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DE112007003244T5 - Hybridantriebsgerät, Fahrzeug mit dem Antriebsgerät und zugehöriges Steuerungsverfahren - Google Patents

Hybridantriebsgerät, Fahrzeug mit dem Antriebsgerät und zugehöriges Steuerungsverfahren Download PDF

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DE112007003244T5
DE112007003244T5 DE112007003244T DE112007003244T DE112007003244T5 DE 112007003244 T5 DE112007003244 T5 DE 112007003244T5 DE 112007003244 T DE112007003244 T DE 112007003244T DE 112007003244 T DE112007003244 T DE 112007003244T DE 112007003244 T5 DE112007003244 T5 DE 112007003244T5
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electric motor
torque
speed
control
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Yoshitaka Suzuki
Keiichi Murata
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Abstract

Hybridantriebsgerät (1) mit
einem Leistungsgenerator (18), der elektrisch mit einer Energiespeichervorrichtung (24) verbunden ist,
einem Ausgangsverteilungsmechanismus (20) zur Verteilung eines Teils eines Ausgangs einer Leistungsquelle (16) auf den Leistungsgenerator (18) und zum Verteilen des restlichen Ausgangs auf eine Ausgangsdrehwelle (6),
einem Kraftübertragungsmechanismus (14) zur selektiven Bereitstellung einer Vielzahl von Übersetzungsverhältnissen durch Kombination von In-Eingriff-Bringen und Lösen einer Vielzahl von Reibungseingriffsvorrichtungen,
einem Elektromotor (12), der elektrisch mit der Energiespeichervorrichtung (24) verbunden ist und mechanisch mit der Ausgangsdrehwelle (6) über den Kraftübertragungsmechanismus (14) verbunden ist,
einer Elektromotorsteuerungseinheit (100) zur Steuerung eines Ausgangs des Elektromotors (12), wobei die Elektromotorsteuerungseinheit (100) in einem Schaltvorgang zum Ändern von einem ersten Übersetzungsverhältnis zu einem zweiten Übersetzungsverhältnis, das größer als das erste Übersetzungsverhältnis ist, einen ersten Steuerungsvorgang zur Steuerung eines Drehmoments des Elektromotors derart, dass die Drehzahl des Elektromotors auf einen Sollwert entsprechend dem zweiten Übersetzungsverhältnis angehoben wird, und einen zweiten Steuerungsvorgang...

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die Erfindung betrifft ein Hybridantriebsgerät, das mit einer Leistungsquelle und einem Elektromotor versehen ist, ein Fahrzeug mit demselben und ein zugehöriges Steuerungsverfahren und insbesondere einen Aufbau, bei dem der Elektromotor mechanisch mit einer Ausgangsdrehwelle über einen Kraftübertragungsmechanismus verbunden ist, der in der Lage ist, eine Vielzahl von Übersetzungsverhältnissen auszuwählen.
  • Stand der Technik
  • Die japanische Offenlegungsschrift Nr. 2004-203219 offenbart ein Hybridantriebsgerät, bei dem ein Elektromotor, der die Steuerung einer Drehzahl erlaubt, mit einem Ausgangsteil verbunden ist, das ein Drehmoment empfängt, das aus einer Hauptleistungsquelle über ein Übersetzungsmechanismus zugeführt wird, was ein Schalten durch Ändern von Eingriffszuständen und gelösten Zuständen einer Eingriffsvorrichtung durchführt.
  • Dieses Hybridantriebsgerät steuert den Elektromotor derart, dass eine spezifische Solldrehzahl während des leistungslosen Schaltens (power-off shifting) erzielt wird, so dass eine Schaltverzögerung und/oder eine Schalterschütterung während des leistungslosen Schaltens verhindert werden kann.
  • Die japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 06-319210 offenbart ein weiteres Hybridantriebsgerät, das eine Erschütterung während des Schaltens verhindern kann, indem eine Drehmomentreduktion (torque down) eines Elektromotors ausgeführt wird, wenn ein Drehmoment aus eine Ausgangsdrehwelle zu dem Elektromotor während des Schaltens übertragen wird.
  • Weiterhin kann erwartet werden, dass die Schalterschütterung in einem weitern Bereich des Antriebszustands verhindert werden kann, wenn die in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 06-319210 offenbarte Technik zur Verhinderung der Schalterschütterung aufgrund der Drehmomentreduktion des Elektromotors auf das Hybridantriebsgerät gemäß der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 2004-203219 angewandt wird.
  • In einigen Fällen ist das Laden in einer Energiespeichervorrichtung begrenzt, die mit einem Leistungsgenerator elektrisch verbunden ist. Genauer wird, wenn der Ladezustand der Energiespeichervorrichtung sich auf einen Nennenswert oder höher ist, das Laden begrenzt, um die Energiespeichervorrichtung gegenüber einer Überladung zu schützen.
  • Wie es vorstehend beschrieben worden ist, verringert sich der Leistungsverbrauch des Elektromotors derart, dass eine überschüssige Leistung in der durch den Leistungsgenerator erzeugten Leistung sich erhöht, wenn die Drehmomentreduktion des Elektromotors in dem Hybridgerät ausgeführt wird, das in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 2004-203219 offenbart ist und bei dem weiterhin die Technik gemäß der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 06-319210 angewandt wird. Wenn das Laden der Energiespeichervorrichtung in diesem Fall begrenzt wird, ist es notwendig, eine Erhöhung der durch den Leistungsgenerator erzeugten Leistung zu verhindern, um die Energiespeichervorrichtung zu schützen. Dementsprechend kann in Betracht gezogen werden, eine Art und Weise anzuwenden, bei der die Drehmomentreduktion des Leistungsgenerators zusammen mit der Drehmomentreduktion des Elektromotors ausgeführt wird, um ein Leistungsgleichgewicht in dem Hybridantriebsgerät beizubehalten.
  • Jedoch wird die Ausgangssteuerung einer Leistungsquelle (beispielsweise einer Maschine bzw. Brennkraftmaschine) im Vergleich mit der Drehmomentreduktionssteuerung des Elektromotors und des Leistungsgenerators relativ langsam durchgeführt, so dass in dem Hybridantriebsgerät ein Leistungsgleichgewicht verloren geht. Dies führt zu einem Anstieg der Drehzahl der Hauptleistungsquelle.
  • Üblicherweise wird eine zulässige obere Grenzdrehzahl in der Maschine bestimmt, und muss die Drehzahl auf oder unterhalb der zulässigen oberen Grenzdrehzahl gehalten werden. Daher wird in Betracht gezogen, dass die vorstehend beschriebene Drehmomentreduktion des Elektromotors und des Leistungsgenerators die Drehzahl der Hauptleistungsquelle, d. h. der Maschine derart anheben kann, so dass die zulässige obere Grenzdrehzahl überschritten wird.
  • Wie es vorstehend beschrieben worden ist, ist es schwierig, gleichzeitig zwei sich widersprechender Aufgaben zu lösen, nämlich die Schalterschütterung während der Ausführung der Drehmomentreduktion des Elektromotors und des Leistungsgenerators zu verhindern und die Hauptleistungsquelle auf oder unterhalb der zulässigen oberen Grenzdrehzahl zu halten. In diesem Fall kann in Betracht gezogen werden, dass das Letztere auf eine Prioritätsbasis erzielt wird, um Beschädigungen der Hauptleistungsquelle zu verhindern, was zu dem Problem führt, dass die Schalterschütterung nicht verhindert werden kann.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Die Erfindung wurde gemacht, um das vorstehend beschriebene Problem zu überwinden, und der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Hybridantriebsgerät bereitzustellen, das mit einer Antriebsquelle und einem Elektromotor versehen ist, und insbesondere eine Hybridantriebsgerät bereitzustellen, das zuverlässig eine Schalterschütterung in dem Schaltbetrieb bzw. Schaltvorgang von einen gegenwärtig ausgewählten Übersetzungsverhältnis zu einem größeren Übersetzungsverhältnis verhindern kann. Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Fahrzeug, das mit dem Hybridantriebsgerät versehen ist, als auch ein Steuerungsverfahren davon bereitzustellen.
  • Ein Hybridantriebsgerät gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung weist auf: einen Leistungsgenerator, der elektrisch mit einer Energiespeichervorrichtung verbunden ist, einen Ausgangsverteilungsmechanismus zur Verteilung eines Teils eines Ausgangs einer Leistungsquelle auf den Leistungsgenerator und zum Verteilen des restlichen Ausgangs auf eine Ausgangsdrehwelle, einen Kraftübertragungsmechanismus zur selektiven Bereitstellung einer Vielzahl von Übersetzungsverhältnissen durch Kombination von In-Eingriff-Bringen und Lösen einer Vielzahl von Reibungseingriffsvorrichtungen, einen Elektromotor, der elektrisch mit der Energiespeichervorrichtung verbunden ist und mechanisch mit der Ausgangsdrehwelle über den Kraftübertragungsmechanismus verbunden ist, eine Elektromotorsteuerungseinheit zur Steuerung eines Ausgangs des Elektromotors, wobei die Elektromotorsteuerungseinheit in einem Schaltvorgang zum Ändern von einem ersten Übersetzungsverhältnis zu einem zweiten Übersetzungsverhältnis, das größer als das erste Übersetzungsverhältnis ist, einen ersten Steuerungsvorgang zur Steuerung eines Drehmoments des Elektromotors derart, dass die Drehzahl des Elektromotors auf einen Sollwert entsprechend dem zweiten Übersetzungsverhältnis angehoben wird, und einen zweiten Steuerungsvorgang nach dem ersten Steuerungsvorgang zur Reduktion des Drehmoments des Elektromotors auf oder unter einen vorbestimmten Wert ausführt, eine Leistungsgeneratorsteuerungseinheit zur Beschränkung einer Erhöhung der Größe der durch den Leistungsgenerator erzeugten Leistung entsprechend der Ausführung des zweiten Steuerungsvorgangs durch die Elektromotorsteuerungseinheit während einer Begrenzung des Ladens der Energiespeichervorrichtung, eine Bestimmungseinheit zur Bestimmung, ob Änderungen in dem Ausgang des Elektromotors, die durch einen Vorgang verursacht werden, der von dem ersten Steuerungsvorgang zu dem zweiten Steuerungsvorgang umschaltet, erlaubt sind, während der Begrenzung des Ladens der Energiespeichervorrichtung und vor Ausführung des zweiten Steuerungsvorgangs durch die Elektromotorsteuerungseinheit, und einer Begrenzungseinheit zur Begrenzung des Drehmoments des Elektromotors in dem ersten Steuerungsvorgang derart, dass es kleiner als dasjenige ist, das erzielt wird, wenn die Änderungen im Ausgang in dem ersten Steuerungsvorgang erlaubt sind, wenn die Bestimmungseinheit bestimmt, dass die Änderungen im Ausgang nicht erlaubt sind.
  • Erfindungsgemäß wird, wenn es notwendig ist, Variationen zu unterbinden, die im Ausgang (der Ausgangsgröße, Ausgangsleistung) des Elektromotors aufgrund eines Vorgangs bzw. Betriebs (Ausführung der Drehmomentreduktion), der von dem ersten Steuerungsvorgang zu dem zweiten Vorgang umschaltet, d. h. wenn die Leistungsquelle (beispielsweise eine Maschine) in einem Bereich nahe an der zulässigen oberen Grenzdrehzahl arbeitet, das Drehmoment des Elektromotors vorab während der Zeitdauer des ersten Steuerungsvorgangs beschränkt. Dadurch ist es möglich, einen Anstieg der Drehzahl der Leistungsquelle einzuschränken, wenn der Betrieb von dem ersten Steuerungsvorgang zu dem zweiten Steuerungsvorgang umgeschaltet wird. Daher wird, selbst wenn das Drehmoment begrenzt wird, der zweite Steuerungsvorgang durchgeführt, nachdem die Drehzahl des Elektromotors auf den Sollwert entsprechend dem zweiten Übersetzungsverhältnis ansteigt. Daher wird der Ausgang bzw. die Ausgangsleistung beim Eingriff (engagement) verringert, weshalb die Schalterschütterung verhindert werden kann.
  • Dementsprechend kann, selbst wenn das Laden der Energiespeichervorrichtung begrenzt ist und die Leistungsquelle in einem Bereich nahe an der oberen Grenzdrehzahl arbeitet, die Schalterschütterung zuverlässig verhindert werden.
  • Vorzugsweise bestimmt die Bestimmungseinheit, dass die Änderungen im Ausgang des Elektromotors nicht erlaubt sind, falls ein Drehzahlspielraum in Bezug auf eine zulässige obere Grenzdrehzahl der Leistungsquelle kleiner als ein vorbestimmter Wert ist.
  • Vorzugsweise reduziert die Begrenzungseinheit das Drehmoment des Elektromotors entsprechend einem Fortschritt des ersten Steuerungsvorgangs.
  • Vorzugsweise bestimmt die Begrenzungseinheit einen ersten Grenzwert entsprechend einem Grad des Erreichens einer gegenwärtigen Drehzahl des Elektromotors in Bezug auf die Drehzahl entsprechend dem zweiten Übersetzungsverhältnis, und begrenzt das Ausgangsdrehmoment des Elektromotors derart, dass es den ersten Grenzwert nicht überschreitet.
  • Vorzugsweise begrenzt die Begrenzungseinheit den Ausgang des Elektromotors derart, dass er einen zweiten Grenzwert nicht überschreitet, der in Abhängigkeit von dem Drehzahlspielraum in Bezug auf die zulässige obere Grenzdrehzahl der Leistungsquelle bestimmt ist.
  • Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist ein Fahrzeug eines der vorstehend beschriebenen Hybridantriebsgeräte auf.
  • Bei einem Steuerungsverfahren eines Hybridantriebsgeräts gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist das Hybridantriebsgerät auf: einen Leistungsgenerator, der mit einer Energiespeichervorrichtung elektrisch verbunden ist, einen Ausgangsverteilungsmechanismus zur Verteilung eines Teils eines Ausgangs einer Leistungsquelle auf den Leistungsgenerator und zum Verteilen des restlichen Ausgangs auf eine Ausgangsdrehwelle, einen Kraftübertragungsmechanismus zur selektiven Bereitstellung einer Vielzahl von Übersetzungsverhältnissen durch Kombination von In-Eingriff-Bringen und Lösen einer Vielzahl von Reibungseingriffsvorrichtungen, und einen Elektromotor, der mit der Energiespeichervorrichtung elektrisch verbunden ist und über den Kraftübertragungsmechanismus mit der Ausgangsdrehwelle mechanisch verbunden ist. Das Steuerungsverfahren gemäß dieser Ausgestaltung weist auf: einen ersten Steuerungsschritt des Steuerns des Drehmoments des Elektromotors derart, dass eine Drehzahl des Elektromotors auf einen Sollwert entsprechend dem zweiten Übersetzungsverhältnis in einem Schaltvorgang zum Ändern von einem ersten Übersetzungsverhältnis auf ein zweites Übersetzungsverhältnis angehoben wird, das größer als das erste Übersetzungsverhältnis ist, einen zweiten Steuerungsschritt des Reduzierens des Drehmoment des Elektromotors auf oder unterhalb eines vorbestimmten Werts nach dem ersten Steuerungsvorgang, und einen dritten Steuerungsschritt zum Beschränken eines Anstiegs der Größe der durch den Leistungsgenerator erzeugten Leistung entsprechend der Ausführung des zweiten Steuerungsschritts während der Begrenzung des Ladens der Energiespeichervorrichtung. Weiterhin weist der erste Steuerungsschritt auf: einen Schritt des Bestimmens, ob Änderungen im Ausgang des Elektromotors, die durch die Ausführung der Verarbeitung von dem ersten Steuerungsschritt zum dem zweiten Steuerungsschritt verursacht werden, erlaubt sind, während der Begrenzung des Ladens der Energiespeichervorrichtung, und einen Schritt des Begrenzens des Drehmoments des Elektromotors derart, dass es kleiner als dasjenige ist, das erzielt wird, wenn die Änderungen im Ausgang erlaubt sind, falls in dem Bestimmungsschritt bestimmt wird, dass die Änderungen im Ausgang nicht erlaubt sind.
  • Erfindungsgemäß kann ein Hybridantriebsgerät, das mit der Leistungsquelle und dem Elektromotor versehen ist, und insbesondere das Hybridantriebsgerät erreicht werden, das zuverlässig die Schalterschütterung in dem Schaltbetrieb bzw. Schaltvorgang von dem gegenwärtig ausgewählten Übersetzungsverhältnis zu einem größeren Übersetzungsverhältnis verhindern kann. Außerdem kann erfindungsgemäß ein mit dem vorstehend beschriebenen Hybridantriebsgerät versehendes Fahrzeug als ein zugehöriges Steuerungsverfahren erzielt werden.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 zeigt einen schematischen Aufbau eines Hybridantriebgeräts gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
  • 2 zeigt Nomogramme (Ausrichtungsdiagramme) zwischen einer Maschine und ersten und zweiten Motorgeneratoren.
  • 3 zeigt ein Zeitverlaufsdiagramm, das eine Schaltsteuerung veranschaulicht, die durchgeführt wird, wenn Ausgangsvariationen aufgrund einer Drehmomentreduktion gemäß dem Ausführungsbeispiel zugelassen sind.
  • 4 veranschaulicht ein Verfahren zur Berechnung eines Schaltfortschrittgrads.
  • 5 zeigt ein Zeitverlaufsdiagramm, das eine Schaltsteuerung veranschaulicht, die durchgeführt wird, wenn gemäß dem Ausführungsbeispiel Ausgangsvariationen aufgrund einer Drehmomentreduktion nicht zugelassen sind.
  • 6 zeigt ein Funktionsblockschaltbild, das einen wesentlichen Abschnitt eines Steuerungsaufbaus (Steuerungsstruktur) gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht.
  • 7 zeigt ein Flussdiagramm, das Verarbeitungsprozeduren in Bezug auf den Schaltvorgang gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht.
  • 8 zeigt ein Flussdiagramm, das Einzelheiten einer MG2- und MG1-Drehmomentreduktionsschaltverarbeitung veranschaulicht.
  • Beste Arten zur Ausführung der Erfindung
  • Nachstehend sind Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
  • In der nachfolgenden Beschreibung tragen dieselben oder entsprechende Abschnitte dieselben Bezugszeichen, weshalb deren Beschreibung nicht wiederholt wird.
  • (Aufbau des Hybridantriebsgeräts)
  • 1 zeigt einen schematischen eines Hybridantriebsgeräts 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
  • Gemäß 1 weist ein Hybridantriebsgerät 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung eine Maschine (Brennkraftmaschine) 16, die einer ”Leistungsquelle” entspricht, eine Motorgetriebeeinheit (transaxle) 2, eine Ausgangsdrehwelle 6, ein Differentialgetriebe 8 und Antriebsräder 10 auf.
  • Das Ausgangsdrehmoment der Maschine 16 wird über die Motorgetriebeeinheit 2 auf die Ausgangsdrehwelle übertragen, und wird weiter davon über das Differentialgetriebe auf die Antriebsräder 10 übertragen. Die Motorgetriebeeinheit 2 kann arbeiten, um durch Aufnahme eines Teils eines Ausgangsdrehmoments der Brennkraftmaschine 16 elektrische Leistung zu erzeugen, und ebenfalls eine selektive Motorbetriebssteuerung zum Hinzufügen einer Antriebsleistung zum Laufen der Ausgangsdrehwelle 6 oder eine Regenerationssteuerung zur Gewinnung von Energie durchführen.
  • Die Maschine 16 ist eine bekannte Leistungsvorrichtung wie eine Benzinbrennkraftmaschine oder eine Dieselbrennkraftmaschine, die Leistung durch Verbrennung von Kraftstoff abgibt, und ist eingerichtet, eine elektrische Steuerung von Antriebszuständen wie einer Öffnungsposition einer Drosselklappe (Einlassmenge bzw. Ansaugmenge), einer Kraftstoffzufuhrmenge und Zündzeitpunkt (Zündverlauf) zu ermöglichen. Diese Steuerung wird beispielsweise durch eine elektronische Steuerungseinheit (E-ECU) 26 für die Brennkraftmaschine 16 mit einem Mikrocomputer als Hauptkomponente durchgeführt.
  • Die Motorgetriebeeinheit 2 ist hauptsächlich aus einem Planetengetriebemechanismus 20, der einem ”Ausgangsverteilungsmechanismus” entspricht, einem ersten Motorgenerator 18, der einem ”Leistungsgenerator” entspricht, einem zweiten Motorgenerator 12, der einem ”Elektromotor” entspricht, und einem Kraftübertragungsmechanismus 14 aufgebaut. Der zweite Motorgenerator 12 ist mechanisch mit der Ausgangsdrehwelle 6 über den Kraftübertragungsmechanismus 14 verbunden. Dadurch kann ein zwischen dem zweiten Motorgenerator 12 und der Ausgangsdrehwelle 6 übertragenes Drehmoment entsprechend einem durch den Kraftübertragungsmechanismus 14 eingestellten Übersetzungsverhältnis geändert werden.
  • Der Planetengetriebemechanismus 20 kombiniert oder verteilt die Drehmomente von der oder für die Brennkraftmaschine 16, von dem oder für den ersten Motorgenerator 18 und von der oder für die Ausgangsdrehwelle 6. Genauer ist der Planetengetriebemechanismus 20 ein bekannter Getriebemechanismus, der einen Differentialbetrieb unter Verwendung dreier Drehelemente (Rotationselemente) durchführt, d. h. eines Sonnenrads 20a, bei dem es sich um ein Außenzahnrad handelt, eines Ringrads 20b, bei dem es sich um ein Innenzahnrad handelt, das koaxial mit dem Sonnenrad 20a angeordnet ist, und eines Trägers 20c, der ein Ritzel hält, das in Eingriff mit dem Sonnenrad 20a und dem Ringrad 20b steht, so dass es sich seine eigene Achse dreht und das Sonnenrad 20a umkreist. Eine Ausgangswelle (d. h. Kurbelwelle gemäß diesem Ausführungsbeispiel) der Brennkraftmaschine 16 ist mit dem Träger 20c über einen Dämpfer (damper) 16b gekoppelt. Somit ist der Träger 20c ein Eingangselement des Planetengetriebemechanismus 20.
  • Der erste Motorgenerator 18 ist mit dem Sonnenrad 20a verbunden. Daher ist das Sonnenrad 20a ein sogenanntes Reaktionselement und ist das Ringrad 20b ein Ausgangselement. Das Ringrad 20b ist als ein Ausgangsteil mit der Ausgangsdrehwelle 6 gekoppelt.
  • Die E-ECU 26 erfasst einen Drehzustand einer Ausgangswelle 16a (Maschinendrehzahl NE) durch einen Drehzahlsensor 16c und erfasst ebenfalls einen Drehzustand der Ausgangsdrehwelle 6 (Ausgangswellendrehzahl NOUT) durch einen Drehzahlsensor 6a.
  • Der erste Motorgenerator 18 (der nachstehend als ”MG1” bezeichnet sein kann) ist beispielsweise aus einem Synchronelektromotor aufgebaut und weist sowohl eine Funktion als Elektromotor als auch eine Funktion als Leistungsgenerator auf, und ist elektrisch mit einer Energiespeichervorrichtung (BAT) 24 wie einer Batterie über eine Leistungssteuerungseinheit 22 verbunden. Ein erster Umrichter (INV1) 22a der Leistungssteuerungseinheit 22 kann gesteuert werden, um in geeigneter Weise das Ausgangsdrehmoment des ersten Motorgenerators 18 zu überwachen (Motorbetriebsdrehmoment oder Regenerationsdrehmoment). Für diese Einstellung wendet die Vorrichtung eine hauptsächlich aus einem Mikrocomputer aufgebaute elektronische Steuerungseinheit (MG-ECU) 28 zur Steuerung der Motorgeneratoren an.
  • Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist eine Einstellung zur Erzeugung eines regenerativen Drehmoments für den ersten Motorgenerator 18 vorgesehen, so dass der erste Motorgenerator 18 als elektrischer Leistungsgenerator arbeitet. Die MG-ECU 28 erfasst einen Drehzustand des ersten Motorgenerators 18 (eine MG1-Drehzahl MRN1) durch einen Drehzahlsensor 18a.
  • Der zweite Motorgenerator (der nachstehend auch als ”MG2” bezeichnet sein kann) 12 ist gleichermaßen aus einem Synchronelektromotor aufgebaut und weist sowohl eine Funktion als Elektromotor als auch eine Funktion als Leistungsgenerator auf. Die MG-ECU 28 steuert einen zweiten Umrichter (IMV2) 22b der Leistungssteuerungseinheit 22 zur Auswahl des Motorbetriebs (Leistungslaufbetrieb) zur Abgabe des Drehmoments und des Generatorbetriebs (regenerativen Betriebs) zum Gewinnen von Energie, und um in geeigneter Weise die Ausgangsdrehmomente in den jeweiligen Betrieben einzustellen. Die MG-ECU 28 erfasst den Drehzustand des zweiten Motorgenerators 12 (eine MG2-Drehzahl MRN2) durch einen Drehzahlsensor 12a.
  • Zusätzlich zu den Umrichtern 22a und 22b weist die Leistungssteuerungseinheit 22 einen Hochsetzsteller (boost converter) (CONV) zum Anheben der aus der Energiespeichervorrichtung 24 zugeführten Leistung und zur Zufuhr der Ergebnisse zu den Umrichtern 22a und 22b auf. Die MG-ECU 28 steuert ebenfalls diesen Hochsetzsteller 22c.
  • Eine elektronische Steuerungseinheit (B-ECU) 34, die hauptsächlich aus einem Mikrocomputer aufgebaut ist, wird zur Verwaltung des Ladezustands der Energiespeichervorrichtung 24 angewendet. Die B-ECU 34 berechnet den Ladezustand (SOC, state of charge) der Energiespeichervorrichtung 24 durch ein bekanntes Verfahren auf der Grundlage eines Lade-/Entladestroms, einer Spannung, einer Temperatur und dergleichen der Energiespeichervorrichtung 24. Weiterhin bestimmt die B-ECU 34 eine zulässige bzw. erlaubte Ladeleistung Win, d. h. einen maximalen Wert der Leistung, mit der die Energiespeichervorrichtung 24 geladen werden kann, und eine zulässige Entladeleistung Wout, d. h. einen maximalen Wert der Leistung, die aus der Energiespeichervorrichtung 24 entladen werden kann. Diese Bestimmung wird auf der Grundlage des berechneten Ladezustands unter Bezugnahme auf ein vorbestimmtes Kennfeld durchgeführt.
  • Der Kraftübertragungsmechanismus 14 kann selektiv eine Vielzahl von Übersetzungsverhältnissen (beispielsweise einen niedrigen Gang Lo und einen hohen Gang Hi) durch Kombination von In-Eingriff-Bringen und Lösen einer Vielzahl von Reibungseingriffsvorrichtungen bilden. Dieser Kraftübertragungsmechanismus 14 kann in geeigneter Weise ausgelegt sein, um einen niedrigen Gang (niedrige Gangstufe) Lo mit einem Übersetzungsverhältnis von größer als 1 zu bilden. Wenn der zweite Motorgenerator 12 den Motorbetrieb zur Abgabe des Drehmoments durchführt, kann der vorstehend beschriebene Aufbau das Ausgangsdrehmoment des zweiten Motorgenerators 12 zur Übertragung von diesen auf die Ausgangsdrehwelle 6 erhöhen. Daher kann die Kapazität und/oder die Größe des zweiten Motorgenerators 12 verringert werden.
  • Weiterhin ist es vorzuziehen, dass der zweite Motorgenerator 12 seinen Antriebswirkungsgrad in einem guten Zustand behält. Wenn daher die Drehzahl der Ausgangsdrehwelle 6 sich erhöht, beispielsweise entsprechend einer Fahrzeuggeschwindigkeit, wird ein hoher Gang Hi mit einem kleineren Übersetzungsverhältnis ausgewählt, um die Drehzahl des zweiten Motorgenerators 12 zu verringern. Weiterhin kann, wenn die Drehzahl der Ausgangsdrehwelle 6 sich verringert, der niedrige Gang Lo erneut ausgewählt werden.
  • Das ”Übersetzungsverhältnis” gemäß dieser Beschreibung ist ein Wert, der durch Dividieren der aus dem Motorgenerator 12 auf den Kraftübertragungsmechanismus 14 übertragenen Drehzahl durch die entsprechende Ausgangsdrehzahl erhalten wird, die von dem Kraftübertragungsmechanismus 14 auf die Ausgangsdrehwelle 6 übertragen wird. Somit wird, wenn das Übersetzungsverhältnis größer als 1 ist, eine Leistung, bei der die Drehzahl geringer und das Drehmoment größer als diejenigen des zweiten Motorgenerators 12 sind, auf die Ausgangsdrehwelle 6 übertragen.
  • Genauer ist der Kraftübertragungsmechanismus 14 aus einem Satz von Planetengetriebemechanismen der Ravigneaux-Bauart aufgebaut. Genauer ist der Kraftübertragungsmechanismus 14 mit Außenzahnrädern, d. h. ersten und zweiten Sonnenrädern 14a und 14b versehen. Das erste Sonnenrad 14a steht in Eingriff mit einem kurzen Ritzel 14c, das in Eingriff mit einem langen Ritzel 14d steht, das eine längere axiale Länge aufweist. Das lange Ritzel 14d steht weiterhin in Eingriff mit einem Ringrad 14e, das koaxial mit den Sonnenrändern 14a und 14b angeordnet ist. Ein Träger 14f trägt jeden der Ritzel 14c und 14d, um um seine eigene Achse zu drehen und um zu umkreisen. Das zweite Sonnenrad 14b steht im Eingriff mit dem langen Ritzel 14d. Daher bilden das erste Sonnenrad 14a und das Ringzahnrad 14e einen Mechanismus, der einem Planetengetriebemechanismus der Doppelritzelbauart entspricht, zusammen mit den jeweiligen Ritzeln 14c und 14d, und bilden das zweite Sonnenrad 14b und das Ringrad 14e einen Mechanismus, der einen Planetengetriebemechanismus der Einzelritzelbauart entspricht, zusammen mit dem langen Ritzel 14d.
  • Weiterhin sind eine erste Bremse B1, die selektiv das erste Sonnenrad 14a festhält, als auch eine zweite Bremse B2 angeordnet, die selektiv das Ringrad 14e festhält. Diese Bremsen B1 und B2 sind Reibungseingriffsvorrichtungen, die eine Eingriffskraft durch eine Reibungskraft erzeugen, und können durch Eingriffsvorrichtungen der Mehrplattenbauart (multi plate type) oder Eingriffsvorrichtungen der Bandbauart jeweils gebildet sein. Jede der Bremsen B1 und B2 ist typischerweise zum kontinuierlichen Ändern seiner Drehmomentkapazität entsprechend einer durch einen Hydraulikdruck erzeugen Eingriffskraft eingerichtet.
  • Weiterhin ist das zweite Sonnenrad 14b mit dem zweiten Motorgenerator 12 gekoppelt, und ist der Träger 14f mit der Ausgangsdrehwelle 6 gekoppelt. In dem Kraftübertragungsmechanismus 14 ist daher das zweite Sonnenrad 14b ein Eingangselement und ist der Träger 14f ein Ausgangselement. Wenn die erste Bremse B1 sich in Eingriff befindet und die zweite Bremse B2 gelöst ist, ist der hohe Gang Hi eingestellt. Wenn die erste Bremse B1 gelöst ist und die zweite Bremse B2 sich in Eingriff befindet, ist der niedrige Gang Lo mit einem größeren Übersetzungsverhältnis eingestellt.
  • Der Schaltvorgang (Schaltbetrieb) zwischen den verschiedenen Gängen wird auf der Grundlage von Fahrzuständen wie einer Fahrzeuggeschwindigkeit und einer angeforderten Antriebskraft (oder eines Fahrpedalbetätigungsgrads bzw. -ausmaßes) ausgeführt. Genauer sind Gangbereiche als ein Kennfeld (Schaltdiagramm) vorherbestimmt und die Steuerung wird durchgeführt, um einen der Gänge entsprechend dem erfassten Fahrzustand einzustellen. Eine elektronische Steuerungseinheit (T-ECU) 30 zur Schaltsteuerung, die hauptsächlich aus einem Mikrocomputer aufgebaut ist, wird zur Durchführung der vorstehend beschriebenen Steuerung angewendet.
  • Die elektronischen Steuerungseinheiten 26, 28, 30 und 34 sind miteinander über eine Kommunikationsverbindung 32 zur Datenkommunikation zwischen diesen verbunden, und arbeiten miteinander zur Ausführung der Steuerungsverarbeitung.
  • 2 zeigt Nomogramme (Ausrichtungsdiagramme, Liniendiagramme) zwischen der Maschine 26 und den ersten und zweiten Motorgeneratoren 18 und 12.
  • 2(a) zeigt ein Nomogramm in Bezug auf den Planetengetriebemechanismus 20, der dem ”Ausgangsverteilungsmechanismus” entspricht. Gemäß 1 und 2(a) erscheint, wenn das Sonnenrad 20a ein durch den ersten Motorgenerator 18 erzeugtes Reaktionskraftdrehmoment zu dem dem Träger 20c beaufschlagten Ausgangsdrehmoment der Maschine 16 empfängt, ein Drehmoment, das kleiner als das aus der Maschine 16 zugeführte Drehmoment ist, auf dem Ringrad 20b, das das Ausgangselement bildet. Daher wird ein Teil des Ausgangsdrehmoments der Maschine 16 zu dem ersten Motorgenerator 18 verteilt, und wird das Restliche auf die Ausgangsdrehwelle 6 verteilt. Der erste Motorgenerator 18, der dieses verteilte Drehmoment empfängt, fungiert als Leistungsgenerator.
  • Die Drehzahl des ersten Motorgenerators 18 (MG1-Drehzahl MRN1), die Drehzahl der Maschine 16 (Maschinendrehzahl ME) und die Drehzahl des Ringrads 20b (Ausgangswellendrehzahl MOUT) sind auf einer Geraden angeordnet, die entsprechend den Übersetzungsverhältnissen zwischen den Elementen des Planetengetriebemechanismus 20 bestimmt ist. Daher kann, wenn die Drehzahl des Ringrads 20b (NOUT) konstant ist, die Drehzahl des ersten Motorgenerators 18 (MRN1) in geeigneter Weise derart geändert werden, dass die Drehzahl der Maschine 16 (ME) kontinuierlich, d. h. in einer schrittlosen Weise geändert werden kann. Somit kann durch Steuerung der Drehzahl des ersten Motorgenerators 18 die Maschine 16 in dem effizientesten Drehzahlbereich betrieben werden.
  • 2(b) zeigt ein Nomogramm, das sich auf dem Planetengetriebemechanismus der Ravigneaux-Bauart bezieht, das in dem Kraftübertragungsmechanismus 14 enthalten ist. Gemäß 1 und 2(b) wird, wenn die zweite Bremse B2 sich in Eingriff befindet, so dass das Ringrad 14e festgehalten wird, der niedrige Gang Lo eingestellt. Wenn die erste Bremse B1 sich in Eingriff befindet, um das erste Sonnenrad 14a festzuhalten, wird ein hoher Gang Hi mit einem kleineren Übersetzungsverhältnis als der niedrige Gang Lo eingestellt.
  • Wenn der niedrige Gang Lo eingestellt ist, wird das Ausgangsdrehmoment des zweiten Motorgenerators 12 entsprechend dem Übersetzungsverhältnis angehoben und wird zu der Ausgangsdrehwelle 6 hinzugefügt. Wenn im Gegensatz dazu der hohe Gang Hi eingestellt ist, wird das aus dem zweiten Motorgenerator 12 zugeführte Drehmoment mit einer kleineren Erhöhungsrate als bei dem niedrigen Gang Lo angehoben und wird zu der Ausgangsdrehwelle 6 hinzugefügt. Das der Ausgangsdrehwelle 6 hinzugefügte Drehmoment ist positiv, wenn der zweite Motorgenerator 12 sich in dem Antriebszustand (Motorbetriebszustand) befindet, und ist negativ, wenn er sich in einem angetriebenen Zustand (Regenerationszustand, Generatorbetriebszustand) befindet.
  • Die Drehzahl des zweiten Motorgenerators 12 (MG2-Drehzahl MRN2) und die Drehzahl des Ringrads 22b (Ausgangswellendrehzahl NOUT) sind auf einer geraden Linie angeordnet, die entsprechend den Übersetzungsverhältnissen zwischen den Elementen bestimmt ist, die den Kraftübertragungsmechanismus bilden. Daher ist unter der Annahme, dass die Drehzahl des Trägers 14f (Ausgangswellendrehzahl NOUT) konstant ist, die Drehzahl des zweiten Motorgenerators 12 gleich einer (nachstehend als Hochgangdrehzahl bezeichnete) Drehzahl im hohen Gang NHG, wenn der hohe Gang Hi eingestellt ist, und wird auf eine (nachstehend als Niedriggangdrehzahl bezeichnete) Drehzahl im niedrigen Gang NLG ansteigen, wenn der niedrige Gang Lo eingestellt ist.
  • Das in 1 gezeigte Hybridantriebsgerät 1 treibt die Maschine 16 so effizient wie möglich an, um die Menge an Emissionen zu verringern, und um gleichzeitig den Kraftstoffverbrauch zu verbessern. Der Motorgenerator kann eine Energiewiedergewinnung (Energieregeneration) durchführen, und dies verbessert ebenfalls den Kraftstoffverbrauch. Daher arbeitet, wenn eine große Antriebskraft erforderlich ist, der zweite Motorgenerator 12 derart, dass dessen Drehmoment zur Ausgangsdrehwelle 6 hinzugefügt wird, während die Maschine 16 ihr Ausgangsdrehmoment auf die Ausgangsdrehwelle 6 überträgt. In diesem Fall wird, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit gering ist, der Kraftübertragungsmechanismus 14 in den niedrigen Gang Lo versetzt, um das auf diese Weise hinzugefügte Drehmoment zu erhöhen. Wenn danach die Fahrzeuggeschwindigkeit ansteigt, wird der Kraftübertragungsmechanismus 14 auf den hohen Gang Hi eingestellt, um die Drehzahl des zweiten Motorgenerators zu verringern. Der Zweck davon besteht darin, den guten Antriebswirkungsgrad des zweiten Motorgenerators 12 beizubehalten, und um dadurch eine Verschlechterung des Kraftstoffverbrauchs zu verhindern.
  • Wenn im Gegensatz dazu ein Bremsvorgang (Bremsbetrieb) während des Fahrens bei einer gewissen Fahrzeuggeschwindigkeit durchgeführt wird, tritt der zweite Motorgenerator 12 in den angetriebenen Zustand ein, um die Energiewiedergewinnung (Energieregeneration) durchzuführen. Wenn sich die Fahrzeuggeschwindigkeit verringert, findet ein Schaltvorgang (Schaltbetrieb) von dem hohen Gang Hi zu dem niedrigen Gang Lo statt.
  • (Schaltsteuerung, die durchgeführt wird, wenn Ausgangsvariationen aufgrund einer Drehmomentreduktion (torque down) zugelassen sind)
  • Nachstehend ist die Drehmomentreduktionssteuerung (torque down control) in dem Schaltvorgang von dem hohen Gang Hi zu dem niedrigen Gang Lo beschrieben. Zunächst ist die Schaltsteuerung beschrieben, die durchgeführt wird, wenn Ausgangsvariationen aufgrund der Drehmomentreduktion in dem Fall zugelassen sind, in dem der Ladezustand (SOC) der Energiespeichervorrichtung gleich oder höher als ein Referenzwert ist und das Laden begrenzt wird.
  • 3 zeigt ein Zeitverlaufsdiagramm, das die Schaltsteuerung veranschaulicht, die durchgeführt wird, wenn Ausgangsvariationen aufgrund der Drehmomentreduktion gemäß dem Ausführungsbeispiel zugelassen sind. 3(a) zeigt das Ausgangsdrehmoment des MG2. 3(b) zeigt die Maschinendrehzahl NE. 3(c) zeigt die MG2-Drehzahl MRN2. 3(d) zeigt ein Ausgangsdrehmoment des MG1. 3(e) zeigt einen Hydraulikdruck (Eingriffsdruck) der ersten Bremse B1. 3(f) zeigt einen Hydraulikdruck (Eingriffsdruck) der zweiten Bremse B2.
  • 3 zeigt den Fall, in dem der zweite Motorgenerator 12 die Energiewiedergewinnung durchführt, um die Fahrzeuggeschwindigkeit zu verringern, wodurch das Schalten von dem hohen Gang Hi zu dem niedrigen Gang Lo durchgeführt wird. Wie es in 3(a) gezeigt ist, ist daher das Ausgangsdrehmoment des zweiten Motorgenerators 12 negativ (der angetriebene Zustand), unmittelbar bevor das Schalten von dem hohen Gang Hi zu dem niedrigen Gang Lo zu einem Zeitpunkt t11 angefordert wird. Wenn die Schaltanforderung zu dem Zeitpunkt t11 angefordert wird, ändert sich das Ausgangsdrehmoment des zweiten Motorgenerators 12 von einem negativen Wert zu null hin. Der Schaltvorgang startet zu einem Zeitpunkt t12, wenn das Ausgangsdrehmoment des zweiten Motorgenerators 12 null wird. Dadurch verringert sich der Hydraulikdruck der ersten Bremse B1, wie es in 3(e) gezeigt ist, und verringert sich die Eingriffskraft der ersten Bremse B1. Nach dem Verringern des Hydraulikdrucks der ersten Bremse B1 wird der Hydraulikdruck der zweiten Bremse B2 in einer pulsartigen Weise zugeführt, wie es in 3(f) gezeigt ist, so dass die Eingriffskraft der ersten Bremse B1 erhöht wird.
  • Darauffolgend beginnt das Ausgangsdrehmoment des MG2, sich zu einem Zeitpunkt t13 zu erhöhen, wie es in 3(a) gezeigt ist, um die MG2-Drehzahl MRN2 auf die Solldrehzahl (Niedriggangdrehzahl NLG) entsprechend dem niedrigen Gang Lo zu erhöhen. Entsprechend dieser Erhöhung des Ausgangsdrehmoments des MG2 steigt die MG2-Drehzahl MRN2 an, wie es in 3(c) gezeigt ist. Eine Drehmomentreduktion (torque down) wird an dem MG2 zu einem Zeitpunkt t14 ausgeführt, wenn die MG2-Drehzahl MRN2 die Niedriggangdrehzahl NLG um eine vorgebestimmte Größe überschreitet. Somit verringert sich das Ausgangsdrehmoment des MG2 auf oder unterhalb eine vorbestimmten Werts. Zu diesem Zeitpunkt wird die Drehmomentreduktion an dem MG1 zur Beschränkung einer überschüssigen Leistung in der durch den MG1 erzeugten Leistung ausgeführt.
  • Durch die Drehmomentreduktion des MG2 verringert sich die MG2-Drehzahl MRN2, wie es in 3(c) gezeigt ist. Parallel dazu ändern sich die Drücke der Bremsen B1 und B2 zu der Lösungsseite und Eingriffsseite entsprechend der Einstellung des niedrigen Gangs Lo, wie es jeweils in 3(e) und 3(f) gezeigt ist. Dann wird bestimmt, dass der Eingriffszustand erzielt worden ist (Zeitpunkt t15), wenn der Übertragungsweg (genauer der unvollständige Übertragungsweg) entsprechend dem niedrigen Gang Lo von dem MG2 zu der Ausgangsdrehwelle 6 geformt ist und die MG2-Drehzahl MRN2 im Wesentlichen mit der Niedriggangdrehzahl NLG übereinstimmt, obwohl die Übertragung abläuft (pass). Dadurch ändern sich die Ausgangsdrehmomente des MG2 und des MG1 zu den Werten entsprechend dem Fahrzustand des Fahrzeugs, wie es jeweils in 3(a) und 3(d) gezeigt ist. Außerdem ist die Bremse B1 vollständig gelöst und ist die Bremse B2 vollständig im Eingriff.
  • Schließlich endet die Schaltsteuerung zu einem Zeitpunkt t16, und kehrt die Steuerung zu der normalen Fahrtsteuerung zurück. Eine Zeitdauer α zwischen den Zeitpunkten t13 und t14 entspricht der Zeitdauer, während der ein ”erster Steuerungsvorgang” an dem MG2 ausgeführt wird, und entspricht eine Zeitdauer β zwischen den Zeitpunkten t14 und t15 der Zeitdauer, während der ein ”zweiter Steuerungsvorgang” an dem MG2 ausgeführt wird. Die Zeitdauer α wird ebenfalls als ”Trägheitsphase” bezeichnet.
  • Entsprechend der vorstehend beschriebenen Schaltsteuerung verursacht die Ausführung der Drehmomentreduktion des MG1 und des MG2 zu dem Zeitpunkt t14 relativ große Ausgangsvariationen, d. h. ein Ungleichgewicht (Turbulenz) in dem Drehmoment tritt in dem Hybridantriebsgerät 1 auf. Diese Variationen im Ausgang können die Drehzahl der Maschine 16 erhöhen. Die Maschine 16 ist derart ausgelegt, dass sie ein obere Grenzdrehzahl NEmax aufweist, die eine zulässige maximale Drehzahl ist, und die Maschinendrehzahl NE muss derart beibehalten werden, dass sie nicht diese obere Grenzdrehzahl NEmax überschreitet. Daher sind, wenn die Maschinendrehzahl NE keinen ausreichenden Spielraum in Bezug auf die obere Grenzdrehzahl NEmax aufweist, die Ausgangsvariationen aufgrund der Drehmomentreduktion nicht erlaubt bzw. zulässig, und wird die Ausführung der Drehmomentreduktion des MG2 und des MG1 beschränkt. Daher kann in einigen Fällen die Schalterschütterung nicht verhindert werden.
  • (Schaltsteuerung, die durchgeführt wird, wenn die Ausgangsvariationen aufgrund der Drehmomentreduktion nicht erlaubt sind)
  • Dementsprechend führt, selbst wenn ein Drehzahlspielraum NEmgn in Bezug auf die obere Grenzdrehzahl NEmax klein ist, das Hybridantriebsgerät 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel eine Schaltsteuerung aus, die zuverlässig die Schalterschütterung verhindern kann.
  • Genauer wird, während das Laden der Energiespeichervorrichtung 24 begrenzt wird, und insbesondere bevor die Drehmomentreduktion ausgeführt wird, bestimmt, ob die Ausgangsvariationen aufgrund der Drehmomentreduktion des MG1 und des MG2 erlaubt sind oder nicht. Wenn bestimmt wird, dass die Ausgangsvariationen nicht erlaubt sind, wird im Vergleich zu dem Fall, in dem die vorstehend beschriebenen Ausgangsvariationen erlaubt sind, das Ausgangsdrehmoment des MG2 in dem ”ersten Steuerungsvorgang” (Trägheitsphase) begrenzt.
  • Die vorstehend beschriebenen Begrenzung auf das Ausgangsdrehmoment kann in verschiedenen Weisen durchgeführt werden, wobei gemäß dem Ausführungsbeispiel ein erster Grenzwert TLIM1, der entsprechend einen später beschriebenen Schaltfortschrittsgrad PRG bestimmt wird, und ein zweiter Grenzwert TLIM2 angewendet wird, der entsprechend einen Drehzahlspielraum NEmgn in Bezug auf die obere Grenzdrehzahl NEmax bestimmt wird. Das Ausgangsdrehmoment wird begrenzt, um weder den ersten Grenzwert TLIM1 noch den zweiten Grenzwert TLIM2 zu überschreiten. Zur Anwendung der vorstehend beschriebenen Grenzwerte TLIM1 und TLIM2 wird gemäß diesem Ausführungsbeispiel bestimmt, ob die Ausgangsvariationen beim Start des Schaltvorgangs erlaubt sind oder nicht.
  • 4 veranschaulicht ein Verfahren zur Berechnung des Schaltfortschrittsgrad PRG.
  • Gemäß 4 definiert die Größe der MG2-Drehzahl MRN2 den Schaltfortschrittsgrad PFG in dem Schaltvorgang von dem hohen Gang Hi zu dem niedrigen Gang Lo. Somit beträgt der Schaltfortschrittsgrad PRG 0%, wenn die MG2-Drehzahl MRN2 gleich der Hochgangdrehzahl NHG ist. Wenn die MG2-Drehzal MRN2 gleich der Niedriggangdrehzahl NLG ist, beträgt der Schaltforschrittsgrad PRG 100%.
  • Somit gibt der Schaltforschrittsgrad PRG einen Grad des Erreichens der gegenwärtigen MG2-Drehzahl MRN2 in Bezug auf die Drehzahl entsprechend dem niedrigen Gang Lo an, und bedeutet einen Grad des Abschlusses (Vervollständigung) des Schaltprozesses von dem hohen Gang Hi zu dem niedrigen Gang Lo.
  • Der erste Steuerungswert bzw. Grenzwert TLIM1 weist eine Charakteristik auf, die im Wesentlichen entgegengesetzt zu derjenigen des Schaltfortschrittsgrads PRG ist, und ist derart bestimmt, dass sie sich mit dem Fortschritt des Schaltvorgangs verringert. Durch Verwendung des ersten Grenzwerts TLIM1 entsprechend dem Schaltfortschrittsgrad PRG wird die Begrenzung des Ausgangsdrehmoments des MG2 relativ gelockert bzw. entspannt, wenn der Vorgang sich in der Anfangsstufe der Trägheitsphase befindet, d. h. wenn es notwendig ist, die MG2-Drehzal MRN2 zu einem hohen Ausmaß anzuheben und ein geeigneter Zeitspielraum vor der Ausführung der Drehmomentreduktion vorhanden ist. Im Gegensatz dazu wird die Begrenzung des Ausgangsdrehmoments des MG2 während der letzteren Stufe der Trägheitsphase verbessert bzw. angehoben, d. h. wenn die Notwendigkeit zur Anhebung der MG2-Drehzahl MRN2 klein ist und die Drehmomentreduktion bald ausgeführt wird.
  • Der zweite Grenzwert TLIM2 ist derart definiert, dass er im Wesentlichen proportional zu dem Drehzahlspielraum NEmgn in Bezug auf die obere Grenzdrehzahl NEmax ist.
  • 5 zeigt ein Zeitverlaufsdiagramm, das die Schaltsteuerung gemäß dem Ausführungsbeispiel darstellt, die durchgeführt wird, wenn die Ausgangsvariationen aufgrund der Drehmomentreduktion nicht erlaubt sind. 5(a) zeigt den Fahrpedalbetätigungsgrad. 5(b) zeigt das Ausgangsdrehmoment des MG2. 5(c) zeigt die Maschinendrehzahl NE. 5(d) zeigt die MG2-Drehzahl MRN2.
  • Ähnlich wie 3 zeigt 5 den Fall, in dem das Schalten von dem hohen Gang Hi zu dem niedrigen Gang Lo durchgeführt wird, wenn der MG2 die Energieregeneration (Energiewiedergewinnung) zur Verringerung der Fahrzeuggeschwindigkeit durchführt. Eine Anforderung zum Schalten von dem hohen Gang Hi zu dem niedrigen Gang Lo wird zu einem Zeitpunkt t1 ausgegeben, und der Schaltvorgang startet zu einem Zeitpunkt t2. Beim Start dieses Schaltvorgangs wird auf der Grundlage des Drehzahlspielraums NEmgn bestimmt, ob die Ausgangsvariationen erlaubt sind oder nicht. Natürlich zeigt 5 den Betrieb in dem Fall, in dem die Ausgangsvariationen nicht erlaubt sind.
  • Die Vorgänge bzw. der Betrieb der verschiedenen Abschnitte von dem Zeitpunkt t1 bis zu dem Zeitpunkt t3 sind im Wesentlichen dieselben wie diejenigen vom Zeitpunkt t11 zu dem Zeitpunkt t3 gemäß 3, so dass deren Beschreibung nicht wiederholt wird.
  • Wie es in 5(b) gezeigt ist, beginnt das Ausgangsdrehmoment des MG2 zu einem Zeitpunkt t14 sich zu erhöhen, um die Drehzahl des zweiten Motorgenerators 12 auf eine Solldrehzahl (Niedriggangdrehzahl NLG) entsprechend dem niedrigen Gang Lo anzuheben. Das Ausgangsdrehmoment des MG2 in dem Schaltvorgang wird derart gesteuert, dass es mit dem größeren Wert übereinstimmt, der zwischen dem Drehmomentanforderungswert auf der Grundlage der Schaltsteuerung und dem Drehmomentanforderungswert auf der Grundlage der Fahrtsteuerung ausgewählt wird. Wenn daher das Fahrpedal betätigt wird, so dass der Fahrpedalbetätigungsgrad zu dem Zeitpunkt t3 ansteigt, wie es in 5(a) gezeigt ist, steigt das Ausgangsdrehmoment des MG2 entsprechend dem Drehmomentanforderungswert entsprechend diesen Fahrpedalbetätigungsgrad an.
  • Im Gegensatz dazu wird in der Trägheitsphase (Zeitdauer α) das Ausgangsdrehmoment MG2 derart begrenzt, dass es nicht den ersten Grenzwert TLIM1, der entsprechend dem Schaltfortschrittsgrad PRG bestimmt wird, und den zweiten Grenzwert TLIM2 überschreitet, der entsprechend dem Drehzahlspielraum NEmgn bestimmt wird. Somit wird der Bereich des Ausgangsdrehmoments des MG2 auf den kleineren der ersten und zweiten Grenzwerte TLIM1 und TLIM2 begrenzt. Wie es in 5(b) gezeigt ist, stimmt das Ausgangsdrehmoments des MG2 mit dem zweiten Grenzwert TLIM2 während einer Zeitdauer zwischen den Zeitpunkten t4 und t5 überein, und stimmt mit dem ersten Grenzwert TLIM1 während einer Zeitdauer zwischen den Zeitpunkt t5 und t6 überein.
  • Wie es vorstehend beschrieben worden ist, ist das Ausgangsdrehmoment des MG2 in der letzten Stufe der Trägheitsphase ausreichend klein. Daher sind die Ausgangsvariationen, die zu dem Zeitpunkt t6 auftreten, wenn die Drehmomentreduktion an dem MG2 ausgeführt wird, im Vergleich mit dem Fall gemäß 3(a) extrem klein. Daher hebt die Drehmomentreduktion die Drehzahl der Maschine 16 nicht an. Der langsame Anstieg der Drehzahl der Maschine 16 gemäß 5(c) wird durch die Betätigung des Fahrpedals durch den Fahrer verursacht, und wird nicht durch den Einfluss der Drehmomentreduktion verursacht.
  • Zu dem Zeitpunkt t6 wird, obwohl dies nicht gezeigt ist, die Drehmomentreduktion an dem MG1 ausgeführt. Die Größe dieser Drehmomentreduktion an dem MG1 kann extrem klein sein, ähnlich zu der Drehmomentreduktion des MG2. Daher ist das Ungleichgewicht im Drehmoment, das in dem Hybridantriebsgerät 1 auftritt, extrem klein.
  • Wenn zu einem Zeitpunkt t7 bestimmt wird, dass der Eingriffszustand erreicht ist, ändert sich das Ausgangsdrehmoment des MG2 zu dem Wert entsprechend dem Fahrzustand des Fahrzeugs, ähnlich wie in dem Fall gemäß 3. Auf diese Weise endet die Schaltsteuerung zu dem Zeitpunkt t8, und wird die Steuerung zu der normalen Fahrsteuerung umgeschaltet.
  • Die Betätigung der Hydraulikbremsen B1 uns B2 sind im Wesentlichen dieselben wie diejenigen gemäß 3(e) und 3(f), und sind daher nicht in 5 gezeigt.
  • Wie es vorstehend beschrieben worden ist, kann die MG2-Drehzahl MRN2 in der Anfangsstufe der Trägheitsphase (Zeitdauer a) relativ schnell ansteigen, und können weiterhin die Ausgangsvariationen aufgrund der Drehmomentreduktion in der letzten Stufe der Trägheitsphase (Zeitdauer a) reduziert werden. Daher kann im Vergleich mit dem Fall, in dem die Ausgangsdrehmoment mit Begrenzung des MG2 gemäß 3 nicht durchgeführt wird, eine signifikante Verzögerung des Schalbetriebs verhindert werden, und kann der Anstieg der Drehzahl der Maschine 16 aufgrund der Ausgangsvariationen reduziert werden, so dass ein Situation unterdrückt werden kann, dass die Maschine 16 die obere Grenzdrehzahl NEmax erreicht.
  • Weiterhin kann der MG2 in der Anfangsstufe der Trägheitsphase (Zeitdauer a) ein relativ großes Ausgangsdrehmoment erzeugen. Daher kann, selbst wenn der Fahrer das Fahrpedal zur Erhöhung des Drehmomentanforderungswerts herunterdrückt bzw. betätigt, eine Verschlechterung im Ansprechen, d. h. ein sogenanntes ”Verzögerungsgefühl” (lag feeling) verhindert werden.
  • (Steuerungsstruktur)
  • Nachstehend ist eine Steuerungsstruktur zur Implementierung der vorstehend beschriebenen Schaltsteuerung beschrieben.
  • 6 zeigt ein Funktionsblockschaltbild, das einen wesentlichen Abschnitt der Steuerungsstruktur gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht. Die in 6 gezeigte Steuerungsstruktur kann durch elektronische Steuerungseinheiten 26, 28, 30 und 34 gemäß 1 implementiert werden, die zusammenarbeiten, um die Verarbeitung entsprechend den verschiedenen Funktionsblöcken gemäß vorab gespeicherten Programmen auszuführen.
  • Gemäß 6 wird in der Steuerungsstruktur gemäß dem Ausführungsbeispiel ein Teil eines MG2-Drehmomentanforderungswerts TMG2*, das durch eine MG2-Drehmomentanforderungswert-Erzeugungseinheit 100 erzeugt wird, durch eine Begrenzungseinheit 102 auf einen Grenzwert TLIM oder darunter begrenzt, und wird dann zu einem oberen Anschluss einer Schalteinheit 104 zugeführt. Der Rest wird direkt einem unteren Anschluss der Schalteinheit 104 zugeführt. Entweder der begrenzte MG2-Drehmomentanforderungswert oder der MG2-Drehmomentanforderungswert TMG2* wird als der MG2-Drehmomentanforderungswert ausgegeben, entsprechend davon, ob eine Und-Einheit 120 eine Ausgangsvariationsbegrenzungsanforderung ausgegeben hat oder nicht. Genauer wird der aus der MG2-Drehmomentanforderungswert-Erzeugungseinheit 100 bereitgestellte MG2-Drehmomentanforderungswert TMG2* lediglich begrenzt, wenn die Und-Einheit 120 die Ausgangsvariationsbegrenzungsanforderung ausgegeben hat. Der MG2 wird entsprechend dem aus der Schalteinheit 104 bereitgestellten MG2-Drehmomentanforderungswert gesteuert.
  • Die MG2-Drehmomentanforderungswert-Erzeugungseinheit 100 erzeugt den MG2-Drehmomentanforderungswert TMG2* auf der Grundlage der Schaltanforderung, des Fahrpedalbetätigungsgrads, der Maschinendrehzahl NE, der MG1-Drehzahl MRN1 und der MG2-Drehzahl MRN2.
  • Eine Minimalwertauswahleinheit (MIN) 118 gibt als Grenzwert TLIM den kleineren Wert aus, der zwischen dem ersten Grenzwert TLIM1, der durch eine Schaltfortschrittsgrad-Berechnungseinheit 110 und einer ersten Grenzwertcharakteristik-Speichereinheit 112 erzeugt wird, und einen zweiten Grenzwert TLIM2 ausgewählt wird, der durch eine Subtraktionseinheit 114 und einer zweiten Grenzwertcharakteristik-Speichereinheit 116 erzeugt wird.
  • Die Schaltfortschrittsgrad-Berechnungseinheit 110 berechnet einen Schaltfortschrittsgrad PRG auf der Grundlage der MG2-Drehzahl MRN2. Die erste Grenzwertcharakteristik-Speichereinheit 112 bestimmt den ersten Grenzwert TLIM1 unter Bezugnahme auf ein Kennfeld, in dem der berechnete Schaltfortschrittsgrad PRG mit dem ersten Grenzwert TLIM1 korreliert ist, oder auf der Grundlage einer vorbestimmten Gleichung.
  • Die Subtraktionseinheit 114 berechnet den Drehzahlspielraum NEmgn durch Subtrahieren der gegenwärtigen Maschinedrehzahl NE von der oberen Grenzdrehzahl NEmax der Maschine 16. Die zweite Grenzwertspeichereinheit 116 bestimmt den zweiten Grenzwert TLIM2 unter Bezugnahme auf ein Kennfeld, in dem der berechnete Drehzahlspielraum NEmgn mit dem zweiten Grenzwert TLIM2 korreliert ist, oder auf der Grundlage einer vorbestimmten Gleichung.
  • Eine Untersuchungseinheit 122 bestimmt auf der Grundzahl des durch die Subtraktionseinheit 114 berechneten Drehzahlzahlspielraums NEmgn, ob die Ausgangsvariationen auf Grund der Drehmomentreduktion erlaubt sind oder nicht. Insbesondere bestimmt, wenn Drehzahlspielraum NEmgn kleiner als ein Schwellwert δ ist, die Untersuchungseinheit 122, dass die Ausgangsvariationen nicht erlaubt sind, und gibt eine Drehzahlbegrenzungsanforderung aus. Der Schwellwert δ kann vorab durch Experimente entsprechend dem Ansprechcharakteristiken der Maschine 16 und dergleichen erhalten werden. Eine Untersuchungseinheit 124 bestimmt auf der Grundlage des Ladezustands SOC der Energiespeichervorrichtung 24 oder der erlaubten Entladeleistung Wout, ob die Energiespeichervorrichtung 24 sich in einem übergeladenen Zustand befindet oder nicht.
  • Die Untersuchungseinheit 124 gibt eine Ladungsbegrenzungsanforderung aus, wenn diese bestimmt, dass die Energiespeichervorrichtung 24 sich in dem übergeladenen Zustand befindet und die Ladungsbegrenzung notwendig ist. Die Untersuchungseinheiten 122 und 124 führen die Bestimmungsverarbeitung entsprechend dem Startzeitpunkt (Startzeitverlauf) des Schaltvorgangs aus. Wenn die Untersuchungseinheiten 122 und 124 jeweils die Drehzahlbegrenzungsanforderung und die Ladungsbegrenzungsanforderung ausgeben, gibt die Und-Einheit 120 eine Ausgangsvariationsbegrenzungsanforderung zur der Schalteinheit 104 aus, um das Ausgangsdrehmoment des MG2 zu beschränken.
  • Wenn die Untersuchungseinheit 124 die Ladungsbegrenzungsanforderung ausgibt, erzeugt eine MG1-Drehmomentanforderungswert-Erzeugungseinheit 106 einen MG1-Drehmomentanforderungswert TMG1*, um die Drehmomentreduktion in dem MG1 zusammen mit der Ausführung der Drehmomentreduktion in dem MG2 auszuführen. Der MG1 wird entsprechend dem MG1-Drehmomentanforderungswert TMG1* gesteuert, der aus der MG1-Drehmomentanforderungswert-Erzeugungseinheit 106 bereitgestellt wird.
  • (Verarbeitungsablauf)
  • Die Verarbeitungsprozeduren in Bezug auf den Schaltvorgang von dem hohen Gang Hi zu dem niedrigen Gang Lo gemäß dem Ausführungsbeispiel, die bereits beschrieben worden sind, können wie nachstehend beschrieben zusammengefasst werden.
  • 7 zeigt ein Flussdiagramm, das Verarbeitungsprozeduren in Bezug auf den Schaltvorgang gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht.
  • Gemäß 7 wird in Schritt S2 bestimmt, ob eine Schaltanforderung von dem hohen Gang Hi zu dem niedrigen Gang Lo ausgegeben worden ist oder nicht. Wenn die Schaltanforderung nicht ausgegeben worden ist (NEIN in Schritt S2), wird die Verarbeitung in Schritt S2 wiederholt, bis die Schaltanforderung ausgegeben wird.
  • Wenn die Schaltanforderung ausgegeben worden ist (JA in Schritt S2), geht die Verarbeitung zu Schritt S4 über, und es wird bestimmt, ob das Laden der Energiespeichervorrichtung 24 begrenzt wird oder nicht. Wenn das Laden der Energiespeichervorrichtung 24 begrenzt wird (JA in Schritt S4), geht die Verarbeitung zu Schritt S6 über, um die MG2- und MG1-Drehmomentreduktion zur Schaltverarbeitung auszuführen. Wenn das Laden der Energiespeichervorrichtung 24 nicht begrenzt wird (NEIN in Schritt S4), geht die Verarbeitung zu Schritt S8 über, um die MG2-Drehmomentreduktionsschaltverarbeitung auszuführen. Die Drehmomentreduktionsschaltverarbeitung in den Schritten S6 und S8 implementiert den Schaltvorgang (Schaltbetrieb) von dem hohen Gang Hi zu dem niedrigen Gang Lo. Die Drehmomentreduktionsschaltverarbeitung in Schritten S6 und S8 implementiert den Schaltvorgang von dem hohen Gang Hi zu dem niedrigen Gang Lo. Wenn der Schritt S6 oder der Schritt S8 ausgeführt wird, um den Schaltvorgang abzuschließen bzw. zu vervollständigen, kehrt die Verarbeitung zu dem Anfangsschritt zurück.
  • Nachstehend sind Einzelheiten der vorstehend beschriebenen MG1- und MG2-Drehmomentreduktionsschaltverarbeitung in Schritt S6 beschrieben.
  • 8 zeigt ein Flussdiagramm, das Einzelheiten der MG2- und MG1-Drehmomentreduktionsschaltverarbeitung veranschaulicht.
  • Gemäß 8 wird die Verarbeitung zunächst in Schritt S100 durchgeführt, um den Drehzahlspielraum NEmgn in Bezug auf die obere Grenzdrehzahl NEmax der Maschinendrehzahl NE zu berechnen. Dann geht die Verarbeitung zu Schritt S102 über, um zu bestimmen, ob der Drehzahlspielraum NEmgn kleiner als der Schwellwert δ ist oder nicht. Wenn der Drehzahlspielraum NEmgn kleiner als der Schwellwert δ ist (JA in Schritt S102), geht die Verarbeitung zu Schritt S104 über, und es wird bestimmt, dass die Ausgangsvariationen aufgrund der Drehmomentreduktion nicht erlaubt sind. Die Verarbeitung in und nach dem Schritt S104 ist nachstehend unter Bezugnahme auf 5 beschrieben.
  • Nach der Ausführung in Schritt S104 geht die Verarbeitung zu Schritt S106 über, um den MG2-Drehmomentanforderungswert TMG2* zur Anhebung der MG2-Drehzahl MRN2 auf die Niedriggangdrehzahl NLG entsprechend den niedrigen Gang Lo anzuheben. Dann geht die Verarbeitung zu Schritt S108 über, um den ersten Grenzwert TLIM1 entsprechend dem Schaltfortschrittsgrad PRG zu berechnen. Darauffolgend geht die Verarbeitung zu Schritt S110 über, um den zweiten Grenzwert TLIM2 entsprechend dem Drehzahlspielraum NEmgn zu berechnen. Weiterhin geht die Verarbeitung zu Schritt S112 über, in dem der erzeugte MG2-Drehmomentanforderungswert TMG2* derart begrenzt wird, dass er weder den ersten Grenzwert TLIM1 noch den zweiten Grenzwert TLIM2 überschreitet. Dann wird das Ausgangsdrehmoment des MG2 entsprechend dem auf diese Weise begrenzten MG2-Drehmomentanforderungswert gesteuert (Zeitpunkt t3 bis t6 in 5(b)).
  • Die Verarbeitung geht zu Schritt S116 über, um zu bestimmen, ob die MG2-Drehzahl MRN2 die Niedriggangdrehzahl NLG überschritten hat oder nicht. Wenn die MG2-Drehzahl MRN2 die Niedriggangdrehzahl NLG nicht überschritten hat (NEIN in Schritt S116), geht die Verarbeitung zu Schritt S106 zurück. Somit wird die Verarbeitung in den Schritten S106 bis S116 wiederholt, bis die MG2-Drehzahl MRN2 die Niedriggangdrehzahl NLG überschreitet.
  • Wenn die MG2-Drehzahl MRN2 die Niedriggangdrehzahl NLG überschritten hat (JA in Schritt S116), geht die Verarbeitung zu Schritt S118 über, um die MG2-Drehmomentreduktion auszuführen (zu dem Zeitpunkt t6 in 5(b)). Entsprechend der Ausführung dieser MG2-Drehmomentreduktion wird die MG1-Drehmomentreduktion in dem nächsten Schritt S120 ausgeführt.
  • Nachdem in dem MG2 und dem MG1 die Drehmomentreduktion ausgeführt worden ist, geht die Verarbeitung zu Schritt S122 über, und es wird bestimmt, ob der Eingriffszustand auf der Seite des niedrigen Gangs Lo erreicht worden ist oder nicht. Wenn der Eingriffszustand nicht erreicht ist (NEIN in Schritt S122), wird die Bestimmungsverarbeitung wiederholt, bis der Eingriffszustand erreicht worden ist (Zeitpunkte t6 bis t7 in 5).
  • Wenn der Eingriffszustand bereits erreicht worden ist (JA in Schritt S122), werden die Ausgangsdrehmomente des MG2 und des MG1 auf die Werte entsprechend der Fahrtsteuerung jeweils wiederhergestellt (Zeitpunkt t7 bis t8 in 5), woraufhin die Verarbeitung zu dem entsprechenden Schritt S6 gemäß 7 zurückkehrt.
  • Wenn der Drehzahlspielraum NEmgn nicht kleiner als der Schwellwert δ ist (NEIN in Schritt S102), geht die Verarbeitung zu Schritt S124 über, und es wird bestimmt, dass Ausgangsvariationen aufgrund der Drehmomentreduktion erlaubt sind. Die Verarbeitung in und nach dem Schritt S124 ist nachstehend unter Bezugnahme auf 3 beschrieben.
  • Nach der Ausführung von Schritt S124 geht die Verarbeitung zu Schritt S126 über, um den MG2-Drehmomentanforderungswert TMG2* zur Anhebung der MG2-Drehzahl MRN2 auf die Niedriggangdrehzahl NLG entsprechend dem niedrigen Gang Lo zu erzeugen. Die Verarbeitung geht zu Schritt S128 über, und das Ausgangsdrehmoment des MG2 wird entsprechend dem auf diese Wiese erzeugten MG2-Drehmomentanforderungswert TMG2* gesteuert (Zeitpunkt t13 bis t14 in 3(a)).
  • Die Verarbeitung geht zu Schritt S130 über, um zu bestimmen, ob die MG2-Drehzahl MRN2 die Niedriggangdrehzahl NLG überschritten hat oder nicht. Wenn die MG2-Drehzal MRN2 die Niedriggangdrehzahl NLG nicht überschritten hat (NEIN in Schritt S130), geht die Verarbeitung zu Schritt S126 zurück. Somit wird die Verarbeitung in den Schritten S126 bis S130 wiederholt, bis die MG2-Drehzahl MRN2 die Niedriggangdrehzahl NLG überschreitet.
  • Wenn die MG2-Drehzahl MRN2 die Niedriggangdrehzahl NLG überschritten hat (JA in Schritt S130), geht die Verarbeitung zu Schritt S118 über, und eine Verarbeitung ähnlich wie diejenige in den bereits beschriebenen Schritten S118 bis S122 wird ausgeführt.
  • Die in Schritt S8 gemäß 7 ausgeführte ”MG2-Drehmomentreduktionsschaltverarbeitung” ist im Wesentlichen dieselbe wie die Verarbeitungsabfolge in den Schritten S126 bis S130 und S118 mit der Ausnahme der Ausführung der MG1-Drehmomentreduktion in Schritt S120 gemäß 8, weshalb deren Beschreibung nicht wiederholt wird.
  • Die Korrelation zwischen dem Ausführungsbeispiel der Erfindung und der vorliegenden Erfindung ist wie nachstehend beschrieben. Die Maschine 16 entspricht der ”Leistungsquelle”, der erste Motorgenerator (MG1) 18 entspricht dem ”Leistungsgenerator”, der Planetengetriebemechanismus 20 entspricht dem ”Ausgangsverteilungsmechanismus”, der Kraftübertragungsmechanismus 14 entspricht dem ”Kraftübertragungsmechanismus”, und der zweite Motorgenerator (MG2) 12 entspricht dem ”Elektromotor”. Weiterhin entspricht die MG2-Drehmomentanforderungswert-Erzeugungseinheit 100 der ”Elektromotorsteuerungseinheit”, entspricht die MG1-Drehmomentanforderungswert-Erzeugungseinheit 106 der ”Leistungsgeneratorsteuerungseinheit”, entsprechen die Untersuchungseinheiten 122 und 124 sowie die Und-Einheit 120 der ”Bestimmungseinheit”, und entsprechen die Begrenzungseinheit 102 und die Schalteinheit 104 der ”Begrenzungseinheit”.
  • Gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird das Ausgangsdrehmoment des MG2 vorab in der Trägheitsphase in dem Fall reduziert, wenn die Ausgangsvariationen, die durch die Ausführung der Drehmomentreduktion des MG2 und MG1 verursacht werden, nicht erlaubt sind, und wenn beispielsweise das Laden der Energiespeichervorrichtung 24 begrenzt wird und die Maschine 16 in einem Bereich nahe der zulässigen bzw. erlaubten oberen Grenzdrehzahl arbeitet. Dadurch ist es möglich, die Größe bzw. das Ausmaß der Ausgangsdrehmomentvariationen des MG2, die bei Ausführung der Drehmomentreduktion des MG2 verursacht werden, zu verringern, und es ist ebenfalls möglich, die Größe bzw. das Ausmaß der Drehmomentreduktion des MG1 zu verringern, die entsprechend der Drehmomentreduktion des MG2 ausgeführt wird. Daher ist es möglich, die Ausgangsvariationen (Ungleichgewicht im Drehmoment), die bei Ausführung der Drehmomentreduktion in dem MG2 und dem MG1 verursacht werden, zu reduzieren, und kann ein Einstieg der Drehzahl der Maschine 16 beschränkt werden. Weiterhin ist es möglich, die Erzeugung einer Schalterschütterung zu verhindern, da die Bremse in dem Zustand in Eingriff gebracht werden kann, wenn die Drehmomentreduktion durchgeführt worden ist.
  • Dementsprechend kann, selbst wenn das Laden der Energiespeichervorrichtung 24 begrenzt wird und die Maschine 16 in dem Bereich nahe an der zulässigen oberen Grenzdrehzahl arbeitet, der Schaltvorgang von dem hohen Gang Hi zu dem niedrigen Gang Lo durchgeführt werden, während zuverlässig die Schalterschütterung verhindert wird.
  • Gemäß dem Ausführungsbeispiel kann, da der entsprechend dem Schaltfortschrittsgrad PRG bestimmte erste Grenzwert TLIM1 verwendet wird, ein relativ großes Ausgangsdrehmoment des MG2 in der Anfangsstufe der Trägheitsphase gewährleistet werden, d. h. wenn es notwendig ist, die MG2-Drehzahl MRN2 zu einem großen Ausmaß anzuheben, und ein geeigneter Zeitspielraum vor Ausführung der Drehmomentreduktion vorhanden ist. Dadurch ist es möglich, die Zeit zu verringern, die für den Schaltvorgang erforderlich ist, und das Ansprechen in Bezug auf die Anforderung durch den Fahrer zu verbessern oder beizubehalten.
  • Außerdem wird gemäß dem Ausführungsbeispiel der entsprechend dem Drehzahlspielraum NEmgn in Bezug auf die obere Grenzdrehzahl NEmax der Maschine 16 bestimmte zweite Grenzwert TLIM2 verwendet, und wird das Ausgangsdrehmoment des MG2 derart begrenzt, dass es mit Verringerung des Drehzahlspielraums NEmgn sich verringert. Dadurch kann die Drehzahl der Maschine 16 zuverlässig innerhalb der oberen Grenzdrehzahl NEmax gewährleistet werden.
  • Das Ausführungsbeispiel wurde als Beispiel in Zusammenhang mit dem Kraftübertragungsmechanismus beschrieben, das selektiv zwei Übersetzungsverhältnisse bereitstellen kann. Jedoch kann ein Kraftübertragungsmechanismus angewandt werden, das selektiv drei oder mehr Übersetzungsverhältnisse bereitstellen kann. Selbst wenn ein derartiger Kraftübertragungsmechanismus verwendet wird, kann eine ähnliche Steuerung in dem Schaltvorgang von irgendeinem Übersetzungsverhältnis zu einem größeren Übersetzungsverhältnis ausgeführt werden.
  • Obwohl die vorliegende Erfindung ausführlich beschrieben und veranschaulicht worden ist, ist es klar zu verstehen, dass dies lediglich zur Veranschaulichung und als Beispiel dient, und nicht als begrenzend verstanden werden soll; der Umfang der vorliegenden Erfindung ist im Hinblick auf die beigefügten Patentansprüche zu interpretieren.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • Zum Anheben einer MG2-Drehzal MRN2 auf eine Solldrehzahl (Niedriggangdrehzahl NLG) beginnt ein Ausgangsdrehmoment eines MG2, sich zu einem Zeitpunkt t4 zu erhöhen. Während einer Trägheitsphase (Zeitdauer α), wird das Ausgangsdrehmoment des MG2 derart begrenzt, dass es einen ersten Grenzwert TLIM1, der entsprechend einen Schaltfortschrittsgrad PRG bestimmt ist, und einen zweiten Grenzwert TLIM2, der entsprechend einen Drehzahlspielraum NEmgn bestimmt ist, nicht überschreitet. Da das Ausgangsdrehmoment des MG2 in einer Endstufe der Trägheitsphase (Zeitdauer α) ausreichend klein ist, können Ausgangsvariationen, die zu einem Zeitpunkt t6 auftreten, wenn eine Drehmomentreduktion an dem MG2 ausgeführt wird, klein sein. Die Drehmomentreduktion des MG1 und des MG2 hebt die Maschinendrehzahl NE nicht an.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - JP 2004-203219 [0002, 0005, 0007]
    • - JP 06-319210 [0004, 0005, 0007]

Claims (8)

  1. Hybridantriebsgerät (1) mit einem Leistungsgenerator (18), der elektrisch mit einer Energiespeichervorrichtung (24) verbunden ist, einem Ausgangsverteilungsmechanismus (20) zur Verteilung eines Teils eines Ausgangs einer Leistungsquelle (16) auf den Leistungsgenerator (18) und zum Verteilen des restlichen Ausgangs auf eine Ausgangsdrehwelle (6), einem Kraftübertragungsmechanismus (14) zur selektiven Bereitstellung einer Vielzahl von Übersetzungsverhältnissen durch Kombination von In-Eingriff-Bringen und Lösen einer Vielzahl von Reibungseingriffsvorrichtungen, einem Elektromotor (12), der elektrisch mit der Energiespeichervorrichtung (24) verbunden ist und mechanisch mit der Ausgangsdrehwelle (6) über den Kraftübertragungsmechanismus (14) verbunden ist, einer Elektromotorsteuerungseinheit (100) zur Steuerung eines Ausgangs des Elektromotors (12), wobei die Elektromotorsteuerungseinheit (100) in einem Schaltvorgang zum Ändern von einem ersten Übersetzungsverhältnis zu einem zweiten Übersetzungsverhältnis, das größer als das erste Übersetzungsverhältnis ist, einen ersten Steuerungsvorgang zur Steuerung eines Drehmoments des Elektromotors derart, dass die Drehzahl des Elektromotors auf einen Sollwert entsprechend dem zweiten Übersetzungsverhältnis angehoben wird, und einen zweiten Steuerungsvorgang nach dem ersten Steuerungsvorgang zur Reduktion des Drehmoments des Elektromotors auf oder unter einen vorbestimmten Wert ausführt, einer Leistungsgeneratorsteuerungseinheit (106) zur Beschränkung einer Erhöhung der Größe der durch den Leistungsgenerator (18) erzeugten Leistung entsprechend der Ausführung des zweiten Steuerungsvorgangs durch die Elektromotorsteuerungseinheit (100) während einer Begrenzung des Ladens der Energiespeichervorrichtung (24), einer Bestimmungseinheit (122, 124, 120) zur Bestimmung, ob Änderungen in dem Ausgang des Elektromotors (12), die durch einen Vorgang verursacht werden, der von dem ersten Steuerungsvorgang zu dem zweiten Steuerungsvorgang umschaltet, erlaubt sind, während der Begrenzung des Ladens der Energiespeichervorrichtung (24), und vor Ausführung des zweiten Steuerungsvorgangs durch die Elektromotorsteuerungseinheit (106), und einer Begrenzungseinheit (102, 104) zur Begrenzung des Drehmoments des Elektromotors in dem ersten Steuerungsvorgang derart, dass es kleiner als dasjenige ist, das erzielt wird, wenn die Änderungen im Ausgang in dem ersten Steuerungsvorgang erlaubt sind, wenn die Bestimmungseinheit (122, 124, 120) bestimmt, dass die Änderungen im Ausgang nicht erlaubt sind.
  2. Hybridantriebsgerät nach Anspruch 1, wobei die Bestimmungseinheit (122, 124, 120) bestimmt, dass die Änderungen im Ausgang des Elektromotors (12) nicht erlaubt sind, falls ein Drehzahlspielraum in Bezug auf eine zulässige obere Grenzdrehzahl der Leistungsquelle (16) kleiner als ein vorbestimmter Wert ist.
  3. Hybridantriebsgerät nach Anspruch 1, wobei die Begrenzungseinheit (102, 104) das Drehmoment des Elektromotors (12) entsprechend einem Fortschritt des ersten Steuerungsvorgangs reduziert.
  4. Hybridantriebsgerät nach Anspruch 1, wobei die Begrenzungseinheit (102, 104) einen ersten Grenzwert entsprechend einem Grad des Erreichens einer gegenwärtigen Drehzahl des Elektromotors in Bezug auf die Drehzahl entsprechend dem zweiten Übersetzungsverhältnis bestimmt, und das Ausgangsdrehmoment des Elektromotors (12) derart begrenzt, dass es den ersten Grenzwert nicht überschreitet.
  5. Hybridantriebsgerät nach Anspruch 1, wobei die Begrenzungseinheit (102, 104) den Ausgang des Elektromotors (12) derart begrenzt, dass er einen zweiten Grenzwert nicht überschreitet, der in Abhängigkeit von dem Drehzahlspielraum in Bezug auf die zulässige obere Grenzdrehzahl der Leistungsquelle (16) bestimmt ist.
  6. Hybridantriebsgerät nach Anspruch 1, wobei die Leistungsquelle (16) als eine Brennkraftmaschine gebildet ist.
  7. Fahrzeug mit einem Hybridantriebsgerät (1), wobei das Hybridantriebsgerät (1) aufweist: einen Leistungsgenerator (18), der elektrisch mit einer Energiespeichervorrichtung (24) verbunden ist, einen Ausgangsverteilungsmechanismus (20) zur Verteilung eines Teils eines Ausgangs einer Leistungsquelle (16) auf den Leistungsgenerator (18) und zum Verteilen des restlichen Ausgangs auf eine Ausgangsdrehwelle (6), einen Kraftübertragungsmechanismus (14) zur selektiven Bereitstellung einer Vielzahl von Übersetzungsverhältnissen durch Kombination von In-Eingriff-Bringen und Lösen einer Vielzahl von Reibungseingriffsvorrichtungen, einen Elektromotor (12), der elektrisch mit der Energiespeichervorrichtung (24) verbunden ist und mechanisch mit der Ausgangsdrehwelle (6) über den Kraftübertragungsmechanismus (14) verbunden ist, eine Elektromotorsteuerungseinheit (100) zur Steuerung eines Ausgangs des Elektromotors (12), wobei die Elektromotorsteuerungseinheit (100) in einem Schaltvorgang zum Ändern von einem ersten Übersetzungsverhältnis zu einem zweiten Übersetzungsverhältnis, das größer als das erste Übersetzungsverhältnis ist, einen ersten Steuerungsvorgang zur Steuerung eines Drehmoments des Elektromotors derart, dass die Drehzahl des Elektromotors auf einen Sollwert entsprechend dem zweiten Übersetzungsverhältnis angehoben wird, und einen zweiten Steuerungsvorgang nach dem ersten Steuerungsvorgang zur Reduktion des Drehmoments des Elektromotors auf oder unter einen vorbestimmten Wert ausführt, eine Leistungsgeneratorsteuerungseinheit (106) zur Beschränkung einer Erhöhung der Größe der durch den Leistungsgenerator (18) erzeugten Leistung entsprechend der Ausführung des zweiten Steuerungsvorgangs durch die Elektromotorsteuerungseinheit (100) während einer Begrenzung des Ladens der Energiespeichervorrichtung (24), eine Bestimmungseinheit (122, 124, 120) zur Bestimmung, ob Änderungen in dem Ausgang des Elektromotors (12), die durch einen Vorgang verursacht werden, der von dem ersten Steuerungsvorgang zu dem zweiten Steuerungsvorgang umschaltet, erlaubt sind, während der Begrenzung des Ladens der Energiespeichervorrichtung (24), und vor Ausführung des zweiten Steuerungsvorgangs durch die Elektromotorsteuerungseinheit (106), und eine Begrenzungseinheit (102, 104) zur Begrenzung des Drehmoments des Elektromotors in dem ersten Steuerungsvorgang derart, dass es kleiner als dasjenige ist, das erzielt wird, wenn die Änderungen im Ausgang in dem ersten Steuerungsvorgang erlaubt sind, wenn die Bestimmungseinheit (122, 124, 120) bestimmt, dass die Änderungen im Ausgang nicht erlaubt sind.
  8. Steuerungsverfahren eines Hybridantriebsgeräts (1), wobei das Hybridantriebsgerät (1) aufweist: einen Leistungsgenerator (18), der mit einer Energiespeichervorrichtung (24) elektrisch verbunden ist, einen Ausgangsverteilungsmechanismus (20) zur Verteilung eines Teils eines Ausgangs einer Leistungsquelle (16) auf den Leistungsgenerator (18) und zum Verteilen des restlichen Ausgangs auf eine Ausgangsdrehwelle (6), einen Kraftübertragungsmechanismus (14) zur selektiven Bereitstellung einer Vielzahl von Übersetzungsverhältnissen durch Kombination von In-Eingriff-Bringen und Lösen einer Vielzahl von Reibungseingriffsvorrichtungen, und einen Elektromotor (12), der mit der Energiespeichervorrichtung (24) elektrisch verbunden ist und über den Kraftübertragungsmechanismus (14) mit der Ausgangsdrehwelle (6) mechanisch verbunden ist, wobei das Verfahren aufweist: einen ersten Steuerungsschritt des Steuerns des Drehmoments des Elektromotors (12) derart, dass eine Drehzahl des Elektromotors (12) auf einen Sollwert entsprechend dem zweiten Übersetzungsverhältnis in einem Schaltvorgang zum Ändern von einem ersten Übersetzungsverhältnis auf ein zweites Übersetzungsverhältnis angehoben wird, das größer als das erste Übersetzungsverhältnis ist, einen zweiten Steuerungsschritt des Reduzierens des Drehmoment des Elektromotors (12) auf oder unterhalb eines vorbestimmten Werts nach dem ersten Steuerungsvorgang, und einen dritten Steuerungsschritt zum Beschränken eines Anstiegs der Größe der durch den Leistungsgenerator (18) erzeugten Leistung entsprechend der Ausführung des zweiten Steuerungsschritts während der Begrenzung des Ladens der Energiespeichervorrichtung (24), und wobei der erste Steuerungsschritt aufweist: einen Schritt des Bestimmens, ob Änderungen im Ausgang des Elektromotors, die durch die Ausführung der Verarbeitung von dem ersten Steuerungsschritt zum dem zweiten Steuerungsschritt verursacht werden, erlaubt sind, während der Begrenzung des Ladens der Energiespeichervorrichtung (24), und einen Schritt des Begrenzens des Drehmoments des Elektromotors (12) derart, dass es kleiner als dasjenige ist, das erzielt wird, wenn die Änderungen im Ausgang erlaubt sind, falls in dem Bestimmungsschritt bestimmt wird, dass die Änderungen im Ausgang nicht erlaubt sind.
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