierende Spannung an den Dreiphasenspulen 10 und 11 anzulegen.
[0116] Der Motorgenerator MG1 wird somitzur Abgabe eines durch den Drehmomentbefehlswert TR11 festgelegtenDrehmoment angetrieben, und das Drehmoment, das aus dem MotorgeneratorMG1 ausgegeben wird, wird zu der Kurbelwelle 156 über dieSonnenradwelle 125, das Planetengetriebe 120 unddie Trägerwelle 127 übertragen.Dann wird die Kurbelwelle 156 mit der Motordrehzahl MRN1rotiert, um die Brennkraftmaschine 150 zu starten. Dementsprechendwird dieser Vorgang des Leistungsabgabegeräts 100, der beim Startder Brennkraftmaschine des Hybridfahrzeugs ausgeführt wird,abgeschlossen.
[0117] Das Leistungsabgabegerät 100 arbeitetwie nachstehend beschrieben, wenn das Hybridfahrzeug zu fahren beginnt.Beim Start einer Reihe von Schritten des Prozesses, empfängt dieSteuerungs-CPU 184 ein Fahrstartsignal aus der externenECU. In Rektion auf das Fahrartsignal erzeugt die Steuerungs-CPU 184 einDrehmomentbefehlswert TR21 (eine Art Drehmomentbefehlswert TR2)und eine Motordrehzahl MRN2 zur Verwendung des Motorgenerators MG2,um das Fahrzeug zu starten, und berechnet Strombefehlswerte Id2*und Iq2*, die entlang der d-Achse und der q-Achse des Motorgenerators MG2zu fließensind, auf der Grundlage des erzeugten Drehmomentbefehlswerts TR21.
[0118] Die Steuerungs-CPU 184 erzeugtweiterhin ein Drehmomentbefehlswert TR21 (eine Art von DrehmomentbefehlswertTR1) und eine Motordrehzahl MRN1, um zu ermöglichen, dass der MotorgeneratorMG1 als Generator funktioniert, indem die Rotationskraft der Brennkraftmaschine 150 verwendet wird,die gestartet worden ist. Dann berechnet die Steuerungs-CPU 184 aufder Grundlage des erzeugten Drehmomentbefehlswerts TR12 StrombefehlswerteId1* und Iq1*, die entlang der d- und q-Achse des MotorgeneratorsMG1 zum Fließenzu bringen sind, als auch einen Spannungsbefehlswert Vc* des Kondensators 50.
[0119] Die Steuerungs-CPU 184 berechnetdie Leistung Pm des Motors (Motorgenerators Mg2) anhand des DrehmomentbefehlswertsTR21 und der Motordrehzahl MRN2 und berechnet die Leistung Pg desGenerators (Motorgenerators MG1) anhand des DrehmomentbefehlswertsTR12 und der Motordrehzahl MRN1. Die Steuerungs-CPU 184 bestimmt,ob die Summe der Motorleistung Pm und der Generatorleistung Pg,Pm + Pg, null ist oder nicht. Falls die Summe Pm + Pg nicht nullist, bestimmt die CPU 184, ob das Relais 40 inden eingeschalteten Zustand versetzt worden ist oder nicht. Da beimStart der Brennkraftmaschine 150 das Relais 40 inden eingeschalteten Zustand versetzt worden ist, berechnet die Steuerungs-CPU 184 aufder Grundlage der berechneten Strombefehlswerte Id1* und Iq1* unddes Spannungsbefehlswerts Vc* als auch der Spannung Vc aus dem Spannungssensor 51 diePotentialdifferenz V021 zur Erzeugung der elektrischen Leistung durchdie Dreiphasenspulen 10 und 11, während die Gleichspannungdes Kondensators 50 zum Laden der Gleichspannungsversorgung 30 verringertwird. Die Steuerungs-CPU 184 addiert die berechnete PotentialdifferenzV012 zu den Spannungen Vu1, Vv1, Vw1, Vu2, Vv2 und Vw2 die an denjeweiligen Phasenspulen der Dreiphasenspulen 10 und 11 anzulegensind, die auf der Grundlage der Strombefehlswerte Id1* und Iq1*,der MotorströmeMCRT11 und MCRT12 aus den Stromsensoren 12 und 13 unddes Rotationswinkels θsaus dem Resolver 139 berechnet werden, wodurch die SignalePWMC1 und PWMC2 erzeugt werden, und führt die erzeugten Signale denUmrichtern 181 und 181 jeweils zu.
[0120] Weiterhin empfängt die Steuerungs-CPU 184 denMotorstrom MCRT2 aus dem Stromsensor 14 und den Rotationswinkel θr aus demResolver 149, um das Signal PWMI3 in der vorstehend beschriebenenWeise auf der Grundlage des empfangenen Motorstroms MCRT2 und desRotationswinkels θrals auch der berechneten Strombefehlswerte Id2* und Iq2* zu erzeugen,und führtdas erzeugte Signal dem Umrichter 183 zu.
[0121] Dementsprechend wandeln die Umrichter 181 und 182 einedurch die Dreiphasenspulen 10 und 11 erzeugteWechselspannung entsprechend den Signalen PWMC1 und PWMC2 in eineGleichspannung um, um den Kondensator 50 aufzuladen, wohingegeneine Gleichspannung aus dem Kondensator 50 verringert wird,um die Gleichspannungsversorgung 30 aufzuladen. Der Umrichter 183 wandelt eineGleichspannung aus dem Kondensator 50 in eine Wechselspannungentsprechend dem Signal PWMI3 um, um den Motorgenerator MG2 anzutreiben.Dann erzeugt der Motorgenerator MG2 ein durch den DrehmomentbefehlswertTR21 festgelegtes Drehmoment, überträgt das erzeugteDrehmoment auf das Leistungsübertragungsgetriebe 111 über dieZahnkranzwelle 126, das Planetengetriebe 120,das Leistungszufuhrzahnrad 128 und den Kettenriemen 129,und treibt dadurch die Antriebsräder an.Das Hybridfahrzeug beginnt somit das Fahren.
[0122] In diesem Fall verschlechtert sichdas Startverhalten des Hybridfahrzeugs niemals, da der MotorgeneratorMG1 die Antriebsrädernicht antreibt, obwohl der Motorgenerator MG1 den Spannungsherabsetzvorgangausführt.
[0123] Falls die Summe der Leistung Pm desMotors und der Leistung Pg des Generators, Pm + Pg, null ist, bestimmtdie Steuerungs-CPU 184 weiterhin, ob der Strom BCRT ausdem Stromsensor 31 null ist oder nicht. Falls der StromBCRT nicht null ist, wird der vorstehend beschriebenen Prozedurnachgefolgt, die unternommen wird, wenn die Summe Pm + Pg nichtnull ist. Falls der Strom BCRT aus dem Stromsensor 31 nullist, bestimmt die Steuerungs-CPU 184 ob das Relais 40 ausgeschaltetworden ist oder nicht. Da das Relais 40 seit dem Startder Brennkraftmaschine 150 eingeschaltet geblieben ist, erzeugtdie Steuerungs-CPU 184 einSignal SE auf dem niedrigen Pegel (L-Pegel) und gibt das erzeugte Signalauf dem niedrigen Pegel zu dem Relais 40 aus. Dementsprechendwird das Relais 40 ausgeschaltet und wird die Gleichspannungsversorgung 30 vonden Neutralpunkten M1 und M2 getrennt.
[0124] Die Steuerungs-CPU 184 stelltdann die Potentialdifferenz V012 zwischen den Neutralpunkten M1und M2 auf null ein, und erzeugt auf der Grundlage der berechnetenStrombefehlswerte Id1* und Iq1*, der Motorströme MCRT11 und MCRT12 aus den Stromsensoren 12 und 16 sowiedes Rotationswinkels θsaus dem Resolver 139 Signale PWMC1 und PWMC2, um die erzeugtenSignale den Umrichtern 181 und 182 jeweils zuzuführen.
[0125] Weiterhin empfängt die Steuerungs-CPU 184 denMotorstrom MCRT2 aus dem Stromsensor 14 und den Rotationswinkel θr aus demResolver 149 und erzeugt auf der Grundlage des empfangenen MotorstromsMCRT2 und des Rotationswinkels θrals auch der berechneten Strombefehlswerte Id2* und Iq2* das SignalPWMI3 in der vorstehend beschriebenen Weise, um das erzeugte Signaldem Umrichter 183 zuzuführen.
[0126] Dementsprechend wandeln die Umrichter 181 und 182 einendurch die Dreiphasenspulen 10 und 11 erzeugteWechselspannung entsprechend den Signalen PWMC1 und PWMC2 in eineGleichspannung um, um den Kondensator 50 aufzuladen. DerUmrichter 183 wandelt eine Gleichspannung aus dem Kondensator 50 ineine Wechselspannung entsprechend dem Signal PWMI3 um, um den MotorgeneratorMG2 anzutreiben. Der Motorgenerator MG2 erzeugt ein durch den DrehmomentbefehlswertTR21 festgelegtes Drehmoment, überträgt das erzeugte Drehmoment über dieZahnkranzwelle 126, das Planetengetriebe 120,das Leistungszufuhrzahnrad 128 und den Kettenriemen 129 zuden Leistungsübertragungsgetriebe 111,und treibt dadurch die Antriebsräderan, so dass das Hybridfahrzeug zu fahren beginnt.
[0127] In diesem Fall wird der Leistungserzeugungswirkungsgraddes Motorgenerators MG1 verbessert, da die Gleichspannungsversorgung 30 von denNeutralpunkten M1 und M2 getrennt ist. Mit Empfang der durch den MotorgeneratorMG1 mit verbessertem Leistungserzeugungswirkungsgrad erzeugten Leistungarbeitet der Motorgenerator MG2 über einenbreiten Bereich. Dementsprechend startet das Hybridfahrzeug dieFahrt gleichförmig(glatt).
[0128] Dann wird der Betrieb des Leistungsabgabegeräts 100 beimStart der Fahrt des Hybridfahrzeugs abgeschlossen.
[0129] Das Leistungsabgabegerät 100 arbeitetwie nachstehend beschrieben, wenn das Hybridfahrzeug sich in derBetriebsart mit leichter Last befindet. Beim Start einer Reihe vonBetriebsschritten empfängtdie Steuerungs-CPU 184 ein Signal, das die Fahrbetriebsartmit leichter Last angibt, aus der externen ECU. In Reaktion aufdas die Fahrbetriebsart mit leichter Last angebendem Signal erzeugtdie Steuerungs-CPU 184 ein Drehmomentbefehlswert TR22 (eineArt Drehmomentsbefehlswert TR2) und eine Motordrehzahl MRN2 zumAntrieb der Vorderräder desHybridfahrzeugs lediglich durch den Motorgenerator MG2. Die Steuerungs-CPU 184 berechnetdann Strombefehlswerte Id2* und Iq2*, die durch die d- und q-Achsendes Motorgenerators MG2 zum Fließen zu bringen sind, auf derGrundlage des erzeugten Drehmomentbefehlswerts TR22. Die Steuerungs-CPU 184 empfängt denMotorstrom MCRT2 aus dem Stromsensor 14 und den Rotationswinkel θr aus dem Resolver 149.Auf der Grundlage des empfangenen Motorstroms MCRT2 und des Rotationswinkels θr als auchder berechneten Strombefehlswerte Id2* und Iq2* erzeugt die Steuerungs-CPU 184 dasSignal PWMI3 in der vorstehend beschriebenen Weise und gibt dasSignal zu dem Umrichter 183 aus.
[0130] Entsprechend dem Signal PWMI3 wandelt derUmrichter 183 eine Gleichspannung aus dem Kondensator 50 ineine Wechselspannung um, um den Motorgenerator MG2 anzutreiben.Der Motorgenerator MG2 erzeugt ein durch den DrehmomentbefehlswertTR22 festgelegtes Drehmoment, überträgt das erzeugteDrehmoment zu dem Leistungsübertragungsgetriebe 111 über dieZahnkranzwelle 126, das Planetengetriebe 120,das Leistungszufuhrzahnrad 128 und den Kettenriemen 129,und treibt dadurch die Antriebsräderan, so dass das Hybridfahrzeug mit leichter Last fährt. Dementsprechendist der Betrieb des Leistungsabgabegeräts 100 abgeschlossen, wenndas Hybridfahrzeug sich in der Fahrbetriebsart mit leichter Lastbefindet.
[0131] Das Leistungsabgabegerät 100 arbeitetwie nachstehend beschrieben, wenn sich das Hybridfahrzeug in einerBetriebsart mit mittlerer Geschwindigkeit und leichter Last befindet.Der Betrieb des Leistungsabgabegeräts 100 in dieser Betriebsartist identisch zu dem Betrieb, der ausgeführt wird, wenn die Brennkraftmaschine 150 desHybridfahrzeugs gestartet wird, wie es vorstehend beschrieben worden ist.
[0132] Das Leistungsabgabegerät 100 arbeitetwie nachstehend beschrieben, wenn das Hybridfahrzeug in der Betriebszeitmit Beschleunigung bzw. schneller Beschleunigung befindet. BeimStart einer Reihe von Schritten empfängt die Steuerungs-CPU 184 ausder externen ECU ein Signal, das die Betriebsart mit Beschleunigung/schnellerBeschleunigung angibt. In Reaktion auf dass die Betriebsart mitBeschleunigung/schneller Beschleunigung angebende Signal erzeugtdie Steuerungs-CPU 184 ein Drehmomentbefehlswert TR23 (einerArt Drehmomentbefehlswert TR2) und einer Motordrehzahl MRN2 zurVerwendung des Motorgenerators MG2 zur Beschleunigung/schnellenBeschleunigung. Dann berechnet die Steuerungs-CPU 184 aufder Grundlage des erzeugten Drehmomentsbefehlswerts TR23 StrombefehlswerteId2* und Iq2*, die durch die d- und q-Rchsen des MotorgeneratorsMG2 zum Fließenzu bringen sind.
[0133] Weiterhin erzeugt die Steuerungs-CPU 184 einDrehmomentbefehlswert TR13 (eine Art von Drehmomentbefehlswert TR1)und eine Motordrehzahl MRN1, um zu ermöglichen, dass der MotorgeneratorMG1 als Generator fungiert, der elektrische Leistung aus der Rotationskraftder Brennkraftmaschine 150 erzeugt. Auf der Grundlage deserzeugten Drehmomentbefehlswerts TR13 berechnet die Steuerungs-CPU 184 StrombefehlswerteId1* und Iq1*, die durch die d- und q-Achsen des MotorgeneratorMG1 zum Fließenzu bringen sind, und einen Spannungsbefehlswert Vc* des Kondensators 50.
[0134] Die Steuerungs-CPU 184 berechnetweiterhin die Leistung Pm des Motors (Motorgenerators MG2) anhanddes Drehmomentbefehlswerts TR23 und der Motordrehzahl MRN2 als auchdie Leistung Pg des Generators (Motorgenerators MG1) anhand desDrehmomentbefehlswerts TR13 und der Motordrehzahl MRN1. Dann bestimmtdie Steuerungs-CPU 184, ob die Summe der Leistung Pm des Motorsund der Leistung Pg des Generators, Pm + Pg, null ist oder nicht.Falls die Summe Pm + Pg nicht null ist, bestimmt die Steuerungs-CPU 184,ob das Relais 40 in den eingeschalteten Zustand versetzt wordenist oder nicht. Falls das Relais 40 nicht eingeschaltetist, erzeugt die Steuerungs-CPU 184 ein Signal SE auf demhohen Pegel (H-Pegel)und gibt das erzeugte Signal zu dem Relais 40 aus. Dementsprechendwird die Gleichspannungsversorgung 30 mit den NeutralpunktenM1 und M2 verbunden.
[0135] Danach berechnet die Steuerungs-CPU 184 aufder Grundlage der berechneten Strombefehlswerte Id1* und Iq1* unddes Spannungsbefehlswerts Vc* als auch der aus dem Spannungssensor 51 zugeführten SpannungVc die Potentialdifferenz V012, um elektrische Leistung durch dieDreiphasenspulen 10 und 11 zu erzeugen, während dieGleichspannung des Kondensators 50 verringert wird, umdie Gleichspannungsversorgung 30 zu laden. Dann addiertdie Steuerungs-CPU 184 die berechnete PotentialdifferenzV012 zu den Spannungen Vu1, Vv1, Vw1, Vu2, Vv2 und Vw2 hinzu, diean den jeweiligen Phasenspulen der Dreiphasenspulen 10 und 11 anzulegen sind,die auf der Grundlage der Strombefehlswerte Id1* und Iq1*, der Motorströme MCRT11und MCRT12 aus den Stromsensoren 12 und 13 sowie desRotationswinkels θsaus dem Resolver 139 berechnet werden, wodurch die SignalePWMC1 und PWMC2 erzeugt werden und die Signale zu den Umrichtern 181 und 182 jeweilsausgegeben werden.
[0136] Weiterhin empfängt die Steuerungs-CPU 184 denMotorstrom MCRT2 aus dem Stromsensor 14 und dem Rotationswinkel θr aus demResolver 149, erzeugt das Signal PWMI3 in der vorstehendbeschriebenen Weise auf der Grundlage des empfangenen MotorstromsMCRT2 und des Rotationswinkels θrsowie der berechneten Strombefehlswerte Id2* und Iq2* und gibt daserzeugte Signal zu dem Umrichter 183 aus.
[0137] Die Umrichter 181 und 182 wandelnauf diese Weise die durch die Dreiphasenspulen 10 und 11 erzeugteWechselspannung entsprechend den Signalen PWMC1 und PWMC2 in eineGleichspannung um, um den Kondensator 50 aufzuladen unddie Gleichspannung aus dem Kondensator 50 zu verringern,um die Gleichspannungsversorgung 30 aufzuladen. Der Umrichter 183 wandelteine Gleichspannung aus dem Kondensator 50 in eine Wechselspannung entsprechenddem Signal PWMI3 um, um den Motorgenerator MG2 anzutreiben. DerMotorgenerator MG2 erzeugt ein Drehmoment, das durch den DrehmomentbefehlswertTR23 festgelegt ist, und überträgt das erzeugteDrehmoment überdie Zahnkranzwelle 126, das Planetengetriebe 120,das Leistungszufuhrzahnrad 128 und den Kettenriemen 129 zudem Leistungsübertragungsgetriebe 111,um die Antriebsräderanzutreiben, so dass das Hybridfahrzeug bescheunigt bzw. schnellbeschleunigt.
[0138] In diesem Fall verschlechtert sichdas Startverhalten des Hybridfahrzeugs niemals, obwohl der MotorgeneratorMG1 den Spannungsherabsetzvorgang (Spannungs-Step-Down-Vorgang) ausführt, da derMotorgenerator MG1 die Antriebsrädernicht antreibt.
[0139] Falls die Summe der Leistung Pm desMotors und der Leistung Pg des Generators, Pm + Pg, null ist, bestimmtdie Steuerungs-CPU 184 weiterhin, ob der Strom BCRT ausdem Stromsensor 31 null ist oder nicht. Falls der StromBCRT nicht null ist, wird die vorstehend beschriebene Prozedur,wenn die Summe Pm + Pg nicht null ist, nachgefolgt. Falls der StromBCRT aus dem Stromsensor 31 null ist, bestimmt die Steuerungs-CPU 184,ob das Relais 40 in den ausgeschalteten Zustand versetztworden ist oder nicht. Falls das Relais 40 nicht in denausgeschalteten Zustand versetzt worden ist, erzeugt die Steuerungs-CPU 184 einSignal SE auf dem niedrigen Pegel (L-Pegel), um das Signal auf niedrigem Pegelzu dem Relais 40 auszugeben. Das Relais 40 wirdsomit in den ausgeschalteten Zustand versetzt, so dass die Gleichspannungsversorgung 30 vonden Neutralpunkten M1 und M2 getrennt wird.
[0140] Danach stellt die Steuerungs-CPU 184 die PotentialdifferenzV012 zwischen den Neutralpunkten M1 und M2 auf null ein, und erzeugtauf der Grundlage der berechneten Strombefehlswerte Id1* und Iq1*,der MotorströmeMCRT11 und MCRT12 aus den Stromsensoren 12 und 13 sowiedes Rotationswinkels θsaus dem Resolver 139, Signale PWMC1 und PWMC2, um die Signaleden Umrichtern 181 und 182 jeweils zuzuführen.
[0141] Die Steuerungs-CPU 184 empfängt denMotorstrom MCRT2 aus dem Stromsensor 14 und den Rotationswinkel θr aus demResolver 149 und erzeugt auf der Grundlage des empfangenenMotorstrom MCRT2 und des Rotationswinkels θr sowie der berechneten StrombefehlswerteId2* und Iq2* das Signal PWMI3 in der vorstehend beschriebenen Weise undgibt das erzeugte Signal zu dem Umrichter 183 aus.
[0142] Dann wandeln die Umrichter 181 und 182 einedurch die Dreiphasenspulen 10 und 11 erzeugte Wechselspannungentsprechend den Signalen PWMC1 und PWMC2 in eine Gleichspannungum, um den Kondensator 50 aufzuladen. Der Umrichter 183 wandelteine Gleichspannung aus dem Kondensator 50 in eine Wechselspannungentsprechend dem Signal PWMI3 um, um den Motorgenerator MG2 anzutreiben.Der Motorgenerator MG2 erzeugt ein Drehmoment, das durch den DrehmomentbefehlswertTR23 festgelegt ist, und überträgt das erzeugte Drehmoment über dieZahnkranzwelle 126, das Planetengetriebe 120,das Leistungszufuhrzahnrad 128 und den Kettenriemen 129 zudem Leistungsübertragungsgetriebe 111,um die Antriebsräderanzutreiben, so dass das Hybridfahrzeug beschleunigt bzw. schnellbeschleunigt.
[0143] In diesem Fall ist der Leistungserzeugungswirkungsgraddes Motorgenerators MG1 verbessert, da die Gleichspannungsversorgung 30 vonden Neutralpunkten M1 und M2 getrennt ist. Bei Empfang der durchden Motorgenerator MG1 mit verbessertem Leistungserzeugungswirkungsgraderzeugten Leistung arbeitet der Motorgenerator MG2 über einen breitenBereich. Dementsprechend beschleunigt das Hybridfahrzeug gleichmäßig, bzw.beschleunigt schnell. Der Betrieb des Leistungsabgabegeräts 100 inder Betriebsart mit Beschleunigung/schneller Beschleunigung desHybridfahrzeugs ist somit vollständig.
[0144] Das Leistungsabgabegerät 100 arbeitetwie nachstehend beschrieben, wenn das Hybridfahrzeug sich in derBetriebsart befindet, in der es auf einer Straße mit niedrigem Reibungswert(Low-μ-Road) fährt. BeiStart des Betriebs empfängtdie Steuerungs-CPU 184 ein Signal, das die Betriebsartdes Fahrens auf einer Straßemit niedrigem Reibungswert angibt, aus der externen ECU. In Reaktionauf das diese Betriebart angebenden Signal erzeugt die Steuerungs-CPU 184 einDrehmomentbefehlswert TR24 und eine Motordrehzahl MRN2 zum Antrieb desMotorgenerators MG2 in der regenerativen Betriebsart und berechnetauf der Grundlage des erzeugten Drehmomentbefehlswerts TR24 dieStrombefehlswerte Id2* und Iq2*, die durch die d- und q-Achsen desMotorgenerators MG zum Fließenzu bringen sind.
[0145] Die Steuerungs-CPU 184 erzeugtdann ein Signal PWMC3 auf der Grundlage des Motorstroms MCRT2 ausdem Stromsensor 14, des Rotationswinkels 8r ausdem Resolver 149 und der berechneten StrombefehlswerteId2* und Iq2* und führtdas erzeugte Signal dem Umrichter 183 zu.
[0146] Entsprechend dem Signal PWMC3 wandelt derUmrichter 183 eine durch den Motorgenerator MG2 erzeugte Wechselspannungin eine Gleichspannung um, um den Kondensator 50 aufzuladen. DerBetrieb des Leistungsabgabegeräts 100,wenn das Hybridfahrzeug sich in der Betriebsart des Fahrens aufder Straßemit niedrigem Reibungswert befindet, ist dementsprechend vollständig.
[0147] Das Leistungsabgabegerät 100 arbeitetwie nachstehend beschrieben, wenn sich das Hybridfahrzeug in derVerlangsamungs-/Bremsbetriebsart befindet. In diesem Fall wird,da die Leistung in Form elektrischer Energie aus der Energie wiedergewonnen wird, die erzeugt wird, wenn das Fahrzeug fährt, derMotorgenerator MG2 in der regenerativen Betriebsart angetrieben.Daher ist der Betrieb des Leistungsabgabegeräts 100 in diesem Fallidentisch zu demjenigen in der Betriebsart des Fahrens auf einer Straße mit niedrigemReibungswert.
[0148] Gemäß diesem Ausführungsbeispielweist das Leistungsabgabegeräteinen Motorgenerator MG1, einen Motorgenerator MG2, die Gleichspannungsversorgung,das Relais, das die Gleichspannungsversorgung mit den Neutralpunktenvon Dreiphasenspule des Motorgenerators MG1 verbindet bzw. von diesentrennt, und die Steuerungs-CPUauf, die das Relais derart steuert, dass, wenn der MotorgeneratorMG2 durch die durch den Motorgenerator MG1 erzeugte elektrischeLeistung anzutreiben ist, die Gleichspannungsversorgung von denjeweiligen Neutralpunkten der zwei Dreiphasenspulen des Motors MG1getrennt wird. Dementsprechend kann der Leistungserzeugungswirkungsgraddes Motorgenerators MG1 verbessert werden und kann der MotorgeneratorMG2 übereinen breiten Bereich betrieben werden. Weiterhin kann, da die Steuerungs-CPUden Motorgenerator MG1 derart antreibt, dass der MotorgeneratorMG1 den Spannungsheraufsetz- oder Spannungsherabsetzbetrieb ausführt, derMotorgenerator MG2, der die Antriebsräder des Hybridfahrzeugs antreibt,den maximalen Wirkungsgrad zeigen.
[0149] Obwohl die vorliegende Erfindungausführlichbeschrieben und veranschaulicht worden ist, ist es klar verständlich,dass dieses lediglich als Veranschaulichung und Beispiel dient,und nicht als beschränkendverstanden werden soll, die erfinderische Idee und der Umfang dervorliegenden Erfindung sind lediglich im Hinblick auf die beigefügten Ansprüche begrenzt.
[0150] Wie es vorstehend beschrieben wordenist, weist ein Leistungsabgabegerät zwei Motorgeneratoren MG1,MG2 eine Gleichspannungs-Leistungsversorgung 30, ein Relais 40,drei Umrichter 181-183 und eine Steuerungs-CPU 184 auf.Einer der Motorgeneratoren weist Dreiphasenspulen 10, 11 auf.Die Gleichspannungsversorgung 30 wird über das Relais 40 zwischenjeweiligen Neutralpunkten M1, M2 der Dreiphasenspulen 10, 11 geschaltet.Wenn die Summe (Pm + Pg) jeweiliger Leistungen (Pg, Pm) der MotorgeneratorenMG1, MG2 null ist, erzeugt die Steuerungs-CPU 184 ein SignalSE auf einem niedrigen Pegel, um dieses erzeugte Signal zu dem Relais 40 auszugeben,damit das Relais 40 in den ausgeschalteten Zustand versetztwird, und erzeugt Signale PWMC1, PWMC2 und PWMI3 zum Antrieb desanderen Motorgenerators MG2 durch die durch den einen MotorgeneratorMG1, um die erzeugten Signale jeweils den Umrichtern 181-183 zuzuführen.

权利要求:
Claims (12)
[1] Leistungsabgabegerät mit einem ersten Umrichter(181), einem zweiten Umrichter (182), einemZwei-Stern-Motor (MG1) mit einer ersten Dreiphasenmotorspule (10)und einer zweiten Dreiphasenmotorspule (11), die als Statordienen, wobei die Erregung der ersten und zweiten Dreiphasenmotorspulen(10, 11) jeweils durch die ersten und zweiten Umrichter(181, 182) gesteuert werden, einer Leistungsversorgung(30), die zwischen einem ersten Neutralpunkt (M1) der erstenDreiphasenmotorspule (10) und einem zweiten Neutralpunkt(M2) der zweiten Dreiphasenmotorspule (11) geschaltet ist,und einem elektrischen Motor (MG2), der sich von dem Zwei-Stern-Motor(MG1) unterscheidet.
[2] Leistungsabgabegerät nach Anspruch 1, wobei derZwei-Stern-Motor (MG1) elektrische Leistung aus einer Rotationskraftaus einer Brennkraftmaschine (150) erzeugt und die Brennkraftmaschine(150) startet.
[3] Leistungsabgabegerät nach Anspruch 2, weiterhinmit einem Planetengetriebe (120), mit dem der Zwei-Stern-Motor (MG1), derelektrische Motor (MG2) und die Brennkraftmaschine (150)verbunden sind.
[4] Leistungsabgabegerät nach Anspruch 1, weiterhinmit einem dritten Umrichter (183), der den elektrischen Motor(MG2) antreibt, und eine Steuerungseinheit (184),die den ersten, zweiten und dritten Umrichter (182-183)ansteuert, wobei, wenn die Steuerungseinheit (184)die ersten und zweiten Umrichter (181, 182) steuert,um zu ermöglichen,dass der Zwei-Stern-Motor (MG1) als elektrischer Generator dient,die Steuerungseinheit(184) den dritten Umrichter (183)steuert, um zu ermöglichen,dass der dritte Umrichter (183) den elektrischen Motor(MG2) durch die von dem Zwei-Stern-Motor (MG1) erzeugte elektrischeLeistung antreibt.
[5] Leistungsabgabegerät nach Anspruch 4, wobei dieSteuerungseinheit (184) die Leistungsversorgung (30)von den ersten und zweiten Neutralpunkten (M1, M2) trennt.
[6] Leistungsabgabegerät nach Anspruch 5, weiterhinmit einer Relaiseinheit (40), die zwischen den ersten undzweiten Neutralpunkten (M1, M2) und der Leistungsversorgung (39)vorgesehen ist, wobei die Relaiseinheit (40) durchdie Steuerungseinheit (184) zum Verbinden/Trennen der Energieversorgung(30) mit/von den ersten und zweiten Neutralpunkten (M1,M2) gesteuert wird.
[7] Motorantriebsverfahren zum Antrieb eines Zwei-Stern-Motors (MG1), dermit einer Brennkraftmaschine (150) eines Hybridfahrzeugsgekoppelt ist, und eines elektrischen Motors (MG2), der mit Antriebsrädern desHybridfahrzeugs gekoppelt ist, mit einem ersten Schritt desBerechnens einer ersten Leistung des Zwei-Stern-Motors (MG1) undeiner zweiten Leistung des elektrischen Motors (MG2), einemzweiten Schritt des Bestimmens, ob die Summe der berechneten erstenLeistung und der berechneten zweiten Leistung null ist oder nicht,und einem dritten Schritt des Trennens, wenn die Summe gleichnull ist, einer Leistungsversorgung (30) von jeweiligenNeutralpunkten (M1, M2) von zwei Dreiphasenspulen (10, 11)des Zwei-Stern-Motors (MG1).
[8] Motorantriebsverfahren nach Anspruch 7, weiterhinmit einem vierten Schritt des Antreibens des Zwei-Stern-Motors (MG1) alselektrischer Generator, und einem fünften Schritt des Antreibensdes elektrischen Motors (MG2) durch elektrische Leistung, die von demZwei-Stern-Motor (MG1) erzeugt wird.
[9] Motorantriebsverfahren nach Anspruch 7, weiterhinmit einem sechsten Schritt des Antreibens, wenn die Summe ungleichnull ist, des Zwei-Stern-Motors (MG1) als elektrischer Motor, während eineSpannung von der Leistungsversorgung (30) zum Laden einesKondensators (50) erhöhtwird, der an einer Eingangsseite eines Umrichters (181, 182)vorgesehen ist, der den Zwei-Stern-Motor (MG1) antreibt, und einemsiebten Schritt des Antreibens, wenn die Summe ungleich null ist,des Zwei-Stern-Motors (MG1) als elektrischer Generator, während eineGleichspannung von dem Kondensator (50) zum Laden der Leistungsversorgung(30) verringert wird.
[10] Computerlesbarer Aufzeichungsträger mit einem darauf aufgezeichnetenProgramm, dass einem Computer die Ausführung einer Antriebssteuerung einesZwei-Stern-Motors(MG1) ermöglicht,der mit einer Brennkraftmaschine (150) eines Hybridfahrzeugsgekoppelt ist, und eines elektrischen Motors (MG2), der mit Antriebsrädern desHybridfahrzeugs gekoppelt ist, wobei der Computer dem Programm nachfolgt,um auszuführen: einenersten Schritt des Berechnens einer ersten Leistung des Zwei-Stern-Motors(MG1) und einer zweiten Leistung des elektrischen Motors (MG2), einenzweiten Schritt des Bestimmens, ob die Summe der berechneten erstenLeistung und der berechneten zweiten Leistung null ist oder nicht,und einen dritten Schritt des Trennens, wenn die Summe gleichnull ist, einer Leistungsversorgung (30) von jeweiligenNeutralpunkten (M1, M2) von zwei Dreiphasenspulen (10, 11)des Zwei-Stern-Motors (MG1).
[11] Computerlesbarer Aufzeichnungsträger nach Anspruch 10, wobeider Computer dem Programm nachfolgt, um weiterhin auszuführen: einenvierten Schritt des Antreibens des Zwei-Stern-Motors (MG1) als elektrischer Generator, und einenfünftenSchritt des Antreibens des elektrischen Motors (MG2) durch elektrischeLeistung, die von dem Zwei-Stern-Motor (MG1) erzeugt wird.
[12] Computerlesbarer Aufzeichnungsträger nach Anspruch 10, wobeider Computer dem Programm nachfolgt, um weiterhin auszuführen: einensechsten Schritt des Antreibens, wenn die Summe ungleich null ist,des Zwei-Stern-Motors (MG1) als elektrischer Motor, während eineSpannung von der Leistungsversorgung (30) zum Laden einesKondensators (50) erhöhtwird, der an einer Eingangsseite eines Umrichters (181, 182)vorgesehen ist, der den Zwei-Stern-Motor (MG1) antreibt, und einensiebten Schritt des Antreibens, wenn die Summe ungleich null ist,des Zwei-Stern-Motors (MG1) als elektrischer Generator, während eineGleichspannung von dem Kondensator (50) zum Laden der Leistungsversorgung(30) verringert wird.

类似技术:

---

公开号 | 公开日 | 专利标题

---

Sant et al.2014|Four-axis vector-controlled dual-rotor PMSM for plug-in electric vehicles

---

JP4622872B2|2011-02-02|車両の電源装置、車両および車両の電源装置の制御方法

---

CN101817301B|2013-08-28|混合动力车用控制装置

---

JP4749428B2|2011-08-17|Driving force control device for vehicle independent driving type vehicle

---

JP3050141B2|2000-06-12|Power output device and control method thereof

---

JP5624995B2|2014-11-12|Hybrid vehicle and control method thereof

---

US8718854B2|2014-05-06|Electrically-powered vehicle and method for controlling the same

---

US6486632B2|2002-11-26|Control device for motor/generators

---

CN102076539B|2013-10-09|混合动力车辆

---

US7482769B2|2009-01-27|Control apparatus for electric motor and abnormality detection method for electric motor control

---

EP2133251B1|2014-12-24|Steuergerät und steuerungsverfahren für ein hybridfahrzeug

---

CN101432175B|2012-12-12|内燃机的停止控制装置以及停止控制方法

---

US7937194B2|2011-05-03|System and method for reducing wheel slip and wheel locking in an electric vehicle

---

US8188710B2|2012-05-29|Motored vehicle and method of controlling voltage conversion device for rapidly charging a power storage device

---

US7594491B2|2009-09-29|Internal combustion engine start controller

---

DE102007025210B4|2011-03-24|Motorsteuerung und Motorsteuerungsverfahren

---

EP2023482B1|2020-04-22|Motorantriebssteuersystem und steuerverfahren dafür

---

USRE38790E1|2005-09-06|Power output apparatus, method of controlling power output apparatus, and driving system with power output apparatus incorporated therein

---

US8193747B2|2012-06-05|Methods, systems and apparatus for controlling operation of two alternating current | machines

---

US7443116B2|2008-10-28|Electrically powered vehicle mounting electric motor and control method therefor

---

US7839013B2|2010-11-23|Power supply device for vehicle and method of controlling the same

---

CN101687503B|2012-11-07|车辆及其控制方法以及驱动装置

---

EP1950878B1|2018-10-24|Motorantriebsystem

---

US7723938B2|2010-05-25|Control system for multiphase rotary electric machine

---

JP4797476B2|2011-10-19|Secondary battery control device

同族专利:

---

公开号 | 公开日

---

US7276865B2|2007-10-02|

---

US20040150365A1|2004-08-05|

---

JP2004236424A|2004-08-19|

引用文献:

---

公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题

---

法律状态:
2004-09-16| OP8| Request for examination as to paragraph 44 patent law|

---

2012-11-08| R119| Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee|Effective date: 20120801 |

优先权:

---

申请号 | 申请日 | 专利标题

---