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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Steuergerät für ein Kraftübertragungssystem eines Hybridfahrzeugs, wobei ein Elektromotor durch ein stufenänderbares Getriebe mit einer antriebsradseitigen Abgabewelle verbunden ist, zu der eine Antriebskraft einer Hauptantriebskraftquelle über eine Kraftverteilungsvorrichtung verteilt wird, und genauer gesagt eine Verbesserung zum Verringern eines Schaltstoßes beim einem Schaltvorgang des stufenänderbaren Getriebes.
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STAND DER TECHNIK
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Es ist ein Fahrzeugkraftübertragungssystem bekannt, das eine Kraftverteilungsvorrichtung, die eine Antriebskraft, die durch eine Hauptantriebskraftquelle erzeugt wird, zu einem ersten Elektromotor und einem Kraftübertragungsbauteil überträgt, einen zweiten Elektromotor, der über ein stufenänderbares Getriebe mit einem Kraftübertragungsweg zwischen dem Kraftübertragungsbauteil und einem Fahrzeugantriebsrad verbunden ist, und eine Speichervorrichtung für elektrische Energie hat, die eine elektrische Energie speichert, die durch den ersten und den zweiten Elektromotor erzeugt wird, und die die elektrische Energie zu dem ersten und dem zweiten Elektromotor zuführt. In Bezug auf solch ein Fahrzeugkraftübertragungssystem ist eine Technik vorgeschlagen worden, bei der eine Drehmomentreduktionssteuerung realisiert wird, um ein Ausgabedrehmoment des zweiten Elektromotors während eines Schaltvorgangs des stufenänderbaren Getriebes zu verringern, und ein Betrag einer Verringerung des Ausgabedrehmoments des zweiten Elektromotors während der Drehmomentreduktionssteuerung wird gemäß einem Betrag einer Begrenzung einer Ladung und Entladung der Speichervorrichtung für elektrische Energie begrenzt. Patentdokument 1 beschreibt ein Beispiel solch eines Kraftübertragungssystems. Gemäß dieser Technik ist eine untere Grenze des Ausgabedrehmoments des zweiten Elektromotors, die auf der Basis einer Zielgeschwindigkeit und Drehmomentwerten des ersten Elektromotors berechnet wird, durch einen Untergrenzen-Grenzwert des zweiten Elektromotors, der auf der Basis eines Eingabegrenzwerts der Speichervorrichtung für elektrische Energie berechnet wird, zum Verringern eines Schaltstoßes während eines Schaltvorgangs des stufenänderbaren Getriebes begrenzt, während ein Überladen der Speichervorrichtung für elektrische Energie wirksam verhindert wird.
- Patentdokument 1: JP 2005-297 948 A
- Patentdokument 2: JP 2002-225 578 A
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In dem Stand der Technik ist jedoch die Drehmomentreduktionssteuerung (Betrag einer Verringerung des Drehmoments) des zweiten Elektromotors begrenzt, während die Eingabe zu der Speichervorrichtung für elektrische Energie begrenzt ist, was zu dem Risiko einer Erzeugung eines Schaltstoßes aufgrund einer Verzögerung des Schaltvorgangs des stufenänderbaren Getriebes führt, die durch eine ungenügende Eingriffskraft eines Reibkopplungselements, das in dem stufenänderbaren Getriebe beinhaltet ist, bei einigen Zuständen des Fahrzeugs verursacht wird. In Anbetracht dieses Nachteils gab es eine Notwendigkeit zum Entwickeln eines Steuergeräts für ein Fahrzeugkraftübertragungssystem, in dem ein Elektromotor über ein stufenänderbares Getriebe mit einer antriebsradseitigen Abgabewelle verbunden ist, zu der eine Antriebskraft einer Hauptantriebskraftquelle durch eine Kraftverteilungsvorrichtung verteilt wird, wobei das Steuergerät gestaltet ist, um einen Schaltstoß während eines Schaltvorgangs des stufenänderbaren Getriebes zu verringern.
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Die
DE 10 2004 046 194 A1 offenbart ein Steuergerät für ein Fahrzeugkraftübertragungssystem, das mit einer Kraftverteilungsvorrichtung zum Verteilen einer Antriebskraft, die durch eine Hauptantriebskraftquelle erzeugt wird, zu einem ersten Elektromotor und einem Kraftübertragungsbauteil, einem zweiten Elektromotor, der über ein stufenänderbares Getriebe mit einem Kraftübertragungsweg zwischen dem Kraftübertragungsbauteil und einem Antriebsrad verbunden ist, und einer Speichervorrichtung für elektrische Energie zum Speichern einer elektrischen Energie, die durch den ersten Elektromotor und/oder den zweiten Elektromotor erzeugt wird, und zum Zuführen der elektrischen Energie zu dem ersten Elektromotor und/oder dem zweiten Elektromotor versehen ist. Das Steuergerät hat eine Drehmomentreduktionssteuerungseinrichtung für den zweiten Elektromotor zum Realisieren einer Drehmomentreduktionssteuerung zum Verringern eines Ausgabedrehmoments des zweiten Elektromotors während eines Schaltvorgangs des stufenänderbaren Getriebes und eine Drehmomentreduktionssteuerungsbegrenzungseinrichtung für den zweiten Elektromotor zum Begrenzen eines Drehmomentreduktionsbetrags des zweiten Elektromotors in der Drehmomentreduktionssteuerung durch die Drehmomentreduktionssteuerungseinrichtung für den zweiten Elektromotor gemäß einer Obergrenze eines Ladungs-/Entladungsbetrags der Speichervorrichtung für elektrische Energie hat. Die
DE 10 2004 046 194 A1 offenbart jedoch nicht, dass der Grad der Begrenzung der Drehmomentreduktion des zweiten Elektromotors abhängig von bestimmten Bedingungen verringert wird.
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OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
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Durch die Erfindung zu lösende Aufgabe
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Die vorliegende Erfindung wurde in Anbetracht des vorstehend beschriebenen Stands der Technik gemacht. Es ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Steuergerät für ein Hybridfahrzeugkraftübertragungssystem vorzusehen, in dem ein Elektromotor über ein stufenänderbares Getriebe mit einer antriebsradseitigen Abgabewelle verbunden ist, zu der eine Antriebskraft einer Hauptantriebskraftquelle durch eine Kraftverteilungsvorrichtung verteilt wird, wobei das Steuergerät gestaltet ist, um einen Schaltstoß während eines Schaltvorgangs des stufenänderbaren Getriebes zu verringern.
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Einrichtung zur Lösung der Aufgabe
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Die vorstehend genannte Aufgabe kann gemäß der vorliegenden Erfindung gelöst werden, die ein Steuergerät für ein Fahrzeugkraftübertragungssystem vorsieht, das mit einer Kraftverteilungsvorrichtung zum Verteilen einer Antriebskraft, die durch eine Hauptantriebskraftquelle erzeugt wird, zu einem ersten Elektromotor und einem Kraftübertragungsbauteil, einem zweiten Elektromotor, der über ein stufenänderbares Getriebe mit einem Kraftübertragungsweg zwischen dem Kraftübertragungsbauteil und einem Antriebsrad verbunden ist, und einer Speichervorrichtung für elektrische Energie zum Speichern einer elektrischen Energie, die durch den ersten Elektromotor und/oder den zweiten Elektromotor erzeugt wird, und zum Zuführen der elektrischen Energie zu dem ersten Elektromotor und/oder dem zweiten Elektromotor versehen ist, wobei das Steuergerät eine Drehmomentreduktionssteuerungseinrichtung für den zweiten Elektromotor zum Realisieren einer Drehmomentreduktionssteuerung zum Verringern eines Ausgabedrehmoments des zweiten Elektromotors während eines Schaltvorgangs des stufenänderbaren Getriebes und eine Drehmomentreduktionssteuerungsbegrenzungseinrichtung für den zweiten Elektromotor zum Begrenzen eines Drehmomentreduktionsbetrags des zweiten Elektromotors in der Drehmomentreduktionssteuerung durch die Drehmomentreduktionssteuerungseinrichtung für den zweiten Elektromotor gemäß einer oberen Grenze eines Ladungs-/Entladungsbetrags der Speichervorrichtung für elektrische Energie hat, wobei das Steuergerät dadurch gekennzeichnet ist, dass es eine Drehmomentreduktionssteuerungseinrichtung für den ersten Elektromotor zum Realisieren einer Drehmomentreduktionssteuerung zum Verringern eines Ausgabedrehmoments des ersten Elektromotors hat, wobei die Drehmomentreduktionssteuerungsbegrenzungseinrichtung für den zweiten Elektromotor derart gestaltet ist, dass, wenn wenigstens einer von Betriebszuständen des stufenänderbaren Getriebes und der Speichervorrichtung für elektrische Energie eine vorbestimmte Bedingung erfüllt, ein Grad einer Begrenzung des Drehmomentreduktionsbetrags des zweiten Elektromotors in Bezug auf den Fall verringert wird, wenn wenigstens einer der Betriebszustände die vorbestimmte Bedingung nicht erfüllt, während das Ausgabedrehmoment des ersten Elektromotors durch die Drehmomentreduktionssteuerungseinrichtung für den ersten Elektromotor verringert wird.
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VORTEILE DER ERFINDUNG
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Gemäß der vorliegenden Erfindung, die vorstehend beschrieben ist, hat das Steuergerät die Drehmomentreduktionssteuerungseinrichtung für den zweiten Elektromotor zum Realisieren der Drehmomentreduktionssteuerung zum Verringern des Ausgabedrehmoments des zweiten Elektromotors während eines Schaltvorgangs des stufenänderbaren Getriebes, die Drehmomentreduktionssteuerungsbegrenzungseinrichtung für den zweiten Elektromotor zum Begrenzen oder Verringern des Drehmomentreduktionsbetrags des zweiten Elektromotors in der Drehmomentreduktionssteuerung durch die Drehmomentreduktionssteuerungseinrichtung für den zweiten Elektromotor gemäß der Obergrenze eines Ladungs-/Entladungsbetrags der Speichervorrichtung für elektrische Energie, und die Drehmomentreduktionssteuerungseinrichtung für den ersten Elektromotor zum Realisieren der Drehmomentreduktionssteuerung zum Verringern des Ausgabedrehmoments des ersten Elektromotors. Die Drehmomentreduktionssteuerungsbegrenzungseinrichtung für den zweiten Elektromotor ist derart gestaltet, dass, wenn wenigstens einer der Betriebszustände des stufenänderbaren Getriebes und der Speichervorrichtung für elektrische Energie die vorbestimmte Bedingung erfüllt, der Grad einer Begrenzung oder Verringerung des Drehmomentreduktionsbetrags des zweiten Elektromotors in Bezug auf den Fall verringert ist, wenn wenigstens einer der Betriebszustände die vorbestimmte Bedingung nicht erfüllt, während das Ausgabedrehmoment des ersten Elektromotors durch die Drehmomentreduktionssteuerungseinrichtung für den ersten Elektromotor verringert ist. Demzufolge kann ein Schaltstoß des stufenänderbaren Getriebes bei dessen Schaltvorgang durch Realisieren der Drehmomentreduktionssteuerung des ersten Elektromotors verringert werden, während der Grad der Begrenzung oder Verringerung der Drehmomentreduktionssteuerung des zweiten Elektromotors verringert ist, wenn bestimmt ist, dass die Begrenzung oder Verringerung der Drehmomentreduktionssteuerung des zweiten Elektromotors einen beträchtlichen Einfluss auf den Schaltvorgang hat. Somit sieht die vorliegende Erfindung ein Steuergerät für ein Fahrzeugkraftübertragungssystem vor, in dem ein Elektromotor über ein stufenänderbares Getriebe mit einer antriebsradseitigen Abgabewelle verbunden ist, zu der eine Antriebskraft einer Hauptantriebskraftquelle durch eine Kraftverteilungsvorrichtung verteilt wird, wobei das Steuergerät gestaltet ist, um einen Schaltstoß bei einem Schaltvorgang des stufenänderbaren Getriebes zu verringern.
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Bevorzugt verhindert die Drehmomentreduktionssteuerungsbegrenzungseinrichtung für den zweiten Elektromotor die Begrenzung des Drehmomentreduktionsbetrags des zweiten Elektromotors während das Ausgabedrehmoment des ersten Elektromotors durch die Drehmomentreduktionssteuerungseinrichtung für den ersten Elektromotor verringert ist, wenn der wenigstens eine Betriebszustand der Betriebszustände des stufenänderbaren Getriebes und der Speichervorrichtung für elektrische Energie die vorbestimmte Bedingung erfüllt. In diesem Fall kann der Schaltstoß des stufenänderbaren Getriebes bei dessen Schaltvorgang durch Realisieren der Drehmomentreduktionssteuerung des ersten Elektromotors praktisch verringert werden, während der Grad der Begrenzung oder Verringerung der Drehmomentreduktionssteuerung des zweiten Elektromotors verringert ist, wenn bestimmt ist, dass die Begrenzung oder Verringerung der Drehmomentreduktionssteuerung des zweiten Elektromotors einen beträchtlichen Einfluss auf den Schaltvorgang hat.
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Bevorzugt ist der Betriebszustand des stufenänderbaren Getriebes eine Temperatur eines Arbeitsfluids, das zum Steuern einer Eingriffskraft von Reibkopplungselementen verwendet wird, die in dem stufenänderbaren Getriebe vorgesehen sind, und die vorbestimmte Bedingung ist eine Bedingung, dass die Temperatur des Arbeitsfluids niedriger als ein vorbestimmter Schwellenwert ist. Wenn die Temperatur des Arbeitsfluids, das für das stufenänderbare Getriebe verwendet wird, relativ niedrig ist, ist ein Ansprechen auf die Leitungsdrucksteuerung vergleichsweise niedrig. In diesem Fall gibt es eine hohe Notwendigkeit zum Kompensieren des Mangels der Eingriffskraft durch Realisieren der Drehmomentreduktionssteuerung des zweiten Elektromotors, so dass es wahrscheinlich ist, dass das stufenänderbare Getriebe den Schaltstoß erfährt, wenn die Drehmomentreduktionssteuerung des zweiten Elektromotors begrenzt ist. Durch Begrenzen der Drehmomentreduktionssteuerung des ersten Elektromotors in diesem Fall wird der Betrag der Drehmomentreduktion des zweiten Elektromotors um den Betrag der Drehmomentreduktionssteuerung des ersten Elektromotors erhöht, so dass der Schaltstoß des stufenänderbaren Getriebes bei dessen Schaltvorgang wirksam verringert werden kann.
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Bevorzugt ist der Betriebszustand der Speichervorrichtung für elektrische Energie eine Obergrenze eines Ladungs-/Entladungsbetrags der Speichervorrichtung für elektrische Energie, und die vorbestimmte Bedingung ist eine Bedingung, dass die Obergrenze des Ladungs-/Entladungsbetrags größer als ein vorbestimmter Schwellenwert ist. Wenn die Obergrenze des Ladungs-/Entladungsbetrags der Speichervorrichtung für elektrische Energie vergleichsweise groß ist, ist der Betrag einer Begrenzung der Drehmomentreduktionssteuerung des zweiten Elektromotors vergleichsweise groß, so dass es wahrscheinlich ist, dass das stufenänderbare Getriebe den Schaltstoß erfährt, wenn der Mangel der Eingriffskraft der Reibkopplungselemente durch Steuern der Eingriffskraft kompensiert wird. Durch Begrenzen der Drehmomentreduktionssteuerung des ersten Elektromotors in diesem Fall wird der Betrag der Drehmomentreduktion des zweiten Elektromotors um den Betrag der Drehmomentreduktionssteuerung des ersten Elektromotors erhöht, so dass der Schaltstoß des stufenänderbaren Getriebes bei dessen Schaltvorgang wirksam verringert werden kann.
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BESTE FORM ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG
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Mit Bezug auf die Zeichnungen wird im Detail eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
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Ausführungsform
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Mit Bezug auf 1 wird ein Hybridantriebssystem 8 erklärt, auf das die vorliegende Erfindung in geeigneter Weise anwendbar ist. Das Hybridantriebssystem 8, das in 1 gezeigt ist, wird in geeigneter Weise für ein FF-Fahrzeug etc., verwendet, und ist mit einer Fahrzeugkraftübertragungsvorrichtung 10 versehen, die einen Kraftverteilungsmechanismus 16 zum Verteilen einer Antriebskraft, die durch eine Hauptantriebskraftquelle in der Form einer Maschine 12 erzeugt wird, zu einem ersten Elektromotor in der Form eines ersten Motorgenerators MG1 (nachstehend als „MG1“ abgekürzt) und einem Kraftübertragungsbauteil in der Form einer Abgabewelle 14, und einen zweiten Elektromotor in der Form eines zweiten Motorgenerators MG2 (nachstehend als „MG2“ abgekürzt) hat, der über ein stufenänderbares automatisches Getriebe 20 (nachstehend als „Getriebe 20“ bezeichnet) mit einem Kraftübertragungsweg zwischen der Kraftverteilungsvorrichtung 16 und Antriebsrädern 18 verbunden ist. Drehmomente, die durch die Maschine 12 und den MG1 erzeugt werden, werden zu der Abgabewelle 14 übertragen und werden von der Abgabewelle 14 über eine Differenzialgetriebevorrichtung 19 zu dem Paar aus dem rechten und linken Antriebsrad 18 übertragen.
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In dem vorstehend beschriebenen Kraftübertragungssystem 10 wird eine Drehmomentleistung, die von dem MG2 zu der Abgabewelle 14 zu übertragen ist, gemäß einem Übersetzungsverhältnis γS des Getriebes 20 (das gleich zu einer Betriebsdrehzahl Nmg2 des MG2/Drehzahl Nout der Abgabewelle 14 ist) erhöht oder verringert. Dieses Übersetzungsverhältnis γS des Getriebes 20 ist in einer Vielzahl von Schritten innerhalb eines Bereichs änderbar, der nicht niedriger als „1“ ist, so dass das Drehmoment erhöht wird, das durch den MG2 erzeugt wird, während der MG2 als eine Antriebskraftquelle betrieben wird, und das erhöhte Drehmoment wird zu der Abgabewelle 14 übertragen, wodurch die erforderte Leistung und Größe des MG2 verringert werden kann. Das Übersetzungsverhältnis γS des Getriebes 20 wird verringert, um die Betriebsdrehzahl des MG2 zum Aufrechterhalten eines hohen Grads einer Betriebswirksamkeit des MG2 zu verringern, wenn die Drehzahl der Abgabewelle 14 zum Erhöhen der Fahrzeuggeschwindigkeit erhöht wird. Umgekehrt wird das Übersetzungsverhältnis γS des Getriebes 20 erhöht, wenn die Drehzahl der Abgabewelle 14 verringert wird.
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Die vorstehend beschriebene Maschine 12 ist eine bekannte Brennkraftmaschine, wie eine Benzin- oder Dieselmaschine, die betreibbar ist, um eine Antriebskraft durch eine Verbrennung eines Kraftstoffs zu erzeugen. Ein Betriebszustand der Maschine 12 wird durch eine elektronische Maschinensteuerungsvorrichtung (E-ECU) 22 elektrisch gesteuert, die hauptsächlich aus einem Mikrocomputer besteht, der gestaltet ist, um einen Öffnungswinkel einer Drosselklappe, eine Einlassluftmenge, einen Betrag einer Zufuhr eines Kraftstoffs und eine Zeitabstimmung einer Zündung der Maschine 12 zu steuern. Die elektronische Maschinensteuerungsvorrichtung 22 ist angeordnet, um Ausgabesignale von verschiedenen Sensoren zu empfangen, wie einem Beschleunigerbetätigungsbetragsensor AS, der vorgesehen ist, um einen Betätigungsbetrag eines Gaspedals 24 zu erfassen, und einem Bremssensor BS, der vorgesehen ist, um einen Betrieb eines Bremspedals 26 zu erfassen.
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Der MG1 und der MG2, die beispielsweise Synchronmotoren sind, sind betreibbar, um als wenigstens eine Komponenten von den Komponenten Elektromotor, um ein Antriebsmoment zu erzeugen, und elektrischer Generator zu funktionieren, und sind vorzugsweise betreibbar, um wahlweise als entweder der Elektromotor oder der elektrische Generator zu funktionieren. Der MG1 und der MG2 sind durch jeweilige Inverter 28, 30 mit einer Speichervorrichtung 32 für elektrische Energie, wie einer Batterie oder einem Kondensator, verbunden. Ausgabedrehmomente oder Regenerativdrehmomente des MG1 und MG2 werden durch eine elektronische Motorgeneratorsteuerungsvorrichtung (MG-ECU) 34 reguliert oder festgelegt, die hauptsächlich durch einen Mikrocomputer gebildet ist, der gestaltet ist, um die Inverter 28, 30 zu steuern. Die elektronische Motorgeneratorsteuerungsvorrichtung 34 ist angeordnet, um Ausgabesignale von verschiedenen Sensoren zu empfangen, wie einem Schaltpositionssensor SS, der vorgesehen ist, um eine Betriebsposition eines Schalthebels 36 zu erfassen.
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Die Kraftverteilungsvorrichtung 16 ist eine Planetengetriebevorrichtung einer Einritzelbauart, die betreibbar ist, um eine bekannte Differenzialfunktion durchzuführen, und die drei Drehelemente hat, die aus einem Sonnenrad S0, einem Hohlrad R0, das koaxial mit dem Sonnenrad S0 angeordnet ist, und einem Träger C0 bestehen, der ein Ritzel P0 abstützt, das mit dem Sonnenrad S0 und dem Hohlrad R0 eingreift, derart, dass das Ritzel P0 um seine Achse und um eine Achse des Trägers C0 drehbar ist. Die Kraftverteilungsvorrichtung 16 ist koaxial mit der Maschine 12 und dem Getriebe 20 angeordnet. Da die Kraftverteilungsvorrichtung 16 und das Getriebe 20 symmetrisch bezüglich ihrer Achsen sind, ist ihre untere Hälfte von diesen in 1 nicht dargestellt.
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In dem vorliegenden Hybridantriebssystem 10 ist eine Kurbelwelle 38 der Maschine 12 mit dem Träger C0 der Kraftverteilungsvorrichtung 16 über einen Dämpfer 40 verbunden, und der MG1 ist mit dem Sonnenrad S0 verbunden, während die Abgabewelle 14 mit dem Hohlrad R0 verbunden ist. Es sei angemerkt, dass der Träger C0 als ein Eingabeelement funktioniert, und das Sonnenrad S0 als ein Reaktionselement funktioniert, während das Hohlrad R0 als ein Ausgabeelement funktioniert.
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Mit Bezug auf das kollineare Diagramm von 2 sind relative Drehzahlen der Drehelemente der Kraftverteilungsvorrichtung 16 gezeigt. In diesem kollinearen Diagramm sind die Drehzahlen des Sonnenrads S0, des Trägers C0 und des Hohlrads R0 entlang jeweiligen vertikalen Achsen S, C und R aufgetragen. Abstände zwischen benachbarten Achsen der vertikalen Achsen S, C und R sind derart bestimmt, dass der Abstand zwischen den vertikalen Achsen C und R ρ (Anzahl der Zähne ZS des Sonnenrads S0/Anzahl der Zähne Zr des Hohlrads R0) entspricht, wobei der Abstand zwischen den vertikalen Achsen S und C „1“ entspricht. In der Kraftverteilungsvorrichtung 16 erzeugt das Hohlrad R0 ein Ausgabedrehmoment, das größer als ein Ausgabedrehmoment der Maschine 12 ist, wenn ein Reaktionsmoment, das durch den MG1 als eine Folge einer Eingabe des Ausgabedrehmoments der Maschine 12 zu dem Träger C0 erzeugt wird, zu dem Sonnenrad S0 eingegeben wird. In diesem Fall funktioniert der MG1 als der elektrische Generator. Des Weiteren ist eine Betriebsdrehzahl NE der Maschine 12 (in einer nicht gestuften Weise) kontinuierlich änderbar durch Ändern einer Betriebsdrehzahl des MG1, während die Drehzahl NO des Hohlrads R0 konstant gehalten wird. Die gestrichelte Linie in 2 kennzeichnet einen Abfall der Maschinendrehzahl NE, wenn die Drehzahl des MG1 von einem Wert verringert ist, der durch eine durchgehende Linie gekennzeichnet ist. Und zwar kann die Maschinendrehzahl NE auf einen Wert für höchste Kraftstoffwirtschaftlichkeit durch Steuern des MG1 gesteuert werden. Das Hybridantriebssystem dieser Bauart wird mechanische Verteilungsbauart oder Verzweigungsbauart genannt.
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Mit Bezug auf 1 besteht das Getriebe 20 aus zwei Planetengetriebemechanismen einer Ravigneaux-Bauart. Im Detail hat das Getriebe 20 ein erstes Sonnenrad S1, ein zweites Sonnenrad S2, ein kurzes Ritzel P1, das mit dem ersten Sonnenrad S1 eingreift, ein langes Ritzel P2, das eine größere axiale Länge hat und mit dem kurzen Ritzel P1 eingreift, und ein Hohlrad R1, das mit dem langen Ritzel P2 eingreift und koaxial mit den Sonnenrädern S1, S2 angeordnet ist. Die Ritzel P1, P2 sind durch einen gemeinsamen Träger C1 derart gestützt, dass jedes Ritzel P1, P2 um seine Achse und um die Achse des gemeinsamen Trägers C1 drehbar ist. Des Weiteren greift das zweite Sonnenrad S2 mit dem langen Ritzel P2 ein. Des Weiteren ist der MG2 mit dem zweiten Sonnenrad S2 verbunden, während der Träger C1 mit der Abgabewelle 14 verbunden ist. Das erste Sonnenrad S1 und das Hohlrad R1 arbeiten mit den Ritzeln P1, P2 zusammen, um einen Mechanismus zu bilden, der äquivalent zu einem Planetengetriebe einer Doppelritzelbauart ist, während das zweite Sonnenrad S2 und das Hohlrad R2 mit dem langen Ritzel P2 zusammenarbeiten, um einen Mechanismus zu bilden, der äquivalent zu einem Planetengetriebe einer Einritzelbauart ist.
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Das Getriebe 20 ist mit einer ersten Bremse B1, die zwischen dem ersten Sonnenrad S1 und einem Gehäuse 42 angeordnet ist, um das erste Sonnenrad S1 wahlweise an dem Gehäuse 42 zu fixieren, und einer zweiten Bremse B2 versehen, die zwischen dem Hohlrad R1 und dem Gehäuse 42 angeordnet ist, um das Hohlrad R1 wahlweise an dem Gehäuse 42 zu fixieren. Diese Bremsen B1, B2 sind sogenannte Reibkopplungselemente, die angeordnet sind, um eine Reibbremskraft zu erzeugen, und sind bevorzugt hydraulisch betätigte Reibkopplungsvorrichtungen einer Mehrscheibenbauart oder einer Bandbauart. Drehmomentleistungen der Bremsen B1, B2 sind gemäß Eingriffshydraulikdrücken, die durch jeweilige Aktuatoren erzeugt werden, kontinuierlich änderbar.
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Das Getriebe 20, das wie vorstehend beschrieben aufgebaut ist, ist in eine hohe Gangposition H mit einem Übersetzungsverhältnis γsh höher als „1“ versetzt, wenn das zweite Sonnenrad S2 als ein Eingabeelement funktioniert und der Träger C1 als ein Ausgabeelement funktioniert, während die erste Bremse B1 in einen Eingriffszustand versetzt ist. Wenn die zweite Bremse B2 statt der ersten Bremse B1 in einen Eingriffszustand versetzt ist, ist das Getriebe 20 in eine niedrige Gangposition L mit einem Übersetzungsverhältnis γsl versetzt, das höher als das Übersetzungsverhältnis γsh ist. Das Getriebe 20 wird zwischen diesen zwei Gangpositionen H, L auf der Basis einer Betriebsbedingung des Fahrzeugs geschaltet, wie einer Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs und einem auf eine erforderte Fahrzeugsantriebskraft bezogenen Wert (einem auf eine Zielfahrzeugantriebskraft bezogenen Wert). Im Speziellen wird das Getriebe 20 geschaltet, um eine der zwei Gangpositionen H, L einzurichten, auf der Basis der erfassten Betriebsbedingung des Fahrzeugs und gemäß einem gespeicherten Schaltgrenzlinienkennfeld, das durch Experimente erhalten wird, für Schaltvorgänge zwischen den zwei Gangpositionen H, L. Die Schaltvorgänge des Getriebes 20 werden durch eine elektronische Getriebesteuerungsvorrichtung (T-ECU) 44 gesteuert, die hauptsächlich durch einen Mikrocomputer gebildet wird. Die elektronische Getriebesteuerungsvorrichtung 44 ist angeordnet, um Ausgabesignale von verschiedenen Sensoren zu empfangen, wie beispielsweise einem Öltemperatursensor TS, der vorgesehen ist, um eine Temperatur eines Arbeitsöls des Getriebes 20 zu erfassen, einem Hydraulikdruckschalter SW1, der vorgesehen ist, um den Eingriffshydraulikdruck der ersten Bremse B1 zu erfassen, einem Hydraulikdruckschalter SW2, der vorgesehen ist, um den Eingriffshydraulikdruck der zweiten Bremse B2 zu erfassen, und einem Hydraulikdruckschalter SW3, der vorgesehen ist, um einen Leitungsdruck PL zu erfassen.
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Nun wird auf das kollineare Diagramm von 3 Bezug genommen, das vier vertikale Achsen S1, R1, C1, S2 hat, die eine Beziehung zwischen den Drehelementen des Planetengetriebemechanismus der Ravigneaux-Bauart des Getriebes 20 zeigen. In diesem kollinearen Diagramm sind die Drehzahlen des ersten Sonnenrads S1, des Hohlrads R1, des Trägers C1 und des zweiten Sonnenrads S2 entlang den jeweiligen vertikalen Achsen S1, R1, C1, S2 aufgetragen. Das Getriebe 20, das wie vorstehend beschrieben aufgebaut ist, wird zu der niedrigen Gangposition L geschaltet, wenn die zweite Bremse B2 im Eingriff ist, um das Hohlrad R1 zu halten. In dieser niedrigen Gangposition L wird das Unterstützungsdrehmoment, das durch den MG2 erzeugt wird, gemäß dem Übersetzungsverhältnis γsl der niedrigen Gangposition L verstärkt, und das verstärkte Unterstützungsdrehmoment wird zu der Abgabewelle 14 übertragen. Wenn die erste Bremse B1 im Eingriff ist, um das erste Sonnenrad S1 zu halten, wird das Getriebe 20 zu der hohen Gangposition H geschaltet, die das Übersetzungsverhältnis γsh hat, das niedriger als das Übersetzungsverhältnis γsl der niedrigen Gangposition L ist. Das Übersetzungsverhältnis γsh der hohen Gangposition H ist also höher als „1“, so dass das Unterstützungsdrehmoment, das durch den MG2 erzeugt wird, gemäß dem Übersetzungsverhältnis γsh verstärkt wird, und das verstärkte Unterstützungsdrehmoment wird zu der Abgabewelle 14 übertragen. Während das Getriebe 20 in der niedrigen oder hohen Gangposition L, H gehalten wird, ist das Drehmoment, das zu der Abgabewelle 14 übertragen wird, das Abgabedrehmoment des MG2, das gemäß dem Übersetzungsverhältnis γsl oder γsh des Getriebes 20 verstärkt ist. In dem Prozess des Schaltvorgangs des Getriebes 20 zu der niedrigen oder hohen Gangposition L, H wird jedoch das Drehmoment, das durch die Abgabewelle 14 empfangen wird, einem Einfluss der Drehmomentleistungen der ersten oder zweiten Bremse B1, B2 und einer Änderung eines Trägheitsmoments des Getriebes 20 aufgrund einer Änderung der Drehzahl unterworfen. Des Weiteren ist das Drehmoment, das durch die Abgabewelle 14 aufgenommen wird, ein positives Drehmoment während des Drehmomenterzeugungsbetriebs des MG2, und ist ein negatives Drehmoment während des Regenerativbetriebs des MG2.
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Mit Bezug auf 4 ist ein hydraulischer Steuerungskreis 50 zum Steuern der Schaltvorgänge des Getriebes 20 durch wahlweise Eingriffs- und Lösevorgänge der ersten und zweiten Bremse B1, B2 gezeigt. Dieser hydraulische Steuerungskreis 50 ist mit Hydraulikdruckquellen in der Form einer mechanischen Ölpumpe 46 (in 1 gezeigt) und einer elektrischen Ölpumpe 48 versehen. Die mechanische Ölpumpe 46 ist mit einer Kurbelwelle 36 der Maschine 12 verbunden und wird durch die Maschine 12 angetrieben. Die elektrische Ölpumpe 48 hat einen Elektromotor 48a und eine Pumpe 48b, die durch den Elektromotor 48a angetrieben wird. Diese mechanische und elektrische Ölpumpe 46, 48 werden angetrieben, um das Arbeitsöl über einen Filter 52 von einer Ölwanne (nicht gezeigt) anzusaugen oder direkt von einer Rückführpassage 53 anzusaugen, und um das Arbeitsfluid mit Druck zu beaufschlagen, so dass das mit Druck beaufschlagte Arbeitsöl zu einem Leitungsdruckdurchgang 54 geliefert wird. Der vorstehend genannte Öltemperatursensor TS zum Erfassen der Temperatur des Arbeitsöls ist in einem Ventilkörper 51 eingebaut, in dem der hydraulische Steuerungskreis 50 gebildet ist. Jedoch kann der Öltemperatursensor TS an irgendeiner anderen Position angeordnet sein.
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Ein Leitungsdruckregelventil 56, das in 4 gezeigt ist, ist ein Regelventil der Entlastungsbauart und hat einen Kolben 60, eine Steuerdruckkammer 68 und eine Regeldruckkammer 70. Der Kolben 60 hat eine Offenposition und eine Schließposition zum jeweiligen Gestatten und Verhindern einer Verbindung zwischen einem Zufuhranschluss 56a, der mit einem Leitungsdruckdurchgang 54 verbunden ist, und einem Abgabeanschluss 56b, der mit einem Ableitungsdurchgang 58 verbunden ist. Die Steuerdruckkammer 68 beherbergt eine Feder 62, die eine Vorspannkraft erzeugt, die auf den Kolben 60 in eine Richtung zu dessen Schließposition hin wirkt, und empfängt einen modulierten Druck PM in einem Modulationsdruckdurchgang 66 über ein Solenoid betriebenes Absperrventil 64 zum Erhöhen eines voreingestellten Niveaus des Leitungsdrucks PL. Die Regeldruckkammer 70 ist mit dem vorstehend genannten Leitungsdruckdurchgang 54 zum Erzeugen einer Druckkraft verbunden, die auf den Kolben 60 in eine Richtung zu dessen Offenposition hin wirkt. Das Leitungsdruckregelventil 56 erzeugt ein Niveau von einem hohen und einem niedrigen Niveau des Leitungsdrucks PL. In dem Leitungsdruckdurchgang ist der Hydraulikdruckschalter SW3 eingeschaltet, wenn der Leitungsdruck PL das hohe Niveau hat, und ist ausgeschaltet, wenn der Leitungsdruck PL das niedrige Niveau hat.
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Ein Modulationsdruckregelventil 72 verringert den empfangenen Leitungsdruck PL auf den vorbestimmten modulierten Druck PM, der niedriger als der Leitungsdruck PL ist, ungeachtet einer Änderung des Leitungsdrucks PL. Der modulierte Druck PM wird zu dem Modulationsdruckdurchgang 66 geliefert und wird auf ein erste Linearsolenoidventil SLB1, das vorgesehen ist, um die erste Bremse B1 zu steuern, und auf ein zweites Linearsolenoidventil SLB2 aufgebracht, das vorgesehen ist, um die zweite Bremse B2 zu steuern. Das erste und zweite Linearsolenoidventil SLB1, SLB2 erzeugen jeweilige Steuerdrücke PC1, PC2, die zu jeweiligen Befehlsantriebsstromwerten ISOL1, ISOL2 korrespondieren, die von der elektronischen Getriebesteuerungsvorrichtung 44 empfangen werden.
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Das erste Linearsolenoidventil SLB1 ist ein normalerweise geöffnetes Ventil, das in eine offene Position zum Gestatten einer Verbindung zwischen seinem Eingabe- und seinem Ausgabeanschluss versetzt ist, wenn das Ventil in einen nicht erregten Zustand versetzt ist. Wie in 5 gekennzeichnet ist, verringert sich der Steuerdruck PC1, der durch das erste Linearsolenoidventil SLB1 erzeugt wird, mit einer Erhöhung des Antriebsstromwerts ISOL1. Jedoch hat das erste Linearsolenoidventil SLB1 Betriebscharakteristiken, in denen eine unempfindliche Zone A von 0 bis zu einem vorbestimmten Wert Ia des Antriebsstroms ISOL1 existiert, in der der Steuerdruck PC1 sich nicht mit der Erhöhung des Antriebsstromwerts ISOL1 erhöht, wie auch in 5 dargestellt ist. Das zweite Linearsolenoidventil SLB2 ist ein normalerweise geschlossenes Ventil, das in eine geschlossene Position zum Verhindern einer Verbindung zwischen seinem Eingabe- und seinem Ausgabeanschluss versetzt ist, wenn das Ventil in einen nicht erregten Zustand versetzt ist. Wie in 6 dargestellt ist, erhöht sich der Steuerdruck PC2, der durch das zweite Linearsolenoidventil SLB2 erzeugt wird, mit einer Erhöhung des Antriebsstromwerts ISOL2. Jedoch hat das zweite Linearsolenoidventil SLB2 Betriebscharakteristiken, in denen eine unempfindliche Zone B von 0 bis zu einem vorbestimmten Wert Ib des Antriebsstroms ISOL2 existiert, in der der Steuerdruck PC2 sich nicht mit der Erhöhung des Antriebsstromwerts ISOL2 erhöht, wie auch in 6 dargestellt ist.
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Ein B1-Steuerungsventil 76 hat einen Kolben 78, eine Steuerdruckkammer 80 und eine Regeldruckkammer 84. Der Kolben 78 hat eine offene Position und eine geschlossene Position zum jeweiligen Gestatten und Verhindern einer Verbindung zwischen einem Eingabeanschluss 76a, der mit dem Leitungsdruckdurchgang 54 verbunden ist, und einem Ausgabeanschluss 76b zum Erzeugen eines Eingriffshydraulikdrucks PB1 der ersten Bremse B1. Die Steuerdruckkammer 80 empfängt den Steuerdruck PC1 von dem ersten Linearsolenoidventil SLB1, der auf den Kolben 78 in eine Richtung zu seiner offenen Position hin wirkt. Die Regeldruckkammer 84 nimmt eine Feder 82 auf, die eine Vorspannkraft erzeugt, die auf den Kolben 78 in eine Richtung zu seiner geschlossenen Position hin wirkt, und empfängt den Eingriffshydraulikdruck PB1 der ersten Bremse B1. Das B1-Steuerventil 76 ändert den Leitungsdruck PL, der von dem Leitungsdruckdurchgang 54 empfangen wird, in den Eingriffshydraulikdruck PB, der zu dem Steuerdruck PC1 korrespondiert, der von dem ersten Linearsolenoidventil SBL1 empfangen wird. Der Eingriffshydraulikdruck PB1 wird über ein B1-Aufbringungssteuerungsventil 86, das als ein Sperrventil funktioniert, auf die erste Bremse B1 aufgebracht.
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Ein B2-Steuerungsventil 90 hat einen Kolben 92, eine Steuerdruckkammer 94 und eine Regeldruckkammer 98. Der Kolben 92 hat eine offene Position und eine geschlossene Position zum jeweiligen Gestatten und Verhindern einer Verbindung zwischen einem Eingabeanschluss 90a, der mit dem Leitungsdruckdurchgang 54 verbunden ist, und einem Ausgabeanschluss 90b zum Erzeugen eines Eingriffshydraulikdrucks PB2 der zweiten Bremse B2. Die Steuerdruckkammer 94 empfängt den Steuerdruck PC2 von dem zweiten Linearsolenoidventil SLB2, der auf den Kolben 92 in eine Richtung zu dessen offener Position hin wirkt. Die Regeldruckkammer 98 beherbergt eine Feder 96, die eine Vorspannkraft erzeugt, die auf den Kolben 92 in eine Richtung zu dessen geschlossener Position hin wirkt, und empfängt den Eingriffshydraulikdruck PB2 der zweiten Bremse B2. Das B2-Steuerungsventil 90 ändert den Leitungsdruck PL, der von dem Leitungsdruckdurchgang 54 empfangen wird, in den Eingriffshydraulikdruck PB2, der zu dem Steuerdruck PC2 korrespondiert, der von dem zweiten Linearsolenoidventil SBL2 aufgenommen wird. Der Eingriffshydraulikdruck PB2 wird über ein B2-Aufbringungssteuerungsventil 100, das als ein Sperrventil funktioniert, auf die zweite Bremse B2 aufgebracht.
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Das B1-Aufbringungssteuerungsventil 86 hat einen Kolben 102, eine Druckkammer 104 und eine Druckkammer 108. Der Kolben 102 hat eine offene Position und eine geschlossene Position zum jeweiligen Gestatten und Verhindern einer Verbindung zwischen einem Eingabeanschluss 86a, der den Eingriffshydraulikdruck PB1 der ersten Bremse B1 von dem B1-Steuerungsventil 76 empfängt, und einem Ausgabeanschluss 86b, der mit der ersten Bremse B1 verbunden ist. Die Druckkammer 104 empfängt den modulierten Druck PM, der auf den Kolben 102 in eine Richtung zu seiner offenen Position hin wirkt, während die Druckkammer 108 eine Feder 106 beherbergt, die eine Vorspannkraft erzeugt, die auf den Kolben 102 in eine Richtung zu seiner geschlossenen Position hin wirkt, und empfängt den Eingriffshydraulikdruck PB2 der zweiten Bremse B2. Das B1-Aufbringungssteuerungsventil 86 wird in der offenen Position gehalten, bis es den Eingriffshydraulikdruck PB2 zum Eingreifen der zweiten Bremse B2 aufnimmt, und wird in seine geschlossene Position bei Empfangen des Eingriffshydraulikdrucks PB2 gebracht, um einen Eingriffsvorgang der ersten Bremse B1 zu verhindern.
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Das B1-Aufbringungssteuerungsventil 86 hat des Weiteren ein Paar Anschlüsse 110a, 110b, die geschlossen sind, wenn der Kolben 102 in der offenen Position platziert ist (in 4 auf der rechten Seite seiner Mittellinie dargestellt), und die geöffnet sind, wenn der Kolben 102 in der geschlossenen Position angeordnet ist (in 4 auf der linken Seite seiner Mittellinie gezeigt). Der Hydraulikdruckschalter SW2 zum Erfassen des Eingriffshydraulikdrucks PB2 der zweiten Bremse B2 ist mit dem Anschluss 110a verbunden, während die zweite Bremse B2 direkt mit dem anderen Anschluss 110b verbunden ist. Dieser Hydraulikdruckschalter SW2 ist in einen eingeschalteten Zustand versetzt, wenn der Eingriffshydraulikdruck PB2 höher als ein vorbestimmtes Niveau ist, und ist in einen ausgeschalteten Zustand versetzt, wenn der Eingriffshydraulikdruck PB2 nicht höher als das vorbestimmte Niveau ist. Da der Hydraulikdruckschalter SW2 über das B1-Aufbringungssteuerungsventil 86 mit der zweiten Bremse B2 verbunden ist, kann der Hydraulikdruckschalter SW2 nicht nur eine Abnormalität des Eingriffshydraulikdrucks PB2 erfassen, sondern auch Abnormalitäten von hydraulischen Komponenten, die mit der ersten Bremse B1 in Beziehung stehen, wie Abnormalitäten des ersten Linearsolenoidventils SLB1, des B1-Steuerungsventils 76 und des B1-Aufbringungssteuerungsventil 86.
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Wie das B1-Aufbringungssteuerungsventil 86 hat das B2-Aufbringungssteuerungsventil 100 einen Kolben 112, eine Druckkammer 114 und eine Druckkammer 118. Der Kolben 112 hat eine offene Position und eine geschlossene Position zum jeweiligen Gestatten und Verhindern einer Verbindung zwischen einem Eingabeanschluss 100a, der den Eingriffshydraulikdruck PB2 der zweiten Bremse B2 von dem B2-Steuerungsventil 90 empfängt, und einem Ausgabeanschluss 100b, der mit der zweiten Bremse B2 verbunden ist. Die Druckkammer 114 empfängt den modulierten Druck PM, der auf den Kolben 112 in eine Richtung zu dessen offener Position hin wirkt, während die Druckkammer 118 eine Feder 116beherbergt, die eine Vorspannkraft erzeugt, die auf den Kolben 112 in eine Richtung zu seiner geschlossenen Position hin wirkt, und empfängt den Eingriffshydraulikdruck PB1 der ersten Bremse B1. Das B2-Aufbringungssteuerungsventil 100 wird in der offenen Position gehalten, bis es den Eingriffshydraulikdruck PB1 zum Eingreifen der ersten Bremse B1 empfängt, und wird bei Aufnahme des Eingriffshydraulikdrucks PB1 in seine geschlossene Position gebracht, um einen Eingriffsvorgang der zweiten Bremse B2 zu verhindern.
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Das B2-Aufbringungssteuerungsventil 100 hat auch ein Paar Anschlüsse 120a, 120b, die geschlossen sind, wenn der Kolben 112 in der offenen Position angeordnet ist (in 4 an der rechten Seite seiner Mittellinie gekennzeichnet), und die geöffnet sind, wenn der Kolben 112 in der geschlossenen Position angeordnet ist (in 4 an der linken Seite seiner Mittellinie gekennzeichnet). Der Hydraulikdruckschalter SW1 zum Erfassen des Eingriffshydraulikdrucks PB1 der ersten Bremse B1 ist mit dem Anschluss 120a verbunden, während die erste Bremse B1 direkt mit dem anderen Anschluss 120b verbunden ist. Dieser Hydraulikdruckschalter SW2 ist in einen eingeschalteten Zustand versetzt, wenn der Eingriffshydraulikdruck PB1 höher als ein vorbestimmtes Niveau ist, und ist in einen ausgeschalteten Zustand versetzt, wenn der Eingriffshydraulikdruck PB1 nicht höher als das vorbestimmte Niveau ist. Da der Hydraulikdruckschalter SW1 über das B2-Aufbringungssteuerungsventil 100 mit der ersten Bremse B1 verbunden ist, kann der Hydraulikdruckschalter SW1 nicht nur eine Abnormalität des Eingriffshydraulikdrucks PB1 erfassen, sondern kann auch Abnormalitäten von hydraulischen Komponenten erfassen, die mit der zweiten Bremse B2 in Beziehung stehen, wie Abnormalitäten des zweiten Linearsolenoidventils SLB2, des B2-Steuerungsventils 90 und des B2-Aufbringungssteuerungsventil 100.
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Mit Bezug auf die Tabelle von 7 zum Erklären des hydraulischen Steuerungskreises 50, der wie vorstehend beschrieben gestaltet ist, kennzeichnet eine Markierung „O“ den erregten Zustand oder Eingriffszustand, während eine Markierung „X“ den nicht erregten Zustand oder gelösten Zustand kennzeichnet. Das heißt, wenn das erste Linearsolenoidventil SLB1 und das zweite Linearsolenoidventil SLB2 beide in den erregten Zustand versetzt sind, ist die erste Bremse B1 in den gelösten Zustand versetzt, während die zweite Bremse B2 in den Eingriffszustand versetzt ist, so dass das Getriebe 20 in die niedrige Gangposition L versetzt ist. Wenn das erste Linearsolenoidventil SLB1 und das zweite Linearsolenoidventil SLB2 beide in den gelösten Zustand versetzt sind, ist die erste Bremse B1 in den Eingriffszustand versetzt, während die zweite Bremse B2 in den gelösten Zustand versetzt ist, so dass der automatische Getriebeabschnitt 22 in die hohe Gangposition H versetzt ist.
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8 ist ein Funktionsblockdiagramm zum Erklären von Hauptsteuerungsfunktionen der elektronischen Steuerungsvorrichtungen 22, 34, 44. Eine Hybridantriebssteuerungseinrichtung 130, die in 8 gezeigt ist, ist betreibbar, wenn ein Leistungsschalter betätigt wird während das Bremspedal 26 niedergedrückt ist, nachdem ein Schlüssel in einen nicht gezeigten Schlüsselschlitz eingesteckt worden ist. Die Hybridantriebssteuerungseinrichtung 130 berechnet die durch eine Fahrzeugbedienperson erforderte Fahrzeugausgabe auf der Basis des Betätigungsbetrags des Gaspedals und steuert die Maschine 12 und/oder den MG2, um die durch die Fahrzeugbedienperson erforderte Fahrzeugausgabe mit hoher Kraftstoffwirtschaftlichkeit und einer verringerten Menge von Abgasemissionen zu erzeugen. Die Hybridantriebssteuerungseinrichtung 130 wählt einen Modus von Fahrzeugantriebsmodi in Abhängigkeit der Betriebsbedingung des Fahrzeugs aus. Beispielsweise umfassen die Fahrzeugantriebsmodi einen Motorantriebsmodus, in dem nur der MG2 als die Antriebskraftquelle betrieben wird, wobei die Maschine 12 in Ruhe gehalten wird, einen Antriebsmodus, in dem der MG2 als die Antriebskraftquelle betrieben wird, während die Maschine 12 in Betrieb ist, um den MG2 als den elektrischen Generator zu betreiben, und einen Maschinenantriebsmodus, in dem die Maschine 12 betrieben wird, um eine Fahrzeugantriebskraft zu erzeugen, die mechanisch zu den Antriebsrädern 18 zu übertragen ist.
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Die Hybridantriebssteuerungseinrichtung 130 steuert den MG1, um die Betriebsdrehzahl der Maschine 12 derart zu steuern, dass die Maschine 12 entlang einer höchsten Kraftstoffwirtschaftlichkeitskurve betrieben wird. Wenn der MG2 betrieben wird, um ein Unterstützungsdrehmoment vorzusehen, versetzt die Hybridantriebssteuerungseinrichtung 130 das Getriebe 20 in die niedrige Gangposition L, um das Unterstützungsdrehmoment zu erhöhen, das zu der Abgabewelle 14 hinzuzufügen ist, während die Fahrzeuggeschwindigkeit V relativ niedrig ist. Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit V relativ hoch ist, versetzt die Hybridantriebssteuerungseinrichtung 130 das Getriebe 20 in die hohe Gangposition H, um die MG2-Drehzahl zum Verringern eines Leistungsverlusts abzusenken. Somit realisiert die Hybridantriebssteuerungseinrichtung 130 die Unterstützungsdrehmomentsteuerung, um einen effizienten Betrieb des MG2 sicherzustellen, um das Unterstützungsdrehmoment vorzusehen. Während eines Schubbetriebs des Fahrzeugs steuert die Hybridantriebssteuerungseinrichtung 130 das Hybridantriebssystem derart, dass der MG1 oder der MG2 durch eine kinetische Energie oder Trägheitsenergie des sich im Schubbetrieb befindlichen Fahrzeugs angetrieben wird, um die kinetische Energie in eine elektrische Energie umzuwandeln, die in der Speichervorrichtung 32 für elektrische Energie zu speichern ist. Ein Steuerungsbetrieb der Hybridantriebssteuerungseinrichtung 130 in dem Maschinenantriebsmodus wird beispielhaft im Detail beschrieben. In dem Maschinenantriebsmodus betreibt die Hybridantriebssteuerungseinrichtung 130 die Maschine 12 in einem effizienten Betriebszustand mit einem hohen Grad eines Fahrzeugverhaltens und einer Kraftstoffwirtschaftlichkeit und optimiert den Anteil der Antriebskräfte, die durch die Maschine 12 und den MG2 erzeugt werden, und der Reaktionskraft, die während eines Betriebs des MG1 als der elektrische Generator erzeugt wird.
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Die Hybridantriebssteuerungseinrichtung 130 ist bevorzugt gestaltet, um ein Zielabgabewellendrehmoment TR gemäß einem gespeicherten Antriebskraftkennfeld und auf der Basis der durch eine Fahrzeugbedienperson erforderten Fahrzeugausgabe zu bestimmen, die durch den Betätigungsbetrag des Gaspedals und die Fahrzeugfahrgeschwindigkeit dargestellt ist. Die Hybridantriebssteuerungseinrichtung 130 berechnet dann eine erforderte Abgabewellenleistung auf der Basis des berechneten Zielabgabewellendrehmoments TR, während ein erforderter Betrag eines Ladens der Speichervorrichtung für elektrische Energie berücksichtigt wird, und berechnet eine Zielmaschinenleistung, um die berechnete erforderte Abgabewellenleistung zu erhalten, während der Leistungsübertragungsverlust, Lasten, die auf optional installierte Vorrichtungen wirken, das Unterstützungsdrehmoment, das durch den MG2 erzeugt wird, und die gewählte Gangposition des Getriebes 20 berücksichtigt werden. Die Hybridantriebssteuerungseinrichtung 130 steuert die Maschine 12 und den Betrag von elektrischer Energie, die durch den MG1 erzeugt wird, um die Maschinendrehzahl und ein Drehmoment zum Erhalten der berechneten Zielmaschinenleistung vorzusehen, derart, dass die Maschine 12 entlang einer höchsten Kraftstoffwirtschaftlichkeitskurve (ein gespeichertes Kraftstoffwirtschaftlichkeitskennfeld oder -Beziehung) betrieben wird, die in 9 dargestellt ist, die durch Experimente erhalten wird, um einen Kompromiss zwischen dem Fahrzeugfahrverhalten und der Kraftstoffwirtschaftlichkeit vorzusehen, und die in einem zweidimensionalen Koordinatensystem definiert ist, in dem die Maschinendrehzahl und ein Drehmoment entlang jeweiligen zwei Achsen aufgetragen sind.
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Die höchste Kraftstoffwirtschaftlichkeitskurve, die in 9 gekennzeichnet ist, ist eine von Iso-Kraftstoffwirtschaftlichkeitskurven, bei der der Kraftstoffverbrauch der niedrigste ist und die höchste Kraftstoffwirtschaftlichkeitspunkte verbindet, die durch Experimente erhalten werden, derart, dass die vorstehend genannte eine Iso-Kraftstoffwirtschaftlichkeitskurve diese höchsten Kraftstoffwirtschaftlichkeitspunkte passiert, wenn sich die Maschinendrehzahl erhöht. Und zwar ist die höchste Kraftstoffwirtschaftlichkeitskurve eine Folge von niedrigsten Kraftstoffverbrauchspunkten der Maschine 12, die durch Experimente erhalten werden, um einen Kompromiss zwischen dem Fahrzeugverhalten und der Kraftstoffwirtschaftlichkeit vorzusehen. In 9 sind durchgehende Linien „a“, „b“ und „c“ Beispiele von Zielmaschinenleistungskurven, von denen jede eine Folge von Iso-Leistungspunkten der Maschine 12 ist. Die Zielmaschinenleistung erhöht sich in der Reihenfolge der durchgehenden Linien „a“, „b“ und „c“.
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Die Hybridantriebssteuerungseinrichtung 130 steuert die Inverter 30, 40 derart, dass die elektrische Energie, die durch den MG1 erzeugt wird, zu der Speichervorrichtung 32 für elektrische Energie und dem MG2 über die Inverter 30, 40 zugeführt wird, so dass ein Hauptteil der Antriebskraft der Maschine 12 mechanisch zu der Abgabewelle 14 übertragen wird, während der Rest der Antriebskraft der Maschine 12 verwendet wird, um den MG1 als den elektrischen Generator zum Umwandeln dieser mechanischen Energie in die elektrische Energie zu betreiben, die über die Inverter 30, 40 zu dem MG2 zugeführt wird, um den MG2 als den Elektromotor zum Erzeugen einer mechanischen Energie zu betreiben, die über das Getriebe 20 zu der Abgabewelle 14 zu übertragen ist. Komponenten, die bei der Erzeugung der elektrischen Energie durch den MG1 und dem Verbrauch der elektrischen Energie durch den MG2 beteiligt sind, bilden einen elektrischen Weg, durch den die elektrische Energie, die durch Umwandlung des Hauptteils der Antriebskraft der Maschine 12 durch den MG1 erhalten wird, zu dem MG2 zur Umwandlung der elektrischen Energie in die mechanische Energie zugeführt wird. Diese Hybridantriebssteuerungseinrichtung 130 gestattet, dass die elektrische Energie, die in der Speichervorrichtung 32 für elektrische Energie gespeichert ist, und auch die elektrische Energie, die durch den MG1 erzeugt wird, zum Betreiben des MG2 über den Inverter 30 zu dem MG2 zugeführt wird.
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Die Hybridantriebssteuerungseinrichtung 130 ist weiter gestaltet, um den MG1 durch Ausnützen der Differenzialfunktion der Kraftverteilungsvorrichtung 16 zu steuern, um die Maschinendrehzahl im Wesentlichen konstant zu halten oder die Maschinendrehzahl auf einen gewünschten Wert zu steuern, ungeachtet davon, ob sich das Fahrzeug in einem stationären Zustand befindet oder fährt. Mit anderen Worten gesagt ermöglicht es die Hybridantriebssteuerungseinrichtung 130, die Betriebsdrehzahl des MG1 auf einen gewünschten Wert zu steuern, während die Maschinendrehzahl im Wesentlichen konstant gehalten wird oder die Maschinendrehzahl auf einen gewünschten Wert geändert wird.
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Die Hybridantriebssteuerungseinrichtung 130 hat eine Maschinenausgabesteuerungseinrichtung, die funktioniert, um eine Maschinenausgabesteuerungsvorrichtung (nicht gezeigt) zum Steuern der Maschine 12 anzuweisen, um eine erforderte Ausgabe vorzusehen, durch eines Drosselaktuators, um eine elektronische Drosselklappe zu öffnen und zu schließen, und Steuern einer Menge und einer Zeit einer Kraftstoffeinspritzung in die Maschine 12 durch eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung und der Zeitabstimmung einer Zündung eines Zünders durch eine Zündungsvorrichtung alleine oder in Kombination.
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Mit nochmaliger Bezugnahme auf 8 ist eine Schaltvorgangsbestimmungseinrichtung 132 gestaltet, um einen Schaltvorgang des Getriebes 20 auf der Basis der Fahrzeuggeschwindigkeit V und einer Fahrzeugantriebskraft P und gemäß gespeicherten Schaltgrenzlinien zu bestimmen, die in 10 beispielhaft dargestellt sind. Bevorzugt bestimmt die Schaltvorgangsbestimmungseinrichtung 132, ob ein Schaltvorgang unter Last des Getriebes 20 stattfinden sollte, d.h. ob das Getriebe 20 geschaltet werden sollte, wenn der Betätigungsbetrag des Gaspedals, der durch den Beschleunigerbetätigungsbetragssensor AS erfasst wird, einen vorbestimmten Schwellenwert übersteigt.
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Wenn die Schaltvorgangsbestimmungseinrichtung 132 bestimmt, dass ein Schaltvorgang des Getriebes 20 stattfinden sollte, steuert die Schaltsteuerungseinrichtung 134 die erste Bremse B1 und die zweite Bremse B2, um das Getriebe 20 automatisch zu schalten, um den bestimmten Schaltvorgang durchzuführen. Und zwar steuert die Schaltsteuerungseinrichtung 134, wenn die Schaltvorgangsbestimmungseinrichtung 132 den Schaltvorgang des Getriebes 20 von der niedrigen Gangposition L zu der hohen Gangposition H bestimmt, die hydraulischen Aktuatoren durch den hydraulischen Steuerungskreis 50, um die erste Bremse B1 in Eingriff zu bringen und die zweite Bremse B2 zu lösen. Wenn die Schaltvorgangsbestimmungseinrichtung 132 bestimmt, dass der Schaltvorgang des Getriebes 20 von der hohen Gangposition H zu der niedrigen Gangposition durchzuführen ist, steuert die Schaltsteuerungseinrichtung 134 die hydraulischen Aktuatoren durch den hydraulischen Steuerungskreis 50, um die erste Bremse B1 zu lösen und die zweite Bremse B2 in Eingriff zu bringen. Das heißt sowohl der Schaltvorgang des Getriebes 20 von der niedrigen Gangposition L zu der hohen Gangposition H als auch der Schaltvorgang von der hohen Gangposition H zu der niedrigen Gangposition L sind sogenannte „Kupplung-zu-Kupplung-Schaltvorgänge“.
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Eine Zustandsbestimmungseinrichtung 136 für das stufenänderbare Getriebe ist gestaltet, um zu bestimmen, ob der Betriebszustand des Getriebes 20 eine vorbestimmte Bedingung erfüllt. Bevorzugt ist der Betriebszustand des Getriebes 20 die Temperatur des Arbeitsfluids, das verwendet wird, um die Reibkopplungselemente in der Form der Bremsen B1, B2 zu betreiben, während die vorbestimmte Bedingung eine Bedingung ist, dass die Temperatur des Arbeitsfluids niedriger als ein vorbestimmter Schwellenwert ist. Mit anderen Worten gesagt ist die Zustandsbestimmungseinrichtung 136 für das stufenänderbare Getriebe vorzugsweise gestaltet, um zu bestimmen, ob die Temperatur des Arbeitsfluids, die durch den Öltemperatursensor TS erfasst wird, niedriger als der vorbestimmte Schwellenwert ist.
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Eine Zustandsbestimmungseinrichtung 138 für die Energiespeichervorrichtung ist gestaltet, um zu bestimmen, ob der Betriebszustand der Speichervorrichtung 32 für elektrische Energie eine vorbestimmte Bedingung erfüllt. Bevorzugt ist der Betriebszustand der Speichervorrichtung 32 für elektrische Energie eine Obergrenze eines Ladungs-/Entladungsbetrags (eine Obergrenze einer Eingabe/Ausgabe) der Speichervorrichtung 32 für elektrische Energie, während die vorbestimmte Bedingung eine Bedingung ist, dass die Obergrenze höher als ein vorbestimmter Schwellenwert ist. Mit anderen Worten gesagt ist die Zustandsbestimmungseinrichtung 138 für die Energiespeichervorrichtung gestaltet, um zu bestimmen, ob die Obergrenze des Ladungs-/Entladungsbetrags der Speichervorrichtung 32 für elektrische Energie höher als der vorbestimmte Schwellenwert ist.
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Eine MG2-Drehmomentreduktionssteuerungseinrichtung (Drehmomentreduktionssteuerungseinrichtung für den zweiten Elektromotor) 140 ist gestaltet, um eine Drehmomentreduktionssteuerung zum Verringern des Ausgabedrehmoments des MG2 während eines Schaltvorgangs (insbesondere eines Schaltvorgangs unter Last) des Getriebes 20 zu realisieren. Das heißt wenn die Schaltvorgangsbestimmungseinrichtung 132 bestimmt, dass ein Schaltvorgang des Getriebes 20 stattfinden sollte, hält die MG2-Drehmomentreduktionssteuerungseinrichtung 140 das Ausgabedrehmoment des MG2 auf einem Wert, der um einen vorbestimmten Drehmomentreduktionsbetrag ΔTd2 kleiner als der derzeitige Wert ist, bis der Schaltvorgang des Getriebes 20 beendet ist. Dieser vorbestimmte Drehmomentreduktionsbetrag ΔTd2 kann von dem Moment des Beginns des Schaltvorgangs bis zu dem Moment der Beendigung des Schaltvorgangs konstant gehalten werden oder kann in dem Prozess des Schaltvorgangs variieren. Der vorbestimmte Drehmomentreduktionsbetrag ΔTd2 kann derselbe für sowohl den Schaltvorgang von der niedrigen Gangposition L zu der hohen Gangposition H als auch für den Schaltvorgang von der hohen Gangposition H zu der niedrigen Gangposition L sein, oder kann zwei verschiedene Werte für die jeweiligen zwei Schaltvorgänge annehmen.
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Eine MG2-Drehmomentreduktionssteuerungsbegrenzungseinrichtung (Drehmomentreduktionssteuerungsbegrenzungseinrichtung für den zweiten Elektromotor) 142 ist gestaltet, um den Drehmomentreduktionsbetrag ΔTd2 des MG2, der durch die MG2-Drehmomentreduktionssteuerungseinrichtung 140 zum Realisieren der Drehmomentreduktionssteuerung verwendet wird, gemäß der Obergrenze des Ladungs-/Entladungsbetrags der Speichervorrichtung 32 für elektrische Energie zu begrenzen oder zu verringern. Und zwar begrenzt oder verringert die MG2-Drehmomentreduktionssteuerungsbegrenzungseinrichtung 142 den Drehmomentreduktionsbetrag ΔTd2 (der ungeachtet der Obergrenze des Ladungs-/Entladungsbetrags der Speichereinrichtung 32 für elektrische Energie bestimmt wird) des MG2 auf einen verringerten Betrag ΔTd2’, so dass der Betrag einer elektrischen Energie, die zu der Speichervorrichtung 32 für elektrische Energie als ein Ergebnis eines Regenerativbetriebs des MG2 aufgrund der Drehmomentreduktionssteuerung des MG2 eingegeben wird, nicht die Obergrenze des Ladungs-/Entladungsbetrags übersteigt. Der verringerte Drehmomentreduktionsbetrag ΔTd2’ wird auf der Basis des gespeicherten Betrags SOC von elektrischer Energie oder einer Temperatur der Speichervorrichtung 32 für elektrische Energie und gemäß einem vorbestimmten Betrag zwischen dem verringerten Drehmomentreduktionsbetrag ΔTd2’ und dem Betrag SOC oder der Temperatur berechnet.
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Eine MG1-Drehmomentreduktionssteuerungseinrichtung (Drehmomentreduktionssteuerungseinrichtung für den ersten Elektromotor) 144 ist gestaltet, um eine Drehmomentreduktionssteuerung zum Verringern des Ausgabedrehmoments des MG1 zu realisieren. Wenn wenigstens einer der Betriebszustände des Getriebes 20 und der Speichervorrichtung 32 für elektrische Energie die vorbestimmte Bedingung erfüllt, wird der Betrag einer Begrenzung des Drehmomentreduktionsbetrags des MG2 durch die vorstehend beschriebene MG2-Drehmomentreduktionssteuerungsbegrenzungseinrichtung 142 kleiner gemacht als wenn keiner der Betriebszustände des Getriebes 20 und der Speichervorrichtung 32 für elektrische Energie die vorbestimmten Bedingungen erfüllt, und die MG1-Drehmomentreduktionssteuerungseinrichtung 144 realisiert die Drehmomentreduktionssteuerung zum Verringern des Ausgabedrehmoments des MG1. Und zwar wird, wenn durch die Zustandsbestimmungseinrichtung 136 für das stufenänderbare Getriebe und die Zustandsbestimmungseinrichtung 138 für die Energiespeichervorrichtung eine positive Bestimmung erhalten wird, der Betrag einer Begrenzung des Drehmomentreduktionsbetrags des MG2 kleiner gemacht als wenn negative Bestimmungen durch die Bestimmungseinrichtungen 136, 138 erhalten werden, und die Drehmomentreduktionssteuerung zum Verringern des Ausgabedrehmoments des MG1 wird durch die MG1-Drehmomentreduktionssteuerungseinrichtung 144 realisiert.
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Bevorzugt wird die Begrenzung des Drehmomentreduktionsbetrags des MG2 verhindert, während die Drehmomentreduktionssteuerung zum Verringern des Ausgabedrehmoments des MG1 durch die MG1-Drehmomentreduktionssteuerungseinrichtung 144 realisiert wird. Ein vorbestimmter Drehmomentreduktionsbetrag ΔTd1 des MG1 in der Drehmomentreduktionssteuerung durch die MG1-Drehmomentreduktionssteuerungseinrichtung 144 wird auf der Basis des vorbestimmten Drehmomentreduktionsbetrags ΔTd2 des MG2 oder des Betrags SOC an gespeicherter elektrischer Energie oder der Temperatur der Speichervorrichtung 32 für elektrische Energie und gemäß einer vorbestimmten Beziehung zwischen dem vorbestimmten Drehmomentreduktionsbetrag ΔTd1 oder dem Betrag SOC an elektrischer Energie oder der Temperatur der Speichervorrichtung 32 für elektrische Energie berechnet.
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11 und 12 sind Zeitablaufdiagramme zum Erklären der Drehmomentreduktionssteuerung des MG2 bei einem Schaltvorgang gemäß der vorliegenden Ausführungsform im Detail. In dem Beispiel von 11 wird der Schaltvorgang (Hochschaltvorgang) von der niedrigen Gangposition L zu der hohen Gangposition H durchgeführt. In dem Beispiel von 12 wird der Schaltvorgang (Herunterschaltvorgang) von der hohen Gangposition H zu der niedrigen Gangposition L durchgeführt. In 11 und 12 kennzeichnen durchgehende Linien die Steuerung gemäß der vorliegenden Ausführungsform, während Einpunkt-Strichlinien die Steuerung des Stands der Technik kennzeichnen, in der die Drehmomentreduktionssteuerung des MG1 während der Drehmomentreduktionssteuerung des MG2 nicht realisiert ist.
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Zu einem Zeitpunkt t1, der in 11 gekennzeichnet ist, wird ein Hochschaltbefehl erzeugt, um den Hochschaltvorgang von der niedrigen Gangposition L zu der hohen Gangposition H durchzuführen, und eine Steuerung eines Befehlswerts des Eingriffsdrucks der ersten Bremse B1 wird begonnen, um den Eingriffsdruck der ersten Bremse B1 allmählich zu erhöhen. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird das Ausgabedrehmoment des MG2 um den vorbestimmten Drehmomentreduktionsbetrag ΔTd2 verringert, während das Ausgabedrehmoment des MG1 um den vorbestimmten Drehmomentreduktionsbetrag ΔTd1 verringert wird. Die Verringerung des Ausgabedrehmoments des MG1 wird durch eine Verringerung einer Reaktionskraft aufgrund einer Verringerung des Betrags einer Erzeugung der elektrischen Energie durch den MG1 bewirkt. Diese Drehmomentreduktionssteuerung des MG1 zusammen mit der Drehmomentreduktionssteuerung des MG2 verhindert in wirksamer Weise eine übermäßige Regeneration der elektrischen Energie durch den MG1 aufgrund der Drehmomentreduktionssteuerung des MG2 und gestattet eine ausreichende Verringerung der Betriebsdrehzahl des MG2 während einer Zeitspanne, die zu einem Zeitpunkt t2 endet und zu einer Dauer des Schaltvorgangs korrespondiert, und die beispielsweise durch einen Überwachungstimer berechnet wird. Gemäß der Steuerung des Stands der Technik, die durch die Einpunkt-Strichlinien gekennzeichnet ist, wird andererseits das Ausgabedrehmoment des MG2 um den verringerten Drehmomentreduktionsbetrag ΔTd2’ verringert, der kleiner als der vorbestimmte Drehmomentreduktionsbetrag ΔTd2 ist, und die Drehmomentreduktionssteuerung des MG1 wird nicht realisiert. Die Steuerung des Stands der Technik, in der das Ausgabedrehmoment des MG2 bei einem vergleichsweise großen Wert gehalten wird, verursacht eine Verzögerung des Schaltvorgangs, d.h. eine Verzögerung des Eingriffsvorgangs der ersten Bremse B1, was zu einem Fehler führt, die Betriebsdrehzahl des MG2 während der Zeitspanne ausreichend zu verringern, die zu dem Zeitpunkt t2 endet, und zu einem beträchtlichen Schaltstoß aufgrund der Beendigung des Eingriffsvorgangs der ersten Bremse B1 zu dem Zeitpunkt t2 führt.
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Zu einem Zeitpunkt t1, der in 12 gekennzeichnet ist, wird ein Herunterschaltbefehl erzeugt, um den Schaltvorgang von der hohen Gangposition H zu der niedrigen Gangposition L durchzuführen, und eine Steuerung eines Befehlswerts des Eingriffsdrucks der zweiten Bremse B2 wird begonnen, um den Eingriffsdruck der zweiten Bremse B2 allmählich zu erhöhen. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird das Ausgabedrehmoment des MG2 um den vorbestimmten Drehmomentreduktionsbetrag ΔTd2 nach einer temporären allmählichen Erhöhung verringert, während das Ausgabedrehmoment des MG1 um den vorbestimmten Drehmomentreduktionsbetrag ΔTd1 verringert wird. Diese Drehmomentreduktionssteuerung des MG1 zusammen mit der Drehmomentreduktionssteuerung des MG2 verhindert in wirksamer Weise eine übermäßige Regeneration der elektrischen Energie durch den MG1 aufgrund der Drehmomentreduktionssteuerung des MG2 und gestattet einen ausreichenden Anstieg der Betriebsdrehzahl des MG2 während einer Zeitspanne, die zu einem Zeitpunkt t2 endet und die einer Dauer des Schaltvorgangs entspricht, die beispielsweise durch einen Überwachungstimer berechnet wird. Gemäß der Steuerung des Stands der Technik, die durch die Einpunkt-Strichlinien gekennzeichnet ist, wird andererseits das Ausgabedrehmoment des MG2 um den verringerten Drehmomentreduktionsbetrag ΔTd2’ verringert, der kleiner als der vorbestimmte Drehmomentreduktionsbetrag ΔTd2 ist, und die Drehmomentreduktionssteuerung des MG1 wird nicht realisiert. Die Steuerung des Stands der Technik, in der das Ausgabedrehmoment des MG2 bei einem vergleichsweise großen Wert gehalten wird, verursacht eine Verzögerung des Schaltvorgangs, d.h. eine Verzögerung des Eingriffsvorgangs der zweiten Bremse B2, was zu einem Fehler führt, die Betriebsdrehzahl des MG2 während der Zeitspanne in ausreichender Weise zu erhöhen, die zu dem Zeitpunkt t2 endet, und zu einem beträchtlichen Schaltstoß aufgrund einer Beendigung des Eingriffsvorgangs der zweiten Bremse B2 zu dem Zeitpunkt t2 führt.
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Obwohl dieselben Bezugszeichen der Einfachheit halber in 11 und 12 verwendet werden, kann sich die Zeitspanne zwischen den Zeitpunkten t1 und t2 in Abhängigkeit des Hochschaltvorgangs oder des Herunterschaltvorgangs unterscheiden. Des Weiteren können sich die vorbestimmten Drehmomentreduktionsbeträge des MG1 und MG2 voneinander unterscheiden.
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13 ist ein Flussdiagramm, das einen Hauptteil der Drehmomentreduktionssteuerung während des Schaltvorgangs unter der Steuerung der elektronischen Steuerungsvorrichtung 34 zeigt. Die Drehmomentreduktionssteuerung wird wiederholt mit einer vorbestimmten Zykluszeit ausgeführt.
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Die Drehmomentreduktionssteuerung wird mit Schritt S1 („Schritt“ wird nachstehend weggelassen) begonnen, der zu der Schaltvorgangsbestimmungseinrichtung 132 korrespondiert, um zu bestimmen, ob ein Befehl für ein Schalten unter Last erzeugt worden ist, d.h. ob das Getriebe 20 angewiesen worden ist, seine Gangposition zu ändern, während der Betätigungsbetrag des Gaspedals, der durch den Beschleunigerbetätigungsbetragssensor AS erfasst wird, höher als der vorbestimmte Schwellenwert ist. Falls in S1 eine negative Bestimmung erhalten wird, wird die derzeitige Routine beendet. Falls in S1 eine positive Bestimmung erhalten wird, geht der Steuerungsablauf zu S2, um den vorbestimmten Drehmomentreduktionsbetrag ΔTd2 des MG2 zu berechnen und die Drehmomentreduktionssteuerung des MG2 zu fordern. Dann geht der Steuerungsablauf zu S3, der der Zustandsbestimmungseinrichtung 136 für das stufenänderbare Getriebe und der Zustandsbestimmungseinrichtung 138 für den Energiespeicher entspricht, um zu bestimmen, ob wenigstens einer von dem Zustand des Getriebes 20 (Temperatur des Arbeitsfluids, die durch den Öltemperatursensor TS erfasst wird) und dem Zustand der Speichervorrichtung 32 für elektrische Energie (Obergrenze des Ladungs-/Entladungsbetrags) die vorbestimmte Bedingung erfüllt (die Temperatur, die niedriger als der vorbestimmte Schwellenwert ist, oder die Obergrenze, die höher als der vorbestimmte Schwellenwert ist). Falls in S3 eine negative Bestimmung erhalten wird, geht der Steuerungsablauf zu S4, um den Drehmomentreduktionsbetrag des MG2 auf den verringerten Drehmomentreduktionsbetrag ΔTd2’ festzulegen, der kleiner als der vorbestimmte Drehmomentreduktionsbetrag ΔTd2 ist (um die Grenze des Drehmomentreduktionsbetrags des MG2 auszuwählen), und um die Drehmomentreduktionssteuerung des MG1 zu verhindern, und geht dann zu S5, der zu der MG2-Drehmomentreduktionssteuerungseinrichtung 140 und der MG1-Drehmomentreduktionssteuerungseinrichtung 144 korrespondiert, um die Drehmomentreduktionssteuerung des MG2 zu realisieren. Dann wird die derzeitige Routine beendet. Falls in S3 eine positive Bestimmung erhalten wird, geht der Steuerungsablauf zu Schritt S6, um den Drehmomentreduktionsbetrag des MG2 auf den vorbestimmten Drehmomentreduktionsbetrag ΔTd2 festzulegen (um die Begrenzung des Drehmomentreduktionsbetrags des MG2 zu verhindern), und um den Drehmomentreduktionsbetrag des MG1 auf den vorbestimmten Drehmomentreduktionsbetrag ΔTd1 festzulegen, und geht dann zu S5, um die Drehmomentreduktionssteuerungen des MG1 und MG2 zu realisieren. Dann wird die derzeitige Routine beendet. Es ist zu verstehen, dass S4 und S6 zu der MG2-Drehmomentreduktionssteuerungsbegrenzungseinrichtung 142 korrespondieren.
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Die vorliegende Ausführungsform, die vorstehend beschrieben ist, ist derart gestaltet, dass das Steuergerät die Drehmomentreduktionssteuerungseinrichtung 140 (S5) für den zweiten Elektromotor zum Realisieren der Drehmomentreduktionssteuerung zum Verringern des Ausgabedrehmoments des MG2 während eines Schaltvorgangs des Getriebes 20, die Drehmomentreduktionssteuerungsbegrenzungseinrichtung 142 für den zweiten Elektromotor (S4 und S6) zum Begrenzen oder Verringern des Drehmomentreduktionsbetrags des MG2 in der Drehmomentreduktionssteuerung durch die Drehmomentreduktionssteuerungseinrichtung 140 für den zweiten Elektromotor gemäß der Obergrenze des Ladungs-/Entladungsbetrags der Speichervorrichtung 32 für elektrische Energie und die Drehmomentreduktionssteuerungseinrichtung 144 für den ersten Elektromotor (S5) zum Realisieren der Drehmomentreduktionssteuerung zum Verringern des Ausgabedrehmoments des MG1-Motors hat. Die Drehmomentreduktionssteuerungsbegrenzungseinrichtung 142 für den zweiten Elektromotor ist derart gestaltet, dass, wenn wenigstens einer der Betriebszustände des Getriebes 20 und der Speichervorrichtung 32 für elektrische Energie die vorbestimmte Bedingung erfüllt, der Grad einer Begrenzung oder Verringerung des Drehmomentreduktionsbetrags des MG2 mit Bezug auf den Fall verringert wird, wenn wenigstens einer der Betriebszustände die vorbestimmte Bedingung nicht erfüllt, während das Ausgabedrehmoment des MG1 durch die Drehmomentreduktionssteuerungseinrichtung 144 für den ersten Elektromotor verringert ist. Demzufolge kann ein Schaltstoß des Getriebes 20 bei dessen Schaltvorgang durch Realisieren der Drehmomentreduktionssteuerung des MG1 verringert werden, während der Grad der Begrenzung oder Verringerung der Drehmomentreduktionssteuerung des zweiten Elektromotors verringert wird, wenn bestimmt ist, dass die Begrenzung oder Verringerung der Drehmomentreduktionssteuerung des MG2 einen beträchtlichen Einfluss auf den Schaltvorgang hat. Somit sieht die vorliegende Ausführungsform ein Steuergerät für ein Fahrzeugkraftübertragungssystem vor, in dem der MG2 über das Getriebe 20 mit der antriebsradseitigen Abgabewelle 14 verbunden ist, zu der die Antriebskraft der Hauptantriebskraftquelle in der Form der Maschine 12 durch die Kraftverteilungsvorrichtung 16 verteilt wird, wobei das Steuergerät gestaltet ist, um einen Schaltstoß bei dem Schaltvorgang des Getriebes 20 zu verringern.
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Die vorliegende Ausführungsform ist des Weiteren derart gestaltet, dass die Drehmomentreduktionssteuerungsbegrenzungseinrichtung 142 für den zweiten Elektromotor die Begrenzung des Drehmomentreduktionsbetrags des MG2 verhindert, während das Ausgabedrehmoment des MG1 durch die Drehmomentreduktionssteuerungseinrichtung 140 für den ersten Elektromotor verringert ist, wenn der wenigstens eine der Betriebszustände des Getriebes 20 und der Speichervorrichtung 32 für elektrische Energie die vorbestimmte Bedingung erfüllt. In diesem Fall kann der Schaltstoß des Getriebes 20 bei dessen Schaltvorgang durch Realisieren der Drehmomentreduktionssteuerung des MG1, während der Grad der Begrenzung oder Verringerung der Drehmomentreduktionssteuerung des MG2 verringert ist, praktisch reduziert werden, wenn bestimmt ist, dass die Begrenzung oder Verringerung der Drehmomentreduktionssteuerung des MG2 einen beträchtlichen Einfluss auf den Schaltvorgang hat.
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Die vorliegende Ausführungsform ist des Weiteren gestaltet, um als den Betriebszustand des Getriebes 20 die Temperatur des verwendeten Arbeitsfluids zum Steuern der Eingriffskraft der Reibkopplungselemente zu verwenden, die in dem Getriebe 20 vorgesehen sind, und um die vorbestimmte Bedingung zu verwenden, dass die Temperatur des Arbeitsfluids niedriger als der vorbestimmte Schwellenwert ist. Wenn die Temperatur des Arbeitsfluids, das für das Getriebe 20 verwendet wird, vergleichsweise niedrig ist, ist ein Ansprechen auf die Leitungsdrucksteuerung vergleichsweise niedrig. In diesem Fall gibt es eine hohe Notwendigkeit für einen Ausgleich des Mangels der Eingriffskraft durch Realisieren der Drehmomentreduktionssteuerung des MG2, so dass es wahrscheinlich ist, dass das Getriebe 20 einen Schaltstoß erfährt, wenn die Drehmomentreduktionssteuerung des MG2 begrenzt ist. Durch Begrenzen der Drehmomentreduktionssteuerung des MG1 in diesem Fall wird der Betrag der Drehmomentreduktion des MG2 um den Betrag der Drehmomentreduktionssteuerung des MG1 erhöht, so dass der Schaltstoß des Getriebes 20 bei dessen Schaltvorgang wirksam verringert werden kann.
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Die vorliegende Ausführungsform ist des Weiteren gestaltet, um als den Betriebszustand der Speichervorrichtung 32 für elektrische Energie die Obergrenze des Ladungs-/Entladungsbetrags der Speichervorrichtung 32 für elektrische Energie zu verwenden, und um die vorbestimmte Bedingung zu verwenden, dass die Obergrenze des Ladungs-/Entladungsbetrags größer als der vorbestimmte Schwellenwert ist. Wenn die Obergrenze des Ladungs-/Entladungsbetrags der Speichervorrichtung 32 für elektrische Energie vergleichsweise groß ist, ist der Betrag einer Begrenzung der Drehmomentreduktionssteuerung des MG2 vergleichsweise groß, so dass es wahrscheinlich ist, dass das Getriebe den Schaltstoß erfährt, wenn der Mangel der Eingriffskraft der Reibkopplungselemente durch Steuern der Eingriffskraft ausgeglichen wird. Durch Begrenzen der Drehmomentreduktionssteuerung des MG1 in diesem Fall wird der Betrag der Drehmomentreduktion des MG2 um den Betrag der Drehmomentreduktionssteuerung des MG1 erhöht, so dass der Schaltstoß des Getriebes 20 bei dessen Schaltvorgang wirksam verringert werden kann.
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Während die bevorzugte Ausführungsform dieser Erfindung vorstehend im Detail mit Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben worden ist, ist es zu verstehen, dass die Erfindung anders ausgeführt werden kann.
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In der dargestellten Ausführungsform verhindert die MG2-Drehmomentreduktionssteuerungsbegrenzungseinrichtung 142 die Begrenzung des Drehmomentreduktionsbetrags des MG2, während die MG1-Drehmomentreduktionssteuerungseinrichtung 144 die Ausgabedrehmomentreduktion des MG1 realisiert, wenn wenigstens einer der Betriebszustände des Getriebes 20 und der Speichervorrichtung 32 für elektrische Energie die vorbestimmte Bedingung erfüllt. Jedoch kann die dargestellte Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung beispielsweise derart modifiziert sein, dass die Begrenzung oder Verringerung des Drehmomentreduktionsbetrags des MG2 nicht verhindert ist, sondern der Grad der Begrenzung in Bezug auf den Fall verringert ist, wenn wenigstens einer der Betriebszustände die vorbestimmte Bedingung nicht erfüllt, während die Ausgabedrehmomentreduktion des MG2 durch die MG1-Drehmomentreduktionssteuerungseinrichtung 144 realisiert wird, wenn wenigstens einer der Betriebszustände des Getriebes 20 und der Speichervorrichtung 32 für elektrische Energie die vorbestimmte Bedingung erfüllt. Diese Modifikation genießt mehr oder weniger die Vorteile der vorliegenden Erfindung.
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Obwohl die dargestellte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung auf das Fahrzeugkraftübertragungssystem 10 angewendet ist, das mit dem stufenänderbaren automatischen Getriebe 20 versehen ist, um wahlweise zu der niedrigen Gangposition L und der hohen Gangposition H schalten zu können, ist das Prinzip der vorliegenden Erfindung gleichermaßen auf ein Fahrzeugkraftübertragungssystem anwendbar, das mit einem stufenänderbaren automatischen Getriebe 20 mit drei oder mehr Gangpositionen versehen ist.
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Obwohl die dargestellte Ausführungsform dieser Erfindung auf ein Fahrzeugkraftübertragungssystem 10 angewendet ist, das angeordnet ist, um die Ausgabe des MG2 zu den Antriebsrädern 18 über das Getriebe 20 und die Abgabewelle 14 zu übertragen, ist das Prinzip der vorliegenden Erfindung gleichermaßen auf ein Fahrzeugkraftübertragungssystem anwendbar, in dem die Maschine 18 als eine Antriebskraftquelle zum Antreiben der Antriebsräder 18 verwendet wird, während die Ausgabe des MG2 zu den anderen Antriebsrädern (hintere Antriebsräder, wo die Antriebsräder 18 vordere Räder sind) übertragen wird.
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Es ist zu verstehen, dass die vorliegende Erfindung mit verschiedenen anderen nicht dargestellten Änderungen ausgeführt werden kann, die dem Fachmann in den Sinn kommen, ohne von dem Umfang dieser Erfindung abzuweichen, der in den Ansprüchen definiert ist.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist eine Ansicht zum Erklären eines Hybridantriebssystems, auf das die vorliegende Erfindung in geeigneter Weise angewendet wird.
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2 ist ein kollineares Diagramm, das Relativdrehzahlen von Drehelementen einer Kraftverteilungsvorrichtung zeigt, die in dem Hybridantriebssystem von 1 vorgesehen sind.
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3 ist ein kollineares Diagramm, das relative Drehzahlen von Drehelementen eines stufenänderbaren automatischen Getriebes in der Form eines Planetengetriebemechanismus einer Ravigneaux-Bauart zeigt, der in dem Hybridantriebssystem von 1 vorgesehen ist.
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4 ist eine Ansicht, die einen Schalthydrauliksteuerungskreis zum Steuern von Schaltvorgängen des stufenänderbaren automatischen Getriebes darstellt, die durch einen Eingriffsvorgang einer ausgewählten Bremse von Bremsen durchgeführt werden, die in dem Hybridantriebssystem vorgesehen sind.
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5 ist eine Ansicht, die Betriebscharakteristiken eines ersten Linearsolenoidventils darstellt, das in dem Schalthydrauliksteuerungskreis von 4 vorgesehen ist.
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6 ist eine Ansicht, die Betriebscharakteristiken eines zweiten Linearsolenoidventils zeigt, das in dem Schalthydrauliksteuerungskreis von 4 vorgesehen ist.
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7 ist eine Tabelle zum Erklären eines Betriebs des Schalthydrauliksteuerungskreises von 4.
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8 ist ein Funktionsblockdiagramm zum Erklären von Hauptsteuerungsfunktionen von elektronischen Steuerungsvorrichtungen, die zum Steuern des Hybridantriebssystems von 1 vorgesehen sind.
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9 ist eine Ansicht, die eine gespeicherte Beziehung, die durch Experimente erhalten wird, zum Steuern einer Maschine darstellt, die in dem Hybridantriebssystem von 1 vorgesehen ist.
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10 ist eine Ansicht, die ein gespeichertes Schaltgrenzlinienkennfeld zum Bestimmen eines Schaltvorgangs des stufenänderbaren automatischen Getriebes zeigt, das in dem Hybridantriebssystem von 1 vorgesehen ist.
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11 ist ein Zeitablaufdiagramm zum Erklären einer Drehmomentreduktionssteuerung bei einem Hochschaltvorgang gemäß der dargestellten Ausführungsform im Detail.
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12 ist ein Zeitablaufdiagramm zum Erklären einer Drehmomentreduktionssteuerung bei einem Herunterschaltvorgang gemäß der dargestellten Ausführungsform im Detail.
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13 ist ein Flussdiagramm, das einen Hauptteil der Drehmomentreduktionssteuerung bei dem Schaltvorgang zeigt, die durch die elektronische Steuerungsvorrichtung ausgeführt wird, die für das Hybridsteuerungssystem von 1 vorgesehen ist.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Fahrzeugkraftübertragungssystem
- 12
- Maschine (Hauptantriebskraftquelle)
- 24
- Abgabewelle (Kraftübertragungsbauteil)
- 16
- Kraftverteilungsvorrichtung
- 18
- Antriebsräder
- 20
- stufenänderbares automatisches Getriebe (stufenänderbares Getriebe)
- 32
- Speichervorrichtung für elektrische Energie
- 140
- MG2-Drehmomentreduktionssteuerungseinrichtung (Drehmomentreduktionssteuerungseinrichtung für den zweiten Elektromotor)
- 142
- MG2-Drehmomentreduktionssteuerungsbegrenzungseinrichtung (Drehmomentreduktionssteuerungsbegrenzungseinrichtung für den zweiten Elektromotor)
- 144
- MG1-Drehmomentreduktionssteuerungseinrichtung (Drehmomentreduktionssteuerungseinrichtung für den ersten Elektromotor)
- B1, B2
- Bremsen (Reibkopplungselemente)
- MG1
- erster Motorgenerator (erster Elektromotor)
- MG2
- zweiter Motorgenerator (zweiter Elektromotor)