DE102016123340A1 - Steuersystem für Leistungsübertragungssystem - Google Patents

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DE102016123340A1
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Germany
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torque
electric power
electric
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Takaaki Tokura
Nobufusa Kobayashi
Masato Yoshikawa
Takashi Inoue
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Toyota Motor Corp
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Toyota Motor Corp
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    • B60L15/20—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles for control of the vehicle or its driving motor to achieve a desired performance, e.g. speed, torque, programmed variation of speed
    • B60L15/2054—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles for control of the vehicle or its driving motor to achieve a desired performance, e.g. speed, torque, programmed variation of speed by controlling transmissions or clutches
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Abstract

Während eines Hochschaltvorgangs eines mechanischen Drehzahländerungsmechanismus (20) wird eine von einem ersten Elektromotor (MG1) erzeugte elektrische Leistung (Wg) ab einem Anfangspunkt einer Trägheitsphase um eine gegebene elektrische Leistung reduziert, so dass ein Absolutwert des ersten Elektromotordrehmoments (Tg) reduziert wird, und es erhöht sich die Wahrscheinlichkeit einer Reduzierung einer AT-Eingangsdrehzahl (Ni). Damit erhöht sich die Wahrscheinlichkeit für ein Fortschreiten des Hochschaltvorgangs des mechanischen Drehzahländerungsmechanismus (20), und eine Schwankung des Eingangsdrehmoments wird unterdrückt.

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • 1. Gebiet der Erfindung
  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Steuersystem für ein Leistungsübertragungssystem, das einen elektrischen Drehzahländerungsmechanismus und einen mechanischen Drehzahländerungsmechanismus, die in Reihe angeordnet sind, umfasst.
  • 2. Beschreibung der verwandten Technik
  • Ein Steuersystem für ein Leistungsübertragungssystem, das einen elektrischen Drehzahländerungsmechanismus und einen mechanischen Drehzahländerungsmechanismus in Reihe angeordnet umfasst, ist in der Technik gut bekannt. Der elektrische Drehzahlübersetzungsmechanismus umfasst einen Differentialmechanismus mit drei rotierenden Elementen, d. h. einem Eingangselement, mit dem ein Verbrennungsmotor so gekoppelt ist, dass Leistung an das Eingangselement übertragen werden kann, einem Reaktionskraftelement, mit dem ein Elektromotor für den Differentialbetrieb so gekoppelt ist, dass Leistung an das Reaktionskraftelement übertragen werden kann, und einem Ausgangselement, mit dem ein Elektromotor für den Fahrbetrieb des Fahrzeugs so gekoppelt ist, dass Leistung an das Ausgangselement übertragen werden kann. Der mechanische Drehzahländerungsmechanismus wird durch Einrücken und Ausrücken entsprechender Einrückvorrichtungen hoch- oder heruntergeschaltet. Beispielsweise ist ein in der japanischen Patentanmeldung Veröffentlichung Nr. 2012-240441 ( JP 2012-240441 A ) beschriebenes Steuersystem ein Beispiel für die obige Art von System. Wie dies in JP 2012-240441A offengelegt ist, erfolgt die Korrekturansteuerung des Verbrennungsmotordrehmoments während einer Trägheitsphase eines Hochschaltvorgangs des mechanischen Drehzahländerungsmechanismus durch Erhöhung des Verbrennungsmotordrehmoments um einen Betrag, der einem Drehmoment entspricht, das aufgrund einer durch das Hochschalten bewirkten Änderung der Drehzahl einer Eingangswelle des mechanischen Drehzahländerungsmechanismus an eine Verbrennungsmotorwelle unter Beibehaltung einer Verbrennungsmotor-Solldrehzahl angelegt wird.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Die in JP 2012-240441 A beschriebene Korrekturansteuerung des Verbrennungsmotordrehmoments ist keine Steuerung zur Beibehaltung der Solldrehzahl des Verbrennungsmotors über eine Drehmomentkorrektur des Elektromotors für den Differentialbetrieb. Ein Phänomen wie eine Schwankung des Eingangsdrehmoments tritt dadurch infolge einer Reduzierung des direkt erreichten Verbrennungsmotordrehmoments bei Beendigung der Drehmomentkorrektur des Elektromotors für den Differentialbetrieb nicht ein. Da jedoch das Eingangsdrehmoment zum mechanischen Drehzahländerungsmechanismus erhöht wird, wird die Schaltzeit verlängert. Falls hingegen ein Kupplungsdrehmoment einer Einrückvorrichtung, die beim Hochschalten des mechanischen Drehzahländerungsmechanismus eingerückt wird, schneller erhöht wird, um die Schaltzeit zu verkürzen, kann eine Schwankung des Eingangsdrehmoments hohe Werte annehmen.
  • Die vorliegende Erfindung stellt ein Steuersystem zur Verwendung in einem Leistungsübertragungssystem bereit, das einen elektrischen Drehzahländerungsmechanismus und einen mechanischen Drehzahländerungsmechanismus in Reihe angeordnet umfasst, wobei das Steuersystem in der Lage ist, einen Hochschaltvorgang des mechanischen Drehzahländerungsmechanismus schnell fortschreiten zu lassen, während es eine Schwankung des Eingangsdrehmoments unterdrückt.
  • Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein Steuersystem für ein Leistungsübertragungssystem bereitgestellt. Das Leistungsübertragungssystem umfasst einen Verbrennungsmotor, einen ersten Elektromotor für den Differentialbetrieb, einen zweiten Elektromotor für das Fahren eines Fahrzeugs und einen elektrischen Drehzahländerungsmechanismus, der einen Differentialmechanismus umfasst. Der Differentialmechanismus weist drei rotierende Elemente auf, wobei die drei rotierenden Elemente ein Eingangselement, ein Reaktionskraftelement und ein Ausgangselement aufweisen, wobei das Ausgangselement an den elektrischen Drehzahländerungsmechanismus ankoppelt. Ein Betriebszustand des ersten Elektromotors wird so gesteuert, dass ein Differentialbetriebszustand des Differentialmechanismus gesteuert wird. Das Eingangselement ist mit dem Verbrennungsmotor so gekoppelt, dass Leistung des Verbrennungsmotors an das Eingangselement übertragen wird, und das Reaktionskraftelement ist mit dem ersten Elektromotor so gekoppelt, dass Leistung des ersten Elektromotors an das Reaktionskraftelement übertragen wird, während das Ausgangselement mit dem zweiten Elektromotor so gekoppelt ist, dass Leistung des zweiten Elektromotors an das Ausgangselement übertragen wird. Das Leistungsübertragungssystem umfasst ferner einen mechanischen Drehzahländerungsmechanismus, der einen Teil eines Leistungsübertragungswegs zwischen einem rotierenden Ausgangsglied des elektrischen Drehzahländerungsmechanismus und Antriebsrädern bereitstellt, wobei der mechanische Drehzahländerungsmechanismus so ausgelegt ist, dass er durch Einrücken und Ausrücken wenigstens einer Einrückvorrichtung in eine aus mehreren Gangstellungen ausgewählte Stellung geschaltet wird, und eine Leistungsspeichervorrichtung, die elektrische Leistung jeweils zum und vom ersten Elektromotor und zweiten Elektromotor liefert und empfängt. Das Steuersystem umfasst eine elektronische Steuereinheit, die ausgelegt ist zum Bestimmen während eines Hochschaltens des mechanischen Drehzahländerungsmechanismus, ob eine Trägheitsphase begonnen hat; Reduzieren einer erzeugten elektrischen Leistung des ersten Elektromotors um eine gegebene elektrische Leistung ab einem Zeitpunkt, an dem die elektronische Steuereinheit bestimmt, dass die Trägheitsphase begonnen hat; und Steuern der verbrauchten elektrischen Leistung des zweiten Elektromotors auf Grundlage der erzeugten elektrischen Leistung des ersten Elektromotors, so dass die elektrische Lade-/Entlade-Leistungsbilanz der Leistungsspeichervorrichtung konstant bleibt.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird während der Trägheitsphase eines Hochschaltvorgangs des mechanischen Drehzahländerungsmechanismus eine elektrische Leistung, die vom ersten Elektromotor für den Differentialbetrieb erzeugt wird, ab dem Zeitpunkt, an dem bestimmt wird, dass die Trägheitsphase begonnen hat, um die gegebene elektrische Leistung reduziert. Deshalb wird der Absolutwert des Ausgangsdrehmoments des ersten Elektromotors reduziert, so dass die beim Hochschalten des mechanischen Drehzahländerungsmechanismus reduzierte Drehzahl eines rotierenden Eingangsglieds des mechanischen Drehzahländerungsmechanismus (äquivalent zu einem rotierenden Ausgangsglied des elektrischen Drehzahländerungsmechanismus) mit höherer Wahrscheinlichkeit reduziert wird. Darüber hinaus wird während der Trägheitsphase die elektrische Leistung, die vom zweiten Elektromotor für das Fahren des Fahrzeugs verbraucht wird, auf Grundlage der erzeugten elektrischen Leistung des ersten Elektromotors so angesteuert, dass sich die elektrische Lade-/Entlade-Leistungsbilanz der Leistungsspeichervorrichtung nicht ändert. Deshalb wird das Ausgangsdrehmoment des zweiten Elektromotors reduziert, so dass sich die Wahrscheinlichkeit erhöht, dass die Drehzahl des rotierenden Eingangsglieds des mechanischen Drehzahländerungsmechanismus hin zu einer nach dem Hochschalten synchronen Drehzahl reduziert wird. Da der Hochschaltvorgang des mechanischen Drehzahländerungsmechanismus mit höherer Wahrscheinlichkeit fortgesetzt wird, besteht somit keine Notwendigkeit, zur Verkürzung der Schaltzeit das Kupplungsdrehmoment einer beim Hochschalten eingerückten Einrückvorrichtung schneller zu erhöhen, und eine Schwankung des Eingangsdrehmoments wird unterdrückt. Im Leistungsübertragungssystem, das den in Reihe angeordneten elektrischen Drehzahländerungsmechanismus und mechanischen Drehzahländerungsmechanismus umfasst, ist es beim Hochschalten des mechanischen Drehzahländerungsmechanismus möglich, den Hochschaltvorgang schnell fortschreiten zu lassen und dabei eine Schwankung des Eingangsdrehmoments zu unterdrücken.
  • Im Steuersystem gemäß dem obigen Aspekt der Erfindung kann die elektronische Steuereinheit ausgelegt sein zum Bestimmen, ob ein Fortschritt des Hochschaltvorgangs des mechanischen Drehzahländerungsmechanismus einen gegebenen Fortschrittsgrad erreicht hat, und, wenn die elektronische Steuereinheit bestimmt, dass der Fortschritt des Hochschaltvorgangs den gegebenen Fortschrittsgrad erreicht hat, Unterbinden eines Steuervorgangs zur Reduzierung der erzeugten elektrischen Leistung des ersten Elektromotors vor dem Ende des Hochschaltens.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird, nachdem der Fortschritt des Hochschaltvorgangs des mechanischen Drehzahländerungsmechanismus den gegebenen Fortschrittsgrad erreicht, der Steuervorgang zur Reduzierung der erzeugten elektrischen Leistung des ersten Elektromotors unterbunden, bevor das Hochschalten endet. Während der Trägheitsphase des Hochschaltvorgangs des mechanischen Drehzahländerungsmechanismus wird deshalb der Steuervorgang zur Reduzierung der erzeugten elektrischen Leistung des ersten Elektromotors auf geeignete Weise ausgeführt. Nach dem Ende des Hochschaltvorgangs des mechanischen Drehzahländerungsmechanismus fährt das Fahrzeug ferner in einem Zustand, in dem das Ausgangsdrehmoment des ersten Elektromotors und das Ausgangsdrehmoment des zweiten Elektromotors keinen Einschränkungen mehr unterliegen.
  • Im Steuersystem gemäß dem obigen Aspekt der Erfindung kann die elektronische Steuereinheit so ausgelegt sein, dass sie das Verbrennungsmotordrehmoment so ansteuert, dass während des von der elektronischen Steuereinheit für die Reduzierung der erzeugten elektrischen Leistung des ersten Elektromotors ausgeführten Steuervorgangs eine Drehzahl des Verbrennungsmotors konstant bleibt.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird das Verbrennungsmotordrehmoment so angesteuert, dass sich während des Steuervorgangs zur Reduzierung der erzeugten elektrischen Leistung des ersten Elektromotors die Verbrennungsmotordrehzahl nicht ändert. Damit kann eine Schwankung der Verbrennungsmotordrehzahl (eine Schwankung des an die Verbrennungsmotorwelle angelegten Drehmoments) unterdrückt werden, die durch die Steuerung der erzeugten elektrischen Leistung des ersten Elektromotors und Steuerung der verbrauchten elektrischen Leistung des zweiten Elektromotors nicht vollständig unterdrückt werden kann. Während es möglich ist, dass sich während dieses Steuervorgangs das Verbrennungsmotordrehmoment ändert, wird die Steuerung so ausgeführt, dass sie dessen Schwankung, die über die Steuerung des ersten Elektromotors und des zweiten Elektromotors nicht vollständig unterdrückt werden kann, aufnimmt. Dementsprechend ist eine Schwankung des Verbrennungsmotordrehmoments ausreichend gering im Vergleich mit einer Steuerung zur Positivänderung des Verbrennungsmotordrehmoments, wie der Verbrennungsmotordrehmoment-Korrekturansteuerung, bei der das Verbrennungsmotordrehmoment um einen durch das Hochschalten an die Verbrennungsmotorwelle angelegten Drehmomentbetrag erhöht wird. Beim Hochschalten des mechanischen Schaltmechanismus unter Konstanthaltung der Verbrennungsmotordrehzahl ist eine Änderung der Verbrennungsmotordrehzahl während des Steuervorgangs unwahrscheinlich. Falls sich der Verbrennungsmotorbetriebspunkt vor dem Steuervorgang am Punkt des optimalen Kraftstoffwirkungsgrads befindet, kann er am Punkt des optimalen Kraftstoffwirkungsgrads des Verbrennungsmotors gehalten werden.
  • Im Steuersystem gemäß dem obigen Aspekt der Erfindung kann die elektronische Steuereinheit so ausgelegt sein, dass sie die gegebene elektrische Leistung, um welche die erzeugte elektrische Leistung der ersten Elektromotors reduziert wird, erhöht, wenn eine Sollschaltzeit für das Hochschalten des mechanischen Drehzahländerungsmechanismus kürzer ist.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Schaltzeit des Hochschaltens des mechanischen Drehzahländerungsmechanismus verkürzt werden, indem die gegebene elektrische Leistung erhöht wird, um welche die erzeugte elektrische Leistung des ersten Elektromotors reduziert wird, auch ohne dass das Kupplungsdrehmoment einer beim Hochschalten eingerückten Einrückvorrichtung schneller erhöht wird. Dementsprechend wird selbst im Falle einer Verkürzung der Schaltzeit eine Schwankung des Eingangsdrehmoments unterdrückt.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • In der Folge werden Merkmale, Vorteile sowie die technische und gewerbliche Bedeutung von beispielhaften Ausführungsformen der Erfindung unter Verweis auf die Begleitzeichnungen beschrieben, in denen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente bezeichnen, und wobei gilt:
  • 1 ist eine schematische Ansicht zur Darstellung der Ausgestaltung eines in einem Fahrzeug enthaltenen Leistungsübertragungssystems, auf das die Erfindung angewendet wird, sowie auch eine geeignete Ansicht zur Erläuterung der Steuerfunktionen und eines Hauptteils eines Steuersystems für verschiedene Steuervorgänge im Fahrzeug;
  • 2 ist ein Nomogramm zur Darstellung eines Beispiels von relativen Drehzahlverhältnissen von rotierenden Elementen in einem Leistungsverteilungsmechanismus, wenn das Fahrzeug sich in einer hybriden Fahrbetriebsart befindet;
  • 3 ist ein Prinzipschaltbild zur Veranschaulichung eines Beispiels von Automatikgetriebe;
  • 4 ist eine Betriebstabelle, welche die Beziehung zwischen dem Schaltbetrieb des in 3 dargestellten Automatikgetriebes und eine Kombination von Betriebszuständen der für den Schaltbetrieb verwendeten Einrückvorrichtungen erläutert.
  • 5 ist ein Fließschema zur Veranschaulichung eines Hauptteils eines Steuerbetriebs einer elektronischen Steuereinheit, nämlich eines Steuervorgangs zum beschleunigten Fortsetzen eines Hochschaltvorgangs des Automatikgetriebes bei gleichzeitiger Unterdrückung von Schwankungen des Eingangsdrehmoments, in einem Leistungsübertragungssystem, das ein elektrisches stufenloses Getriebe und das Automatikgetriebe in Reihe angeordnet umfasst; und
  • 6 ist ein Beispiel für ein Zeitdiagramm bei Durchführung des im Fließschema von 5 dargestellten Steuervorgangs.
  • DETAILBESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Eine Ausführungsform der Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Figuren beschrieben.
  • 1 veranschaulicht die Ausgestaltung eines Leistungsübertragungssystems 12, das in einem Fahrzeug 10 vorgesehen ist, auf das diese Erfindung angewendet wird, und ist auch geeignet für die Erläuterung eines Hauptteils eines Steuersystems für verschiedene im Fahrzeug 10 ausgeführte Steuervorgänge. Das Fahrzeug 10 in 1 ist ein Hybridfahrzeug, das einen Verbrennungsmotor 14, einen ersten Elektromotor MG1 und einen zweiten Elektromotor MG2 umfasst. Das Leistungsübertragungssystem 12 umfasst einen Leistungsverteilungsmechanismus 16 und ein Automatikgetriebe (AT) 20, das zwischen dem Leistungsverteilungsmechanismus 16 und Antriebsrädern 18 angeordnet ist. Der Leistungsverteilungsmechanismus 16 weist eine Mehrzahl von rotierenden Elementen (Rotationsgliedern) auf, mit denen der Verbrennungsmotor 14, der erste Elektromotor MG1 bzw. der zweite Elektromotor MG2 so gekoppelt sind, dass Leistung zwischen dem Verbrennungsmotor 14, dem ersten Elektromotor MG1 bzw. dem zweiten Elektromotor MG2 und den entsprechenden rotierenden Elementen übertragen werden kann. Im Leistungsübertragungssystem 12 wird vom Verbrennungsmotor 14 oder zweiten Elektromotor MG2 erzeugte Leistung (die hier synonym mit Drehmoment oder Kraft ist, soweit diese nicht im Besonderen voneinander unterschieden werden) an das Automatikgetriebe 20 übertragen und dann vom Automatikgetriebe 20 über eine Differentialgetriebeeinheit 22 usw. an die Antriebsräder 18 übertragen.
  • Der Verbrennungsmotor 14 ist eine Hauptkraftquelle des Fahrzeugs 10 und ist eine bekannte Brennkraftmaschine wie ein Benzinmotor oder ein Dieselmotor. Betriebsbedingungen wie die Drosselöffnung θth oder die Ansaugluftmenge, die Kraftstoffzufuhrmenge und der Zündzeitpunkt des Verbrennungsmotors 14 werden durch eine später noch beschriebene elektronische Steuereinheit 50 so angesteuert, dass das Verbrennungsmotordrehmoment Te gesteuert wird.
  • Der erste Elektromotor MG1 und der zweite Elektromotor MG2 sind Motorgeneratoren, die eine Funktion als Motor und eine Funktion als Generator aufweisen und selektiv als Motor oder als Generator betrieben werden. Über einen im Leistungsübertragungssystem 12 enthaltenen Inverter 24 sind der erste Elektromotor MG1 und der zweite Elektromotor MG2 jeweils mit einer im Leistungsübertragungssystem 12 enthaltenen Batterie 26 verbunden. Mit dem von der elektronischen Steuereinheit 50 (die später noch beschrieben wird) gesteuerten Inverter 24 werden das MG1-Drehmoment Tg und das MG2-Drehmoment Tm jeweils als Ausgangsdrehmoment (oder regeneratives Drehmoment) des ersten Elektromotors MG1 bzw. zweiten Elektromotors MG2 gesteuert. Die Batterie 26 ist eine Leistungsspeichervorrichtung, die elektrische Leistung jeweils zum und vom ersten Elektromotor MG1 und zweiten Elektromotor MG2 liefert und empfängt.
  • Der Leistungsverteilungsmechanismus 16 liegt in Form einer bekannten Einritzel-Planetengetriebeeinheit vor, die drei rotierende Elemente, d. h. ein Sonnenrad S, ein Hohlrad R und einen Planetenträger CA aufweist, und arbeitet als ein Differentialmechanismus, der Differentialvorgänge ausführt. Das Hohlrad R ist konzentrisch zum Sonnenrad S angeordnet. Der Planetenträger CA trägt Ritzel P, die mit dem Sonnenrad S und dem Hohlrad R kämmen, so dass sich die Ritzel P um sich selbst und um die Achse der Getriebeeinheit drehen können. Im Leistungsübertragungssystem 12 ist der Verbrennungsmotor 14 über ein Dämpfungsglied 28 mit dem Planetenträger CA gekoppelt, so dass Leistung zwischen dem Verbrennungsmotor 14 und dem Planetenträger CA übertragen werden kann, und der erste Elektromotor MG1 ist mit dem Sonnenrad S gekoppelt, so dass Leistung zwischen dem ersten Elektromotor MG1 und dem Sonnenrad S übertragen werden kann, während der zweite Elektromotor MG2 mit dem Hohlrad R gekoppelt ist, so dass Leistung zwischen dem zweiten Elektromotor MG2 und dem Hohlrad R übertragen werden kann. Im Leistungsverteilungsmechanismus 16 fungiert der Planetenträger CA als Eingangselement, und das Sonnenrad S fungiert als Reaktionskraftelement, während das Hohlrad R als Ausgangselement fungiert.
  • Das Nomogramm von 2 zeigt relative Beziehungen der Drehzahlen der jeweiligen rotierenden Elemente im Leistungsverteilungsmechanismus 16. Im Nomogramm stellen die vertikale Achse S (G-Achse), die vertikale Achse CA (e-Achse) und die vertikale Achse R (m-Achse) die Drehzahl des Sonnenrads S, die Drehzahl des Planetenträgers CA bzw. die Drehzahl des Hohlrads R dar. Die Intervalle zwischen der vertikalen Achse S, der vertikalen Achse CA und der vertikalen Achse R sind so eingestellt, dass, wenn das Intervall zwischen der vertikalen Achse S und der vertikalen Achse CA 1 beträgt, das Intervall zwischen der vertikalen Achse CA und der vertikalen Achse R gleich ρ ist (nämlich Übersetzungsverhältnis ρ des Leistungsverteilungsmechanismus 16 = Zähnezahl Zs des Sonnenrads S/Zähnezahl Zr des Hohlrads R). In 2 gibt eine durchgehende Linie die Beziehung der Drehzahlen der rotierenden Elemente an, wenn die Gangstellung des Automatikgetriebes 20 eine niedrige Gangstellung ist (z. B. Erste-Gang-Position), und eine gestrichelte Linie gibt aus Vergleichsgründen die Beziehung bei gleicher Fahrzeuggeschwindigkeit V und gleicher Verbrennungsmotordrehzahl Ne an, wenn die Gangstellung des Automatikgetriebes 20 eine hohe Gangstellung ist (z. B. Zweite-Gang-Position).
  • 2 zeigt auch die relativen Drehzahlen der jeweiligen rotierenden Elemente in einer hybriden Fahrbetriebsart an, in der sich das Fahrzeug mindestens unter Nutzung des Verbrennungsmotors 14 als Antriebsquelle fortbewegen kann. Falls im hybriden Fahrbetrieb ein Reaktionskraftdrehmoment als ein vom ersten Elektromotor MG1 erzeugtes negatives Drehmoment als positive Drehung an das Sonnenrad S, gegen ein vom Planetenträger CA entgegengenommenes Verbrennungsmotordrehmoment Te, angelegt wird, tritt im Leistungsverteilungsmechansimus 16 das direkt erreichte Verbrennungsmotordrehmoment Td (= Te/(1 + ρ) = –(1/ρ) × Tg), das ein positives Drehmoment bereitstellt, am Hohlrad R als positive Drehung in Erscheinung. Entsprechend der erforderlichen Antriebskraft wird dann das gesamte oder kombinierte Drehmoment aus direkt erreichtem Verbrennungsmotordrehmoment Td und MG2-Drehmoment Tm als Antriebskraft in Fahrzeugvorwärtsrichtung über das Automatikgetriebe 20 an die Antriebsräder 18 übertragen. Zu diesem Zeitpunkt arbeitet der erste Elektromotor MG1 als ein Generator, der ein negatives Drehmoment erzeugt, wenn er positiv gedreht wird. Die vom ersten Elektromotor MG1 generierte elektrische Leistung Wg wird in die Batterie 26 geladen oder vom zweiten Elektromotor MG2 verbraucht. Der zweite Elektromotor MG2 liefert ein MG2-Drehmoment Tm unter Nutzung der gesamten oder eines Teils der generierten elektrischen Leistung Wg oder unter Nutzung von elektrischer Leistung aus der Batterie 26 zusätzlich zur generierten elektrischen Leistung Wg. Wenn die vom zweiten Elektromotor MG2 verbrauchte elektrische Leistung Wm durch Verbrauch der gesamten generierten elektrischen Leistung Wg erhalten wird und keine elektrische Leistung aus der Batterie 26 umfasst, nimmt die elektrische Lade/Entlade-Leistungsbilanz der Batterie 26 einen Wert gleich null [kW] an.
  • Obwohl dies in den Figuren nicht dargestellt ist, sieht es in einem Nomogramm für den Leistungsverteilungsmechanismus 16 in einem Elektromotorfahrbetrieb, in dem das Fahrzeug sich bei abgeschaltetem Verbrennungsmotor 14 mit Hilfe des zweiten Elektromotors MG2 als Antriebsquelle fortbewegt, so aus, dass der Planetenträger CA nicht gedreht wird (d. h. mit Nulldrehzahl gedreht wird) und das MG2-Drehmoment Tm, das ein positives Drehmoment bereitstellt, als positive Drehung an das Hohlrad R angelegt wird. Zu diesem Zeitpunkt wird der mit dem Sonnenrad S gekoppelte erste Motor MG1 in einen lastfreien Zustand gebracht und im Leerlauf in negativer Richtung gedreht. Das heißt, im Elektromotorfahrbetrieb wird der Verbrennungsmotor 14 nicht angetrieben und die Verbrennungsmotordrehzahl Ne beträgt null, während das MG2-Drehmoment Tm (hier das positiv drehende Leistungslaufdrehmoment) als Antriebskraft in Fahrzeugvorwärtsrichtung über das Automatikgetriebe 20 an die Antriebsräder 18 übertragen wird.
  • Das Leistungsübertragungssystem 12 umfasst den Leistungsverteilungsmechanismus 16, der drei rotierende Elemente aufweist, d. h. den Planetenträger CA als erstes rotierendes Element RE1, mit dem der Verbrennungsmotor 14 funktionswirksam gekoppelt ist, das Sonnenrad S als zweites rotierendes Element RE2, mit dem der erste Elektromotor MG1 als elektrischer Motor für den Differentialbetrieb funktionswirksam gekoppelt ist, und das Hohlrad R als drittes rotierendes Element RE3, mit dem der zweite Elektromotor MG2 als Motor für das Fahren des Fahrzeugs funktionswirksam gekoppelt ist. Im Leistungsübertragungsmechanismus 12 ist somit ein elektrisches stufenloses Getriebe 30 (siehe 1) als elektrischer Drehzahländerungsmechanismus (elektrischer Differentialmechanismus) aufgebaut, in dem ein Betriebszustand des ersten Elektromotors MG1 so gesteuert wird, dass ein Differentialzustand des Leistungsverteilungsmechanismus 16 gesteuert wird. Das heißt, das elektrische stufenlose Getriebe 30 weist den mit dem Verbrennungsmotor 14 funktionswirksam gekoppelten Leistungsverteilungsmechanismus 16 und den mit dem Leistungsverteilungsmechanismus 16 funktionswirksam gekoppelten ersten Elektromotor MG1 auf, und der Betriebszustand des ersten Elektromotors MG1 wird so gesteuert, dass ein Differentialzustand des Leistungsverteilungsmechanismus 16 gesteuert wird. Das elektrische stufenlose Getriebe 30 ist so betreibbar, dass es das Drehzahlverhältnis γ0 (= Verbrennungsmotordrehzahl Ne/MG2-Drehzahl Nm) verändert.
  • Wie dies unter nochmaligem Verweis auf 1 zu sehen ist, ist das Automatikgetriebe 20 ein mechanischer Drehzahländerungsmechanismus, der einen Teil eines Leistungsübertragungswegs zwischen einem Übertragungsglied 32 als rotierendem Ausgangsglied des elektrischen stufenlosen Getriebes 30 und den Antriebsrädern 18 bereitstellt. Das Übertragungsglied 32 ist einstückig (integral) mit dem Hohlrad R gekoppelt und ist auch einstückig mit einer Getriebeeingangswelle (AT-Eingangswelle) 34 als rotierendem Eingangsglied des Automatikgetriebes 20 gekoppelt. Das Leistungsübertragungssystem 12 umfasst das elektrische stufenlose Getriebe 30 und das Automatikgetriebe 20 in Reihe angeordnet. Das Automatikgetriebe 20 ist ein bekanntes Automatikgetriebe vom Typ Planetentrieb, das zwei oder mehr Planetengetriebeeinheiten und zwei oder mehr Einrückvorrichtungen zum Beispiel umfasst. Das Automatikgetriebe 20 führt einen so genannten Kupplung-zu-Kupplung-Schaltvorgang aus, indem es von den zwei oder mehr Einrückvorrichtungen ausgewählte Vorrichtungen einrückt und ausrückt (das heißt durch Schalten der Einrückvorrichtungen in eingerückte und ausgerückte Zustände). Das heißt, das Automatikgetriebe 20 ist ein mechanischer Drehzahländerungsmechanismus, der das Drehzahlverhältnis durch Einrücken und Ausrücken der Einrückvorrichtungen ändert, um von zwei oder mehr Gangstellungen mit unterschiedlichen Drehzahlverhältnissen (Übersetzungsverhältnissen) γat (= AT-Eingangsdrehzahl Ni/AT-Ausgangsdrehzahl No) eine ausgewählte Stellung zu bilden.
  • Die oben genannten zwei oder mehr Einrückvorrichtungen sind Flüssigkeitsreibungsvorrichtungen, die eine Rotation und ein Drehmoment zwischen der Getriebeeingangswelle 34, die Leistung vom Verbrennungsmotor 14 und vom zweiten Elektromotor MG2 empfängt, und einer Getriebeausgangswelle (AT-Ausgangswelle) 36 als einem rotierenden Ausgangselement des Automatikgetriebes 20, das Leistung an die Antriebsräder 18 überträgt. Eine Änderung der Drehmomentleistung (Kupplungsmoment) der jeweiligen Einrückvorrichtung erfolgt durch Regeln des hydraulischen Betätigungsdrucks (Kupplungsdruck) mittels eines Magnetventils oder dergleichen in einem im Automatikgetriebe 20 enthaltenen hydraulischen Steuerkreis 38 dergestalt, dass das Einrücken und Ausrücken der Einrückvorrichtung gesteuert wird. In dieser Ausführungsform werden die zwei oder mehr Einrückvorrichtungen aus Gründen der Übersichtlichkeit als „Kupplungen C” bezeichnet, aber die Kupplungen C umfassen neben Kupplungen auch bekannte Bremsen usw.
  • In diesem Zusammenhang wird das Kupplungsdrehmoment jeder Kupplung C beispielsweise durch den Reibungskoeffizienten eines Reibungsmaterials der Kupplung C und den hydraulischen Kupplungsdruck, mit dem Reibungsplatten gedrückt werden, bestimmt. Um ein Drehmoment (zum Beispiel AT-Eingangsdrehmoment Ti als an die Getriebeeingangswelle 34 angelegtes Drehmoment) zwischen der Getriebeeingangswelle 34 und der Getriebeausgangswelle 36 ohne Rutschen der Kupplung C (also ohne Erzeugung einer Drehzahldifferenz bei Kupplung C) zu übertragen, wird ein Kupplungsdrehmoment benötigt, das einen Kupplungsübertragungsdrehmomentanteil (das heißt, ein der jeweiligen Kupplung C zugewiesenes Drehmoment) als Teil des von jeder der Kupplungen C bereitzustellenden Kupplungsdrehmoments bereitstellt. Es ist jedoch zu beachten, dass sich das Kupplungsübertragungsdrehmoment auch dann nicht erhöht, wenn das den Kupplungsübertragungsdrehmomentanteil für jede Kupplung C bereitstellende Kupplungsdrehmoment erhöht wird. Das heißt, das Kupplungsdrehmoment entspricht dem maximalen Drehmoment, das über die Kupplungen C übertragen werden kann, und das Kupplungsübertragungsdrehmoment entspricht dem tatsächlich über die Kupplungen C übertragenen Drehmoment. Das Kupplungsdrehmoment (bzw. Kupplungsübertragungsdrehmoment) und der hydraulische Kupplungsdruck weisen allgemein ein proportionales Verhältnis zueinander auf, außer in einem Bereich, in dem der hydraulische Kupplungsdruck zugeführt wird, der benötigt wird, um Spiel in einem Paket der Kupplung C zu beseitigen (das heißt, für einen Zustand, in dem das Reibmaterial und die Reibscheiben der Kupplung C aneinander anliegen und die Kupplungsdrehmomentkapazität erreicht wird, falls der hydraulische Kupplungsdruck weiter erhöht wird).
  • 3 ist ein Prinzipschaltbild zur Veranschaulichung eines Beispiels des Automatikgetriebes 20. Das Automatikgetriebe 20 ist in Bezug auf die Achse C der Getriebeeingangswelle 34 allgemein symmetrisch aufgebaut, und die untere Hälfte des Automatikgetriebes 20 unterhalb der Achse C ist in 3 nicht dargestellt. Das Automatikgetriebe 20 in 3 umfasst ein erstes Planetengetriebe 21a und ein zweites Planetengetriebe 21b mit rotierenden Elementen (Sonnenrädern S1, S2, Planetenträgern CA1, CA2 und Hohlrädern R1, R2). Jedes der rotierenden Elemente des ersten und zweiten Planetengetriebes 21a, 21b ist mit einem anderen rotierenden Element gekoppelt oder mit der Getriebeeingangswelle 34, einem Gehäuse 40 als nicht rotierendem Glied, oder der Getriebeausgangswelle 36 direkt oder indirekt (oder selektiv) über eine Kupplung C (Kupplung C1, C2 oder Bremse B1, B2) oder eine Freilaufkupplung F1 gekoppelt. Das Automatikgetriebe 20 wird je nach Beschleunigungsverhalten des Fahrers, Fahrzeuggeschwindigkeit V usw. über eine Einrück-/Ausrück-Ansteuerung der einzelnen Kupplungen C in eine aus vier Vorwärtsgangstellungen ausgewählte Stellung gebracht, wie dies in einer Schalttabelle von 4 angezeigt ist. In 4 bezeichnen ”1.” bis ”4.” die Vorwärtsgangstellungen von der Erste-Gang-Position bis zur Vierte-Gang-Position. Die Ein- und Ausrücktabelle von 4 zeigt die Beziehung zwischen den oben bezeichneten Gangstellungen und den entsprechenden Betriebszuständen der Kupplungen C. In 4 steht ”o” für den eingerückten Zustand und ”Δ” für den eingerückten Zustand bei Verwendung der Verbrennungsmotorbremse, während die leeren Felder einen ausgerückten Zustand anzeigen. Da die Freilaufkupplung F1 parallel zur Bremse B2 vorgesehen ist, die die Erste-Gang-Position ”1.” herstellt, ist beim Starten (oder Beschleunigen) des Fahrzeugs kein Einrücken der Bremse B2 notwendig.
  • Wie dies unter nochmaligem Verweis auf 1 zu sehen ist, weist das Fahrzeug 10 die elektronische Steuereinheit 50 auf, die zum Beispiel ein Steuersystem des Leistungsübertragungssystems 12 umfasst. 1 zeigt ein Eingangs-/Ausgangssystem der elektronischen Steuereinheit 50 und ist auch als Funktionsblockschaltbild für die Erläuterung eines Hauptteils der von der elektronischen Steuereinheit 50 ausgeführten Steuerfunktionen geeignet. Die elektronische Steuereinheit 50 umfasst einen so genannten Mikrocomputer mit CPU, RAM, ROM, Eingangs-/Ausgangs-Schnittstelle usw. und führt verschiedene Steuervorgänge des Fahrzeugs 10 aus, indem sie eine Signalverarbeitung entsprechend vorab im ROM gespeicherten Programmen unter Nutzung der temporären Speicherfunktion des RAM durchführt. Die elektronische Steuereinheit 50 realisiert beispielsweise die Ausgangssteuerung des Verbrennungsmotors 14, die Ausgangssteuerung einschließlich Regenerationssteuerung jeweils des ersten Elektromotors MG1 und des zweiten Elektromotors MG2, die Schaltsteuerung des automatischen Getriebes 20 und so weiter und ist so ausgelegt, dass sie nach Bedarf in Teileinheiten für Verbrennungsmotorsteuerung, Elektromotorsteuerung, Hydrauliksteuerung (Schaltsteuerung) usw. untergliedert ist.
  • Die elektronische Steuereinheit 50 wird mit verschiedenen Istwerten versorgt, ausgehend von Erfassungssignalen, die durch verschiedene im Fahrzeug 10 enthaltene Sensoren erfasst werden. Zu den Sensoren gehören zum Beispiel ein Verbrennungsmotor-Drehzahlsensor 60, Elektromotor-Drehzahlsensoren 62, 64 wie Drehgeber, Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 66, Gaspedalstellungssensor 68, Drosselöffnungssensor 70, Bremsschalter 72, und ein Hauptzylinderdrucksensor 74. Zu den oben erwähnten Istwerten gehören zum Beispiel eine Verbrennungsmotordrehzahl Ne als Drehzahl des Verbrennungsmotors 14, MG1-Drehzahl Ng als Drehzahl des ersten Elektromotors MG1, MG2-Drehzahl Nm als Drehzahl des zweiten Elektromotors MG2 entsprechend einer AT-Eingangsdrehzahl Ni als Drehzahl der Getriebeeingangswelle 34, AT-Ausgangsdrehzahl No als Drehzahl der Getriebeausgangswelle 36 entsprechend der Fahrzeuggeschwindigkeit V, Gaspedalhub θacc als Betätigungsbetrag des Beschleunigungspedals, der den vom Fahrer angeforderten Beschleunigungsbetrag darstellt, Drosselöffnung θth als Öffnung eines elektronischen Drosselventils, Bremse-Ein Bon als Signal zur Angabe eines Zustands (Bremsbetätigungszustand), in welchem eine Bremsbetätigung (z. B. Bremspedalbetätigung) zum Anwenden der Radbremsen als Betriebsbremsen ausgeführt wird, und ein Bremsflüssigkeitsdruck (Hauptzylinderdruck) Pmc, der von einem Hauptbremszylinder erzeugt wird und einem hydraulischen Bremsdruck (Bremsdruck) entspricht, der entsprechend der vom Fahrer ausgeführten Bremsbetätigung den Radzylindern zugeführt wird. Die elektronische Steuereinheit 50 erzeugt zudem ein Verbrennungsmotor-Ausgangssteuerbefehlssignal Se für die Ausgangssteuerung des Verbrennungsmotors 14, ein Elektromotor-Steuerbefehlssignal Smg zum Betreiben des Inverters 24, der den ersten Elektromotor MG1 und den zweiten Elektromotor MG2 ansteuert, ein Hydraulik-Steuerbefehlssignal Sp zur Steuerung der Kupplung(en) C im Zusammenhang mit dem Schaltvorgang des Automatikgetriebes 20, und so weiter. Das Hydraulik-Steuerbefehlssignal Sp ist zum Beispiel ein Befehlssignal (hydraulischer Befehlswert) zum Antreiben jedes Magnetventils, das den jeweiligen Kupplungsdruck regelt, der einem hydraulischen Stellglied der jeweiligen Kupplungen C zugeführt wird. Das Hydraulik-Steuerbefehlssignal Sp wird für die Hydrauliksteuereinheit 38 erzeugt.
  • Die elektronische Steuereinheit 50 umfasst ein Hybridsteuermittel bzw. Hybrid-Controller 52 und ein Schaltsteuermittel bzw. Schalt-Controller 54.
  • Der Hybrid-Controller 52 weist eine Funktion als Verbrennungsmotorbetriebssteuermittel bzw. Verbrennungsmotorbetriebscontroller 55 zum Steuern des Betriebs des Verbrennungsmotors 14 und eine Funktion als Elektromotorbetriebssteuermittel oder Elektromotorbetriebscontroller 56 zum Steuern des Betriebs des ersten Elektromotors MG1 und des zweiten Elektromotors MG2 über den Inverter 24 auf. Der Hybrid-Controller 52 verwendet diese Steuerfunktionen zur Ausführung der Hybridantriebssteuerung usw. am Verbrennungsmotor 14, ersten Elektromotor MG1 und zweiten Elektromotor MG2. Speziell berechnet der Hybrid-Controller 52 die erforderliche Antriebskraft Fdem durch Anwendung des Gaspedalhubs θacc und der Fahrzeuggeschwindigkeit V auf eine vorherbestimmte Beziehung (z. B. Antriebskraftkennfeld), die empirisch oder theoretisch ermittelt und im Voraus gespeichert wird. Der Hybrid-Controller 52 gibt Befehlssignale (Verbrennungsmotor-Ausgangssteuerbefehlssignal Se und Elektromotor-Steuerbefehlssignal Smg) zum Steuern des Verbrennungsmotors 14, des ersten Elektromotors MG1 und des zweiten Elektromotors MG2 aus, um die erforderliche Antriebskraft Fdem, im Hinblick auf den Punkt des optimalen Verbrennungsmotorkraftstoffwirkungsgrads, Übertragungsverlust, Zusatzlast, Übersetzungsverhältnis γat des Automatikgetriebes 20, ladbare/entladbare elektrische Leistung Win, Wout der Batterie 26, und so weiter zu erzeugen. Im Ergebnis des Steuervorgangs wird das Drehzahlverhältnis γ0 des elektrischen stufenlosen Getriebes 30 gesteuert.
  • Der Schalt-Controller 54 führt den Schaltsteuervorgang des Automatikgetriebes 20 in Abstimmung mit der vom Hybrid-Controller 52 durchgeführten Steuerung des Verbrennungsmotors 14, ersten Elektromotors MG1, zweiten Elektromotors MG2 und des Drehzahlverhältnisses γ0 des elektrischen stufenlosen Getriebes 30 durch, um die erforderliche Antriebskraft Fdem zu erzeugen. Insbesondere, wenn der Schalt-Controller 54 zum Ergebnis kommt, dass das Automatikgetriebe 20 zu einer bestimmten Gangstellung hoch- oder heruntergeschaltet werden sollte, gibt er ein Hydraulik-Steuerbefehlssignal Sp zum Einrücken und/oder Ausrücken der mit dem Schalten des Automatikgetriebes 20 verbundenen Kupplung(en) C an den hydraulischen Steuerkreis 38 aus, um die so bestimmte Gangstellung zu bilden.
  • Bei Ausführung eines Hochschaltens des Automatikgetriebes 20 wird zwischenzeitlich ein Drehmoment an den Planetenträger CA (e-Achse), mit dem der Verbrennungsmotor 14 gekoppelt ist, in so einer Richtung angelegt, dass dessen Drehzahl infolge einer Reduzierung der Drehzahl der Getriebeeingangswelle 34 verringert wird (siehe 2). In dieser Situation kann erwogen werden, während einer Trägheitsphase beim Hochschalten des Automatikgetriebes 20 einen Steuervorgang zur Korrektur des Verbrennungsmotordrehmoments Te auszuführen, um ein Verbrennungsmotor-Solldrehmoment beizubehalten. Da jedoch das Verbrennungsmotordrehmoment erhöht wird, kann es sein, dass das Kraftstoffwirkungsgradoptimum des Verbrennungsmotors nicht aufrechterhalten wird und der Kraftstoffwirkungsgrad bzw. die Kraftstoffsparsamkeit leidet. Auf der einen Seite kann erwogen werden, die Solldrehzahl des Verbrennungsmotors dadurch beizubehalten, dass eine MG1-Drehmomentkorrektursteuerung zur Reduzierung des Absolutwerts des MG1-Drehmoments Tg ausgeführt wird. Wenn jedoch die elektrische Lade/Entlade-Leistungsbilanz der Batterie 26 eingeschränkt ist, wird der Steuervorgang zur Korrektur des MG1-Drehmoments gegebenenfalls nicht sachgerecht ausgeführt. Deshalb lässt sich gegebenenfalls das Kraftstoffwirkungsgradoptimum des Verbrennungsmotors durch einfache Ausführung der MG1-Drehmomentkorrektursteuerung nicht aufrechterhalten. Auf der anderen Seite wird beim Hochschalten des Automatikgetriebes 20 das Kupplungsdrehmoment einer beim Hochschalten einzurückenden Kupplung C (nachfolgend als ”Einrück-Kupplungsdrehmoment Tce”) erhöht, um den Hochschaltvorgang schnell fortschreiten zu lassen. Wenn das Einrück-Kupplungsdrehmoment Tce im Versuch einer Verkürzung der Schaltzeit schneller oder mit höherer Rate erhöht wird, steigt oder erhöht sich das AT-Ausgangsdrehmoment To als das von der Getriebeausgangswelle 36 erzeugte Drehmoment, und die Schwankung des Eingangsdrehmoments kann während des Hochschaltens des Automatikgetriebes 20 einen hohen Wert annehmen. Das Einrück-Kupplungsdrehmoment Tee in der in 3 dargestellten Ausgestaltung des Automatikgetriebes 20 ist das Kupplungsdrehmoment Tb1 der Bremse B1 in einem Hochschaltvorgang vom 1. Gang in den 2. Gang.
  • Die elektronische Steuereinheit 50 führt einen Steuervorgang zur Reduzierung der vom ersten Elektromotor MG1 erzeugten elektrischen Leistung Wg an einem Endpunkt der Drehmomentphase (d. h. an einem Anfangspunkt der Trägheitsphase) während des Hochschaltens des Automatikgetriebes 20 aus. Da die MG1-Drehzahl Ng am Anfangspunkt der Trägheitsphase fast keine Änderung erfährt, bedeutet die Reduzierung der erzeugten elektrischen Leistung Wg eine Verminderung des Absolutwerts des MG1-Drehmoments Tg (Negativwert). Mit der Reduzierung des MG1-Drehmoments Tg erhöht sich die Wahrscheinlichkeit einer Erhöhung der MG1-Drehzahl Ng, und die Bilanz der relativen Beziehungen der Drehzahlen der drei rotierenden Elemente im Leistungsverteilungsmechanismus 16 wird aufgehoben. Infolge dessen erhöht sich die Wahrscheinlichkeit einer Reduzierung der MG2-Drehzahl Nm (das heißt, es erhöht sich die Wahrscheinlichkeit einer Reduzierung der AT-Eingangsdrehzahl Ni) und es erhöht sich die Wahrscheinlichkeit, dass der Hochschaltvorgang des Automatikgetriebes 20 fortschreitet, auch wenn das Einrück-Kupplungsdrehmoment Tee nicht mit höherer Rate erhöht wird. Dementsprechend hält die elektronische Steuereinheit 50 die erzeugte elektrische Leistung Wg während der Trägheitsphase reduziert. Die elektronische Steuereinheit 50 führt zudem einen Steuervorgang aus, um die vom zweiten Elektromotor MG2 verbrauchte elektrische Leistung Wm um einen der Reduzierung der erzeugten elektrischen Leistung Wg entsprechenden Betrag zu vermindern. Das verhindert eine Änderung der elektrischen Lade/Entlade-Leistungsbilanz der Batterie 26 und dieser Steuervorgang kann auch dann ausgeführt werden, wenn die Lade/Entlade-Leistungsbilanz der Batterie 26 eingeschränkt ist. Da die MG2-Drehzahl Nm am Anfangspunkt der Trägheitsphase fast keine Änderungen erfährt, bedeutet die Reduzierung der verbrauchten elektrischen Leistung Wm eine Verminderung des Absolutwerts des MG2-Drehmoments Tm (Positivwert). Vereinfacht gesagt, das MG2-Drehmoment Tm wird verringert. Mit der Reduzierung des MG2-Drehmoments Tm erhöht sich die Wahrscheinlichkeit einer Reduzierung der MG2-Drehzahl Nm und der Hochschaltvorgang des Automatikgetriebes 20 setzt sich mit höherer Wahrscheinlichkeit fort.
  • Nach dem Ende des Hochschaltvorgangs des Automatikgetriebes 20 ist eine Rückkehr zu einem ursprünglichen Zustand wünschenswert, in dem die erzeugte elektrische Leistung Wg des ersten Elektromotors MG1 nicht reduziert wird. Somit beginnt die elektronische Steuereinheit 50 mit einer Rückkehr in den ursprünglichen Zustand, in dem die erzeugte elektrische Leistung Wg des ersten Elektromotors MG1 nicht reduziert wird, wenn das Hochschalten des Automatikgetriebes 20 einen bestimmten Grad erreicht, und der ursprüngliche Zustand wird bis zu dem Zeitpunkt wieder eingenommen, an dem der Hochschaltvorgang des Automatikgetriebes 20 endet.
  • Der Steuervorgang zur Reduzierung der erzeugten elektrischen Leistung Wg des ersten Elektromotors MG1 und der Steuervorgang zur Reduzierung der verbrauchten elektrischen Leistung Wm des zweiten Elektromotors MG2 werden so ausgeführt, dass die Verbrennungsmotordrehzahl Ne während der Trägheitsphase des Hochschaltvorgangs des Automatikgetriebes 20 unverändert gehalten wird, ohne dass das Verbrennungsmotordrehmoment Te geändert wird. In Wirklichkeit kann jedoch die Verbrennungsmotordrehzahl Ne variieren. Deshalb unterdrückt oder reduziert die elektronische Steuereinheit 50 die Schwankung der Verbrennungsmotordrehzahl Ne durch Ansteuerung des Verbrennungsmotordrehmoments Te. Während das Verbrennungsmotordrehmoment Te im Rahmen der Steuerung des Verbrennungsmotordrehmoments Te schwanken kann, ist die Steuerung nur erforderlich, um eine Schwankung der Verbrennungsmotordrehzahl Ne zu unterdrücken, die durch die Ansteuerung der Elektromotoren nicht vollständig unterdrückt werden kann. Der obige Steuervorgang bezweckt also keine Positivänderung des Verbrennungsmotordrehmoments Te wie der zuvor beschriebene Steuervorgang zur Korrektur des Verbrennungsmotordrehmoments; somit wird eine Schwankung des Verbrennungsmotordrehmoments Te ausreichend reduziert, anders als im Rahmen der Verbrennungsmotordrehmoment-Korrektursteuerung.
  • Mit Reduzierung der erzeugten elektrischen Leistung Wg des ersten Elektromotors MG1 erhöht sich die Wahrscheinlichkeit, dass sich der Hochschaltvorgang des Automatikgetriebes 20 fortsetzt, und die Schaltzeit des Hochschaltens kann verkürzt werden. Die elektronische Steuereinheit 50 bestimmt somit die erzeugte elektrische Leistung Wg des ersten Elektromotors MG1 anhand einer Sollschaltzeit des Hochschaltvorgangs des Automatikgetriebes 20.
  • Insbesondere umfasst die elektronische Steuereinheit 50 ferner ein Mittel bzw. eine Einheit 58 zur Bestimmung des Anfangspunkts der Trägheitsphase und ein Mittel bzw. eine Einheit 59 zur Bestimmung des Schaltfortschritts.
  • Die Trägheitsphasenbeginn-Bestimmungseinheit 58 bestimmt während des Hochschaltens des Automatikgetriebes 20, ob die Trägheitsphase begonnen hat. Die Trägheitsphasenbeginn-Bestimmungseinheit 58 berechnet, als Synchrondrehzahl der Getriebeeingangswelle 34 vor dem Schalten, eine vorschaltsynchrone AT-Eingangsdrehzahl Nisb (= No × γatb) anhand der AT-Ausgangsdrehzahl No und des Vorschaltübersetzungsverhältnisses γatb des Automatikgetriebes 20 während des Hochschaltens des Automatikgetriebes 20. Die Trägheitsphasenbeginn-Bestimmungseinheit 58 bestimmt, ob die Trägheitsphase begonnen hat, ausgehend davon, ob eine Drehzahldifferenz ΔNib (= Nisb – Ni) zwischen der vorschaltsynchronen AT-Eingangsdrehzahl Nisb und der AT-Eingangsdrehzahl Ni gleich oder größer als ein vorherbestimmter Schwellenwert wird, ausgehend von dem der Beginn der Trägheitsphase bestimmt wird.
  • In der Trägheitsphase während des Hochschaltens des Automatikgetriebes 20 reduziert der Elektromotorbetriebscontroller 56 die erzeugte elektrische Leistung Wg des ersten Elektromotors MG1 um eine gegebene elektrische Leistung ab dem Zeitpunkt, an dem die Trägheitsphasenbeginn-Bestimmungseinheit 58 bestimmt, dass die Trägheitsphase begonnen hat, so dass die erzeugte elektrische Leistung Wg kleiner wird als der Wert, der erfasst wird, wenn bestimmt wird, dass die Trägheitsphase begonnen hat. Der Elektromotorbetriebscontroller 56 reduziert die erzeugte elektrische Leistung Wg des ersten Elektromotors MG1 um die gegebene elektrische Leistung, indem er das MG1-Drehmoment Tg über einen gegebenen Zeitraum um ein gegebenes Drehmoment reduziert, und behält anschließend die um die gegebene elektrische Leistung reduzierte erzeugte elektrische Leistung Wg durch Steuerung des MG1-Drehmoments Tg bei. Die gegebene elektrische Leistung, das gegebene Drehmoment und der gegebene Zeitraum werden für jede Art des Schaltens, wie für ein Hochschalten vom 1. in den 2. Gang oder ein Hochschalten vom 2. in den 3. Gang, im Voraus bestimmt, so dass die Verbrennungsmotordrehzahl Ne während des Hochschaltens des Automatikgetriebes 20 zum Beispiel konstant gehalten werden kann. Während als gegebene elektrische Leistung ein für jede Schaltart im Voraus bestimmter fester Wert verwendet werden kann, kann die gegebene elektrische Leistung auch anhand der Sollschaltzeit des Hochschaltens des Automatikgetriebes 20 bestimmt werden. Das heißt, der Elektromotorbetriebscontroller 56 erhöht die gegebene elektrische Leistung, die bei Reduzierung der erzeugten elektrischen Leistung Wg des ersten Elektromotors MG1 verwendet wird, wenn die Sollschaltzeit des Hochschaltvorgangs des Automatikgetriebes 20 kürzer ist. Diese Art der Steuerung ist dienlich, wenn die Sollschaltzeit für das Hochschalten des Automatikgetriebes 20 entsprechend einer Fahrbedingung, zum Beispiel ob das Gaspedal betätigt oder unbetätigt ist, geändert wird.
  • In der Trägheitsphase während des Hochschaltens des Automatikgetriebes 20 steuert der Elektromotorbetriebscontroller 56 die verbrauchte elektrische Leistung Wm des zweiten Elektromotors MG2 ausgehend von der erzeugten elektrischen Leistung Wg des ersten Elektromotors MG1, so dass sich die elektrische Lade/Entlade-Leistungsbilanz der Batterie 26 nicht ändert. Der Elektromotorbetriebscontroller 56 reduziert die verbrauchte elektrische Leistung Wm des zweiten Elektromotors MG2 durch Reduzierung des MG2-Drehmoments Tm, so dass die gegebene Leistung, die bei der Reduzierung der erzeugten Leistung Wg des ersten Elektromotors MG1 verwendet wird, mit der elektrischen Leistung übereinstimmt, um welche die verbrauchte elektrische Leistung Wm reduziert wird. Dann wird das MG2-Drehmoment Tm so gesteuert, dass die verbrauchte elektrische Leistung Wm reduziert gehalten wird. Wenn der zweite Elektromotor MG2 unter Verwendung der gesamten erzeugten elektrischen Leistung Wg ohne Nutzung von elektrischer Leistung aus der Batterie 26 das MG2-Drehmoment Tm erzeugt, so dass sich das Fahrzeug mit einer elektrischen Lade/Entlade-Leistungsbilanz gleich null fortbewegt, steuert der Elektromotorbetriebscontroller 56 das MG2-Drehmoment Tm so, dass die elektrische Lade/Entlade-Leistungsbilanz der Batterie 26 gleich null gehalten wird. In diesem Fall steuert der Elektromotorbetriebscontroller 56 den zweiten Elektromotor MG2 so an, dass dieser das anhand der folgenden Gleichung (1) berechnete MG2-Drehmoment Tm bereitstellt. Tm = Ng/Nm × Tg (1)
  • Die Schaltfortschrittsbestimmungseinheit 59 bestimmt, ob das Fortschreiten des Hochschaltvorgangs des Automatikgetriebes 20 einen gegebenen Fortschrittsgrad erreicht hat. Der gegebene Fortschrittsgrad ist ein Kriterienschwellenwert, der als ein Fortschrittsgrad bzw. Fortschrittsstadium, bei dem sich die durch Reduzierung der erzeugten elektrischen Leistung Wg des ersten Elektromotors MG1 erzielte Wirkung in ausreichendem Maße einstellt, im Voraus bestimmt wird, und das Automatikgetriebe 20 kann vor dem Ende des Hochschaltvorgangs in den ursprünglichen Zustand zurückkehren, in dem die erzeugte elektrische Leistung Wg des ersten Elektromotors MG1 nicht reduziert wird. Insbesondere berechnet die Schaltfortschrittsbestimmungseinheit 59 in der Anfangsphase des Hochschaltvorgangs des Automatikgetriebes 20, als Synchrondrehzahl der Getriebeeingangswelle 34 nach dem Schalten, eine nachschaltsynchrone AT-Eingangsdrehzahl Nisa (= No × γata) anhand der AT-Ausgangsdrehzahl No und des Nachschaltübersetzungsverhältnisses γata des Automatikgetriebes 20. Die Schaltfortschrittsbestimmungseinheit 59 berechnet anhand der AT-Eingangsdrehzahl Ni und der Änderungsrate dNi/dt der AT-Eingangsdrehzahl Ni eine prognostizierte Synchronisationszeit, die benötigt wird, bis die AT-Eingangsdrehzahl Ni die nachschaltsynchrone AT-Eingangsdrehzahl Nisa erreicht. Die Schaltfortschrittsbestimmungseinheit 59 bestimmt dann während der Trägheitsphase, ob der Fortschritt des Hochschaltvorgangs des Automatikgetriebes 20 den gegebenen Fortschrittsgrad erreicht hat, ausgehend davon, ob eine Drehzahldifferenz ΔNia (= Ni – Nisa) bzw. eine Differenz zwischen der AT-Eingangsdrehzahl Ni und der nachschaltsynchronen AT-Eingangsdrehzahl Nisa gleich oder kleiner als eine gegebene Drehzahldifferenz ist, die zur Bestimmung des Hochschaltfortschritts im Voraus bestimmt wird.
  • Wenn die Schaltfortschrittsbestimmungseinheit 59 bestimmt, dass der Fortschritt des Hochschaltvorgangs des Automatikgetriebes 20 den gegebenen Fortschrittsgrad erreicht hat, hebt der Elektromotorbetriebscontroller 56 den Steuervorgang zur Reduzierung der erzeugten elektrischen Leistung Wg des ersten Elektromotors MG1 bis zu dem Zeitpunkt, an dem der Hochschaltvorgang des Automatikgetriebes 20 endet, auf. Wenn der Hochschaltfortschritt des Automatikgetriebes 20 den gegebenen Fortschrittsgrad erreicht hat, beginnt der Elektromotorbetriebscontroller 56 mit der Rückkehr in den Zustand, in dem die erzeugte elektrische Leistung Wg des ersten Elektromotors MG1 nicht reduziert wird, indem er den Reduzierungsbetrag der erzeugten elektrischen Leistung Wg des ersten Elektromotors MG1 reduziert. Bevor das Hochschalten des Automatikgetriebes 20 endet, beendet dann der Elektromotorbetriebscontroller 56 den Steuervorgang zur Reduzierung der erzeugten elektrischen Leistung Wg vollständig und kehrt bis zu dem Zeitpunkt, an dem das Hochschalten des Automatikgetriebes 20 endet, in den Zustand zurück, in dem die erzeugte elektrische Leistung Wg nicht reduziert wird. Je nach Beginn der Rückkehr in den Zustand, in dem die erzeugte elektrische Leistung Wg nicht reduziert wird, reduziert der Elektromotorbetriebscontroller 56 den Reduzierungsbetrag der verbrauchten elektrischen Leistung Wm des zweiten Elektromotors MG2 und beginnt mit der Rückkehr in den Zustand, in dem die verbrauchte elektrische Leistung Wm nicht reduziert wird. Dann beendet der Elektromotorbetriebscontroller 56 den Steuervorgang zur Reduzierung der verbrauchten elektrischen Leistung Wm vollständig und kehrt vor dem Ende des Hochschaltvorgangs des Automatikgetriebes 20 in den Zustand zurück, in dem die verbrauchte elektrische Leistung Wm nicht reduziert wird.
  • Während des Steuervorgangs zur Reduzierung der erzeugten elektrischen Leistung Wg des ersten Elektromotors MG1 durch den Elektromotorbetriebscontroller 56 steuert der Verbrennungsmotorbetriebscontroller 55 das Verbrennungsmotordrehmoment Te so, dass die Verbrennungsmotordrehzahl Ne sich nicht ändert. Der Verbrennungsmotorbetriebscontroller 55 berechnet das Verbrennungsmotordrehmoment Te, das die Änderungsrate dNe/dt der Verbrennungsmotordrehzahl Ne gleich null stellt, nach der folgenden Gleichung (2) und steuert den Verbrennungsmotor 14 so, dass das Verbrennungsmotordrehmoment Te bereitgestellt wird. Die folgende Gleichung (2) ist ein vorgegebener relationaler Ausdruck zur Berechnung der Änderungsrate dNe/dt der Verbrennungsmotordrehzahl Ne anhand des an die Getriebeausgangswelle 36 angelegten Radbremsdrehmoments Tbr, des Verbrennungsmotordrehmoments Te, des MG1-Drehmoments Tg, des MG2-Drehmoments Tm und des Einrück-Kupplungsdrehmoments Tce. In der folgenden Gleichung (2) sind a, b, c, d, e Konstanten, die anhand der jeweiligen Bewegungsgleichungen des elektrischen stufenlosen Getriebes 30 bzw. Automatikgetriebes 20 abgeleitet werden. Das Radbremsendrehmoment Tbr wird zum Beispiel ausgehend vom Hauptzylinderdruck Pmc berechnet. dNe/dt = a × Tbr + b × Te + c × Tm + d × Tg + e × Tce (2)
  • 5 ist ein Fließschema zur Erläuterung eines Hauptteils eines Steuerbetriebs der elektronischen Steuereinheit 50, nämlich eines Steuervorgangs zum schnellen Fortschreiten eines Hochschaltvorgangs des Automatikgetriebes 20 bei gleichzeitiger Unterdrückung einer Schwankung des Eingangsdrehmoments, im Leistungsübertragungssystem 12, das ein elektrisches stufenloses Getriebe 30 und das Automatikgetriebe 20 in Reihe angeordnet umfasst. Die Steuerroutine von 5 wird während des Hochschaltens des Automatikgetriebes 20 wiederholt ausgeführt. 6 ist ein Beispiel für ein Zeitdiagramm bei Durchführung des im Fließschema von 5 dargestellten Steuervorgangs.
  • In 5 im Schritt S10, der einer Funktion der Trägheitsphasenbeginn-Bestimmungseinheit 58 entspricht, wird bestimmt, ob die Trägheitsphase begonnen hat. Falls Schritt S10 negativ befunden wird (NEIN), wird diese Routine beendet. Falls in Schritt S10 positiv befunden wird (JA), wird in Schritt S20, der einer Funktion des Elektromotorbetriebscontrollers 56 entspricht, die erzeugte elektrische Leistung Wg des ersten Elektromotors MG1 dadurch reduziert, dass das MG1-Drehmoment Tg reduziert wird (MG1-Drehmoment senken). In Schritt S30, der einer Funktion des Elektromotorbetriebscontrollers 56 entspricht, wird dann die verbrauchte elektrische Leistung Wm des zweiten Elektromotors MG2 so gesteuert, dass sich die elektrische Lade/Entlade-Leistungsbilanz der Batterie 26 nicht ändert. Wenn das Fahrzeug sich vor dem Beginn der Trägheitsphase mit einer elektrischen Lade/Entlade-Leistungsbilanz der Batterie 26 von null vorwärtsbewegt hat, wird der zweite Elektromotor MG2 so angesteuert, dass er das anhand der oben angegebenen Gleichung (1) berechnete MG2-Drehmoment Tm so bereitstellt, dass die elektrische Lade/Entlade-Leistungsbilanz der Batterie 26 gleich null gehalten wird. In Schritt S40, der einer Funktion des Verbrennungsmotorbetriebscontrollers 55 entspricht, wird das Verbrennungsmotordrehmoment Te, das die Änderungsrate dNe/dt der Verbrennungsmotordrehzahl Ne gleich null stellt, mit Hilfe der oben angegebenen Gleichung (2) berechnet und das Verbrennungsmotordrehmoment Te so gesteuert, dass die Verbrennungsmotordrehzahl Ne sich nicht ändert. In Schritt S50, der einer Funktion der Schaltfortschrittsbestimmungseinheit 59 entspricht, wird dann bestimmt, ob der Hochschaltfortschritt des Automatikgetriebes 20 einen gegebenen Fortschrittsgrad erreicht hat. Falls Schritt S50 negativ befunden wird (NEIN), kehrt die Steuerung zum oben erwähnten Schritt S20 zurück. Falls Schritt S50 positiv befunden wird (JA), wird in Schritt S60, der einer Funktion des Elektromotorbetriebscontrollers 56 entspricht, der Steuervorgang zur Reduzierung der erzeugten elektrischen Leistung Wg des ersten Elektromotors MG1 annulliert, bevor das Hochschalten des Automatikgetriebes 20 endet. Entsprechend dieser Betriebsoperation wird auch der Steuervorgang zur Reduzierung der verbrauchten elektrischen Leistung Wm des zweiten Elektromotors MG2 vor dem Ende des Hochschaltvorgangs des Automatikgetriebes 20 annulliert.
  • In 6 zeigt Zeitpunkt t1 den Beginn der Hochschaltsteuerung des Automatikgetriebes 20 während des Fahrens im Hybridfahrbetrieb an. An Zeitpunkt t2 wird die Drehmomentphase entsprechend der Erzeugung des Einrück-Kupplungsdrehmoments Tce gestartet. Der Kupplungsdruck wird ab dem Zeitpunkt t2 allmählich auf etwa einen vorherbestimmten Trägheitsphasenanfangsdruck erhöht, als Kupplungsdruck, mit dem die Trägheitsphase gestartet wird (siehe Zeitpunkt t3), und das Einrück-Kupplungsdrehmoment Tce wird erhöht. Nach Zeitpunkt t3 wird der Kupplungsdruck mit einer geringeren Rate allmählich erhöht und das Einrück-Kupplungsdrehmoment Tce wird erhöht. Falls der Start der Trägheitsphase mit Zeitpunkt t4 bestimmt wird, wird das MG1-Drehmoment Tg (Absolutwert) mit einer vorgegebenen Steigung reduziert, und es wird die erzeugte elektrische Leistung Wg des ersten Elektromotors MG1 reduziert (siehe Zeitpunkt t5). Im Ergebnis wird der Fortschritt des Hochschaltens des Automatikgetriebes 20 beschleunigt. Mit der so reduzierten erzeugten elektrischen Leistung Wg des ersten Elektromotors MG1 wird das MG2-Drehmoment Tm reduziert und wird die verbrauchte elektrische Leistung Wm des zweiten Elektromotors MG2 reduziert, um die elektrische Lade/Entlade-Leistungsbilanz der Batterie 26 gleich null zu halten. Nach Zeitpunkt t5 wird das MG1-Drehmoment Tg so gesteuert, dass die erzeugte elektrische Leistung Wg reduziert gehalten wird, und wird das MG2-Drehmoment Tm so gesteuert, dass die verbrauchte elektrische Leistung Wm reduziert gehalten wird. Die erzeugte elektrische Leistung Wg wird so lange reduziert gehalten, bis der Hochschaltfortschritt des Automatikgetriebes 20 den gegebenen Fortschrittsgrad bei Zeitpunkt t6 erreicht hat. Nach Zeitpunkt t6 erfolgt die Annullierung des Steuervorgangs zur Reduzierung der erzeugten elektrischen Leistung Wg des ersten Elektromotors MG1 entsprechend dem Schaltfortschritt und auch die Annullierung des Steuervorgangs zur Reduzierung der verbrauchten elektrischen Leistung Wm des zweiten Elektromotors MG2 (siehe Zeitpunkt t7) vor dem Zeitpunkt t8, an dem der Hochschaltvorgang des Automatikgetriebes 20 endet. Während des Steuervorgangs zur Reduzierung der erzeugten elektrischen Leistung Wg des ersten Elektromotors MG1 wird das Verbrennungsmotordrehmoment Te so geändert, dass sich die Verbrennungsmotordrehzahl Ne nicht ändert. Die MG2-Drehzahl Nm (äquivalent zur AT-Eingangsdrehzahl Ni) während der Trägheitsphase wird durch das Einrück-Kupplungsdrehmoment Tce und die Steuerung zur Reduzierung der erzeugten elektrischen Leistung Wg bestimmt. In der Schaltabschlussphase, in welcher der Steuervorgang zur Reduzierung der erzeugten elektrischen Leistung Wg annulliert wird, wird die MG2-Drehzahl Nm durch das Einrück-Kupplungsdrehmoment Tce bestimmt. Wenn jedoch ein Zeitpunkt der Annullierung des Steuervorgangs zur Reduzierung der erzeugten elektrischen Leistung Wg früher eintritt als im Beispiel von 6, kann das Kupplungsdrehmoment Tce durch Regelung des hydraulischen Kupplungsdrucks zur bedarfsgerechten Änderung der MG2-Drehzahl Nm geändert werden.
  • Wie dies oben beschrieben ist, wird gemäß dieser Ausführungsform während der Trägheitsphase des Hochschaltvorgangs des Automatikgetriebes 20 ab dem Zeitpunkt, an dem bestimmt wird, dass die Trägheitsphase begonnen hat, die erzeugte elektrische Leistung Wg des ersten Elektromotors MG1 um die gegebene elektrische Leistung reduziert. Deshalb wird, ausgehend von der relativen Beziehung der Drehzahlen der drei rotierenden Elemente im Leistungsverteilungsmechanismus 16, der Absolutwert des MG1-Drehmoments Tg so reduziert, dass sich die Wahrscheinlichkeit einer Reduzierung der beim Hochschalten des Automatikgetriebes 20 reduzierten Drehzahl der Getriebeeingangswelle 34 (die dem Übertragungsglied 32 entspricht) erhöht. Darüber hinaus wird während der Trägheitsphase die verbrauchte elektrische Leistung Wm des zweiten Elektromotors MG2 auf Grundlage der erzeugten elektrischen Leistung Wg des ersten Elektromotors MG1 so gesteuert, dass sich die elektrische Lade-/Entlade-Leistungsbilanz der Batterie 26 nicht ändert. Mit dem so reduzierten MG2-Drehmoment Tm wird die Wahrscheinlichkeit erhöht, dass sich die AT-Eingangsdrehzahl Ni in Richtung der nach dem Hochschalten zu erreichenden Synchrondrehzahl reduziert. Das erhöht die Wahrscheinlichkeit des Fortschreitens des Hochschaltvorgangs des Automatikgetriebes 20, so dass es nicht mehr notwendig ist, zur Verkürzung der Schaltzeit während des Hochschaltens das Einrück-Kupplungsdrehmoment Tce mit höherer Rate zu erhöhen, und unterdrückt oder reduziert eine Schwankung des Eingangsdrehmoments. Im Leistungsübertragungssystem 12, welches das elektrische stufenlose Getriebe 30 und das Automatikgetriebe 20 in Reihe angeordnet umfasst, ist es somit möglich, das Hochschalten des Automatikgetriebes 20 schnell fortschreiten zu lassen, während eine Schwankung des Eingangsdrehmoments unterdrückt wird.
  • Im Steuervorgang zur Reduzierung der erzeugten elektrischen Leistung Wg des ersten Elektromotors MG1 wird die verbrauchte elektrische Leistung des zweiten Elektromotors MG2 so gesteuert, dass sich die elektrische Lade-/Entlade-Leistungsbilanz der Batterie 26 nicht ändert. Selbst für den Fall, dass die elektrische Lade/Entlade-Leistungsbilanz der Batterie 26 eingeschränkt ist, kann deshalb der Steuervorgang zur Reduzierung der erzeugten elektrischen Leistung Wg zweckmäßig ausgeführt werden.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird zudem, nachdem der Hochschaltfortschritt des Automatikgetriebes 20 den gegebenen Fortschrittsgrad erreicht, der Steuervorgang zur Reduzierung der erzeugten elektrischen Leistung Wg des ersten Elektromotors MG1 bis zum Endzeitpunkt des Hochschaltens annulliert. Deshalb wird der Steuervorgang zur Reduzierung der erzeugten elektrischen Leistung Wg des ersten Elektromotors MG1 während der Trägheitsphase des Hochschaltvorgangs des Automatikgetriebes 20 zweckmäßig ausgeführt, und nach dem Ende des Hochschaltvorgangs des Automatikgetriebes 20 fährt das Fahrzeug in einem Zustand, in dem das MG1-Drehmoment Tg und das MG2-Drehmoment Tm keinen Einschränkungen unterliegen.
  • Zudem wird gemäß der vorliegenden Ausführungsform das Verbrennungsmotordrehmoment Te so angesteuert, dass sich während des Steuervorgangs zur Reduzierung der erzeugten elektrischen Leistung Wg des ersten Elektromotors MG1 die Verbrennungsmotordrehzahl Ne nicht ändert. Damit kann eine Schwankung der Verbrennungsmotordrehzahl Ne (bzw. eine Schwankung des an die Verbrennungsmotorachse (e-Achse) angelegten Drehmoments) unterdrückt werden, die durch die Steuerung der erzeugten elektrischen Leistung Wg des ersten Elektromotors MG1 und Steuerung der verbrauchten elektrischen Leistung Wm des zweiten Elektromotors MG2 nicht vollständig unterdrückt werden kann. Während es möglich ist, dass sich während dieses Steuervorgangs das Verbrennungsmotordrehmoment Te ändert, zielt die Steuerung darauf ab, eine Schwankung des Verbrennungsmotordrehmoments zu absorbieren, die über die Steuerung des ersten Elektromotors MG1 und des zweiten Elektromotors MG2 nicht vollständig unterdrückt werden kann. Dementsprechend ist die Schwankung des Verbrennungsmotordrehmoments Te ausreichend gering im Vergleich zur Steuerung, wie der oben beschriebenen Verbrennungsmotordrehmoment-Korrektursteuerung, zur Positivänderung des Verbrennungsmotordrehmoments Te. Beim Hochschalten des Automatikgetriebes 20 unter Konstanthaltung der Verbrennungsmotordrehzahl Ne ist eine Änderung der Verbrennungsmotordrehzahl Ne während des Steuervorgangs weniger wahrscheinlich oder unwahrscheinlich. Falls sich der Verbrennungsmotorbetriebspunkt vor dem Steuervorgang am Optimum des Kraftstoffwirkungsgrads befindet, kann der Betriebspunkt am Kraftstoffwirkungsgrad-Optimum des Verbrennungsmotors gehalten werden.
  • Gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann auch die Schaltzeit des Hochschaltvorgangs des Automatikgetriebes 20 verkürzt werden, indem die gegebene elektrische Leistung, um welche die erzeugte elektrische Leistung Wg des ersten Elektromotors MG1 reduziert wird, erhöht wird, ohne dass das Einrück-Kupplungsdrehmoment Tce beim Hochschalten mit einer höheren Rate erhöht wird. Dementsprechend wird selbst für den Fall einer Verkürzung der Schaltzeit eine Schwankung des Eingangsdrehmoments unterdrückt.
  • Während unter Bezugnahme auf die Figuren ein einzelnes Ausführungsbeispiel der Erfindung im Detail beschrieben wurde, kann die Erfindung in anderen Formen angewendet werden.
  • Beispielsweise zeigt in der oben beschriebenen Ausführungsform das veranschaulichte Automatikgetriebe 20 die Form eines automatischen Getriebes vom Typ Planetengetriebe als ein Beispiel für den mechanischen Drehzahländerungsmechanismus, der einen Teil des Leistungsübertragungswegs zwischen dem Übertragungsglied 32 und den Antriebsrädern 18 bereitstellt, aber der mechanische Drehzahländerungsmechanismus ist nicht auf diesen Getriebetyp begrenzt. Der mechanische Drehzahländerungsmechanismus kann zum Beispiel ein bekanntes Synchrongetriebe mit zwei parallelen Wellen sein, das eine Mehrzahl von Paaren von Schalträdern aufweist, die zwischen zwei Wellen ständig miteinander kämmen. Speziell kann der mechanische Drehzahländerungsmechanismus als eine Art von automatischem Zwei-Wellen-Synchrongetriebe ein Automatikgetriebe vom Typ Zwei-Wellen-Synchrongetriebe sein, in dem das Einrücken und das Ausrücken von Klauenkupplungen (z. B. Eingriffskupplungen) durch Stellglieder (Aktoren) so angesteuert wird, dass die Gangstellung automatisch geändert wird, oder als eine Art von automatischem Zwei-Wellen-Synchrongetriebe ein bekanntes Doppelkupplungsgetriebe (DCT/Dual Clutch Transmission), das Eingangswellen an zwei Systemen oder Strängen aufweist.
  • In der oben beschriebenen Ausführungsform wird nach dem Start der Trägheitsphase die erzeugte elektrische Leistung Wg des ersten Elektromotors MG1 so lange auf dem um die gegebene elektrische Leistung reduzierten Wert gehalten, bis der Hochschaltfortschritt des Automatikgetriebes 20 einen gegebenen Fortschrittsgrad erreicht. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diese Anordnung beschränkt. Nachdem die erzeugte elektrische Leistung Wg um eine gegebene elektrische Leistung reduziert wurde, muss sie nicht zwingend im reduzierten Zustand gehalten werden, sondern die erzeugte elektrische Leistung Wg kann weiter reduziert werden, oder die erzeugte elektrische Leistung Wg kann erhöht werden.
  • Es versteht sich, dass die oben beschriebene Ausführungsform ein bloßes Beispiel ist und dass die vorliegende Erfindung auf Grundlage einschlägiger fachmännischer Kenntnisse mit verschiedenen Änderungen oder Verbesserungen ausgeführt werden kann.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 2012-240441 A [0002, 0002, 0003]

Claims (4)

  1. Steuersystem für ein Leistungsübertragungssystem (12), wobei das Leistungsübertragungssystem (12) umfasst: einen Verbrennungsmotor (14), einen ersten Elektromotor (MG1) für den Differentialbetrieb, einen zweiten Elektromotor (MG2) für das Fahren eines Fahrzeugs, einen elektrischen Drehzahländerungsmechanismus (30), der einen Differentialmechanismus umfasst, wobei der Differentialmechanismus drei rotierende Elemente umfasst, wobei die drei rotierenden Elemente ein Eingangselement, ein Reaktionskraftelement und ein Ausgangselement umfassen, wobei ein Betriebszustand des ersten Elektromotors (MG1) so gesteuert wird, dass ein Differentialbetriebszustand des Differentialmechanismus gesteuert wird, wobei das Ausgangselement an den elektrischen Drehzahländerungsmechanismus ankoppelt, wobei das Eingangselement mit dem Verbrennungsmotor (14) gekoppelt ist, so dass Leistung des Verbrennungsmotors (14) an das Eingangselement übertragen wird, wobei das Reaktionskraftelement mit dem ersten Elektromotor (MG1) gekoppelt ist, so dass Leistung des ersten Elektromotors (MG1) an das Reaktionskraftelement übertragen wird, wobei das Ausgangselement mit dem zweiten Elektromotor (MG2) gekoppelt ist, so dass Leistung des zweiten Elektromotors (MG2) an das Ausgangselement übertragen wird, einen mechanischen Drehzahländerungsmechanismus (20), der einen Teil des Leistungsübertragungswegs zwischen einem rotierenden Ausgangsglied (32) des elektrischen Drehzahländerungsmechanismus (30) und Antriebsrädern (18) bereitstellt, wobei der mechanische Drehzahländerungsmechanismus (20) so ausgelegt ist, dass er durch Einrücken und Ausrücken wenigstens einer Einrückvorrichtung in eine aus mehreren Gangstellungen ausgewählte Stellung geschaltet wird, und eine Leistungsspeichervorrichtung (26), die elektrische Leistung jeweils zum und vom ersten Elektromotor (MG1) und zweiten Elektromotor (MG2) liefert und empfängt, wobei das Steuersystem dadurch gekennzeichnet ist, dass es umfasst: eine elektronische Steuereinheit (50) ausgelegt zum Bestimmen während eines Hochschaltens des mechanischen Drehzahländerungsmechanismus (20), ob eine Trägheitsphase begonnen hat; Reduzieren einer erzeugten elektrischen Leistung des ersten Elektromotors (MG1) um eine gegebene elektrische Leistung ab einem Zeitpunkt, an dem die elektronische Steuereinheit (50) bestimmt, dass die Trägheitsphase begonnen hat; und Steuern der verbrauchten elektrischen Leistung des zweiten Elektromotors (MG2) auf Grundlage der erzeugten elektrischen Leistung des ersten Elektromotors (MG1), so dass eine elektrische Lade- und Entladeleistungsbilanz der Leistungsspeichervorrichtung (26) konstant bleibt.
  2. Steuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Steuereinheit (50) ausgelegt ist zum Bestimmen, ob ein Fortschreiten des Hochschaltvorgangs des mechanischen Drehzahländerungsmechanismus (20) einen gegebenen Fortschrittsgrad erreicht hat, und Unterbinden eines Steuervorgangs zur Reduzierung der erzeugten elektrischen Leistung des ersten Elektromotors (MG1) vor Ende des Hochschaltens, wenn die elektronische Steuereinheit (50) bestimmt, dass das Fortschreiten des Hochschaltvorgangs den gegebenen Fortschrittsgrad erreicht hat.
  3. Steuersystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Steuereinheit (50) ausgelegt ist zum Steuern des Verbrennungsmotordrehmoments dergestalt, dass eine Drehzahl des Verbrennungsmotors (14) konstant bleibt, während des von der elektronischen Steuereinheit (50) ausgeführten Steuervorgangs zur Reduzierung der erzeugten elektrischen Leistung des ersten Elektromotors (MG1).
  4. Steuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Steuereinheit (50) ausgelegt ist zum Erhöhen der gegebenen elektrischen Leistung, um welche die erzeugte elektrische Leistung des ersten Elektromotors (MG1) reduziert wird, wenn eine Sollschaltzeit des Hochschaltvorgangs des mechanischen Drehzahländerungsmechanismus (20) kürzer ist.
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