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Technisches Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Antriebssteuergerät,
das für ein Hybridfahrzeug bevorzugt ist.
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Hintergrund der Erfindung
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Es
ist ein Hybridfahrzeug bekannt, das zusätzlich zu einer
Brennkraftmaschine eine Kraftquelle wie einen Elektromotor und einen
Motor-Generator aufweist. Während in dem Hybridfahrzeug
die Brennkraftmaschine so effizient wie möglich arbeitet,
werden ein Überschuss und ein Mangel einer Antriebskraft
und einer Kraftmaschinenbremskraft durch den Elektromotor und/oder
den Motor-Generator angepasst.
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Was
das vorstehend erwähnte Hybridfahrzeug angeht, ist ein
Beispiel eines Geschwindigkeitsänderungsmechanismus in einer
Patentdruckschrift 1 offenbart, der in der Lage ist, mittels Umschaltens eines
Modus mit unendlich variabler Geschwindigkeit und eines Modus festem Übersetzungsverhältnis
zu arbeiten. Genauer gesagt ist ein Kraftübertragungsmechanismus
mit vier Umdrehungskomponenten ausgebildet, indem zwei Planetengetriebemechanismen
kombiniert werden, und die vier Umdrehungskomponenten sind jeweils
mit einer Kraftmaschine, einem ersten Motor-Generator, einer Ausgabeachse und
einer Bremse verbunden. In einem solchen Zustand, in dem die Bremse
gelöst ist, ändert sich die Drehzahl der Kraftmaschine
kontinuierlich durch kontinuierliches Ändern der Drehzahl
des ersten Motor-Generators und es wird der Betrieb in dem Modus mit
unendlich variabler Geschwindigkeit ausgeführt. Ansonsten
wird in einem Zustand, in dem die Bremse festgehalten ist, das Übersetzungsverhältnis
festgehalten, indem die Umdrehung einer der vorstehend erwähnten
Umdrehungskomponenten verhindert wird, und der Betrieb in dem Modus
mit festen Übersetzungsverhältnis ausgeführt.
Außerdem ist als der Geschwindigkeitsänderungsmechanismus
zum Umschalten des Modus mit unendlich variabler Geschwindigkeit
und des Modus mit feststehendem Übersetzungsverhältnis
ein Geschwindigkeitsänderungsmechanismus bekannt, der keine
normale mehrscheibige Nasskupplung sondern einen Eingriffsmechanismus
zum in Eingriff bringen von Zähnen der Umdrehungskomponente
und Zähnen der feststehenden Komponente verwendet.
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In
der Patentdruckschrift 2 ist eine Technik für ein Hybridfahrzeug
offenbart, gemäß der ein Kraftmaschinendrehmoment
auf Grundlage einer Reaktionskraft eines Drehmoments eines Elektromotors
(ersten Motor-Generators) berechnet wird.
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Jedoch
ist es bei der in der Patentdruckschrift 1 offenbarten Technik manchmal
unmöglich, das Kraftmaschinendrehmoment in einem solchen Zustand,
in dem die Zähne der Umdrehungskomponente und die Zähne
der feststehenden Komponente in Eingriff sind, d. h., in einem solchen
Zustand, in dem der Modus mit feststehendem Übersetzungsverhältnis
eingestellt ist, auf geeignete Weise abzuschätzen. Dies
liegt daran, dass es schwierig ist, das Kraftmaschinendrehmoment
unter Verwendung des Drehmoments des ersten Motor-Generators abzuschätzen,
da das Reaktionsdrehmoment der Kraftmaschine während der
Fahrt in dem Modus mit festem Übersetzungsverhältnis
nicht durch den ersten Motor-Generator sondern durch den Eingriffsmechanismus
mechanisch gestützt ist (in diesem Fall gibt der erste
Motor-Generator ein kleines Drehmoment aus). In der Patentdruckschrift
2 ist auch kein Verfahren zum Abschätzen des Kraftmaschinendrehmoments
mit hoher Genauigkeit während der Fahrt in dem Modus mit
festem Übersetzungsverhältnis offenbart.
- Patentdruckschrift
1: Japanische Patentoffenlegungsschrift
mit der Nr. 2004-345527
- Patentdruckschrift 2: Internationale
Patentoffenlegungsschrift mit der Nr. 2000/39444
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Offenbarung der Erfindung
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DURCH DIE ERFINDUNG ZU LÖSENDES
PROBLEM
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Die
vorliegende Erfindung wurde getätigt, um das vorstehend
erwähnte Problem zu lösen. Es ist eine Aufgabe
dieser Erfindung, ein Antriebssteuergerät für
ein Fahrzeug zu schaffen, das in der Lage ist, während
der Fahrt in einem Modus mit festem Übersetzungsverhältnis
ein Kraftmaschinendrehmoment mit hoher Genauigkeit abzuschätzen.
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Gemäß einem
Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist ein Antriebssteuergerät
für ein Fahrzeug vorgesehen, welches folgendes aufweist: einen
Eingriffsmechanismus mit einer Umdrehungskomponente, die eine Vielzahl
von Zähnen hat und die durch ein Drehmoment einer Brennkraftmaschine gedreht
wird, sowie mit einer feststehende Komponente, die eine Vielzahl
von Zähnen hat und die mit der Umdrehungskomponente in
Eingriff ist; eine Drehmomentaufbringeinheit, die auf die Umdrehungskomponente
ein Drehmoment aufbringt; eine erste Übertragungssteuereinheit,
die den Eingriffsmechanismus in Eingriff bringt, um den Eingriffsmechanismus
eine Reaktionskraft des Drehmoments der Brennkraftmaschine empfangen
zu lassen, und die eine Steuerung zum Übertragen des Drehmoments
der Brennkraftmaschine auf Räder ausführt; und
eine Drehmomentabschätzsteuereinheit, die eine Steuerung
zum Abschätzen des Drehmoments der Brennkraftmaschine ausführt,
wobei die Drehmomentabschätzsteuereinheit folgendes aufweist:
eine Drehmomentaufbringsteuereinheit, die während des Ausführens
der Steuerung durch die erste Übertragungssteuerungseinheit
eine Steuerung des durch die Drehmomentaufbringeinheit auf die Umdrehungskomponente
aufgebrachten Drehmoments ausführt; eine Phasenänderungserfassungseinheit, die
während des Ausführens der Steuerung durch die Drehmomentaufbringsteuereinheit
eine Phasenänderung zwischen der Umdrehungskomponente und der
feststehenden Komponente in einer Drehungsrichtung erfasst; und
eine Drehmomentabschätzsteuereinheit, die das Drehmoment
der Brennkraftmaschine auf Grundlage der durch die Phasenänderungserfassungseinheit
erfasste Phasenänderung und des Drehmoments abschätzt,
das während des Ausführens der Steuerung durch
die erste Übertragungssteuereinheit von der Drehmomentaufbringeinheit
durch die Steuerung der Drehmomentaufbringsteuereinheit aufgebracht
wird.
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Das
vorstehend erwähnte Antriebssteuergerät ist an
dem Hybridfahrzeug montiert, das die Kraftmaschine und den Motor-Generator
als die Antriebsquelle aufweist. Genauer gesagt hat das Antriebssteuergerät
den Eingriffsmechanismus mit der Umdrehungskomponente, die durch
das Drehmoment der Brennkraftmaschine gedreht wird, und mit der feststehenden
Komponente, die mit der Umdrehungskomponente in Eingriff ist, die
Drehmomentaufbringeinheit, die das Drehmoment auf die Umdrehungskomponente
aufbringt sowie die erste Übertragungssteuereinheit, die
den Eingriffsmechanismus in Eingriff bringen lässt, um
den Eingriffsmechanismus die Reaktionskraft des Drehmoments der
Brennkraftmaschine empfangen zu lassen, und die die Steuerung zum Übertragen
des Drehmoments der Brennkraftmaschine auf die Räder ausführt.
Zusätzlich führt die Drehmomentabschätzsteuereinheit
die Steuerung des durch die Drehmomentaufbringeinheit auf die Umdrehungskomponente
aufgebrachten Drehmoments während des Ausführens
der Steuerung durch die erste Übertragungssteuereinheit
aus, um dadurch die Phasenänderung zwischen der Umdrehungskomponente
und der feststehenden Komponente in einer Drehungsrichtung zu erfassen,
und schätzt das Drehmoment der Brennkraftmaschine auf Grundlage
der Phasenänderung und des durch die Drehmomentaufbringeinheit
aufgebrachten Drehmoments ab. Durch das vorstehend erwähnte
Antriebssteuergerät wird es möglich, das Drehmoment der
Brennkraftmaschine mit hoher Genauigkeit in einem solchen Zustand
abzuschätzen, in welchem die Umdrehungskomponente und die
feststehende Komponente in Eingriff sind.
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In
einer Art des vorstehend erwähnten Antriebssteuergeräts
führt die Drehmomentaufbringsteuereinheit die Steuerung
des durch die Drehmomentaufbringeinheit auf die Umdrehungskomponente
aufgebrachten Drehmoments derart aus, dass die Phasenänderung
kleiner als ein Spiel zwischen Zähnen der Umdrehungskomponente
und Zähnen der feststehenden Komponente ist. Dadurch ist
es möglich, während der Abschätzung des
Drehmoments der Brennkraftmaschine einen Stoß zu unterdrücken.
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Gemäß einer
anderen Art des vorstehend erwähnten Antriebssteuerungsgeräts
führt die Drehmomentabschätzsteuereinheit die
Steuerung zum Abschätzen des Drehmoments aus, wenn eine Änderung
eines Betriebspunkts der Brennkraftmaschine gleich oder größer
als ein vorbestimmter Wert wird. Dadurch ist es möglich,
die Ausführhäufigkeit der Steuerung zum Abschätzen
des Drehmoments der Brennkraftmaschine zu verringern und es wird
möglich, eine durch das Ausführen der Steuerung
verursachte Verschlechterung des Kraftstoffverbrauchs zu unterdrücken.
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Gemäß einer
anderen Art kann das Antriebssteuergerät ferner eine zweite Übertragungssteuereinheit,
die den Eingriffsmechanismus löst, um die Drehmomentaufbringeinheit
eine Reaktionskraft des Drehmoments der Brennkraftmaschine empfangen zu
lassen, sowie eine Umschalteinheit aufweisen, die von der Steuerung
durch die erste Übertragungssteuereinheit auf die Steuerung
durch die zweite Übertragungssteuereinheit umschaltet,
wenn ein absoluter Wert des Drehmoments, welches die Aufbringeinheit
aufbringen sollte, um von der Steuerung durch die erste Übertragungssteuereinheit
auf die Steuerung durch die zweite Übertragungssteuereinheit
umzuschalten, größer als ein absoluter Wert des durch
die Drehmomentaufbringeinheit während der Steuerung durch
die Drehmomentabschätzsteuereinheit aufgebrachten Drehmoments
wird. Dadurch wird es möglich, während des Ausführens
der Steuerung zum Abschätzen des Drehmoments der Brennkraftmaschine
schnell von der Steuerung durch die erste Übertragungssteuereinheit
auf die Steuerung durch die zweite Übertragungssteuereinheit
umzuschalten.
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Gemäß einer
anderen Art des vorstehend erwähnten Antriebssteuergeräts
steuert die Drehmomentaufbringsteuereinheit eine Geschwindigkeit,
mit der das durch die Drehmomentaufbringeinheit aufgebrachte Drehmoment
geändert wird, auf Grundlage einer Beziehung zwischen dem
Drehmoment, welches die Drehmomentaufbringeinheit gegenwärtig aufbringt,
und einem Solldrehmoment, welches die Drehmomentaufbringeinheit
aufbringen sollte, um die Phase zwischen der Umdrehungskomponente
und der feststehenden Komponente zu ändern. Dadurch ist
es möglich, das Auftreten der Änderung der Ausgabeachse
während des Abschätzens des Drehmoments zu unterdrücken
und die zum Abschätzen des Drehmoments erforderliche Zeit
zu verkürzen.
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Gemäß einer
weiteren Art kann das Antriebssteuergerät ferner eine Einheit
aufweisen, die ein Drehmoment derart erzeugt, dass das durch die Drehmomentaufbringeinheit
aufgebrachte Drehmoment während der Steuerung durch die
Drehmomentaufbringsteuereinheit kompensiert wird. Dadurch ist es
möglich, das Auftreten der Änderung der Ausgabeachse
während des Abschätzens des Drehmoments effektiv
zu unterdrücken.
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In
einem bevorzugten Beispiel kann ein Motor-Generator als die vorstehend
erwähnte Drehmomentaufbringeinheit verwendet werden.
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[Wirkung der Erfindung]
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Das
Antriebssteuergerät gemäß der vorliegenden
Erfindung hat den Eingriffsmechanismus mit der Umdrehungskomponente,
die durch das Drehmoment der Brennkraftmaschine gedreht wird, und mit
der feststehenden Komponente, die mit der Umdrehungskomponente in
Eingriff ist, es hat die Drehmomentaufbringeinheit, die das Drehmoment
auf die Umdrehungskomponente aufbringt sowie die erste Übertragungssteuereinheit,
die den Eingriffsmechanismus in Eingriff bringt, um den Eingriffsmechanismus
die Reaktionskraft des Drehmoments der Brennkraftmaschine empfangen
zu lassen, und die die Steuerung zum Übertragen des Drehmoments
der Brennkraftmaschine auf die Räder ausführt.
Die Antriebssteuervorrichtung führt die Steuerung des durch
die Drehmomentaufbringeinheit auf die Umdrehungskomponente aufgebrachten
Drehmoments während des Ausführens der Steuerung
durch die erste Übertragungssteuereinheit aus, um dadurch die
Phasenänderung zwischen der Umdrehungskomponente und der
feststehenden Komponente in einer Drehungsrichtung zu erfassen,
und schätzt das Drehmoment der Brennkraftmaschine auf Grundlage der
Phasenänderung und des durch die Drehmomentaufbringeinheit
aufgebrachten Drehmoments ab. Daher wird es möglich, das
Drehmoment der Brennkraftmaschine mit hoher Genauigkeit in einem solchen
Zustand abzuschätzen, in welchem die Umdrehungskomponente
und die feststehende Komponente in Eingriff gelangen.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 zeigt
eine schematische Konfiguration eines Hybridfahrzeugs gemäß einem
Ausführungsbeispiel;
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2 zeigt
eine Konfiguration eines Motor-Generators und eines Kraftübertragungsmechanismus;
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3 zeigt
ein Nomogramm eines Modus mit festem Übersetzungsverhältnis
eines Kraftverteilungsmechanismus;
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4 zeigt
ein Schaubild zum Erläutern eines grundlegenden Konzepts
einer Kraftmaschinendrehmomentabschätzsteuerung;
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5 zeigt
ein Beispiel einer Anpassungsgeschwindigkeit eines MG1-Drehmoments;
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6 zeigt
ein Zeitdiagramm einer Kraftmaschinendrehmomentabschätzsteuerung;
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7 zeigt
ein Kennfeld, welches eine Ausführbedingung einer Kraftmaschinendrehmomentabschätzsteuerung
wiedergibt;
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8 zeigt
eine zeitliche Änderung eines MG1-Drehmoments im Fall des
Ausführens einer Geschwindigkeitsänderungssteuerung
während einer Kraftmaschinendrehmomentabschätzsteuerung; und
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9 ist
ein Ablaufdiagramm, das einen Kraftmaschinendrehmomentabschätzsteuerungsprozess
zeigt.
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- 1
- Kraftmaschine
- 3
- Ausgabeachse
- 4
- ECU
- 7
- Bremseinheit
- 31
- Inverter
- 32,
34
- Konverter
- 33
- HV-Batterie
- 20
- Kraftverteilungsmechanismus
- MG1
- Erster
Motor-Generator
- MG2
- Zweiter
Motor-Generator
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
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Im
weiteren Verlauf wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ein bevorzugtes
Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben.
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[Vorrichtungskonfiguration]
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1 zeigt
eine schematische Konfiguration eines Hybridfahrzeugs, auf welches
die vorliegende Erfindung angewendet wird. Ein Beispiel von 1 ist
das Hybridfahrzeug, welches als von der Bauweise eines Doppelmotors
mit mechanischer Verteilung bezeichnet wird, und eine Kraftmaschine
(Brennkraftmaschine) 1, einen ersten Motor-Generator MG1,
einen zweiten Motor-Generator MG2 und einen Kraftverteilungsmechanismus 20 aufweist.
Die als eine Kraftquelle dienende Kraftmaschine 1 und der
als ein Drehzahlsteuerungsmechanismus dienende erste Motor-Generator
MG1 sind mit dem Kraftverteilungsmechanismus 20 verbunden.
Der als eine untergeordnete Kraftquelle zum Unterstützen
eines Antriebsdrehmoments oder einer Bremskraft dienende zweite Motor-Generator
MG2 ist mit der Ausgabeachse 3 des Kraftverteilungsmechanismus 20 verbunden. Der
zweite Motor-Generator MG2 und die Ausgabeachse 3 sind über
eine MG2-Geschwindigkeitsänderungseinheit 6 verbunden.
Ferner ist die Ausgabeachse 3 über einen finalen
Verzögerer 8 mit dem rechten und linken Antriebsrad 9 verbunden.
Der erste Motor-Generator MG1 und der zweite Motor-Generator MG2
sind über eine Batterie, einen Inverter oder ein geeignetes
Steuergerät (siehe 2) oder direkt
elektrisch miteinander verbunden und sie sind derart ausgebildet,
dass die in dem ersten Motor-Generator MG1 erzeugte Kraft den zweiten
Motor-Generator MG2 antreibt. Der erste Motor-Generator MG1 entspricht
der Drehmomentaufbringeinheit.
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Die
Kraftmaschine 1 ist eine Wärmekraftmaschine, die
Kraftstoff verbrennt und Kraft erzeugt, beispielsweise ein Ottomotor
oder ein Dieselmotor. Der erste Motor-Generator MG1 empfängt
hauptsächlich das Drehmoment von der Kraftmaschine 1 und
dreht sich zum Erzeugen der Kraft bzw. Leistung. Zu diesem Zeitpunkt
wirkt die durch die Krafterzeugung verursachte Reaktionskraft des
Drehmoments an dem ersten Motor-Generator MG1. Durch Steuern der Drehzahl
des ersten Motor-Generators MG1 ändert sich die Drehzahl
der Kraftmaschine 1 kontinuierlich. Ein solcher Geschwindigkeitsänderungsmodus
wird als ein Modus mit unendlich variabler Geschwindigkeit bezeichnet.
Der Modus mit unendlich variabler Geschwindigkeit wird durch einen
Differenzialbetrieb des Kraftverteilungsmechanismus 20 realisiert,
welcher später beschrieben ist.
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Der
zweite Motor-Generator MG2 ist die Vorrichtung, die das Antriebsdrehmoment
oder die Bremskraft unterstützt. Beim Unterstützen
des Antriebsdrehmoments empfängt der zweite Motor-Generator
MG2 die Kraftzufuhr, so dass er als ein Elektromotor funktioniert.
Ansonsten wird der zweite Motor-Generator MG2 beim Unterstützen
der Bremskraft durch das von den Antriebsrädern 9 übertragene
Drehmoment gedreht und funktioniert als ein Generator, der die Kraft
bzw. Leistung erzeugt.
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2 zeigt
die Konfiguration des ersten Motor-Generators MG1 und des zweiten
Motor-Generators MG2 und des Kraftverteilungsmechanismus 20, die
in 1 gezeigt sind.
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Der
Kraftverteilungsmechanismus 20 verteilt das Ausgabedrehmoment
der Kraftmaschine 1 auf den ersten Motor-Generator MG1
und die Ausgabeachse 3 und ist derart ausgebildet, dass
der Differenzialbetrieb stattfindet. Genauer gesagt hat der Kraftverteilungsmechanismus 20 mehrere
Paare von Differenzialmechanismen und von vier Umdrehungskomponenten,
die untereinander den Differenzialbetrieb erzeugen, ist die Kraftmaschine 1 mit
der ersten Umdrehungskomponente verbunden und der erste Motor-Generator
MG1 ist mit der zweiten Umdrehungskomponente verbunden. Zudem ist
die Ausgabeachse 3 mit der dritten Umdrehungskomponente verbunden.
Die vierte Umdrehungskomponente kann durch die Bremseinheit 7 festgehalten
werden. Die Bremseinheit 7 hat die feststehende Komponente und
wird durch die Bremsbetätigungseinheit 5 gesteuert.
Beispielsweise ist die Bremseinheit 7 durch eine Klauenkupplung
ausgebildet. In einem solchen Zustand, dass die Bremseinheit 7 die
vierte Umdrehungskomponente nicht festhält, ändert
sich die Drehzahl der Kraftmaschine 1 kontinuierlich durch kontinuierliches Ändern
der Drehzahl des ersten Motor-Generators MG1 und der Modus der unendlich variablen
Geschwindigkeit wird realisiert. Währenddessen wird in
einem solchen Zustand, in dem die Bremseinheit 7 die vierte
Umdrehungskomponente festhält, das durch den Kraftverteilungsmechanismus 20 bestimmte Übersetzungsverhältnis
in einem Overdrive-Zustand festgehalten (d. h., in einem solchen Zustand,
in dem die Kraftmaschinendrehzahl kleiner als die Ausgabedrehzahl wird),
und der Modus mit festem Übersetzungsverhältnis
wird realisiert.
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In
diesem Ausführungsbeispiel ist der Kraftverteilungsmechanismus 20 durch
Kombination zweier Planetengetriebemechanismen ausgebildet, wie
dies in 2 gezeigt ist. Der erste Planetengetriebemechanismus
hat ein Hohlrad 21, einen Träger 22 und
ein Sonnenrad 23. Der zweite Planetengetriebemechanismus,
der von der Bauart eines Doppelritzels ist, hat ein Hohlrad 25,
einen Träger 26 und ein Sonnenrad 27.
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Die
Ausgabeachse 2 der Kraftmaschine 1 ist mit dem
Träger 22 des ersten Planetengetriebemechanismus
verbunden und der Träger 22 ist mit dem Hohlrad 25 des
zweiten Planetengetriebemechanismus verbunden. Sie bilden die erste
Umdrehungskomponente. Ein Rotor 11 des ersten Motor-Generators
MG1 ist mit dem Sonnenrad 23 des ersten Planetengetriebemechanismus
verbunden. Sie bilden die zweite Umdrehungskomponente.
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Das
Hohlrad 21 des ersten Planetengetriebemechanismus und der
Träger 26 des zweiten Planetengetriebemechanismus
sind miteinander verbunden und sie sind zudem mit der Ausgabeachse 3 verbunden.
Sie bilden die dritte Umdrehungskomponente. Ferner ist das Sonnenrad 27 des
zweiten Planetengetriebemechanismus mit der Umdrehungsachse 29 verbunden.
Sie bilden die vierte Umdrehungskomponente mit der Umdrehungsachse 29. Die
Umdrehungsachse 29 kann durch die Bremseinheit 7 festgehalten
werden.
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Eine
Kraftquelleneinheit 30 hat einen Inverter 31,
einen Konverter 32, eine HV-Batterie 33 und einen
Konverter 34. Der erste Motor-Generator MG1 ist über
eine Kraftquellenleitung 37 mit dem Inverter 31 verbunden
und der zweite Motor-Generator MG2 ist über eine Kraftquellenleitung 38 mit
dem Inverter 31 verbunden. Außerdem ist der Inverter 31 mit
dem Konverter 32 verbunden und der Konverter 32 ist
mit der HV-Batterie 33 verbunden. Ferner ist die HV-Batterie 33 über
den Konverter 34 mit einer Zusatzbatterie 35 verbunden.
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Der
Inverter 31 gibt die Leistung zu den Motor-Generatoren
MG1 und MG2 aus und empfängt die Leistung von diesen. Zum
Zeitpunkt der Regeneration der Motor-Generatoren konvertiert der
Inverter 31 die durch die Regeneration der Motor-Generatoren
MG1 und MG2 erzeugte Leistung in Gleichstrom und führt
ihn zu dem Konverter 32 zu. Der Konverter 32 konvertiert
die Spannung des von dem Inverter 31 zugeführten
Kraftstroms und lädt die HV-Batterie 33. Währenddessen
wird die Spannung der von der HV-Batterie 33 ausgegebenen
Gleichspannungsleistung zum Zeitpunkt des Antriebs der Motor-Generatoren
durch den Konverter 32 erhöht und über
die Kraftquellenleitungen 37 oder 38 zu dem Motor-Generator
MG1 oder MG2 zugeführt.
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Die
Spannung des Kraftstroms der HV-Batterie 33 wird durch
den Konverter 34 konvertiert und wird zu der Zusatzbatterie 35 zugeführt,
die zum Antreiben verschiedener Arten von Zusatzaggregaten zu verwenden
ist.
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Die
Betriebe des Inverters 31, des Konverters 32,
der HV-Batterie 33 und des Konverters 34 werden
durch eine ECU 4 gesteuert. Die ECU 4 überträgt
ein Steuersignal S4 und steuert den Betrieb einer jeden Komponente
der Kraftquelleneinheit 30. Außerdem wird das
Signal, das zum Anzeigen des Zustands einer jeden Komponente der
Kraftquelleneinheit 30 erforderlich ist, als das Steuersignal
S4 zu der ECU 4 zugeführt. Genauer gesagt wird
ein Ladezustand (SOC), der den Zustand der HV-Batterie 33 anzeigt,
sowie ein Eingangs-/Ausgangsgrenzwert der Batterie als das Steuersignal
S4 zu der ECU 4 zugeführt.
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In
der Bremseinheit 7 ist ein Drehzahlsensor 40 vorgesehen,
der die Phasenänderung zwischen der vierten Umdrehungskomponente
(etwa der Umdrehungsachse 29) und der feststehenden Komponente
(Bremseinheit 7) erfasst. Der Drehzahlsensor 40 führt
ein der erfassten Phasenänderung entsprechendes Erfassungssignal
S40 zu der ECU 4 zu.
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Die
ECU 4 überträgt und empfängt
Steuersignale S1 bis S3 zu und von der Kraftmaschine 1,
dem ersten Motor-Generator MG1 und dem zweiten Motor-Generator MG2
und steuert diese. Außerdem führt die ECU 4 ein
Bremsbetätigungsanweisungssignal S5 zu der Bremsbetätigungseinheit 5 zu.
Die Bremsbetätigungseinheit 5 betätigt
die Bremseinheit 7 auf Grundlage des Bremsbetätigungsanweisungssignals
S5 und steuert den Eingriff/die Freigabe der Umdrehungsachse 29,
welche die vierte Umdrehungskomponente ist. Die ECU 4 entspricht
der Drehmomentabschätzsteuereinheit, der ersten Übertragungssteuereinheit,
der zweiten Übertragungssteuereinheit und der Umschalteinheit
gemäß der vorliegenden Erfindung, die später
ausführlich beschrieben werden.
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[Kraftmaschinendrehmomentabschätzsteuerung]
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Als
nächstes wird eine Beschreibung der Kraftmaschinendrehmomentabschätzsteuerung
gemäß dem Ausführungsbeispiel gegeben.
In diesem Ausführungsbeispiel wird die Steuerung zum Abschätzen
des Kraftmaschinendrehmoments in einem solchen Zustand ausgeführt,
in welchem die Zähne der Umdrehungskomponente und die Zähne
der feststehenden Komponente miteinander in Eingriff sind, d. h.,
während des Fahrens im Modus mit festem Übersetzungsverhältnis.
Die Kraftmaschinendrehmomentabschätzsteuerung wird durch
die vorstehend erwähnte ECU 4 ausgeführt.
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Nun
wird unter Bezugnahme auf 3 eine Beschreibung
eines Problems zum Zeitpunkt des Abschätzens des Kraftmaschinendrehmoments
in dem Modus mit festem Übersetzungsverhältnis
gegeben. 3 zeigt ein Nomogramm in dem
Modus mit festem Übersetzungsverhältnis des Kraftübertragungsmechanismus 20.
In dem Modus mit festem Übersetzungsverhältnis
wird die Bremseinheit 7 durch Eingreifen des Eingriffsmechanismus
(der vierten Umdrehungskomponente und der feststehenden Komponente)
festgehalten, wie dies durch einen schwarzen Punkt in 3 gezeigt
ist. Im Fall, dass der Modus im festen Übersetzungsverhältnis
festgelegt ist, ist es schwierig das Kraftmaschinendrehmoment auf geeignete
Weise abzuschätzen. Der Grund dafür wird nachstehend
beschrieben. In dem Modus mit unendlich variabler Geschwindigkeit,
wie dies durch einen Pfeil A1 in 3 gezeigt
ist, wird die Reaktionskraft des Kraftmaschinendrehmoments durch
den ersten Motor-Generator MG1 abgestützt (obwohl 3 das
Nomogramm im Modus mit festem Übersetzungsverhältnis
zum Zwecke der Erleichterung der Erläuterungen zeigt, wird
eine Beschreibung des Modus mit unendlich variabler Drehzahl unter
Verwendung dieser Figur gegeben). Daher ist es möglich,
das Kraftmaschinendrehmoment mit hoher Genauigkeit auf Grundlage
des Drehmoments des ersten Motor-Generators MG1 zu berechnen. Das
heißt, in dem Modus mit unendlich variabler Geschwindigkeit
ist es möglich, den ersten Motor-Generator MG1 als einen
Sensor zum Abschätzen des Kraftmaschinendrehmoments zu
verwenden.
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Da
in dem Modus mit festem Übersetzungsverhältnis
die Reaktionskraft des Kraftmaschinendrehmoments jedoch durch die
Bremseinheit 7 mechanisch abgestützt wird, wie
dies durch einen Pfeil A2 in 3 gezeigt
ist, ist es schwierig das Kraftmaschinendrehmoment auf Grundlage
des Drehmoments des ersten Motor-Generators MG1 zu berechnen. Da
nämlich der erste Motor-Generator MG1 in diesem Fall ein
kleines Drehmoment ausgibt, ist es unmöglich, den ersten
Motor-Generator MG1 als den Sensor zum Abschätzen des Kraftmaschinendrehmoments
wie in dem vorstehend erwähnten Modus mit unendlich variabler
Geschwindigkeit zu verwenden, und es ist schwierig, das Kraftmaschinendrehmoment
mit hoher Genauigkeit abzuschätzen. Falls das Kraftmaschinendrehmoment
nicht mit hoher Genauigkeit abgeschätzt werden kann, wird
durch die Geschwindigkeitsänderung der Geschwindigkeitsänderungsstoß hervorgerufen
und/oder die Eingabe und Ausgabe der Kraft ist zum Zeitpunkt des
Durchführens der Geschwindigkeitsänderung zwischen dem
Modus mit unendlich variabler Geschwindigkeit und dem Modus mit
feststehendem Übersetzungsverhältnis unausgeglichen.
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Daher
führt die ECU 4 in diesem Ausführungsbeispiel
die Steuerung zum Abschätzen des Kraftmaschinendrehmoments
mit hoher Genauigkeit während der Fahrt in dem Modus mit
festem Übersetzungsverhältnis durch. Genauer gesagt
lässt die ECU 4 den ersten Motor-Generator MG1
das Drehmoment (das im weiteren Verlauf auf geeignete Weise als „MG1-Drehmoment” bezeichnet
wird) während der Fahrt in dem Modus mit feststehendem Übersetzungsverhältnis
auf die vierte Umdrehungskomponente aufbringen, und schätzt
das Kraftmaschinendrehmoment auf Grundlage der Phasenänderung zwischen
der vierten Umdrehungskomponente und der feststehenden Komponente
ab, welche zu diesem Zeitpunkt auftritt. In einem solchen Fall,
in dem die ECU 4 das MG1- Drehmoment anpasst, während die
Phasenänderung überwacht wird, schätzt
die ECU 4 genauer gesagt das Kraftmaschinendrehmoment auf
Grundlage des MG1-Drehmoments zu dem Zeitpunkt ab, zu dem die Phasenänderung
kleiner als ein Spiel zwischen den Zähnen der vierten Umdrehungskomponente
und den Zähnen der feststehenden Komponente ist.
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4 ist
ein Schaubild zum Erläutern eines grundlegenden Konzepts
der Kraftmaschinendrehmomentabschätzsteuerung gemäß diesem
Ausführungsbeispiel. 4 zeigt
einen Teil der Zähne der vierten Umdrehungskomponente und
einen Teil der Zähne der feststehenden Komponente (Bremseinheit 7).
In diesem Fall greifen die Zähne der vierten Umdrehungskomponente
mit den Zähnen der feststehenden Komponente ein, d. h.,
der Modus mit feststehendem Übersetzungsverhältnis
wird festgelegt. In dem Modus mit feststehendem Übersetzungsverhältnis
wirkt das durch einen Pfeil B1 in 4 gezeigte
Drehmoment grundsätzlich zwischen der vierten Umdrehungskomponente
und der feststehenden Komponente und die Reaktionskraft des Kraftmaschinendrehmoments
wird durch die Bremseinheit 7 mechanisch gestützt.
In diesem Ausführungsbeispiel führt die ECU 4 die
Steuerung des ersten Motor-Generators MG1 so aus, dass das durch
einen Pfeil B2 angezeigte MG1-Drehmoment entgegensetzt zu dem Pfeil
B1 auf die vierte Umdrehungskomponente aufgebracht wird, um das
Kraftmaschinendrehmoment während der Fahrt im Modus mit
feststehendem Übersetzungsverhältnis abzuschätzen.
Genauer gesagt führt die ECU 4 die Steuerung des
ersten Motor-Generators MG1 derart aus, dass sich das MG1-Drehmoment
allmählich ändert. Falls die Richtung des Pfeils
B1 eine positive Richtung ist und die Richtung des Pfeils B2 eine
negative Richtung ist, führt die ECU 4 genauer
gesagt die Steuerung des ersten Motor-Generators MG1 derart aus,
dass das MG1-Drehmoment allmählich abnimmt (d. h., das
in der entgegengesetzten Richtung zu dem Pfeil B1 wirkende Drehmoment
allmählich zunimmt).
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Daher
nimmt das zwischen der vierten Umdrehungskomponente und der feststehenden
Komponente wirkende Drehmoment allmählich ab, wie dies
durch einen Pfeil B1 gezeigt ist. Dann, wenn das MG1-Drehmoment
gleich wie das der Reaktionskraft der Kraftmaschinendrehmoment entsprechende Drehmoment
wirkt, wird ein Stützdrehmoment des Eingriffsmechanismus
im Wesentlichen zu 0. Danach bewegt sich die vierte Umdrehungskomponente
mit Bezug auf die feststehende Komponente, d. h., die Phase zwischen
der vierten Umdrehungskomponente und der feststehenden Komponente ändert
sich. Genauer gesagt ändert sich die Phase zwischen der vierten
Umdrehungskomponente und der feststehenden Komponente bis zu dem
Wert, der einem Spiel B3 zwischen den Zähnen der vierten
Umdrehungskomponente und den Zähnen der feststehenden Komponente
entspricht.
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In
diesem Ausführungsbeispiel schätzt die ECU 4 das
Kraftmaschinendrehmoment auf Grundlage des aufgebrachten MG1-Drehmoments
zu dem Zeitpunkt ab, zu dem sich die Phase auf diese Weise ändert.
Dies liegt daran, dass es möglich ist, das Kraftmaschinendrehmoment
aus dem MG1-Drehmoment mit hoher Genauigkeit abzuschätzen,
da das MG1-Drehmoment gleich dem der Reaktionskraft des Kraftmaschinendrehmoments
entsprechende Drehmoment wird, wenn die Phasenänderung
zwischen der vierten Umdrehungskomponente und der feststehenden
Komponente auftritt. Durch Ausführen des Abschätzens
des Kraftmaschinendrehmoments auf diese Weise ist es möglich,
das Kraftmaschinendrehmoment während der Fahrt in dem Modus
mit feststehendem Übersetzungsverhältnis mit hoher Genauigkeit
abzuschätzen, und es wird möglich, den Geschwindigkeitsänderungsstoß durch
die Geschwindigkeitsänderung und das Ungleichgewicht der
Krafteingabe/-ausgabe effizient zu unterdrücken.
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Als
nächstes wird eine genaue Beschreibung der Kraftmaschinendrehmomentabschätzsteuerung gemäß dem
Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf 5 bis 8 gegeben.
-
Unter
Verwendung von 5 wird eine Beschreibung einer
Geschwindigkeit der Änderung des MG1-Drehmoments (die im
weiteren Verlauf „Anpassungsgeschwindigkeit” bezeichnet
wird) gegeben. In diesem Ausführungsbeispiel legt die ECU 4 die
Anpassungsgeschwindigkeit des MG1-Drehmoments auf Grundlage einer
Beziehung zwischen dem aufgebrachten MG1-Drehmoment und einem vorhergesagten
MG1-Drehmoment (Solldrehmoment) fest, welches auf Grundlage des
Anweisungswerts der Kraftmaschinenkraft vorausgesagt wird. Genauer
gesagt ändert die ECU das MG1-Drehmoment relativ schnell,
wenn das MG1-Drehmoment von dem vorausgesagten MG1-Drehmoment zu
einem gewissen Ausmaß entfernt ist. Die ECU 4 ändert
das MG1-Drehmoment nämlich schnell auf den Wert in der
Nähe des vorausgesagten MG1-Drehmoments. Dies wird durchgeführt,
um die zum Abschätzen des Kraftmaschinendrehmoments erforderliche
Zeit zu verkürzen.
-
Wenn
das MG1-Drehmoment nahe an dem vorausgesagten MG1-Drehmoment liegt,
dann ändert die ECU 4 hingegen das MG1-Drehmoment
relativ langsam. In einem solchen Fall, in dem das MG1-Drehmoment
zu dem Wert in der Nähe des vorausgesagten MG1-Drehmoments
wird, indem das MG1-Drehmoment geändert wird, verringert
die ECU 4 nämlich die Anpassungsgeschwindigkeit
des MG1-Drehmoments. Dies wird erledigt um zu verhindern, dass die
Phasenänderung größer als das Spiel wird,
wenn die ECU 4 damit aufhört, das MG1-Drehmoment
aufzubringen, indem die Phasenänderung zwischen der vierten
Umdrehungskomponente und der feststehenden Komponente erfasst wird.
Dies dient nämlich dazu, die vierte Umdrehungskomponente
zu stoppen, bevor die Zähne der vierten Umdrehungskomponente
mit gegenüberliegenden Seiten der Zähne der feststehenden
Komponente zusammenprallen. Durch Verringern der Anpassungsgeschwindigkeit
auf diese Weise wird es möglich, das Auftreten der Änderung
der Ausgabeachse während der Kraftmaschinendrehmomentabschätzsteuerung
zu unterdrücken.
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Unter
Verwendung von 5 wird eine genaue Beschreibung
gegeben. 5 zeigt ein Beispiel der Anpassungsgeschwindigkeit
des MG1-Drehmoments. In 5 zeigt eine horizontale Achse
einen Anteil des vorherrschenden MG1-Drehmoments an dem vorausgesagten
MG1-Drehmoment (%) und eine vertikale Achse zeigt die Anpassungsgeschwindigkeit
(sie zeigt einen absoluten Wert). In einem solchen Fall, in dem
der Anteil des vorherrschenden MG1-Drehmoments an dem vorausgesagten
MG1-Drehmoment kleiner als 80(%) ist, ändert die ECU 4 das
MG1-Drehmoment bei der Anpassungsgeschwindigkeit V1. In einem solchen
Fall, in dem der Anteil des vorherrschenden MG1-Drehmoments zu dem
vorausgesagten MG1-Drehmoment nicht kleiner als 80(%) ist, ändert
die ECU 4 hingegen das MG1-Drehmoment bei einer Anpassungsgeschwindigkeit
V2, die langsamer als die Anpassungsgeschwindigkeit V1 ist.
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Die
Anpassungsgeschwindigkeit V2 wird auf Grundlage eines Ansprechverhaltens
festgelegt, das zum Anhalten der Zähne der vierten Umdrehungskomponente
erforderlich ist, bevor die Zähne der vierten Umdrehungskomponente
mit den gegenüberliegenden Seiten der Zähne der
feststehenden Komponente zu dem Zeitpunkt zusammenprallen, zu dem die
ECU 4 das Aufbringen des MG1-Drehmoments stoppt, indem
die Phasenänderung zwischen der vierten Umdrehungskomponente und
der feststehenden Komponente erfasst wird. Außerdem ist
dies nicht darauf beschränkt, dass die Anpassungsgeschwindigkeit
auf zwei Stufen festgelegt ist. Es kann eine in drei oder mehrere
Stufen unterteilte Anpassungsgeschwindigkeit verwendet werden und
es kann eine Anpassungsgeschwindigkeit verwendet werden, die nicht
in Stufen unterteilt ist, sondern die sich kontinuierlich ändert.
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6 zeigt
ein Zeitschaubild der Kraftmaschinendrehmomentabschätzsteuerung
gemäß diesem Ausführungsbeispiel. Die Änderung
des MG1-Drehmoments ist in dem oberen Teil in 6 gezeigt
und die Phasenänderung zwischen der vierten Umdrehungskomponente
und der feststehenden Komponente ist in dem unteren Teil in 6 gezeigt. Die
Phasenänderung entspricht dem durch den Drehzahlsensor 40 ausgegebenen
Erfassungssignal S40.
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Zu
einem Zeitpunkt t11 wird die Kraftmaschinendrehmomentabschätzsteuerung
gestartet. Das MG1-Drehmoment, das dem zwischen der vierten Umdrehungskomponente
und der feststehenden Komponente wirkenden Drehmoment entgegengesetzt
ist, wird auf die vierte Umdrehungskomponente aufgebracht. Genauer
gesagt nimmt das MG1-Drehmoment zwischen dem Zeitpunkt t11 und einem
Zeitpunkt t12 allmählich ab, wie dies durch ein Bezugszeichen
C1 gezeigt ist. In diesem Fall wird das MG1-Drehmoment bei der vorstehend
erwähnten Anpassungsgeschwindigkeit V1 aufgebracht. Dann, nach
dem Zeitpunkt t12, nimmt das MG1-Drehmoment allmählich
ab, wie dies durch ein Bezugszeichen C2 gezeigt ist. In diesem Fall
wird das MG1-Drehmoment bei der vorstehend erwähnten Anpassungsgeschwindigkeit
V2 aufgebracht, die langsamer als die Anpassungsgeschwindigkeit
V1 ist.
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Danach
tritt zum Zeitpunkt t13 die Phasenänderung zwischen der
vierten Umdrehungskomponente und der feststehenden Komponente auf,
wie dies durch ein Bezugszeichen C3 gezeigt ist. Dies bedeutet,
dass das Stützdrehmoment des Eingriffsmechanismus im Wesentlichen
zu 0 wird. Mit anderen Worten bedeutet dies, dass das MG1-Drehmoment
Tr1 zum Zeitpunkt t13 im Wesentlichen mit der Reaktionskraft des
Kraftmaschinendrehmoments ausgeglichen ist. Daher wird es möglich,
das Kraftmaschinendrehmoment mit hoher Genauigkeit auf Grundlage des
MG1-Drehmoments Tr1 abzuschätzen. Da das MG1-Drehmoment
bei der Anpassungsgeschwindigkeit V2 geändert wird, die
in der vorstehend erwähnten Art auf geeignete Weise festgelegt
wird, wird die Phasenänderung kleiner als das Spiel.
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Während
die vorstehend erwähnte Phasenänderung auftritt
(genauer gesagt zwischen dem Zeitpunkt t13 und einem Zeitpunkt t14)
wird das MG1-Drehmoment Tr1 beibehalten. Dann wird zum Zeitpunkt
t14 die Steuerung zum Erhöhen des MG1-Drehmoments ausgeführt.
Die Steuerung wird nämlich derart ausgeführt,
dass das aufgebrachte MG1-Drehmoment zu 0 wird. Dann wird das MG1-Drehmoment
zum Zeitpunkt t15 im Wesentlichen zu 0 und die Kraftmaschinendrehmomentabschätzsteuerung
wird zu diesem Zeitpunkt beendet.
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Wenn
die ECU 4 das MG1-Drehmoment während der Kraftmaschinendrehmomentabschätzsteuerung
in der vorstehend erwähnten Art anpasst, lässt
die ECU 4 bevorzugterweise den zweiten Motor-Generator
MG2 das Drehmoment (das im Weiteren als „MG2-Drehmoment” bezeichnet
ist) aufbringen, so dass das MG1-Drehmoment kompensiert wird. Dies
liegt daran, dass dann, wenn das MG1-Drehmoment während
des Modus mit festem Übersetzungsverhältnis angepasst
wird, manchmal die Änderung der Ausgabeachse (der Stoß an
der Ausgabeachse) auftritt, indem ein zu der Ausgabeachse 3 übertragenes
Drehmoment gemäß einer Beziehung des Übersetzungsverhältnisses
geändert wird. Daher wird es durch Kompensieren der Änderung
des durch das MG2-Drehmoment auf die Ausgabeachse 3 übertragenen
Drehmoments auf diese Weise möglich, das Auftreten der Änderung
der Ausgabeachse während der Kraftmaschinendrehmomentabschätzsteuerung
effizient zu unterdrücken.
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Als
nächstes wird eine Beschreibung einer Ausführbedingung
der Kraftmaschinendrehmomentabschätzsteuerung unter Verwendung
von 7 gegeben. Wenn in diesem Ausführungsbeispiel
eine Änderung eines Betriebspunkts der Kraftmaschine 1 gleich
oder größer als ein vorbestimmter Wert wird, d. h.,
wenn sich der Betriebspunkt im Wesentlichen von der vorherigen Abschätzung
des Kraftmaschinendrehmoments ändert, dann führt
die ECU 4 die Kraftmaschinendrehmomentabschätzsteuerung durch.
Da in einem solchen Fall, in dem sich der Betriebspunkt wesentlich ändert,
eine Zuverlässigkeit des Werts des vorher abgeschätzten
Kraftmaschinendrehmoments dazu neigt, abzunehmen, ist es vorzuziehen,
die Kraftmaschinendrehmomentschätzsteuerung auszuführen.
In einem solchen Fall hingegen, in dem sich der Betriebspunkt nicht
wesentlich ändert, kann das vorher abgeschätzte
Kraftmaschinendrehmoment verwendet werden, und es kann gesagt werden,
dass es nicht erforderlich ist, die Kraftmaschinendrehmomentabschätzsteuerung
auszuführen. Außerdem kann in einem solchen Fall, dass
sich der Betriebspunkt nicht wesentlich ändert, gesagt
werden, dass es vorzuziehen ist, eine Verschlechterung des Kraftstoffverbrauchs
infolge des erhöhten Energiebedarfs des ersten Motor-Generators
MG1 zu unterdrücken, was durch das Ausführen der
Kraftmaschinendrehmomentabschätzsteuerung hervorgerufen
wird. Bevorzugterweise wird die Kraftmaschinendrehmomentabschätzsteuerung
in einem solchen Fall ausgeführt, in dem die Änderung der
Anweisung der Kraftmaschinenleistung gering ist (d. h., ein Antriebszustand
stabil ist).
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Unter
Verwendung von 7 wird eine genaue Beschreibung
gegeben. In 7 zeigt eine Horizontalachse
eine Kraftmaschinendrehzahlabweichung an und eine vertikale Achse
zeigt eine Luftbeladungsratenabweichung an. Die Luftbeladungsratenabweichung
ist ein Index, der mit der Änderung des Kraftmaschinendrehmoments
korreliert. In diesem Beispiel bestimmt die ECU 4 das Ausführen
der Kraftmaschinendrehzahlschätzsteuerung unter Verwendung
eines in 7 gezeigten Kennfelds, das durch
die Kraftmaschinendrehzahlabweichung und die Luftbeladungsratenabweichung
wiedergegeben ist. Die ECU 4 bestimmt nämlich
das Ausführen der Kraftmaschinendrehmomentabschätzsteuerung
auf Grundlage des Betriebspunkts der Kraftmaschine 1, der
durch die Kraftmaschinendrehzahlabweichung und die Luftbeladungsratenabweichung
definiert ist. Genauer gesagt führt die ECU 4 in
einem solchen Fall, in dem sich der Betriebspunkt der Kraftmaschine 1 in
einem schraffierten Bereich befindet, die Kraftmaschinendrehmomentabschätzsteuerung nicht
aus. In einem solchen Fall, in dem sich der Betriebspunkt der Kraftmaschine 1 nicht
in einem schraffierten Bereich in 7 befindet,
führt die ECU 4 die Kraftmaschinendrehmomentabschätzsteuerung
aus.
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Als
nächstes wird unter Verwendung von 8 eine Beschreibung
einer Geschwindigkeitsänderungssteuerung von dem Modus
mit festem Übersetzungsverhältnis auf den Modus
mit unendlich variabler Geschwindigkeit während der Kraftmaschinendrehmomentabschätzsteuerung
gegeben. Selbst während die ECU 4 das MG1-Drehmoment
während der Kraftmaschinendrehmomentabschätzsteuerung anpasst,
falls eine Geschwindigkeitsänderungsnachfrage auf den Modus
mit unendlich variabler Geschwindigkeit ausgegeben wird, führt
die ECU 4 in diesem Ausführungsbeispiel die Geschwindigkeitsänderungssteuerung
zum Ändern der Geschwindigkeit von dem Modus mit festem Übersetzungsverhältnis
auf den Modus mit unendlich variabler Geschwindigkeit zur gleichen
Zeit aus. Genauer gesagt berechnet die ECU 4 das zum Ändern
der Geschwindigkeit auf den Modus der unendlich variablen Geschwindigkeit
erforderliche MG1-Drehmoment (das im Weiteren als „Geschwindigkeitsänderungsnachfrage-MG1-Drehmoment” bezeichnet
ist) und die ECU 4 bestimmt einen Anweisungswert des ersten Motor-Generators
MG1 auf Grundlage einer Beziehung zwischen dem Geschwindigkeitsänderungsnachfrage-MG1-Drehmoment
und dem MG1-Drehmoment während der Kraftmaschinendrehmomentabschätzsteuerung
(im Weiteren als „Kraftmaschinendrehmomentschätz-MG1-Drehmoment” bezeichnet,
um es von dem „Geschwindigkeitsänderungsnachfrage-MG1-Drehmoment” zu
unterscheiden). Dann führt die ECU 4 die Geschwindigkeitsänderungssteuerung
durch.
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Genauer
gesagt wendet die ECU 4 in einem solchen Fall, in dem ein
absoluter Wert des Geschwindigkeitsänderungsnachfrage-MG1-Drehmoments
gleich oder kleiner als ein absoluter Wert des KraftmaschinenDrehmomentschätz-MG1-Drehmoments
ist, das Geschwindigkeitsänderungsnachfrage-MG1-Drehmoment
nicht auf den Anweisungswert an. Die ECU lässt den ersten
Motor-Generator MG1 nämlich das Geschwindigkeitsänderungsnachfrage-MG1-Drehmoment
nicht aufbringen, sondern die ECU 4 lässt den
ersten Motor- Generator MG1 das Kraftmaschinendrehmomentschätz-MG1-Drehmoment
aufbringen. Mit anderen Worten führt die ECU 4 die
Kraftmaschinendrehmomentabschätzsteuerung fort. Wenn hingegen
der absolute Wert des Geschwindigkeitsänderungsnachfrage-MG1-Drehmoments
größer als der absolute Wert des KraftmaschinenDrehmomentschätz-MG1-Drehmoments
wird, dann beendet die ECU 4 die Kraftmaschinendrehmomentabschätzsteuerung
und wendet das Geschwindigkeitsänderungsnachfrage-MG1-Drehmoment
auf den Anweisungswert an. Die ECU 4 schaltet nämlich
das auf den ersten Motor-Generator MG1 aufgebrachte Drehmoment von dem
Kraftmaschinendrehmomentschätz-MG1-Drehmoment auf das Geschwindigkeitsänderungsnachfrage-MG1-Drehmoment
um. Durch Ausführen der Geschwindigkeitsänderungssteuerung
auf diese Weise wird es möglich, die Geschwindigkeitsänderung
von dem Modus mit feststehendem Übersetzungsverhältnis
auf den Modus mit unendlich variabler Geschwindigkeit während
der Kraftmaschinendrehmomentabschätzsteuerung schnell auszuführen.
Mit anderen Worten ist es möglich, ein Hinterherhinken
der Geschwindigkeitsänderung zu verhindern.
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Eine
genaue Beschreibung wird unter Verwendung von 8 gegeben. 8 zeigt
eine zeitliche Änderung des MG1-Drehmoments in einem Fall, in
dem die Geschwindigkeitsänderungssteuerung während
der Kraftmaschinendrehmomentabschätzsteuerung ausgeführt
wird. Zunächst wird zum Zeitpunkt t21 die Kraftmaschinendrehmomentabschätzsteuerung
gestartet. Genauer gesagt wird nach dem Zeitpunkt t21 das MG1-Drehmoment
(das Kraftmaschinendrehmomentschätz-MG1-Drehmoment) durch
den ersten Motor-Generator MG1 aufgebracht, wie dies durch ein Bezugszeichen
D1 gezeigt ist. Danach wird zu einem Zeitpunkt t22 die Geschwindigkeitsänderungsnachfrage
von dem Modus mit festem Übersetzungsverhältnis
auf den Modus mit unendlich variabler Geschwindigkeit ausgegeben.
Dann wird nach dem Zeitpunkt t22 das Geschwindigkeitsänderungsnachfrage-MG1-Drehmoment,
das zum Ändern der Geschwindigkeit auf den Modus mit unendlich
variabler Geschwindigkeit erforderlich ist, so berechnet, wie dies
durch ein Bezugszeichen D2 gezeigt ist. Da jedoch der Absolutwert
des Geschwindigkeitsänderungsnachfrage-MG1-Drehmoments
gleich oder kleiner als der absolute Wert des Kraftmaschinendrehmomentschätz-MG1-Drehmoments
ist, wird das Geschwindigkeitsänderungsnachfrage-MG1-Drehmoment
zwischen dem Zeitpunkt t22 und einem Zeitpunkt t23 nicht auf den
Anweisungswert angewendet. Mit anderen Worten wird das Kraftmaschinendrehmomentschätz-MG1-Drehmoment
als der Anweisungswert verwendet.
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Danach
wird der absolute Wert des Geschwindigkeitsänderungsnachfrage-MG1-Drehmoments
zum Zeitpunkt t23 größer als der absolute Wert
des KraftmaschinenDrehmomentschätz-MG1-Drehmoments. Daher
wird zu diesem Zeitpunkt die Kraftmaschinendrehmomentabschätzsteuerung
beendet und das Geschwindigkeitsänderungsnachfrage-MG1-Drehmoment
wird auf den Anweisungswert angewendet. Wie dies durch ein Bezugszeichen
D3 gezeigt ist, wird nämlich das durch den ersten Motor-Generator
aufgebrachte Drehmoment von dem KraftmaschinenDrehmomentschätz-MG1-Drehmoment
auf das Geschwindigkeitsänderungsnachfrage-MG1-Drehmoment
umgeschaltet. Da das Geschwindigkeitsänderungsnachfrage-MG1-Drehmoment
ein vorbestimmtes Drehmoment wird, wird danach zum Zeitpunkt t24
die Geschwindigkeitsänderung von dem Modus mit feststehendem Übersetzungsverhältnis
auf den Modus mit unendlich variabler Geschwindigkeit ausgeführt.
Die Geschwindigkeitsänderung von dem Modus mit feststehendem Übersetzungsverhältnis
auf den Modus mit unendlich variabler Geschwindigkeit wird im Wesentlichen ausgeführt,
indem der Eingriff des Eingriffsmechanismus (der vierten Umdrehungskomponente
und der feststehenden Komponente) gelöst wird.
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[Kraftmaschinendrehmomentabschätzsteuerungsprozess]
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Als
nächstes wird unter Bezugnahme auf 9 eine Beschreibung
eines Kraftmaschinendrehmomentabschätzungssteuerungsprozesses
gemäß dem Ausführungsbeispiel gegeben. 9 ist
ein Ablaufdiagramm, das den Kraftmaschinendrehmomentabschätzungssteuerungsprozess
zeigt. Dieser Prozess wird wiederholtermaßen durch die
ECU 4 ausgeführt.
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Als
erstes ermittelt die ECU 4 in Schritt S101 die Betriebszustandsinformation.
Genauer gesagt ermittelt die ECU 4 die Drehzahlen einer
jeden Komponente, die Zustände der Eingriffskomponenten,
d. h., das Drehmoment, die Bremseinheit 7 und die Kupplung,
den Betrieb des Fahrpedals, das Bremsen und das Umschalten durch
den Fahrer und die Zustände der Batterie, der Motor-Generatoren
MG1 und MG2 und des Inverters 31 als die Betriebszustandsinformation.
Dann schreitet der Prozess zu Schritt S102 vor.
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In
Schritt S102 bestimmt die ECU 4 ob das Fahrzeug in dem
Modus mit feststehendem Übersetzungsverhältnis
fährt oder nicht. Genauer gesagt bestimmt die ECU 4 auf
Grundlage der in Schritt S101 ermittelten Betriebszustandsinformation,
ob das Fahrzeug in dem Modus mit festem Übersetzungsverhältnis
fährt oder nicht. Beispielsweise führt die ECU 4 die
Bestimmung auf Grundlage dessen aus, ob die in 3 gezeigte
Beziehung der Drehzahlen erfüllt ist. Wenn das Fahrzeug
in dem Modus mit festem Übersetzungsverhältnis fährt
(Schritt S102; JA), dann schreitet der Prozess zu Schritt S103 vor.
Wenn das Fahrzeug hingegen nicht in dem Modus mit festem Übersetzungsverhältnis
fährt (Schritt S102; NEIN), d. h., wenn das Fahrzeug in
dem Modus mit unendlich variabler Geschwindigkeit fährt,
dann verlässt der Prozess den Ablauf.
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In
Schritt S103 bestimmt die ECU 4, ob dies die Situation
zum Ausführen der Kraftmaschinendrehmomentabschätzsteuerung
ist oder nicht. Genauer gesagt führt die ECU 4 die
Bestimmung unter Verwendung einer solchen Bedingung als die Ausführbedingung
der Kraftmaschinendrehmomentabschätzsteuerung aus, gemäß der
sich der Betriebspunkt wesentlich von der vorangehenden Abschätzung
des Kraftmaschinendrehmoments ändert und die Änderung
der Anweisung für die Kraftmaschinenkraft klein ist. Beispielsweise
führt die ECU 4 die Bestimmung unter Verwendung
des in 7 gezeigten Kennfelds durch. Wenn die Ausführbedingung
der Kraftmaschinendrehmomentabschätzsteuerung erfüllt
ist (Schritt S103; JA) d. h., wenn sich der Betriebspunkt wesentlich ändert
und die Änderung der Anweisung der Kraftmaschinenleistung
klein ist, dann schreitet der Ablauf zu Schritt S104 vor. Wenn hingegen
die Ausführbedingung der Kraftmaschinendrehmomentabschätzsteuerung
nicht erfüllt ist (Schritt S103; NEIN), dann verlässt
der Prozess den Ablauf.
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In
Schritt S104 berechnet die ECU 4 die Geschwindigkeit zum
Anpassen des KraftmaschinenDrehmomentschätz-MG1-Drehmoments
(die Anpassungsgeschwindigkeit). Genauer gesagt berechnet die ECU 4 die
Anpassungsgeschwindigkeit auf Grundlage der Beziehung zwischen dem
vorherrschenden Kraftmaschinendrehmomentschätz-MG1-Drehmoment
und dem vorausgesagten MG1-Drehmoment (dem Solldrehmoment). Beispielsweise
bestimmt die ECU 4 die Anpassungsgeschwindigkeit V1 oder
die Anpassungsgeschwindigkeit V2 auf Grundlage des Anteils des vorherrschenden
Kraftmaschinendrehmomentschätz-MG1-Drehmoments an dem vorausgesagten
MG1-Drehmoment (siehe 5). Danach schreitet der Ablauf
zu Schritt S105 vor.
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In
Schritt S105 führt die ECU 4 die Steuerung zum
Abschätzen des Kraftmaschinendrehmoments aus. Genauer gesagt
passt die ECU 4 das KraftmaschinenDrehmomentabschätz-MG1-Drehmoment an,
während die Phasenänderung zwischen der vierten
Umdrehungskomponente und der feststehenden Komponente (die beispielsweise
durch den Drehzahlsensor 40 ermittelt wird) überwacht
wird. Dann schätzt die ECU 4 das Kraftmaschinendrehmoment auf
Grundlage des KraftmaschinenDrehmomentabschätz-MG1-Drehmoments
zu dem Zeitpunkt ab, zu dem die Phasenänderung kleiner
als das Spiel zwischen den Zähnen der vierten Umdrehungskomponente
und den Zähnen der feststehenden Komponente ist. Außerdem
führt die ECU 4 die Steuerung zum Aufbringen des
MG2-Drehmoments durch den zweiten Motor-Generator MG2 derart aus,
dass das Kraftmaschinendrehmomentschätz-MG1-Drehmoment
kompensiert wird, um das Auftreten der Änderung der Ausgabeachse
zum Zeitpunkt des Anpassens des Kraftmaschinendrehmomentabschätz-MG1-Drehmoments
zu verhindern. Wenn der obige Prozess endet, schreitet der Ablauf
zu Schritt S106 vor.
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In
Schritt S106 bestimmt die ECU 4, ob die Geschwindigkeitsänderungsnachfrage
auf den Modus mit unendlich variabler Geschwindigkeit ausgegeben
wurde oder nicht. Beispielsweise überwacht die ECU 4 die
Geschwindigkeitsänderungsnachfrage durch Verwenden der
Fahrzeuggeschwindigkeit und der Antriebskraft. Wenn die Geschwindigkeitsänderungsnachfrage
auf den Modus mit unendlich variabler Geschwindigkeit nicht ausgegeben
wird (Schritt S106; JA), dann verlässt der Prozess den
Ablauf. Wenn die Geschwindigkeitsänderungsnachfrage auf den
Modus mit unendlich variabler Geschwindigkeit ausgegeben wird (Schritt
S106; NEIN), dann schreitet der Ablauf zu Schritt S107 vor.
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In
dem Prozess nach Schritt S107 führt die ECU 4 den
Prozess zum Ändern der Geschwindigkeit von dem Modus mit
festem Übersetzungsverhältnis auf den Modus mit
unendlich variabler Geschwindigkeit aus, da die Geschwindigkeitsänderungsnachfrage
nach den Modus mit unendlich variabler Geschwindigkeit ausgegeben
wurde. Zuerst berechnet die ECU 4 in Schritt S107 das Geschwindigkeitsänderungsnachfrage-MG1-Drehmoment,
das zum Ändern der Geschwindigkeit auf den Modus mit unendlich
variabler Geschwindigkeit erforderlich ist. Genauer gesagt berechnet
die ECU 4 das Geschwindigkeitsänderungsnachfrage-MG1-Drehmoment,
das mit der Reaktionskraft des Kraftmaschinendrehmoments in Gleichgewicht
ist. In diesem Fall verwendet die ECU 4 das Kraftmaschinendrehmoment
und berechnet das Geschwindigkeitsänderungsnachfrage-MG1-Drehmoment,
wenn es ein zuverlässiges, abgeschätztes Ergebnis
des Kraftmaschinendrehmoments an dem vorherrschenden Betriebspunkt gibt.
Daher ist es möglich, die Geschwindigkeitsänderungszeit
zu verkürzen. Wenn es hingegen kein zuverlässiges,
abgeschätztes Ergebnis des Kraftmaschinendrehmoments an
dem vorherrschenden Betriebspunkt gibt, dann passt die ECU 4 das MG1-Drehmoment
an und sucht das Geschwindigkeitsänderungsnachfrage-MG1-Drehmoment.
Wenn der vorstehend erwähnte Prozess endet, dann schreitet
der Prozess zu Schritt S108 vor.
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In
Schritt S108 bestimmt die ECU 4, ob der absolute Wert des
in Schritt S104 ermittelten Geschwindigkeitsänderungsnachfrage-MG1-Drehmoments
größer als der absolute Wert des Kraftmaschinendrehmomentabschätz-MG1-Drehmoments ist.
Das heißt, die ECU 4 bestimmt, ob die Situation vorliegt
oder nicht, um von dem Modus mit feststehendem Übersetzungsverhältnis
auf den Modus mit unendlich variabler Geschwindigkeit umzuschalten. Wenn
der absolute Wert des Geschwindigkeitsänderungsnachfrage-MG1-Drehmoments
größer als der absolute Wert des KraftmaschinenDrehmomentabschätz-MG1-Drehmoments
ist (Schritt S108; JA), dann schreitet der Ablauf zu Schritt S109
vor. In diesem Fall beendet die ECU 4 die Kraftmaschinendrehmomentabschätzsteuerung
(Schritt S109) und die ECU 4 wendet das Geschwindigkeitsänderungsnachfrage-MG1-Drehmoment
auf den Anweisungswert an. Das heißt, die ECU 4 schaltet
das auf den ersten Motor-Generator MG1 aufgebrachte Drehmoment von
dem Kraftmaschinendrehmomentabschätz-MG1-Drehmoment auf
das Geschwindigkeitsänderungsnachfrage-MG1-Drehmoment um.
Danach verlässt der Prozess den Ablauf.
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Wenn
hingegen der absolute Wert des Geschwindigkeitsänderungsnachfrage-MG1-Drehmoments
gleich oder kleiner als der absolute Wert des Kraftmaschinendrehmomentabschätz-MG1-Drehmoments
ist (Schritt S108; NEIN), dann verlässt der Prozess den
Ablauf. In diesem Fall wendet die ECU 4 das Geschwindigkeitsänderungsnachfrage-MG1-Drehmoment
nicht auf den Anweisungswert an. Die ECU 4 lässt
nämlich den ersten Motor-Generator MG1 nicht das Geschwindigkeitsänderungsnachfrage-MG1-Drehmoment
aufbringen, sondern die ECU 4 lässt den ersten
Motor-Generator MG1 das KraftmaschinenDrehmomentabschätzungs-MG1-Drehmoment
aufbringen.
-
Durch
den vorstehend erwähnten Kraftmaschinendrehmomentabschätzsteuerungsprozess
ist es möglich, das Kraftmaschinendrehmoment während
der Fahrt in dem Modus mit feststehendem Übersetzungsverhältnis
mit hoher Genauigkeit abzuschätzen. Daher wird es möglich,
den Geschwindigkeitsänderungsstoß durch die Geschwindigkeitsänderung
und das Ungleichgewicht der Leistungseingabe/-ausgabe effizient
zu unterdrücken.
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Während
das vorgenannte Ausführungsbeispiel ein solches Beispiel
offenbart hat, gemäß dem die Phasenänderung
durch den Drehzahlsensor 40 erfasst wird, ist es nicht
darauf beschränkt. Gemäß einem anderen
Beispiel kann anstelle der Verwendung des Drehzahlsensors 40 die
Phasenänderung gemäß dem Übersetzungsverhältnis
auf Grundlage der Phase des ersten Motor-Generators MG1 (durch einen
Drehmelder ermittelt) und der Phase des zweiten Motor-Generators
MG2 (durch einen Drehmelder ermittelt) vorausgesagt werden.
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GEWERBLICHE ANWENDBARKEIT
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Diese
Erfindung kann für ein Hybridfahrzeug mit einer Kraftmaschine
und einem Motor-Generator als Antriebsquelle verwendet werden.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Es
ist eine Antriebssteuervorrichtung für ein Fahrzeug vorgesehen,
die in der Lage ist, ein Kraftmaschinendrehmoment mit hoher Genauigkeit
während der Fahrt in einem Modus mit festem Übersetzungsverhältnis
abzuschätzen. Die Antriebssteuervorrichtung hat den Eingriffsmechanismus
einschließlich der Umdrehungskomponente, die durch das
Drehmoment der Brennkraftmaschine gedreht wird, und der feststehenden
Komponente, die mit der Umdrehungskomponente in Eingriff ist, sie
hat die Drehmomentaufbringeinheit, die das Drehmoment auf die Umdrehungskomponente
aufbringt, und die erste Übertragungssteuereinheit, die
den Eingriffsmechanismus eingreifen lässt, um den Eingriffsmechanismus
die Reaktionskraft des Drehmoments der Brennkraftmaschine empfangen
zu lassen. Die Drehmomentabschätzsteuereinheit führt
die Steuerung des durch die Drehmomentaufbringeinheit auf die Umdrehungskomponente
aufgebrachten Drehmoments während des Ausführens
der Steuerung durch die erste Übertragungssteuereinheit
aus, um dadurch die Phasenänderung zwischen der Umdrehungskomponente
und der feststehenden Komponente in einer Drehungsrichtung zu erfassen,
und schätzt das Drehmoment der Brennkraftmaschine auf Grundlage
der Phasenänderung und des durch die Drehmomentaufbringeinheit
aufgebrachten Drehmoments ab. Daher wird es möglich, das
Drehmoment der Brennkraftmaschine mit hoher Genauigkeit in einem
solchen Zustand abzuschätzen, in dem die Umdrehungskomponente
und die feststehende Komponente in Eingriff sind.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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-
Zitierte Patentliteratur
-
- - JP 2004-345527 [0005]
- - WO 2000/39444 [0005]