DE112009004666B4

DE112009004666B4 - Steuerungsgerät für ein hybridfahrzeug

Info

Publication number: DE112009004666B4
Application number: DE112009004666.5T
Authority: DE
Inventors: Hirotatsu Kitabatake; Hiromichi Kimura; Tomohito Ono; Yukihiko Ideshio; Hiroaki Ebuchi
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2009-04-16
Filing date: 2009-04-16
Publication date: 2020-02-06
Anticipated expiration: 2029-04-17
Also published as: CN102395483A; US20120028757A1; JPWO2010119551A1; JP5158256B2; US8469859B2; WO2010119551A1; CN102395483B; DE112009004666T5

Abstract

Steuerungsgerät (100) für ein Hybridfahrzeug, wobei das Hybridfahrzeug Folgendes aufweist:Leistungszufuhrelemente einschließlich zumindest eines ersten Elektromotors (MG1), eines zweiten Elektromotors (MG2) und einer Brennkraftmaschine (200);einen Leistungsübertragungsmechanismus (300, 800, 900), der eine Vielzahl von Drehelementen aufweist, die gemeinsam eine Differenzialdrehung ausführen können, und der ein erstes Drehelement (S1), das mit dem ersten Elektromotor (MG1) gekoppelt ist, ein zweites Drehelement (R1), das mit dem zweiten Elektromotor (MG2) gekoppelt ist, und ein drittes Drehelement (C1) aufweist, das mit der Brennkraftmaschine (200) gekoppelt ist, wobei der Leistungsübertragungsmechanismus (300, 800, 900) eine Leistungsübertragung zwischen einer Antriebswelle (500), die mit einer Achswelle (SFL, SFR) gekoppelt ist, und den Leistungszufuhrelementen in Übereinstimmung mit einem Leistungsübertragungsmodus ausführt, der in Übereinstimmung mit einem Zustand von jedem der Vielzahl von Drehelementen bestimmt ist; undeinen Eingriffsmechanismus (700), der ein erstes Eingriffselement (710), das mit einem zu arretierenden Element als eines der Vielzahl von Drehelementen gekoppelt ist, ein zweites Eingriffselement (720), das zu dem ersten Eingriffselement (710) gegenüberliegend ist und mit dem ersten Eingriffselement (710) eingreifen kann und das mit einem fixierten Element (CS), das sich nicht drehen kann, oder einem Arretierungselement (731) als ein Drehelement gekoppelt ist, das von dem zu arretierenden Element der Vielzahl von Drehelementen verschieden ist, und eine Antriebsvorrichtung (730) aufweist, die in der Lage ist, das erste Eingriffselement (710) oder das zweite Eingriffselement (720) in eine Richtung entgegengesetzt zu dem zweiten Eingriffselement (720) oder dem ersten Eingriffselement (710) anzutreiben, wobei der Eingriffsmechanismus (700) in der Lage ist, den Zustand des zu arretierenden Elements zwischen (1) einem Arretierzustand, in dem das zu arretierende Element mit dem fixierten Element (CS) oder dem Arretierungselement (731) eingreift und der durch Beseitigen eines Spiels, das zwischen dem ersten Eingriffselement (710) und dem zweiten Eingriffselement (720) in deren Drehrichtung ausgebildet ist, realisiert wird, um das erste Eingriffselement (710) und das zweite Eingriffselement (720) in der Drehrichtung in einer Situation in Kontakt zu bringen, in der das erste Eingriffselement (710) und das zweite Eingriffselement (720) mit dem zu arretierenden Element und dem fixierten Element (CS) oder dem Arretierungselement (731) gekoppelt sind, und (2) einem Freigabezustand zu ändern, in dem das zu arretierende Element von dem fixierten Element (CS) oder dem Arretierungselement (731) freigegeben ist,wobei das Steuerungsgerät (100) Folgendes aufweist:eine erste Steuerungsvorrichtung zum Steuern eines Leistungszufuhrelements korrespondierend zu dem zu arretierenden Element aus den Leistungszufuhrelementen derart, dass das zu arretierende Element und das fixierte Element (CS) oder das Arretierungselement (731) in einem Drehzahlsynchronzustand in Erwiderung auf eine Arretierungsanforderung sind, um das zu arretierende Element in den Arretierzustand zu setzen;eine zweite Steuerungsvorrichtung zum Steuern der Antriebsvorrichtung (730) derart, dass das erste Eingriffselement (710) oder das zweite Eingriffselement (720) in die entgegengesetzte Richtung angetrieben wird, um das Spiel auszubilden, wenn das zu arretierende Element und das fixierte Element (CS) oder das Arretierungselement (731) in dem Drehzahlsynchronzustand sind; undeine dritte Steuerungsvorrichtung zum Steuern des einen Leistungszufuhrelements in Übereinstimmung mit einem restlichen Ausmaß des ausgebildeten Spiels derart, dass sich das erste Eingriffselement (710) in eine Richtung zum Beseitigen des ausgebildeten Spiels in einer Situation dreht, in der das Spiel ausgebildet ist, und derart, dass ein Impuls, wenn das erste Eingriffselement (710) mit dem zweiten Eingriffselement (720) in Kontakt kommt, reduziert wird.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Steuerungsgerät für ein Hybridfahrzeug zum Steuern eines Hybridfahrzeugs, das gestaltet ist, um verschiedene Leistungsübertragungsgesichtspunkte durch Arretieren eines Drehelements zu realisieren.
Stand der Technik
Diese Art von Hybridfahrzeugen ist zum Beispiel in JP H08-183 348 A offenbart. Gemäß dem Hybridfahrzeug, das in JP H08-183 348 A offenbart ist, ist es durch Vorsehen einer nassen Bremse der Mehrplattenbauart zum Arretieren der Drehung eines Generators als der Arretierungsmechanismus des Drehelements möglich, den Verlust des Generators zu verhindern (zu unterbinden) und den Wirkungsgrad eines Antriebsgeräts zu erhöhen.
Als diese Art von Arretierungsmechanismus ist anstelle eines Arretierungsmechanismus mit einem relativ großen Ausmaß einer Energiezufuhr, die erforderlich, um das Drehelement zu fixieren, wie zum Beispiel die nasse Bremse mit mehrerenPlatten, die in dem Patentdokument, das vorstehend erwähnt ist, beschrieben ist, es zu berücksichtigen, dass verschiedene Eingriffsgeräte der Zahneingriffbauart wie zum Beispiel ein elektromagnetischer Klauenkupplungsmechanismus und ein Nockenarretiermechanismus angewendet werden können.
Andererseits ist es beim Arretieren des Drehelements mittels des Eingriffsgeräts der Zahneingriffbauart bekannt, dass das Arretieren eine sogenannte Spielbeseitigung zum Beseitigen oder Reduzieren eines Spiels oder eines Spielraums (das heißt vereinfacht einen Spalt) erfordert, das (der) in der Drehrichtung des Eingriffselements ausgebildet ist, das mit dem Drehelement gekoppelt ist. Jedoch gibt es als die letzte Stufe der Spielbeseitigung in Bezug auf ein Phänomen, das ein Faktor sein kann, der eine Fahrbarkeit, Haltbarkeit und Zuverlässigkeit reduziert, wie zum Beispiel das Auftreten eines Drehmomentstoßes und eines lauten Geräusches, die durch einen physikalischen Zusammenstoß zwischen dem Eingriffselement an der Drehelementseite (das heißt an der arretierten Seite) und dem Eingriffselement an der Arretierungsseite verursacht werden, üblicherweise keine wirksamen Maßnahmen dagegen. In anderen Worten tritt im Bereich der üblichen technischen Idee ein technisches Problem auf, dass es schwierig ist, das Drehelement wirksam zu arretieren, während die Reduktion der Fahrbarkeit und Zuverlässigkeit verhindert wird.
Weitere Steuerungsgeräte für ein Hybridfahrzeug zum Steuern des Hybridfahrzeugs gemäß dem Stand der Technik sind in JP 2009-001112 A , US 2011/0320084 A1 und JP 2006-083919 A offenbart.
Zusammenfassung der Erfindung
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Steuerungsgerät für ein Hybridfahrzeug vorzusehen, das in der Lage ist, die Fahrbarkeit des Fahrzeugs und die Zuverlässigkeit beim Arretieren des Drehelements zu verbessern.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird durch ein Steuerungsgerät für ein Hybridfahrzeug mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind in den Unteransprüchen dargelegt.
Es ist ein Vorteil der vorliegenden Erfindung, ein Steuerungsgerät für ein Hybridfahrzeug vorzusehen, das in der Lage ist, die Reduktion der Fahrbarkeit und Zuverlässigkeit beim Arretieren des Drehelements zu verhindern, um verschiedene Ziele zu erreichen.
Das Hybridfahrzeug der vorliegenden Erfindung ist ein Fahrzeug, das Folgendes zum Beispiel zumindest den ersten Elektromotor und den zweiten Elektromotor, von denen jeder als ein Elektromotorgenerator gestaltet sein kann, wie zum Beispiel ein Motorgenerator; und die Brennkraftmaschine, die verschiedene Gesichtspunkte anwenden kann, bei denen es keine Einschränkung hinsichtlich einer Kraftstoffart, eines Kraftstoffzufuhrgesichtspunkts, eines Kraftstoffverbrennungsgesichtspunkts, der Struktur eines Einlass-/Auslasssystems, einer Zylinderanordnung und dergleichen gibt, als die Leistungszufuhrelemente aufweist, die in der Lage sind, die Leistung zu der Antriebswelle zuzuführen. Das Steuerungsgerät für das Hybridfahrzeug der vorliegenden Erfindung ist ein Gerät zum Steuern eines derartigen Hybridfahrzeugs, und es kann angewandt werden, um verschiedene Computersysteme wie zum Beispiel verschiedene Prozessoreinheiten wie zum Beispiel einer einzelnen oder einer Vielzahl von elektronischen Steuerungseinheiten (ECUs) oder dergleichen, verschiedene Steuerungsgeräte oder Mikrocomputergeräte, die eine oder eine Vielzahl von Hauptprozessoreinheiten (CPUs), Mikroprozessoreinheiten (MPUs) verschiedene Prozessoren oder verschiedene Steuerungsgeräte, oder verschiedene Speichergeräte wie zum Beispiel ein Lesespeicher (ROM), ein Schreiblesespeicher (RAM), einen Pufferspeicher oder einen Flashspeicher auszubilden, falls es erforderlich ist.
Andererseits ist das Hybridfahrzeug der vorliegenden Erfindung mit dem Leistungsübertragungsmechanismus (Kraftübertragungsmechanismus) vorgesehen, der die Vielzahl von Drehelementen hat, die gemeinsam eine Differenzialarbeit ausführen und die das erste Drehelement, das zweite Drehelement und das dritte Drehelement aufweisen, die mit dem ersten Elektromotor, dem zweiten Elektromotor bzw. der Brennkraftmaschine gekoppelt sind. Des Weiteren ist das Hybridfahrzeug der vorliegenden Erfindung ein Gerät oder eine Gerätegruppe zum Ausführen - aufgrund der Differenzialarbeit - der Leistungsübertragung zwischen den Leistungszufuhrelementen und der Antriebswelle in Übereinstimmung mit verschiedenen Leistungsübertragungsmodi, die in Übereinstimmung mit dem Zustand jedes Drehelements bestimmt werden (der vereinfacht ein physikalischer Zustand zum Definieren eines Drehgesichtspunkts ist und bei dem zum Beispiel Folgendes erfasst, ob sich das Drehelement dreht oder nicht, ob es mit einem anderen Drehelement gekoppelt ist oder nicht, oder dergleichen). Der Übertragungsmechanismus kann einen Getriebemechanismus wie zum Beispiel einen Planetengetriebemechanismus oder eine Vielzahl von Planetengetriebemechanismen als eine bevorzugte Ausführungsform anwenden. Wenn er die Vielzahl von Planetengetriebemechanismen aufweist, kann ein Abschnitt der Drehelemente, die einen jeweiligen Planetengetriebemechanismus bilden, durch die Vielzahl von Planetengetriebemechanismen, falls es erforderlich ist, gemeinsam verwendet werden.
Der Leistungsübertragungsmechanismus weist konzeptionell einen sogenannten Leistungsverteilungsmechanismus, der in der Lage ist, die Leistung der Brennkraftmaschine zum dem ersten Drehelement und der Antriebswelle (das heißt, zu einem Drehelement, das mit der Antriebswelle gekoppelt ist) mit einem vorbestimmten Verhältnis zu verteilen, und verschiedene Reduktionsgetriebe oder Übertragungsmechanismen zum wahlweise Ändern der Funktionen des ersten Elektromotors und des zweiten Elektromotors zwischen einem Reaktionselement, das die Reaktionskraft der Brennkraftmaschine trägt, und einem Ausgabeelement, das die Leistung zu der Antriebswelle zuführt, oder zum Reduzieren oder Ändern der Drehzahl des ersten Elektromotors oder des zweiten Elektromotors auf. Der praktische Gesichtspunkt des Leistungsübertragungsmechanismus unterliegt nicht in irgendeiner Form in Übereinstimmung mit der Spezifikation des Hybridfahrzeugs, einer Bestimmung des Hybridfahrzeugs, einer erforderlichen Leistungscharakteristik des Hybridfahrzeugs oder verschiedenen elektrischen, mechanischen oder ökonomischen Einschränkungen.
Insbesondere ist der Begriff „Leistungsübertragungsmodus“ ein Ausdruck, der physikalische, mechanische oder elektrische Einschränkungen, Mechanismen oder dergleichen in der Leistungsübertragung umfasst. Zum Beispiel umfasst der Begriff „Leistungsübertragungsmodus“ Folgendes: einen Modus zur stufenlosen Drehzahländerung, in dem ein Getriebeübersetzungsverhältnis als ein Verhältnis zwischen der Drehzahl der Antriebswelle und der Drehzahl der Brennkraftmaschine beliebig und kontinuierlich in dem Bereich von verschiedenen physikalischen, mechanischen oder elektrischen Einschränkungen verändert werden kann; einen Modus zur festgelegten (fixierten) Drehzahländerung, in dem das Getriebeübersetzungsverhältnis festgelegt (fixiert) ist; verschiedene Drehzahländerungsmodi zum Definieren, welcher Elektromotor als das Reaktionselement (Ausgabeelement) festgelegt ist; individuelle Getriebestufen oder Gangstufen ähnlich zu den verschieden Gangänderungsmodi; einen Modus, ob eine Leistungsquelle getrennt wird (ist) oder nicht, wenn sich ein Elektrofahrzeug (EV) bewegt; und dergleichen.
Andererseits ist der Eingriffsmechanismus der vorliegenden Erfindung ein Mechanismus, der in der Lage ist, den Zustand des arretierten/zu arretierenden Elements als eines der Vielzahl von Drehelementen, die für den Leistungsübertragungsmechanismus vorgesehen sind, zwischen dem Arretierzustand, in dem das arretierte Element an dem Arretierungselement fixiert ist, und dem Freigabezustand, in dem das arretierte Element von dem Arretierungselement freigegeben ist, zu ändern. Das Arretierungselement kann das fixierte Element als ein Element sein, das zumindest in einem nicht drehbaren Zustand ist, dadurch, dass es direkt oder indirekt an einem Gegenstand fixiert ist, der im Wesentlichen in einem Haltezustand zumindest in Bezug auf das arretierte Element ist, wie zum Beispiel an verschiedenen Gehäusen und verschiedenen Körpern, oder es kann ein Drehelement sein, das von dem arretierten Element in dem Leistungsübertragungsmechanismus verschieden ist. Mit anderen Worten bedeutet der Begriff „Fixieren“, der zu dem arretierten Element zugehörig ist, dass das arretierte Element an dem Arretierungselement fixiert ist. Wenn das Arretierungselement das fixierte Element ist, ist das arretierte Element im wörtlichen Sinne arretiert (bezogen auf seine Drehung arretiert). Wenn das Arretierungselement das Drehelement ist, bedeutet es, dass sich das arretierte Element im Wesentlichen einstückig mit dem Arretierungselement dreht. Der Eingriffsmechanismus macht den Zustand des arretierten Elements variabel als einen von dem „Zustand des Drehelements“, der vorstehend beschrieben ist. Ob das arretierte Element durch den Eingriffsmechanismus arretiert ist oder nicht, ist von der Auswahl des Leistungsübertragungsmodus abhängig, der durch den Leistungsübertragungsmechanismus ausgeführt wird.
In anderen Worten kann der Eingriffsmechanismus zum Beispiel ein Mechanismus sein, der in der Lage ist, das arretierte Element an dem fixierten Element zu fixieren, wobei das arretierte Element das erste Drehelement oder das zweite Drehelement sein kann, das mit dem ersten Elektromotor oder dem zweiten Elektromotor gekoppelt ist, der als das Reaktionselement zum Aufbringen der Reaktionskraft an der Brennkraftmaschine funktioniert, oder das Drehelement, das ein Differenzialverhältnis mit dem ersten Drehelement oder dem zweiten Drehelement aufweist. In diesem Fall ist es aufgrund des Eingriffsmechanismus möglich, ein sogenanntes MG1-Arretieren und O/D-Arretieren zu realisieren. Durch Belasten dieser Fixierungsvorrichtung mit der Reaktionskraft der Brennkraftmaschine ist es möglich, eine Reduktion des Systemwirkungsgrads aufgrund einer Leistungsverteilung zu unterbinden oder zu verhindern. Eine Vielzahl von arretierten Elementen kann in dem Leistungsübertragungsmechanismus vorgesehen sein.
Der Eingriffsmechanismus der vorliegenden Erfindung ist mit folgenden Elementen vorgesehen: dem ersten Eingriffselement, das mit dem arretierten Element gekoppelt ist, dem zweiten Eingriffselement, das mit dem Arretierungselement gekoppelt ist; und der Antriebsvorrichtung wie zum Beispiel einem elektromagnetischen Stellglied, die/das in der Lage ist, eines von den Eingriffselementen in der entgegengesetzten Richtung anzutreiben (die insbesondere eine Richtung sein kann, in der sich die beiden Eingriffselemente annähern, oder eine Richtung sein kann, in der sich die beiden Elemente voneinander entfernen). Hier bedeutet der Begriff „gekoppelt sein“ nicht notwendigerweise, dass es die ganze Zeit gekoppelt ist, sondern umfasst auch die Tatsache, dass wahlweise oder eingeschränkt gekoppelt wird, wenn eine geeignete Bedingung erfüllt ist. In anderen Worten kann das erste Eingriffselement oder das zweite Eingriffselement wahlweise mit dem relevanten Element durch die Aufbringung einer Antriebskraft durch die Antriebsvorrichtung gekoppelt werden. Alternativ kann das erste Eingriffselement oder das zweite Eingriffselement mit einem Element korrespondierend zu jedem der Eingriffselemente die ganze Zeit gekoppelt werden. Das Erstgenannte ist ein Beispiel der Gestaltung, die bevorzugt bei einem Eingriffsgerät der Nockenarretierbauart angewandt wird, und das Letztgenannte ist ein Beispiel der Gestaltung, die bevorzugt bei einem Eingriffsgerät wie zum Beispiel einer elektromagnetischen Klauenkupplung angewandt wird.
Der Eingriffsmechanismus der vorliegenden Erfindung ist ein Eingriffsgerät der Zahneingriffbauart, der eine Eingriffskraft ausübt, bei der die Eingriffselemente physikalisch ineinander eingreifen und der den Prozess zum Beseitigen des Spiels erfordert, das in der Drehrichtung der Eingriffselemente in der Situation ausgebildet wird, in der das erste Eingriffselement und das zweite Eingriffselement mit dem arretierten Element und dem Arretierungselement entsprechend beim Überleiten (Setzen) des arretierten Elements zu dem (in den) Arretierzustand gekoppelt werden. Daher hat im Vergleich zu einer Reibeingriffsbauart einschließlich einer Nassen Kupplung mit mehreren Platten, einer nassen Bremse mit mehreren Platten oder dergleichen der Eingriffsmechanismus der vorliegenden Erfindung einen niedrigeren Energieaufwand zum Aufrechterhalten der Eingriffskraft oder der Bremskraft und kann eine höhere Eingriffskraft aufrechterhalten. Somit ist diese Bauart des Eingriffsmechanismus bevorzugt. Andererseits können im Gegensatz zu einer Gesamtspielbeseitigung zum Beseitigen des gesamten oder allgemeinen Spiels eines Leistungsübertragungswegs von der Antriebswelle zu der Ausgabewelle der Brennkraftmaschine wie die Spielbeseitigung eines Automatikgetriebes (AT), das eine nasse Kupplung mit mehreren Platten oder dergleichen verwendet, ein Drehmomentstoß und ein lautes Geräusch in einem nicht geringen Ausmaß auftreten, wenn die Eingriffselemente miteinander in der Drehrichtung bei dem Ende der Spielbeseitigung in Kontakt treten. Somit kann, wenn keine Maßnahmen im Austausch zu der Ausübung der effizienten Eingriffskraft, die vorstehend beschrieben ist, gemacht werden, es verursacht werden, dass eine Reduktion der Fahrbarkeit oder eine Reduktion der Haltbarkeit oder Zuverlässigkeit aufgrund des Drehmomentstoßes, des lauten Geräusches oder dergleichen verursacht wird.
Somit verhindert bzw. unterbindet das Steuerungsgerät für das Hybridfahrzeug der vorliegenden Erfindung die Reduktion der Fahrbarkeit, Haltbarkeit und Zuverlässigkeit beim Überleiten (Setzen) des arretierten Elements zu dem (in den) Arretierzustand auf die nachstehende Art und Weise.
In anderen Worten wird gemäß dem Steuerungsgerät für das Hybridfahrzeug der vorliegenden Erfindung das eine Leistungszufuhrelement, das zu dem arretierten Element aus den Leistungszufuhrelementen korrespondiert, zunächst die erste Steuerungsvorrichtung derart gesteuert, dass das arretierte Element und das Arretierungselement in dem Drehzahlsynchronzustand in Erwiderung auf die Arretierungsanforderung sind, um das arretierte Element zu dem Arretierzustand zu überführen. Der „Drehzahlsynchronzustand“ zeigt einen Zustand an, in dem eine Relativdrehzahl zwischen dem arretierten Element und dem Arretierungselement innerhalb eines zulässigen Werts liegt, der in Übereinstimmung mit der Gestaltung des Eingriffsmechanismus oder auf der Basis von Experimenten, Erfahrungen, Theorien, Simulationen oder dergleichen im Voraus bestimmt werden kann, und bevorzugt zeigt er einen Zustand an, in dem die Relativdrehzahl einer extrem niedrigen Drehzahl bei null oder nahe null liegt. Des Weiteren bedeutet der Begriff „ein Leistungszufuhrelement korrespondierend zu dem arretierten Element“ ein Leistungszufuhrelement, das die Drehzahl des arretierten Elements auf eine gewünschte Drehzahl steuern kann, wünschenswerterweise meint es ein Leistungszufuhrelement, das keinen Einfluss auf die Leistung hat, die zu der Antriebswelle zugeführt wird, oder das einen relativ geringen Einfluss auf die Leistung hat, die zu der Antriebswelle zugeführt wird, oder ein Leistungszufuhrelement, das die Drehzahl des arretierten Elements höchst effizient verändern kann und das zum Beispiel mit dem arretierten Element gekoppelt ist.
Andererseits wird, wenn die Zustände des arretierten Elements und des Arretierungselements in den Drehzahlsynchronzustand gesetzt werden, wie vorstehend beschrieben ist, in Erwiderung auf die Arretierungsanforderung, die Antriebsvorrichtung durch die zweite Steuerungsvorrichtung gesteuert und wird das erste Eingriffselement oder das zweite Eingriffselement in die entgegengesetzte Richtung angetrieben, um dadurch das Spiel zwischen den Eingriffselementen auszubilden. Zum Beispiel kann in dem Fall eines Nockenarretierbauarteingriffsgeräts diese Art eines Betriebs der zweiten Steuerungsvorrichtung zu einem Betrieb zum Anziehen eines Kupplungselements, das zu einer Nocke in einer Richtung eines Reibelements gegenüberliegend ist, und das in einer Richtung angeordnet ist, die von dem Nocken entfernt ist (das heißt in diesem Fall, das arretierte Element und das Arretierungselement sind in dem Drehzahlsynchronzustand in der Situation festgelegt, in dem das zweite Eingriffselement nicht an dem Arretierungselement fixiert ist) oder zu ähnlichen Betrieben korrespondieren. In dem Fall eines elektromagnetischen Klauenkupplungsgeräts kann der Betrieb der zweiten Steuerungsvorrichtung zu einem Betrieb zum Zueinanderführen von Kupplungsplatten, an denen Klauenzähne ausgebildet sind, (zum Beispiel ein Betrieb, bei dem sie in entgegengesetzte Richtungen bewegt werden, so dass sie sich berühren, oder zum Minimieren eines Spalts mit einem Betrieb in entgegengesetzten Richtungen) oder zu ähnlichen Betrieben korrespondieren.
Wie vorstehend beschrieben ist, wird, wenn das Spiel ausgebildet ist, die vorstehend erwähnte eine Leistungsquelle durch die dritte Steuerungsvorrichtung gesteuert und wird das erste Eingriffselement (das heißt das arretierte Element) drehend in die Richtung zum Beseitigen des Spiels angetrieben (nachstehend als eine „Spielbeseitigungsrichtung“ bezeichnet, falls es erforderlich ist). Insbesondere steuert, wenn das arretierte Element drehend in die Spielbeseitigungsrichtung angetrieben wird, die dritte Steuerungsvorrichtung das Leistungszufuhrelement derart, dass der Impuls (Stoß), wenn das erste Eingriffselement mit dem zweiten Eingriffselement in Kontakt gerät, reduziert wird.
Ob der Impuls (Stoß) reduziert ist oder nicht, kann möglicherweise den Referenzwert einer Impulskraft erfordern, die ein absoluter Wert ist oder die praktisch auf einem Fahrererkennungsniveau liegt. Jedoch ist tatsächlich ein derartiger absoluter Referenzwert bei der Steuerung nicht notwendigerweise erforderlich, die derart gemäß der vorliegenden Erfindung ausgeführt wird, dass „der Impuls reduziert wird“. Andererseits umfasst die technische Idee, die zu den Betrieben der dritten Steuerungsvorrichtung zugehörig ist, eine technische Idee, die auf den absoluten Wert der Impulskraft gerichtet ist, und umfasst eine breitere technische Idee. In anderen Worten ist, bevor ein Einfluss des Impulses bei der Spielbeseitigung hinsichtlich der Fahrbarkeit, Haltbarkeit oder Zuverlässigkeit berücksichtigt wird, gleichgültig, wie die Spielbeseitigung ausgeführt wird, solange es keine Führung oder Führungslinie gibt, die zu dieser Art des Einflusses korreliert, es nahezu unmöglich ist, permanent zu verhindern, dass der Impuls auf dem Niveau liegt, der die Reduktion und die Fahrbarkeit, Haltbarkeit und Zuverlässigkeit bewirken kann, selbst wenn es einen Fall gibt, in dem der Impuls durch Zufall reduziert ist. Andererseits ist das Steuerungsgerät für das Hybridfahrzeug der vorliegenden Erfindung unter Berücksichtigung des Punkts bereitgestellt, dass der Einfluss des Impulses auf das Niveau, bei dem er praktisch keinen Einfluss hat, durch Steuern des Verhaltens des ersten Eingriffselements in dem Prozess zum Beseitigen des Spiels reduziert werden kann. Das Steuerungsgerät für das Hybridfahrzeug der vorliegenden Erfindung kann den Impuls nicht durch Zufall sondern gezielt reduzieren gemäß verschiedenen Steuerungsbedingungen, die bestimmt werden, um zum Beispiel die Fahrbarkeit einschließlich des Komforts von Insassen einschließlich eines Fahrers und eines Beifahrers aus einem ergonomischen Gesichtspunkt, der Zuverlässigkeit, und der Haltbarkeit der Antriebswelle oder des Eingriffsmechanismus auf dem Niveau, bei dem es praktisch kein Problem ist, auf der Grundlage von Experimenten, Erfahrungen, Theorien, Simulationen oder dergleichen im Voraus aufrechtzuerhalten. Daher ist es möglich, den Impuls aufgrund der Spielbeseitigung in dem Bereich zu reduzieren, in dem die Realisation des Leistungsübertragungsmodus nicht eingeschränkt ist, der durch die Arretierungsanforderung berücksichtigt wird, und natürlich ist es möglich, die Fahrbarkeit, die Haltbarkeit und die Zuverlässigkeit bevorzugt aufrechtzuerhalten, während eine effiziente Wirkung beibehalten wird.
In dem Steuerungsgerät für das Hybridfahrzeug der vorliegenden Erfindung ist der Eingriffsmechanismus bevorzugt gestaltet, um einen Drehzahländerungsmodus zum Definieren eines Getriebeübersetzungsverhältnisses, das ein Verhältnis zwischen einer Drehzahl der Antriebswelle und einer Drehzahl der Brennkraftmaschine ist, zwischen einem stufenlosen Drehzahländerungsmodus, in dem das Getriebeübersetzungsverhältnis korrespondierend zu einem Fall, in dem das arretierte Element in dem Freigabezustand ist, kontinuierlich veränderlich ist, und einem fixierten Drehzahländerungsmodus zu ändern, in dem das Getriebeübersetzungsverhältnis korrespondierend zu einem Fall, in dem das arretierte Element in dem Arretierzustand ist, fixiert ist.
Bevorzugt ist, wenn das arretierte Element in dem Freigabezustand ist, in dem das arretierte Element von dem Arretierungselement freigegeben ist und sich drehen kann, es möglich, den stufenlosen Drehzahländerungsmodus zu realisieren, in dem das vorstehend erwähnte Getriebeübersetzungsverhältnis kontinuierlich (einschließlich eines stufenweisen Gesichtspunkt sowie eines praktisch kontinuierlichen Gesichtspunkts) in dem Bereich von physikalischen, mechanischen, mechatronischen oder elektrischen Einschränkungen, die im Voraus definiert sind, im Wesentlichen oder theoretisch geändert werden kann. In diesem Fall wird als eine bevorzugte Ausführungsform durch Steuern der Drehzahl des ersten Elektromotors oder des zweiten Elektromotors als das Reaktionselement der Betriebspunkt der Brennkraftmaschine (zum Beispiel ein Punkt, in dem eine Brennkraftmaschinendrehzahl und ein Drehmoment definiert ist, und in dem eine Betriebsbedingung der Brennkraftmaschine definiert ist) beliebig theoretisch, im Wesentlichen oder in einem Bereich von diversen Einschränkungen ausgewählt. Zum Beispiel wird er auf einen optimalen Kraftstoffwirkungsgradbetriebspunkt, bei dem eine Kraftstoffverbrauchsrate theoretisch, im Wesentlichen oder im Bereich von einigen Einschränkungen minimiert ist, oder auf einen optimalen Kraftstoffwirkungsgradbetriebspunkt gesteuert, bei dem der Systemwirkungsgrad des Hybridfahrzeugs (zum Beispiel ein Gesamtwirkungsgrad, der auf der Grundlage des Getriebewirkungsgrads des Leistungsübertragungsmechanismus und des thermischen Wirkungsgrads der Brennkraftmaschine oder dergleichen berechnet wird) theoretisch, im Wesentlichen oder im Bereich von einigen Einschränkungen maximiert ist.
Andererseits ist in dem fixierten Drehzahländerungsmodus korrespondierend zu dem Arretierzustand, in dem das arretierte Element an dem Arretierungselement fixiert ist, das vorstehend erwähnte Getriebeübersetzungsverhältnis auf einen Wert fixiert. Zum Beispiel wird es angenommen, dass der Differenzialgesichtspunkt jedes Drehelements derart definiert ist, dass, wenn die Drehzahlen von zwei Elementen oder zwei Elementengruppen aus drei Arten von Drehelementen oder Gruppe von Drehelementen bestimmt sind, dann die Drehzahl des verbleibenden einen Drehelements oder der verbleibenden einen Gruppe von Drehelementen zwangsläufig bestimmt ist, wobei die drei Arten von Drehelementen oder die Gruppe von Drehelementen das Drehelement oder die Gruppe von Drehelementen, das/die mit der Brennkraftmaschine gekoppelt ist, das Drehelement oder die Gruppe von Drehelementen, das/die mit dem ersten Elektromotor gekoppelt ist, und das Drehelement oder die Gruppe von Drehelementen umfassen, das/die mit dem zweiten Elektromotor in dem Leistungsübertragungsmechanismus gekoppelt ist. In diesem Fall kann, wenn das arretierte Element in dem Arretierzustand ist, die Brennkraftmaschinendrehzahl der Brennkraftmaschine eindeutig durch die Drehzahl des Drehelements an der Antriebswellenseite definiert sein, die durch eine Fahrzeuggeschwindigkeit begrenzt ist. Somit kann diese Art eines fixierten Drehzahländerungsmodus bevorzugt realisiert werden. Zu dieser Zeit ist, da es möglich ist, das Arretierungselement mit der Reaktionskraft in dem fixierten Drehzahländerungsmodus zu beaufschlagen, der Elektromotor als das Reaktionselement nicht erforderlich. Somit ist es möglich die Erzeugung eines unnotwendigen elektrischen Strompfads zu vermeiden, das als eine sogenannte Leistungsverteilung bezeichnet wird, und es ist möglich, das Hybridfahrzeug effizienter anzutreiben.
In dem Steuerungsgerät für das Hybridfahrzeug der vorliegenden Erfindung ist es des Weiteren bevorzugt, dass die dritte Steuerungsvorrichtung eine Drehzahl des einen Leistungszufuhrelements in Übereinstimmung mit einem restlichen Ausmaß des ausgebildeten Spiels steuert.
Bevorzugt wird die Drehzahl des Leistungszufuhrelements in Übereinstimmung mit dem verbliebenen (restlichen) Ausmaß des Spiels gesteuert. Eine Reduktion der Drehzahl kann den Impuls (Stoß) bei dem Ende der Spielbeseitigung reduzieren. Somit wird die Drehzahl praktisch als ein Steuerungsziel verwendet, das zu der Reduktion des Impulses zugehörig ist. Des Weiteren ist dadurch das Spiel, das in dem Eingriffsmechanismus der vorliegenden Erfindung ausgebildet ist, von einem Spiel, das an dem Leistungsübertragungsweg definiert ist, der relativ lang ist und der in einem Eingriffsgerät der nassen Mehrplattenbauart angeordnet ist oder dergleichen, verschieden. Es ist ein Spalt, der mechanisch zwischen dem ersten Eingriffselement und dem zweiten Eingriffselement und zusätzlich zwischen den Leistungszufuhrelementen, die mit den Eingriffselementen gekoppelt sind, hauptsächlich erzeugt wird. Es ist relativ einfach möglich, das Ausmaß des ausgebildeten Spiels im Voraus zu wissen (bestimmen) und dessen verbleibendes (restliches) Ausmaß während der Steuerung zu wissen (bestimmen). Demgemäß ist es durch Anwenden der speziellen Gegenstände der vorliegenden Erfindung möglich, das Spiel schnell und genau und in Übereinstimmung mit gewünschten Spielbeseitigungscharakteristika zu beseitigen, während der Impuls (Stoß) reduziert wird, was besonders effektiv ist.
Im Übrigen kann die dritte Steuerungsvorrichtung die Drehzahl des einen Leistungszufuhrelements derart steuern, dass eine relative Drehung zwischen dem ersten Eingriffselement und dem zweiten Eingriffselement in Übereinstimmung mit einer Reduktion des restlichen Ausmaßes reduziert wird.
Wie vorstehend beschrieben ist, wenn die Relativdrehzahl zwischen den Eingriffselementen in einer binären, stufenweise oder kontinuierlichen Art in Übereinstimmung mit der Reduktion des verbleibenden Ausmaßes des Spiels reduziert wird, ist es möglich, den Impuls (Stoß) bei der Spielbeseitigung zu reduzieren, während eine Zeitdauer reduziert wird, die für die Spielbeseitigung erforderlich ist. Somit ist dies außerordentlich wirksam beim eigentlichen Betreiben des Fahrzeugs.
Des Weiteren kann bevorzugt der Eingriffsmechanismus ein Nockenarretiermechanismus sein, der einen Nocken als das erste Eingriffselement; ein Kupplungselement als das zweite Eingriffselement, das zu dem Nocken in einer Situation gegenüberliegend ist, in der ein vorbestimmtes Leistungsübertragungsbauteil zwischen der Kupplungsplatte und dem Nocken angeordnet ist, und das von dem Arretierungselement in einem Anfangszustand getrennt ist; und ein Stellglied als die Antriebsvorrichtung aufweist, die in der Lage ist, eine Antriebskraft zum Fixieren des Kupplungselements an dem Arretierungselement auf das Kupplungselement aufzubringen, und bei dem das Spiel korrespondierend zu einem beweglichen Bereich des Leistungsübertragungsbauteils in der Drehrichtung dadurch ausgebildet ist, dass das Kupplungselement an dem Arretierungselement in dem Drehzahlsynchronzustand fixiert ist, und kann die dritte Steuerungsvorrichtung die Drehzahl des einen Leistungszufuhrelements mittels eines Ausmaßes des Spiels zu einer Zeit, zu der das Kupplungselement an dem Arretierungselement fixiert ist, als einen Referenzwert des restlichen Ausmaßes steuern.
In dem Nockenarretierbauarteingriffsmechanismus drehen sich, wenn das arretierte Element in dem Freigabezustand ist, das erste Eingriffselement und das zweite Eingreifungselement im Wesentlichen einstückig und ist das arretierte Element in dem Drehzahlsynchronzustand gemeinsam mit dem Arretierungselement und ist das Ausmaß des Spiels, wenn das zweite Eingriffselement an dem Arretierungselement fixiert ist, ungeachtet davon, ob es direkt oder indirekt zu dem Arretierungselement (das heißt in die entgegengesetzte Richtung) durch das Stellglied angetrieben wird, in der Praxis nahezu zu jeder Zeit gleich. Somit kann auf der Grundlage des Spiels zu diesem Zeitpunkt bei dieser Art des Nockenarretiereingriffsmechanismus das verbleibende Ausmaß des Spiels durch Ausführen eines Verarbeitungsprozesses (Integrierprozesses) an der Drehzahl des Leistungszufuhrelements (korrespondierend zu der Drehzahl des ersten Eingriffselements) genau bestimmt werden.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Steuerungsgeräts für das Hybridfahrzeug der vorliegenden Erfindung steuert die dritte Steuerungsvorrichtung eine Phase des einen Leistungszufuhrelements in Übereinstimmung mit einem restlichen Ausmaß des ausgebildeten Spiels.
Bevorzugt wird die Phase des Leistungszufuhrelements in Übereinstimmung mit dem verbleibenden (restlichen) Ausmaß des Spiels gesteuert. Die Phase bedeutet eindeutig den Drehwinkel und das Ausmaß des Spiels, und dies ist wirksam bei der vorstehend erwähnten Drehzahl als ein Indexwert zum Reduzieren des Impulses (Stoßes) bei dem Abschluss der Spielbeseitigung. Im Übrigen kann, wenn ein Steuerungskonzept mittels der Drehzahl mit einem Steuerungskonzept mittels dieser Phase zusammenhängt, auch eine sogenannte Phasensynchronsteuerung realisiert werden. Die Phasensynchronsteuerung wird derart ausgeführt, dass die Relativdrehzahl zwischen dem ersten Eingriffselement und dem zweiten Eingriffselement zu einer Zeit, zu der eine relative Drehphase zwischen dem ersten Drehelement und dem zweiten Drehelement null wird, im Wesentlichen auf null konvergiert (bei null liegt). Obwohl dies einen Betrieb zum konstanten Wiederholen der Spezifikation einer Änderung in der Phase durch den Verarbeitungsprozess (Integrierprozess) an der Drehzahl und eine Regelung auf eine Solldrehzahl erfordert, ist die Phasensynchronsteuerung bezüglich ihrer Genauigkeit, Schnelligkeit und Impulsreduktionscharakteristik ausgezeichnet.
Im Übrigen kann der Eingriffsmechanismus ein Nockenarretiermechanismus sein, der einen Nocken als das erste Eingriffselement; ein Kupplungselement als das zweite Eingriffselement, das zu dem Nocken in einer Situation gegenüberliegend ist, in der ein vorbestimmtes Leistungsübertragungsbauteil zwischen der Kupplungsplatte und dem Nocken angeordnet ist, und das von dem Arretierungselement in einem Anfangszustand getrennt ist; und ein Stellglied als die Antriebsvorrichtung aufweist, die in der Lage ist, eine Antriebskraft zum Fixieren des Kupplungselements an dem Arretierungselement auf das Kupplungselement aufzubringen, und bei dem das Spiel korrespondierend zu einem beweglichen Bereich des Leistungsübertragungsbauteils in der Drehrichtung dadurch ausgebildet ist, dass das Kupplungselement an dem Arretierungselement in dem Drehzahlsynchronzustand fixiert ist, und kann die dritte Steuerungsvorrichtung die Phase des einen Leistungszufuhrelements mittels eines Ausmaßes des Spiels zu einer Zeit, zu der das Kupplungselement an dem Arretierungselement fixiert ist, als einen Referenzwert des restlichen Ausmaßes steuern.
In diesem Fall ist wie den Fall, in dem die Drehzahl als ein Steuerungsindexwert verwendet wird, es möglich, den Basispunkt (Ausgangspunkt) des Spielbeseitigungsprozesses genau zu bestimmen.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Steuerungsgeräts für das Hybridfahrzeug der vorliegenden Erfindung ist es des Weiteren vorgesehen mit: einer Spezifizierungsvorrichtung zum Spezifizieren eines Fahreranforderungsdrehmoments als die Leistung, die zu der Antriebswelle auszugeben ist; und einer vierten Steuerungsvorrichtung zum Steuern der Leistungszufuhrelemente derart, dass ein Drehmoment als die Leistung, die zu der Antriebswelle zu einer Zeit zugeführt wird, zu der das arretierte Element von dem Freigabezustand zu dem Arretierzustand übergeht, nicht getrennt wird in Bezug auf das spezifizierte Fahreranforderungsdrehmoment.
Abhängig von der Gestaltung des Leistungsübertragungsmechanismus wird in einigen Fällen ein Antriebsdrehmoment, das zu der Antriebswelle zugeführt wird, von dem Fahreranforderungsdrehmoment, wenn das arretierte Element von dem Freigabezustand zu dem Arretierzustand versetzt wird, aufgrund einer Differenz des Übersetzungsverhältnisses zwischen den Drehelementen getrennt. Des Weiteren ist bei der Gestaltung zum Berechnen eines direkten Drehmoments, das von der Brennkraftmaschine zu der Antriebswelle zugeführt wird, auf der Grundlage des Reaktionsdrehmoments des ersten Elektromotors oder des zweiten Elektromotors, der das Reaktionselement ist, wenn das Reaktionselement zu dem fixierten Element durch den Arretierungsmechanismus beim Realisieren des vorstehend erwähnten fixierten Drehzahländerungsmodus geändert wird, dann die Berechnung des direkten Drehmoments nicht möglich und es ist wahrscheinlich, dass Probleme beim Herstellen des zu der Antriebswelle zuzuführenden Fahreranforderungsdrehmoments folgend dem Ausgabedrehmoment der Brennkraftmaschine auftreten.
Bevorzugt wird, wenn das Fahreranforderungsdrehmoment, das auf der Grundlage zum Beispiel eines Beschleunigereröffnungsgrads, einer Fahrzeuggeschwindigkeit oder dergleichen durch die Spezifizierungsvorrichtung spezifiziert wird, von dem Antriebsmoment als die Leistung, die von dem Leistungszufuhrelement zu der Antriebswelle zugeführt wird, getrennt ist, das Leistungszufuhrelement durch die vierte Steuerungsvorrichtung gesteuert. Somit ist es möglich, bevorzugt den Einfluss der Änderung in dem Zustand des arretierten Elements bei dem direkten Drehmoment der Brennkraftmaschine zu verhindern, und es ist möglich, bevorzugt die Reduktion der Fahrbarkeit zu unterdrücken, die durch den Drehmomentstoß verursacht wird.
Der Betrieb und andere Vorteile der vorliegenden Erfindung sind nachstehend in Bezug auf die nachstehend erläuterten Ausführungsbeispiele aufgezeigt.
Figurenliste

1 ist ein schematisches Gestaltungsschaubild, das konzeptionell die Struktur eines Hybridfahrzeugs in einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
2 ist ein schematisches Gestaltungsschaubild, das konzeptionell die Struktur eines Hybridfahrzeuggeräts in dem Hybridfahrzeug in 1 zeigt.
3 ist ein schematisches Schaubild, das eine Querschnittsstruktur einer Brennkraftmaschine zeigt, die für das Hybridantriebsgerät in 2 vorgesehen ist.
4 ist ein schematisches Schaubild, das eine Querschnittsstruktur eines Arretierungsmechanismus zeigt, der für das Hybridantriebsgerät in 2 vorgesehen ist.
5 ist ein schematisches Schaubild, das eine Querschnittsstruktur des Arretierungsmechanismus aus Sicht eines Pfeils A in 4 zeigt.
6 sind schematische Querschnittsansichten, die einen Zustandübergangsprozess erläutern, in dem ein Sonnenrad von einem Freigabezustand zu einem Arretierzustand aufgrund der Arretierungsarbeit eines Bremsmechanismus in 4 übergeleitet wird.
7 sind Betriebsnomogramme, die die Wirkung eines Leistungsverteilungsmechanismus in dem Hybridantriebsgerät in 2 erläutern.
8 ist ein Ablaufschaubild, das eine MG1-Arretierungssteuerung zeigt, die durch eine ECU in dem Hybridfahrzeug in 1 ausgeführt wird.
9 ist ein charakteristisches Diagramm, das zu dem Effekt der MG1-Arretierungssteuerung in 8 zugehörig ist, und den zeitlichen Übergang eines rechtlichen Spielausmaßes erläutert.
10 ist ein charakteristisches Diagramm, das den zeitlichen Übergang eines restlichen Spielausmaßes erläutert, das zu dem Effekt einer anderen MG1-Arretierungssteuerung ähnlich der MG1-Arretierungssteuerung in 8 zugehörig ist.
11 ist ein Ablaufschaubild, das eine MG1-Arretierungssteuerung in einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
12 ist ein charakteristisches Diagramm, das den zeitlichen Übergang einer Nockendrehzahl erläutert, die zu dem Effekt des zweiten Ausführungsbeispiels zugehörig ist.
13 ist ein schematisches Gestaltungsschaubild, das konzeptionell die Struktur eines Hybridantriebsgeräts in einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
14 ist ein schematisches Gestaltungsschaubild, das konzeptionell die Struktur eines Hybridantriebsgeräts in einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.

Beste Form zum Ausführen der Erfindung
[Ausführungsbeispiel der Erfindung]
Nachstehend sind verschiedene bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung in Bezug auf die Zeichnungen erläutert.
[Erstes Ausführungsbeispiel]
[Struktur des Ausführungsbeispiels]
Zunächst ist in Bezug auf 1 eine Erläuterung hinsichtlich der Struktur eines Hybridfahrzeugs 1 in einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gegeben. 1 ist ein schematisches Gestaltungsschaubild, das konzeptionell die Struktur des Hybridfahrzeugs 1 zeigt.
In 1 ist das Hybridfahrzeug 1 mit einem Hybridfahrzeugantriebsgerät 10; einer Leistungssteuerungseinheit (PCU) 11; einer Batterie 12; einem Beschleunigereröffnungssensor 13; einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 14; und einer ECU 100 vorgesehen. Das Hybridfahrzeug 1 ist ein Beispiel des „Hybridfahrzeugs“ der vorliegenden Erfindung.
Die ECU 100 ist mit einer CPU, einem ROM, einem RAM und dergleichen vorgesehen. Die ECU 100 ist eine elektronische Steuerungseinheit, die in der Lage ist, die Betriebe jedes Teils des Fahrzeugs 1 zu steuern. Die ECU 100 ist ein Beispiel des „Steuerungsgeräts für das Hybridfahrzeug“ der vorliegenden Erfindung. Die ECU 100 kann eine MG1-Arretierungssteuerung, die nachstehend beschrieben ist, in Übereinstimmung mit einem Steuerungsprogramm ausführen, das in dem ROM gespeichert ist. Im Übrigen ist die ECU 100 eine einheitliche oder einstückig ausgebildete elektronische Steuerungseinheit, die gestaltet ist, um als ein Beispiel für jede von der „ersten Steuerungsvorrichtung“, der „zweiten Steuerungsvorrichtung“, der „dritten Steuerungsvorrichtung“, der „Spezifizierungsvorrichtung“ und der „vierten Steuerungsvorrichtung“ zu arbeiten bzw. zu wirken, und es werden alle Betriebe der jeweiligen Vorrichtungen durch die ECU 100 ausgeführt. Jedoch sind die physikalischen, mechanischen und elektrischen Ausgestaltungen jeder von den vorstehend genannten Vorrichtungen der vorliegenden Erfindung nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel kann jede der Vorrichtungen als unterschiedliche Computersysteme wie zum Beispiel eine Vielzahl von ECUs, verschiedene Prozessoreinheiten, verschiedene Steuerungsgeräte oder Mikrocomputergeräten ausgestaltet sein.
Die PCU 11 weist einen nicht dargestellten Inverter auf, der einen Gleichstrom (DC), der von der Batterie 12 abgegeben wird, in einen Wechselstrom (AC) umwandeln kann und diesen zu einem Motorgenerator MG1 und einen Motorgenerator MG2, die nachstehend beschrieben sind, zuführen kann, und der einen AC, der durch den Motorgenerator MG1 und den Motorgenerator MG2 erzeugt wird, in einen DC umwandeln und diesen zu der Batterie 12 zuführen kann. Die PCU 11 ist eine Leistungssteuerungseinheit, die in der Lage ist, die Eingabe/Ausgabe der elektrischen Leistung (Strom) zwischen der Batterie 12 und jedem Motorgenerator oder die Eingabe/Ausgabe der elektrischen Leistung (Strom) zwischen den Motorgeneratoren zu steuern (das heißt, in diesem Fall wird die elektrische Leistung zwischen den Motorgeneratoren ohne eine Übertragung über die Batterie 12 übertragen). Die PCU 11 ist elektrisch mit der ECU 100 verbunden und die Betriebe der PCU 11 werden durch die ECU 100 gesteuert.
Die Batterie 12 ist eine aufladbare Speicherbatterievorrichtung, die als eine elektrische Energiequelle wirkt, die den elektrischen Strom für den Leistungsbetrieb des Motorgenerators MG1 und des Motorgenerators MG2 liefert.
Der Beschleunigereröffnungssensor 13 ist ein Sensor, der in der Lage ist, einen Beschleunigereröffnungsgrad Ta zu erfassen, der das Betätigungsausmaß eines nicht dargestellten Beschleunigerpedals des Hybridfahrzeugs 1 ist. Der Beschleunigeröffnungssensor 13 ist elektrisch mit der ECU 100 verbunden und der erfasste Beschleunigeröffnungsgrad Ta wird durch die ECU 100 in einer konstanten oder unregelmäßigen Zeitdauer verarbeitet.
Der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 14 ist ein Sensor, der in der Lage ist, die Fahrzeuggeschwindigkeit V des Hybridfahrzeugs 1 zu erfassen. Der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 14 ist elektrisch mit der ECU 100 verbunden und die erfasste Fahrzeuggeschwindigkeit V wird durch die ECU 100 in einer konstanten oder unregelmäßigen Zeitdauer verarbeitet.
Das Hybridantriebsgerät 10 ist eine Leistungseinheit, die als ein Leistungsstrang (Antriebsstrang) des Hybridfahrzeugs 1 dient. Nachstehend ist mit Bezug auf 2 die ausführliche Struktur des Hybridantriebsgeräts 10 erläutert. 2 ist ein schematisches Ausgestaltungsschaubild, das konzeptionell die Struktur des Hybridantriebsgeräts 10 zeigt. Insbesondere sind in 2 jene Abschnitte, die zu jenen von 1 zugehörig sind, mit denselben Bezugszeichen bezeichnet und deren Erläuterung ist weggelassen, falls es erforderlich ist.
In 2 ist das Hybridantriebsgerät 10 mit einer Brennkraftmaschine 200, einem Leistungsverteilungsmechanismus 300, einem Motorgenerator MG1, (nachstehend als ein „MG1“ abgekürzt, falls es erforderlich ist), einem Motorgenerator MG2 (nachstehend als ein „MG2“ abgekürzt, falls es erforderlich ist), einer Eingabewelle 400, einer Antriebswelle 500, einem Reduktionsgetriebemechanismus 600 und einem Arretierungsmechanismus 700 vorgesehen.
Die Brennkraftmaschine 200 ist eine Benzinmaschine als ein Beispiel der „Brennkraftmaschine“ der vorliegenden Erfindung und sie arbeitet als eine Hauptleistungsquelle des Hybridfahrzeugs 1. Nachstehend ist in Bezug auf 3 die ausführliche Struktur der Maschine 200 erläutert. 3 ist ein schematisches Schaubild, das eine Querschnittsstruktur der Brennkraftmaschine 200 zeigt. Im Übrigen sind in 3 jene Abschnitte, die mit jenen von 1 und 2 übereinstimmen, mit denselben Bezugszeichen bezeichnet und deren Erläuterung ist weggelassen, falls es erforderlich ist. Im Übrigen umfasst der Begriff „Brennkraftmaschine“ der vorliegenden Erfindung zum Beispiel eine Zweitakt- oder Viertakt-Brennkraftmaschine oder dergleichen und weist konzeptionell eine Brennkraftmaschine auf, die gestaltet ist, um zumindest einen Zylinder aufzuweisen und um eine Kraft, die erzeugt wird, wenn ein Luft-Kraftstoff-Gemisch einschließlich verschiedenen Kraftstoffen wie zum Beispiel Benzin, Leichtöl oder Alkohol in einer Brennkammer innerhalb des Zylinders verbrannt wird, als eine Antriebskraft über eine physikalische oder mechanische Übertragungsvorrichtung wie zum Beispiel einem Kolben, einem Verbindungsstange und einer Kurbelwelle abzugeben, falls es erforderlich ist. Solange das Konzept erfüllt ist, ist die Struktur der Brennkraftmaschine der vorliegenden Erfindung nicht auf jene der Brennkraftmaschine 200 beschränkt, sondern sie kann bei verschiedenen Gesichtspunkten angewandt werden. Im Übrigen ist die Brennkraftmaschine 200 eine Reihenvierzylinderbrennkraftmaschine, in der vier Zylinder 201 in einer Richtung senkrecht zu der Ebene des Papiers ausgerichtet sind. Da die Strukturen der individuellen Zylinder 201 zueinander gleich sind, ist nur ein Zylinder 201 nachstehend in 3 erläutert.
In 3 ist die Brennkraftmaschine 200 gestaltet, um das Luft-Kraftstoff-Gemisch durch einen Zündbetrieb, der durch ein Zündgerät 201 ausgeführt wird, bei dem ein Abschnitt einer Zündkerze oder einer Funkenkerze (deren Bezugszeichen weggelassen ist) in der Brennkammer in dem Zylinder 200 angeordnet ist, zu verbrennen. Zu der gleichen Zeit ist die Brennkraftmaschine 200 gestaltet, um eine Hin- und Herbewegung eines Kolbens 203, die gemäß einer Explosionskraft, die durch die Verbrennung verursacht wird, erzeugt wird, in eine Drehbewegung einer Kurbelwelle 205 als die „Brennkraftmaschinenausgabewelle“ der vorliegenden Erfindung über eine Verbindungsstange 204 umzuwandeln.
In der Umgebung der Kurbelwelle 205 ist ein Kurbelpositionssensor 206 zum Erfassen der Drehposition der Kurbelwelle 205 (das heißt ein Kurbelwinkel) angeordnet. Der Kurbelpositionssensor 206 ist elektrisch mit der ECU 100 (nicht gezeigt) dargestellt. In der ECU 100 wird eine Brennkraftmaschinendrehzahl NE der Brennkraftmaschine 200 auf der Grundlage eines Kurbelwinkelsignals berechnet, das von dem Kurbelpositionssensor 206 ausgegeben wird.
In der Brennkraftmaschine 200 wird die Luft, die von der Außenseite angesaugt wird, durch einen Einlasskanal 207 und einen Einlassanschluss 210 zu der Innenseite des Zylinders 201 über das Öffnen eines Einlassventils 211 zugeführt. Andererseits ist ein Kraftstoffeinspritzventil eines Injektors 212 in dem Einlassanschluss 210 freiliegend und es ist ausgestaltet, um den Kraftstoff zu dem Einlassanschluss 210 einzuspritzen oder zu sprühen. Der Kraftstoff, der von dem Injektor 212 eingespritzt oder eingesprüht wird, wird mit der Einlassluft vermischt bevor oder nachdem die Ventilöffnungszeitabstimmung des Einlassventils 211 erfolgt, um dadurch das vorstehend erwähnte Luft-Kraftstoff-Gemisch bereitzustellen.
Der Kraftstoff ist in einem nicht dargestellten Kraftstofftank gespeichert und wird zu dem Injektor 212 über eine nicht dargestellte Förderleitung durch die Arbeit einer nicht dargestellten Förderpumpe zugeführt. Das Luft-Kraftstoff-Gemisch, das in dem Zylinder 201 verbrannt wird, wird ein Abgas und wird zu einem Abgaskanal 215 über einen Auslassanschluss 214 bei dem Öffnen eines Auslassventils 213 zugeführt, das sich in Übereinstimmung mit dem Öffnen oder Schließen des Einlassventils 211 öffnet oder schließt.
Andererseits ist an der stromaufwärtigen Seite des Einlassanschlusses 210 in dem Einlasskanal 207 eine Drosselklappe 208 angeordnet, die in der Lage ist, eine Einlassluftmenge einzustellen, die zu der Einlassluft zugehörig ist, die über einen nicht dargestellten Filter zugeführt wird. Die Drosselklappe 208 ist derart ausgestaltet, dass der Antriebszustand davon durch einen Drosselklappenmotor 209 gesteuert wird, der elektrisch mit der ECU 100 verbunden ist. Im Übrigen steuert grundsätzlich die ECU 100 den Drosselklappenmotor 209, um einen Drosselöffnungsgrad gemäß dem Öffnungsgrad eines Beschleunigerpedals, das nicht dargestellt ist, zu erhalten (das heißt der vorstehend erwähnte Beschleunigereröffnungsgrad Ta); jedoch kann sie auch einen Drosselöffnungsgrad ohne einen Fahrerwunsch durch die Betriebssteuerung des Drosselklappenmotors 209 einstellen. In anderen Worten ist die Drosselklappe 208 als eine Art einer elektronisch gesteuerten Drosselklappe ausgestaltet.
In dem Abgaskanal 212 ist ein Dreifach- oder Dreiwegekatalysator 216 angeordnet. Der Dreiwegekatalysator 216 ist ein Katalysatorgerät, das gestaltet ist, um NOx (Stickstoffoxide) in einer Abgasluft zu reduzieren, die von der Brennkraftmaschine 200 abgegeben wird, und um CO (Kohlenstoffmonoxid) zu oxidieren und HC (Kohlenwasserstoff) in der Abgasluft zu oxidieren. Im Übrigen ist eine Form, die durch das Katalysatorgerät angewandt wird, nicht auf einen derartigen Dreiwegekatalysator beschränkt. Zum Beispiel können stattdessen oder zusätzlich zu dem Dreiwegekatalysator verschiedene Katalysatoren wie zum Beispiel ein NSR-Katalysator (oder ein NOx-Speicherreduktionskatalysator) oder ein Oxidationskatalysator angeordnet werden.
In dem Abgaskanal 215 ist ein Luft-Kraftstoff-Verhältnissensor 217 angeordnet, der in der Lage ist, das Abgasluft-Kraftstoff-Verhältnis der Brennkraftmaschine 200 zu erfassen. Des Weiteren ist in einem Wasserkühlkörper, der in einem Zylinderblock zum Aufnehmen des Zylinders 201 angeordnet ist, ein Wassertemperatursensor 218 angeordnet, um eine Kühlmitteltemperatur zu erfassen, die zu einem Kühlmittel oder einem Kühlwasser (LLC) zugehörig ist, das umgewälzt und zugeführt wird, um die Brennkraftmaschine 200 zu kühlen. Jeder von dem Luft-Kraftstoff-Verhältnissensor 217 und dem Wassertemperatursensor 218 ist elektronisch mit der ECU 100 verbunden und das erfasste Luft-Kraftstoff-Verhältnis und die erfasste Kühlmitteltemperatur werden durch die ECU 100 in einer konstanten oder unregelmäßigen Erfassungszeitdauer abgegriffen oder bestätigt.
Zurück zu 2 ist der Motorgenerator MG1 ein Elektromotorgenerator als ein Beispiel des „ersten Elektromotors“ der vorliegenden Erfindung. Der Motorgenerator MG1 ist mit einer Leistungsbetriebsfunktion zum Umwandeln einer elektrischen Energie in eine kinetische Energie; und einer Regenerationsfunktion zum Umwandeln der kinetischen Energie in die elektrische Energie vorgesehen. Der Motorgenerator MG2 ist ein Elektromotorgenerator als ein Beispiel des „zweiten Elektromotors“ der vorliegenden Erfindung. Wie bei dem Motorgenerator MG1 ist der Motorgenerator MG2 mit einer Leistungsbetriebsfunktion zum Umwandeln der elektrischen Energie in die kinetische Energie; und der Regenerationsfunktion zum Umwandeln der kinetischen Energie in die elektrische Energie vorgesehen. Im Übrigen ist jeder von dem Motorgenerator MG1 und MG2 als zum Beispiel ein Synchronelektromotorgenerator ausgestaltet und ist mit einem Rotor mit einer Vielzahl von Permanentmagneten an der Außenumfangsfläche; und einem Startor vorgesehen, um den eine Dreiphasenwicklung zum Ausbilden eines sich drehenden Magnetfelds ausgebildet ist; jedoch kann er auch eine andere Ausgestaltung haben.
Der Leistungsverteilungsmechanismus 300 ist ein Leistungsübertragungsgerät als ein Beispiel des „Leistungsverteilungsmechanismus“ der vorliegenden Erfindung und ist mit einem Sonnenrad S1 als ein Beispiel des „ersten Drehelements“ der vorliegenden Erfindung, das in einem mittleren Teil angeordnet ist; einem Hohlrad R1 als ein Beispiel des „zweiten Drehelements“ der vorliegenden Erfindung, das konzentrisch an dem Außenumfang des Sonnenrads S1 angeordnet ist; einer Vielzahl von Ritzelrädern P1, die jeweils zwischen dem Sonnenrad S1 und dem Hohlrad R1 angeordnet sind und die sich rund um das Sonnenrad S1 an dem Außenumfang des Sonnenrads S1 abwälzen, während sie sich um ihre eigene Achswelle drehen; und einem Träger C1 als ein Beispiel des „dritten Drehelements“ der vorliegenden Erfindung zum Stützen der Drehwelle jedes Ritzelrads vorgesehen.
Das Sonnenrad S1 ist mit einem Rotor RT des MG1 über eine Sonnenradwelle 310 gekoppelt und dessen Drehzahl ist äquivalent zu der Drehzahl des MG1 (nachstehend als eine „MG1 Drehzahl Nmg1“ bezeichnet, falls es erforderlich ist). Des Weiteren ist das Hohlrad R1 mit einem nicht dargestellten Rotor des MG2 über die Antriebswelle 500 und dem Reduktionsgetriebemechanismus 600 verbunden und ist dessen Drehzahl äquivalent zu der Drehzahl des MG2 (nachstehend als eine „MG2 Drehzahl Nmg2“ bezeichnet, falls es erforderlich ist). Des weiteren ist der Träger C1 mit der Eingabewelle 400 gekoppelt, die mit der vorstehend erwähnten Kurbelwelle 205 der Brennkraftmaschine 200 gekoppelt ist, und ist dessen Drehzahl äquivalent zu der Brennkraftmaschinendrehzahl NE der Brennkraftmaschine 200. Im Übrigen wird in dem Hybridantriebsgerät 10 jede der MG1 Drehzahl Nmg1 und der MG2 Drehzahl Nmg2 in einer konstanten Zeitdauer durch einen Drehsensor wie zum Beispiel einem Drehgeber erfasst und wird zu der ECU 100 in einer konstanten oder unregelmäßigen Zeitdauer übertragen.
Andererseits ist die Antriebswelle 500 mit Antriebswellen SFR und SFL (das heißt diese Antriebswellen sind ein Beispiel der „Achswelle“ der vorliegenden Erfindung) zum Antreiben eines rechten Vorderrads FR und eines linken Vorderrads FL, die die Antriebsräder des Hybridfahrzeugs 1 sind, über den Reduktionsgetriebemechanismus 600 einschließlich verschiedener Reduktionsgetriebe wie zum Beispiel einem Differenzial gekoppelt. Daher wird ein Motordrehmoment Tmg2, das von dem Motorgenerator MG2 zu der Antriebswelle 500 zugeführt wird (das heißt ein Beispiel der „Leistung“ der vorliegenden Erfindung) zu jeder Antriebswelle über den Reduktionsgetriebemechanismus 600 übertragen und wird eine Antriebskraft von jedem Antriebsrad, die über jede Antriebswelle übertragen wird, zu dem Motorgenerator MG2 über den Reduktionsgetriebemechanismus 600 und die Antriebswelle 500 auf dieselbe Weise eingegeben. In anderen Worten hat die MG2 Drehzahl Nmg2 ein bestimmtes Verhältnis zu der Fahrzeuggeschwindigkeit V des Hybridfahrzeugs 1.
Der Leistungsverteilungsmechanismus 300 kann ein Brennkraftmaschinendrehmoment Te, das zu der Eingabewelle 400 über die Kurbelwelle 205 von der Brennkraftmaschine 200 gemäß der vorstehenden Ausgestaltung zugeführt wird, zu dem Sonnenrad S1 und dem Hohlrad R1 in einem bestimmten Verhältnis (einem Verhältnis korrespondierend zu einem Übersetzungsverhältnis zwischen den Rädern) mittels des Trägers C1 und den Ritzelrädern P1 verteilen und kann die Leistung der Brennkraftmaschine 200 in zwei Systeme verteilen (aufteilen).
Um die Betriebe des Leistungsverteilungsmechanismus 300 leichter bzw. besser verstehen zu können, ist ein Übersetzungsverhältnis p als die Anzahl von Zähnen des Sonnenrads S1 in Bezug auf die Anzahl der Zähne des Hohlrads R1 definiert. Bei der Wirkung des Brennkraftmaschinendrehmoments Te auf den Träger C1 von der Brennkraftmaschine 200 wird ein Drehmoment Tes, das bei der Sonnenradwelle 310 auftritt, durch die nachstehende Gleichung (1) ausgerückt und wird ein Drehmoment Ter, das bei der Antriebswelle 500 auftritt, durch die nachstehende Gleichung (2) ausgedrückt. $Tes = - Te \times ρ / (1 + ρ)$
$Tes = Te \times 1 / (1 + ρ)$
Im Übrigen ist die Ausgestaltung in dem Ausführungsbeispiel des Begriffs „Leistungsverteilungsmechanismus“ der vorliegenden Erfindung nicht auf jene Gestaltung des Leistungsverteilungsmechanismus 300 beschränkt. Zum Beispiel kann der Leistungsverteilungsmechanismus der vorliegenden Erfindung mit einer Vielzahl von Planetengetriebemechanismen vorgesehen sein, wobei jedes der Vielzahl von Drehelementen, die für einen Planetengetriebemechanismus vorgesehen sind, mit einem jeweiligen Element der Vielzahl von Drehelementen gekoppelt ist, die für einen anderen Planetengetriebemechanismus vorgesehen sind, falls es erforderlich ist, um einen einheitlichen oder einstückigen Differenzialmechanismus auszubilden. Des Weiteren reduziert der Reduktionsgetriebemechanismus 600 in dem Ausführungsbeispiel lediglich die Drehzahl der Antriebswelle 500 in Übereinstimmung mit einem Reduktionsübersetzungsverhältnis, das im Voraus festgelegt ist; jedoch kann unabhängig von dieser Art eines Reduktionsgetriebegeräts das Hybridfahrzeug 1 mit einem Stufengetriebe vorgesehen sein, das mit einer Vielzahl von Getriebestufen oder Gangstufen vorgesehen ist, die eine Vielzahl von Kupplungsmechanismen und einem Bremsmechanismus als dessen Komponenten hat. Zum Beispiel kann ein Planetengetriebemechanismus, der äquivalent zu dem Leistungsverteilungsmechanismus 300 ist, zwischen dem Motorgenerator MG2 und dem Reduktionsgetriebemechanismus 600 vorgesehen sein. Der Rotor des MG2 kann mit dem Sonnenrad des Planetengetriebemechanismus gekoppelt sein und das Hohlrad R1 kann mit dem Hohlrad des Planetengetriebemechanismus gekoppelt sein. Zu der gleichen Zeit kann der Träger in einer nicht drehbaren Weise fixiert sein. Dadurch kann die MG2 Drehzahl Nmg2 reduziert werden.
Der Arretierungsmechanismus 700 weist einen Nocken 710, eine Kupplungsplatte 720 und ein Stellglied 730 als seine Hauptkomponenten auf und er ist ausgestaltet, um wahlweise den Zustand des Sonnenrads S1 zwischen einem Arretierzustand, in dem sich das Sonnenrad S1 nicht drehen kann, und einem Freigabezustand, in dem sich das Sonnenrad S1 drehen kann, zu ändern. Der Arretierungsmechanismus 700 ist ein Nockenarretierbauarteingriffsgerät als ein Beispiel des Begriffs „Arretierungsvorrichtung“ der vorliegenden Erfindung. Mit anderen Worten ist das Sonnenrad S1 ein Beispiel des „arretierten Elements“ der vorliegenden Erfindung.
Nachstehend ist in Bezug auf 4 die ausführliche Struktur des Arretierungsmechanismus 700 erläutert. 4 ist eine schematische Querschnittsansicht, die eine Querschnittsstruktur des Arretierungsmechanismus 700 zeigt. Im Übrigen sind in 4 jene Abschnitte, die gleich zu jenen von 2 sind, mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet und ist deren Erläuterung weggelassen, falls es erforderlich ist.
In 4 ist der Arretierungsmechanismus 700 mit einem Nocken 710, einer Kupplungsplatte 720, einem Stellglied 730, einer Rückstellfeder 740 und einem Nockenrollkörper 750 vorgesehen.
Der Nocken 710 ist im Wesentlichen ein scheibenförmiges Eingriffsbauteil als ein Beispiel des „ersten Eingriffbauteils“ der vorliegenden Erfindung, das mit der Sonnenradwelle 310 gekoppelt ist, das sich einstückig mit der Sonnenradwelle 310 drehen kann und das ein Paar mit der Kupplungsplatte 720 bildet. Der Nocken 710 ist ein Beispiel des „Nockens“ der vorliegenden Erfindung. Im Übrigen ist es nicht notwendigerweise erforderlich, dass der Nocken 710 direkt mit dem Sonnenrad 310 gekoppelt ist, und er kann indirekt mit dem Sonnenrad 310 über verschiedene Kopplungselemente gekoppelt sein.
Die Kupplungsplatte 720 ist ein scheibenförmiges Eingriffsbauteil als ein Beispiel des „zweiten Eingriffsbauteils“ der vorliegenden Erfindung, das aus einem magnetischen Metallmaterial hergestellt ist, das gegenüberliegend zu dem Nocken 710 angeordnet ist, und das ein Paar mit dem Nocken 710 bildet.
Das Stellglied 730 ist ein Beispiel der „Antriebsvorrichtung“ und des „Stellglieds“ der vorliegenden Erfindung einschließlich eines Zugteils 731, eines Elektromagneten 732 und eines Reibteils 733.
Der Zugteil 731 ist das Gehäuse oder die Einheit des Stellglieds 730, der aus einem magnetischen Metallbauteil hergestellt ist und der den Elektromagneten 732 aufnehmen kann. Das Zugteil 731 ist an einem Gehäuse CS als ein Beispiel des „fixierten Elements“ der vorliegenden Erfindung fixiert, das im Wesentlichen einstückig mit dem äußeren Bauteil des Hybridantriebsgeräts 10 fixiert ist. In anderen Worten wirkt der Zugteil 731 als ein Beispiel des „Arretierungselements“ der vorliegenden Erfindung gemeinsam mit dem Gehäuse CS.
Der Elektromagnet 732 ist ein Magnet, der in der Lage ist, eine Magnetkraft in einem Erregungszustand zu erzeugen in dem ein vorbestimmter Erregungsstrom von einem nicht dargestellten Antriebsteil zugeführt wird, der eine elektrische Stromzufuhr von der Batterie 12 aufnimmt. Die magnetische Kraft, die von dem Elektromagneten 732 in dem Erregungszustand erzeugt wird, zieht die vorstehend erwähnte Kupplungsplatte 720 über den Zugteil 731 an, der aus dem magnetischen Metallmaterial hergestellt ist (das heißt, es wird eine elektromagnetische Kraft als eine Antriebskraft auf die Kupplungsplatte 720 in eine Richtung zum Anziehen der Kupplungsplatte 720 aufgebracht). Im Übrigen ist dieser Antriebsteil mit der ECU 100 verbunden und wird der Erregungsbetrieb des Elektromagneten 732 übergeordnet durch die ECU 100 gesteuert.
Der Reibteil 733 ist ein funktioneller Reibkörper, der an der gegenüberliegenden Fläche der Kupplungsplatte 720 in dem Zugteil 731 ausgebildet ist. Der Reibkoeffizient des Reibteils 733 ist festgelegt, um die Verschiebung eines Gegenstands in einem Kontaktzustand stärker zu blockieren, als wenn der Reibteil 733 nicht ausgebildet ist.
Die Rückstellfeder 740 ist ein elastischer Körper, der an der Kupplung 720 an einer fixierten Kante und an dem Nocken 710 an einer anderen fixierten Kante fixiert ist. Die Rückstellfeder 740 bringt eine elektrische Kraft auf die Kupplungsplatte 720 in der Richtung des Nockens 710 auf. Somit wird die Kupplungsplatte 720 normalerweise mit einem vorbestimmten Abstand SPALT beabstandet von dem Zugteil 731 (d.h. in einer Nichtkontaktposition) in Erwiderung auf die Vorspannkraft der Rückstellfeder 740 gehalten.
Der Nockenrollkörper 750 ist ein kugelförmiger Gegenstand als ein Beispiel des „Leistungsübertragungsbauteils“ der vorliegenden Erfindung, das zwischen dem Nocken 710 und der Kupplungsplatte 720 angeordnet ist. In dem Arretierungsmechanismus 700 wird ein Drehmoment Tmg1 des Motorgenerators MG1, das zu dem Nocken 710 über das Sonnenrad S1 und die Sonnenradwelle 310 übertragen wird, zu der Kupplungsplatte 720 durch den Nockenrollkörper 750 als ein Übertragungselement übertragen.
Nachstehend ist mit Bezug auf 5 die Struktur des Arretierungsmechanismus 700 genauer erläutert. 5 ist eine schematische Querschnittsansicht, die den Arretierungsmechanismus 700 aus einer Richtung eines Pfeils A in 4 zeigt. Im Übrigen sind in 5 jene Abschnitte, die zu jenen von 4 zugehörig sind, mit denselben Bezugszeichen bezeichnet und ist deren Erläuterung weggelassen, falls es erforderlich ist.
In 5 ist die gegenüberliegende Fläche von jedem von dem Nocken 710 und der Kupplungsplatte 720 derart ausgebildet, dass die Dicke der gegenüberliegenden Flächen in der Erstreckungsrichtung der Sonnenradwelle 310 kleiner wird, wenn man sich zu ihrem jeweiligen mittleren Abschnitt hin bewegt. Der Nockenrollkörper 750 wird nahe dem mittleren Abschnitt gehalten, bei dem der Nocken 710 und die Kupplungsplatte 720 den größten Abstand zwischen ihnen aufweisen. Somit drehen sich, wenn die Kupplungsplatte 720 in der vorstehend erwähnten Nichtkontaktposition ist, der Nocken 710 und die Kupplungsplatte 720 im Wesentlichen einstückig in eine Richtung gleich wie die Drehrichtung des Motorgenerators MG1 über den Nockenrollkörper 750 als ein Drehmomentübertragungselement. Daher wird, wenn die Kupplungsplatte 720 in der vorstehenden erwähnten Nichtkontaktposition ist, die Drehung des Motorgenerators MG1 zeigende Richtung als die positive Drehrichtung des Motorgenerators MG1 definiert. Der Motorgenerator MG1 kann sich nicht nur in die positive Drehrichtung sondern auch in eine negative Drehrichtung (Darstellung ist weggelassen) drehen, die genau entgegengesetzt zu der positiven Drehrichtung angeordnet ist.
[Betrieb des Ausführungsbeispiels]
[Arretierungswirkung des Arretierungsmechanismus 700]
In dem Hybridantriebsgerät 10 kann der Arretierungsmechanismus 700 wahlweise den Zustand des Sonnenrads S1 zwischen dem Arretierzustand und dem Freigabezustand mit dem Sonnenrad S1 als das „arretierte Element“ der vorliegenden Erfindung ändern. Im Übrigen ist das Sonnenrad S1 mit dem Motorgenerator MG1 gekoppelt, wie vorstehend bereits beschrieben ist, und wenn das Sonnenrad S1 in dem Arretierzustand ist, ist der MG1 auch in dem Arretierzustand, in dem sich der MG1 nicht drehen kann. Daher ist nachstehend die Situation, in der das Sonnenrad S1 in dem Arretierzustand ist, als jene ausgedrückt, in der „der MG1 in dem Arretierzustand ist“ oder dergleichen, falls es erforderlich ist. Nachstehend ist in Bezug auf 6 eine Erläuterung eines Arretierungsbetriebs bzw. einer Arretierungswirkung des Sonnenrads S1 durch den Arretierungsmechanismus 700 gegeben. 6 sind schematische Querschnittsansichten, die einen Zustandsübergangsprozess erläutern, in dem das Sonnenrad S1 von dem Freigabezustand zu dem Arretierzustand aufgrund des Arretierungsbetriebs des Arretierungsmechanismus 700 übergeht. Insbesondere sind die 6 Abschnitte, die zu jenen von 4 oder 5 identisch sind, mit denselben Bezugszeichen bezeichnet und ist deren Erläuterung weggelassen, falls es erforderlich ist.
In 6 zeigt 6(a) denselben Zustand wie in 5, bei dem der gegenüberliegende Abstand SPALT zwischen der Kupplungsplatte 720 und dem Reibteil 733 vorliegt und bei dem die Kupplungsplatte 720 sich ohne einen Einfluss des Reibteils 733 drehen kann. Somit können sich durch die Wirkung des Nockenrollkörpers 750, die Nocke 710 und die Kupplungsplatte 720 im Wesentlichen einstückig drehen. Hier ist der Nocken 710 mit einem Rotor RT des MG1 über die Sonnenradwelle 310 gekoppelt und ist der Rotor RT mit dem Sonnenrad S1 über die Sonnenradwelle 310 gekoppelt. Daher kann in dem Hybridantriebsgerät 10 der Nocken 710 als ein Drehelement angesehen werden, das sich einstückig mit dem Sonnenrad S1 dreht. In anderen Worten kann sich in dem Zustand, der in 6(a) gezeigt ist, das Sonnenrad S1 auch ohne Einschränkung der Kupplungsplatte 720 drehen. Dieser Zustand korrespondiert zu einem Beispiel des „Freigabezustands“ der vorliegenden Erfindung.
6(b) zeigt einen Zustand, in dem ein Erregungsstrom zu dem Elektromagneten 732 des Stellglieds 730 zugeführt wird. In anderen Worten wirkt in diesem Fall eine elektromagnetische Kraft, die von dem Elektromagneten 732 erzeugt wird, über den Zugteil 731 auf die Kupplungsplatte 720 und überwindet die Kupplungsplatte 720 die Vorspannkraft der Rückstellfeder 740, und wird im Gegensatz zu der Nichtkontaktposition zu einer Kontaktposition hin bewegt und wird zu dem Zugteil 731 hin angezogen. Als Ergebnis verschwindet der gegenüberliegende Abstand SPALT. Des Weiteren übt gleichzeitig mit der Stromzufuhr des Elektromagneten durch die Erregung der Reibteil 733 eine Reibkraft auf die Kupplungsplatte 720 aus und dies verhindert, dass die Kupplungsplatte 720 in eine positive Drehrichtung oder negative Drehrichtung betrieben wird. In anderen Worten werden in diesem Zustand die Betriebe der Kupplungsplatte 720 durch den Elektromagneten 732 und in dem Reibteil 733 verhindert und kommt die Kupplungsplatte 720 in Bezug auf das Stellglied 730 in Anlage, das heißt, an dem Gehäuse CS in Kontakt.
Andererseits ist in dem Zustand, in dem die Kupplungsplatte 720 zu dem Zugteil 731 zugeführt wird, wie vorstehend beschrieben ist, anstelle des gegenüberliegenden Raums SPALT. der verschwindet, ein Spiel oder Abstand GT entlang der Drehrichtung zwischen dem Nockenrollkörper 750 und der Kupplungsplatte 720 ausgebildet. Daher werden, wenn der Nocken 710 durch die Drehung des MG1 beeinflusst wird und sich in die positive Drehrichtung oder negative Drehrichtung dreht, nur der Nocken 710 und der Nockenrollkörper 750 in der Drehrichtung verschoben. Im Übrigen ist nachstehend die Erläuterung unter der Annahme fortgeführt, dass sie in die positive Drehrichtung verschoben werden. Nachstehend ist das neu ausgebildete Spiel GT kegelstumpfförmig ausgebildet, aus Sicht eines Querschnitts, wie vorstehend beschrieben ist. Wenn sich der Nockenrollkörper 750 in die Drehrichtung bewegt, wird das neu ausgebildete Spiel GT allmählich reduziert. Wenn es verschwindet, liegt ein Spielbeseitigungsabschlusszustand (Endzustand) vor. In dem Zielbeseitigungsabschlusszustand sind der Nocken 710, der Nockenrollkörper 750 und die Kupplungsplatte 720 miteinander wieder in Kontakt.
6 (c) zeigt den Spielbeseitigungsabschlusszustand, der vorstehend beschrieben ist. Wenn sich der Nocken 710 in die positive Drehrichtung in diesem Spielbeseitigungsabschlusszustand dreht, wird eine Drückkraft, die die Kupplungsplatte 720 weiter in die Richtung des Stellglieds 730 drückt, an dem Nockenrollkörper 750 durch die Wirkung der umgekehrt schrägen, gegenüberliegenden Fläche erzeugt. Als Ergebnis ändert sich solange ein positives Drehmoment in die positive Drehrichtung auf den Nocken 710 aufgebracht wird, selbst wenn die Erregung des Elektromagneten 732 beendet wird, der Berührungszustand (Kontaktzustand) der drei Elemente nicht und wird der Nocken 710 in einem sogenannten Selbstarretierzustand aufgrund der Drückkraft und der Reibkraft, die durch den Reibteil 733 ausgeübt wird, gehalten.
In dem Selbstarretierzustand kommt ferner der Nocken 710 zur Ruhe (in Anlage), das heißt er gerät in einen fixierten Zustand, in Bezug auf das Gehäuse CS, wie die Kupplungsplatte 720. Als Ergebnis wird auch das Sonnenrad S1, das sich einstückig mit dem Nocken 710 dreht, an dem Gehäuse CS fixiert. Dieser Zustand ist der Arretierzustand. In dem Arretierzustand ist die Drehzahl des Sonnenrads S1, das heißt die MG1 Drehzahl Nmg1, null.
Im Übrigen ist es hierbei angenommen, dass das Nockenarretierbauarteingriffsgerät, das den Arretierungsmechanismus 700 bildet, die Selbstarretierwirkung hat. Jedoch ist es durch Einstellen der Form oder dergleichen von jeder der gegenüberliegenden Flächen des Nockens 710 und der Kupplungsplatte 720 ferner möglich, dass diese Bauart der Selbstarretierwirkung nicht vorgesehen ist. In diesem Fall wird, wenn die Erregung des Elektromagneten 732 beendet wird, die Kupplungsplatte 720 zu der ursprünglich Nichtberührungsposition durch die Wirkung (Kraft) der Rückstellfeder 740 zurückgestellt.
[Details des Drehzahländerungsmodus]
Das Hybridfahrzeug 1 in dem Ausführungsbeispiel kann einen fixierten Drehzahländerungsmodus oder einen stufenlosen Drehzahländerungsmodus als einen Drehzahländerungsmodus, der ein Beispiel des „Leistungsübertragungsmodus“ der vorliegenden Erfindung ist, in Übereinstimmung mit dem Zustand des Sonnenrads S1 auswählen. Nachstehend ist in Bezug auf 7 der Drehzahländerungsmodus des Hybridfahrzeugs 1 erläutert. 7 sind Betriebsnomogramme des Hybridantriebsgeräts 10, die die Wirkung des Leistungsverteilungsmechanismus 300 erläutern. Im Übrigen sind in 7 Abschnitte, die mit jenen von 2 übereinstimmen, mit denselben Bezugszeichen bezeichnet und ist deren Erläuterung weggelassen, falls es erforderlich ist.
In 7 (a) zeigt die senkrechte Achse die Drehzahl und zeigt die waagrechte Achse den Motorgenerator MG1 (das bedeutet besonders das Sonnenrad S1), die Brennkraftmaschine 300 (das bedeutet besonders den Träger C1) und den Motorgenerator MG2 (das bedeutet besonders das Hohlrad R1) in dieser Reihenfolge von links nach rechts. Hier ist der Leistungsverteilungsmechanismus 300 ein Planetengetriebemechanismus, und wenn die Drehzahlen der zwei Elemente aus dem Sonnenrad S1, dem Träger C1 und dem Hohlrad R1 bestimmt sind, ist die Drehzahl des verbleibenden einen Elements zwangsläufig bestimmt. In anderen Worten kann bei dem Betriebsnomogramm der Betriebszustand jedes Drehelements durch ein Betriebsnomogramm ausgedrückt werden, das zu einem Betriebszustand des Hybridantriebsgeräts 10 in einer 1:1 Weise korrespondiert. Im Übrigen ist nachstehend ein Punkt auf dem Betriebsnomogramm durch einen Betriebspunkt mi (i ist eine natürliche Zahl) ausgedrückt, falls es erforderlich ist. In anderen Worten korrespondiert ein Betriebszustand mi zu einer Drehzahl.
In 7(a) wird es angenommen, dass der Betriebspunkt des MG2 ein Betriebspunkt m1 ist. In diesem Fall ist, wenn der Betriebspunkt des MG1 ein Betriebspunkt m3 ist, der Betriebspunkt der Brennkraftmaschine 200, der mit dem Träger C1 als das verbleibende eine Drehelement gekoppelt ist, ein Betriebspunkt m2. Zu dieser Zeit wird, wenn der Betriebspunkt des MG1 zu einem Betriebspunkt m4 und einem Betriebspunkt m5 geändert wird, während die Drehzahl der Antriebswelle 500 aufrechterhalten wird, dann der Betriebspunkt der Brennkraftmaschine 200 zu einem Betriebspunkt m6 bzw. einem Betriebspunkt m7 geändert.
In anderen Worten kann in diesem Fall durch Festlegen des Motorgenerators MG1 als ein Drehzahlsteuerungsgerät die Brennkraftmaschine 200 bei einem gewünschten Betriebspunkt betrieben werden. Der Drehzahländerungsmodus korrespondierend zu diesem Zustand ist der stufenlose Drehzahländerungsmodus. In dem stufenlosen Drehzahländerungsmodus wird der Betriebspunkt der Brennkraftmaschine 200 (der Betriebspunkt in diesem Fall ist durch die Kombination der Brennkraftmaschinendrehzahl und des Brennkraftmaschinendrehmoments Te definiert) auf einen optimalen Kraftstoffwirtschaftlichkeitsbetriebspunkt gesteuert, bei dem die Kraftstoffverbrauchsrate der Brennkraftmaschine grundsätzlich minimiert ist. Im Übrigen ist es selbstverständlich, dass die MG1 Drehzahl Nmg1 in dem stufenlosen Drehzahländerungsmodus variabel sein muss. Somit wird, wenn der stufenlose Drehzahländerungsmodus ausgewählt ist, der Antriebszustand des Arretierungsmechanismus 700 derart gesteuert, dass das Sonnenrad S1 in dem Freigabezustand ist.
Zusätzlich dazu ist es in dem Leistungsverteilungsmechanismus 300, um das Drehmoment Ter korrespondierend zu dem Brennkraftmaschinendrehmoment Te, wie vorstehend beschrieben ist, zu der Antriebswelle 500 zuzuführen, erforderlich, dass ein Reaktionsdrehmoment mit der gleichen Stärke wie die des vorstehend erwähnten Drehmoments Tes und mit umgekehrten Vorzeichen (das heißt ein negatives Drehmoment), das auf die Sonnenradwelle 310 in Übereinstimmung mit dem Drehkraftmaschinendrehmoment Te wirkt, von dem Motorgenerator MG1 auf die Sonnenradwelle 310 aufgebracht wird. In diesem Fall ist bei den Betriebspunkten in einem positiven Drehbereich wie zum Beispiel der Betriebspunkt m3 oder der Betriebspunkt m4 der MG1 in einem Leistungserzeugungszustand mit einer positiven Drehzahl und negativem Drehmoment. In anderen Worten wird bei dem stufenlosen Drehzahländerungsmodus durch Bereitstellen des Motorgenerators MG1 (bedeutet insbesondere das Sonnenrad S1), der als ein Reaktionselement arbeitet, ein Teil des Brennkraftmaschinendrehmoments Te zu der Antriebswelle 500 zugeführt und wird eine elektrische Leistung (elektrischer Strom) durch einen Teil des Brennkraftmaschinendrehmoments Te erzeugt, der zu der Sonnenradwelle 310 verteilt wird. Wenn ein direktes Brennkraftmaschinendrehmoment zur Verwendung als ein Drehmoment nicht ausreichend ist, das für die Antriebswelle 500 erforderlich ist, wird das Drehmoment Tmg2 zu der Antriebswelle 500 von dem Motorgenerator MG2, falls es erforderlich ist, durch Verwendung dieses erzeugten elektrischen Stroms zugeführt.
Andererseits weist zum Beispiel in einer Betriebsbedingung, in der die Brennkraftmaschinendrehzahl NE niedrig ist, obwohl die MG2 Drehzahl Nmg2 hoch ist, wie zum Beispiel bei einem Betreiben mit hoher Drehzahl und geringer Last, der MG2 den Betriebspunkt in einem negativen Drehzahlbereich wie zum Beispiel den Betriebspunkt m5 auf. In diesem Fall gibt der Motorgenerator MG1 ein negatives Drehmoment als das Reaktionsdrehmoment des Brennkraftmaschinendrehmoments Te aus und es liegt in einem Zustand mit negativer Drehzahl und negativem Drehmoment und in einem Leistungsbetriebszustand. In anderen Worten wird in diesem Fall das Drehmoment Tmg1 von dem Motorgenerator MG1 zu der Antriebswelle 500 als das Antriebsdrehmoment des Hybridfahrzeugs 1 übertragen.
In anderen Worten ist der Motorgenerator MG2 in einem Negativdrehmomentzustand, da er ein Drehmoment aufnimmt, das zu der Antriebswelle 500 abgegeben wird und das für ein erforderliches Drehmoment überschüssig ist. In diesem Fall ist der Motorgenerator MG2 in einem Zustand mit positiver Drehzahl und negativem Drehmoment und in dem Energieerzeugungszustand. In diesem Fall gibt es einen nicht effizienten elektrischen Pfad, der als eine sogenannte Energiezirkulation bezeichnet wird, wie zum Beispiel eine Verwendung einer Antriebskraft von dem MG1, um einen elektrischen Strom in dem MG2 zu erzeugen und den MG1 aufgrund des erzeugten elektrischen Stroms in einem Leistungsbetriebzustand zu halten. In dieser Situation, in der die Energiezirkulation stattfindet, wird der Getriebewirkungsgrad des Hybridantriebsgeräts 10 möglicherweise reduziert und ist der Systemwirkungsgrad des Hybridantriebsgeräts 10 möglicherweise reduziert.
Somit kann in dem Hybridfahrzeug 1 in einem Betriebsbereich, der im Voraus derart festgelegt ist, dass die Energiezirkulation stattfinden kann, das Sonnenrad S1 auf einen vorstehend erwähnten Arretierzustand durch den Arretierungsmechanismus 700 gesteuert werden. Die Situation ist in 7(b) gezeigt. Wenn das Sonnenrad S1 in den Arretierzustand kommt, kommt der Motorgenerator MG1 auch in den Arretierzustand und wird der Betriebszustand des MG1 ein Betriebspunkt m8, bei dem die Drehzahl null ist. Somit wird der Betriebszustand der Brennkraftmaschine 200 ein Betriebspunkt m9 und wird die Brennkraftmaschinendrehzahl NE eindeutig aus der MG2 Drehzahl Nmg2 bestimmt, die eindeutig die Fahrzeuggeschwindigkeit V bestimmt (das heißt ein Getriebeübersetzungsverhältnis wird konstant). Wie vorstehend beschrieben ist, ist der Drehzahländerungsmodus korrespondierend zu dem Fall, in dem der MG1 in dem Arretierzustand ist, der fixierte Drehzahländerungsmodus.
In dem fixierten Drehzahländerungsmodus kann das Reaktionsdrehmoment des Brennkraftmaschinendrehmoments Te, mit dem der Motorgenerator MG1 ursprünglich beaufschlagt wird, durch die physikalische Bremskraft des Arretierungsmechanismus 700 ersetzt werden. In anderen Worten ist es nicht erforderlich, den Motorgenerator MG1 entweder in einem Energieerzeugungszustand oder in einem Leistungsbetriebszustand zu steuern, und es ist möglich, den Motorgenerator MG1 zu stoppen. Daher ist es grundsätzlich nicht länger erforderlich, den Motorgenerator MG2 zu betreiben, und der MG2 läuft in einem sogenannten Leerlaufzustand. In anderen Worten wird in dem fixierten Drehzahländerungsmodus das Antriebsdrehmoment, das auf die Antriebswelle 500 aufgebracht wird, nur eine direkte Komponente (bezogen auf die Gleichung (2)), die zu derselben Antriebswelle 500 durch den Leistungsverteilungsmechanismus 300 aufgeteilt wird, aus dem Brennkraftmaschinendrehmoment Te und führt das Hybridantriebsgerät 10 nur eine mechanische Leistungsübertragung aus. Somit wird der Getriebewirkungsgrad des Hybridantriebsgeräts 10 verbessert.
[Details der MG1-Arretierungssteuerung]
In dem Hybridfahrzeug wird der Drehzahländerungsmodus jederzeit durch die ECU 100 auf einen Drehzahländerungsmodus gesteuert, in dem der Systemwirkungsgrad ηsys des Hybridantriebsgeräts 10 höher ist. Zu dieser Zeit bezieht sich die ECU 100 auf ein Drehzahländerungskennfeld, das in dem ROM im Voraus gespeichert ist. Dieses Drehzahländerungskennfeld ist ein zweidimensionales Kennfeld mit einer erforderlichen Antriebskraft Ft, die auf der senkrechten Achse gezeigt ist, und der Fahrzeuggeschwindigkeit V, die auf der waagrechten Achse gezeigt ist. In dem Drehzahländerungskennfeld ist ein Bereich, in dem der MG1 auf den Arretierzustand gesteuert wird, um den fixierten Drehzahländerungsmodus auszuwählen, als ein MG1 Arretierungsbereich definiert. Im Übrigen ist die erforderliche Antriebskraft Ft der erforderliche Wert der Antriebskraft, die auf jede Antriebswelle aufgebracht wird, und sie wird aus dem erforderlichen Antriebskraftkennfeld erhalten, in dem die Fahrzeuggeschwindigkeit V, die durch den Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 14 erfasst wird, und der Beschleunigereröffnungsgrad Acc, der durch den Beschleunigereröffnungssensor 13 erfasst wird, als Parameter verwendet werden. Die ECU 100 führt die MG1-Arretierungssteuerung aus, wenn die Betriebsbedingung des Hybridfahrzeugs 1, die durch die Fahrzeuggeschwindigkeit V und die erforderliche Antriebskraft Ft definiert ist, zu dem fixierten Drehzahländerungsmodus korrespondiert, um dadurch den Drehzahländerungsmodus von dem stufenlosen Drehzahländerungsmodus zu dem fixierten Drehzahländerungsmodus zu ändern.
Nachstehend sind in Bezug auf 8 die Details der MG1-Arretierungssteuerung erläutert. 8 ist ein Ablaufschaubild, das die MG1-Arretierungssteuerung zeigt.
In 8 führt die ECU 100 eine Drehzahlsynchronsteuerung aus (Schritt S101). Nachstehend zeigt die Drehzahlsynchronsteuerung eine Steuerung an, bei der die Drehzahlen des Zugteils 731 des Stellglieds 730 und der Kupplungsplatte 720 synchronisiert werden. Im Übrigen bedeutet der Begriff „synchron“, der nachstehend definiert ist, dass eine Drehzahldifferenz niedriger ist als oder gleich wie ein zulässiger Wert, der nahe null liegt.
Andererseits ist das Zugteil 731 das fixierte Element, das an dem Gehäuse CS fixiert ist, und ist dessen Drehzahl null. Die Drehzahl der Kupplungsplatte 720 ist äquivalent zu jener des Nockens 710 und des Motorgenerators MG1. Daher ist die Drehzahldifferenz zwischen dem Zugteil 731 und der Kupplungsplatte 720, das heißt eine relative Drehzahl Vst, im Wesentlichen äquivalent zu der MG1 Drehzahl Nmg1. Somit reduziert die ECU 100 in dem Schritt S101 die MG1 Drehzahl Nmg1 auf eine Drehzahl, die niedriger ist als oder gleich wie der vorstehend erwähnte zulässige Wert.
Wenn die Drehzahlsynchronsteuerung gestartet ist, beurteilt die ECU 100, ob sich die relative Drehzahl Vst auf einen zulässigen Wert Vstb oder niedriger verringert hat (Schritt S102). Wenn die relative Drehzahl Vst größer ist als der zulässige Wert Vstb (in dem Schritt S102: NEIN), wartet die ECU 100, bis sich die relative Drehzahl Vst auf den zulässigen Wert Vstb oder niedriger verringert hat.
Wenn die relative Drehzahl Vst sich auf den zulässigen Wert Vstb oder niedriger verringert hat (in dem Schritt S102: JA), führt die ECU 100 einen Erregungsstrom zu dem Elektromagneten 732 des Stellglieds 730 durch die Antriebssteuerung der PCU 500 zu (Schritt S103).
Wenn der Erregungsstrom zugeführt wird, wie vorstehend beschrieben ist, wird die Kupplungsplatte 720 zu dem Zugteil 731 angezogen und wird zu dem Zustand übergeführt, in dem sie mit dem Reibteil 733 in Kontakt ist. Die ECU 100 beurteilt, ob die Kupplungsplatte 720 in Kontakt mit dem Reibteil 733 ist (Schritt S104). Während die Kupplungsplatte 720 nicht mit dem Reibteil 733 in Kontakt ist (in Schritt S104: NEIN), wartet die ECU 100 in dem Ablauf. Im Übrigen kann aus einer Elektrifizierungszeitdauer von dem Start der Erregung oder aus einer Drehmomentänderung des Motorgenerators MG1 aufgrund der Trennung der Kupplungsplatte 720 von dem Nocken 710 geschlossen werden, ob der Kontakt mit dem Reibteil 733 vorliegt oder nicht. Als ein einfacheres Verfahren kann ein Positionssensor, der in der Lage ist, die Verlagerung in die entgegengesetzte Richtung der Kupplungsplatte 720 zu erfassen, in der Nähe (Umgebung) der Kupplungsplatte 720 angeordnet sein, so dass man sich auf seine Sensorausgabe beziehen kann.
Wenn die Kupplungsplatte 720 in den Kontaktzustand gesetzt wird, bei dem sie mit dem Reibteil 733 in Kontakt ist (in dem Schritt S104: JA), initialisiert die ECU 100 einen Winkel vor einer Spielbeseitigungssteuerung (Schritt S105). Hier bedeutet die Initialisierung des Winkels vor der Spielbeseitigungssteuerung einen Prozess zum Festlegen eines Anfangswerts eines restlichen (verbleibenden) Ausmaßes kurz nach der Ausbildung (das heißt eine Winkeleinheit nachstehend) des Spiels, das zwischen der Kupplungsplatte 720 und dem Nocken 710 erzeugt wird, wenn eine MG1-Arretierung durch den Arretierungsmechanismus 700 ausgeführt wird. Dieser Anfangswert kann als ein Gestaltungswert im Voraus aufgrund der Struktur des Arretierungsmechanismus 700 bekannt sein, bei der eine relative Phase zwischen dem Nocken 710 und der Kupplungsplatte 720 vor der Ausbildung des Spiels unverändert bleibt. Des Weiteren bleibt, selbst wenn er nicht als der Gestaltungswert bekannt ist, aber er einmal als ein Lernwert erhalten worden ist, der Anfangswert danach unverändert. In dem Ausführungsbeispiel wird es angenommen, dass der Anfangswert durch Experimente im Voraus erhalten wird und in dem ROM als ein fixierter Wert gespeichert ist. Jedoch kann dieser Anfangswert korrigiert werden, falls es erforderlich ist, mittels eines temporären Werts, bis die Kupplungsplatte 720 mit dem Reibteil 733 in Kontakt kommt, oder mittels des Ausmaßes (Größe) des Abstandraums SPALT, der zwischen dem Reibteil 733 und der Kupplungsplatte 720 ausgebildet ist (das heißt ein Hubvolumen, das für die Kupplungsplatte 720 erforderlich ist, um mit dem Reibteil 733 in Kontakt zu kommen).
Wenn die Initialisierung des Winkels vor der Spielbeseitigungssteuerung abgeschlossen ist, wird ein Spielbeseitigungsprozess, der durch die Phasensteuerung des Nockens 710 ausgeführt wird, ausgeführt. Zu dieser Zeit reduziert zunächst die ECU 100 allmählich ein Motordrehmoment Tmg1, das das Drehmoment des Motorgenerators MG1 ist (Schritt S106). Zu dieser Zeit wird die Reduktionsrate des Motordrehmoments Tmg1 auf eine Änderungsrate Vmg1 festgelegt, die im Voraus festgelegt ist. Im Übrigen ist die Änderungsrate Vmg1 ein Wert auf einer Seite mit relativ niedriger Drehzahl, die durch Experimente im Voraus bestimmt ist.
Andererseits wird zu einem Zeitpunkt, zu dem die Kupplungsplatte 720 mit dem Reibteil 733 in Kontakt kommt, die Drehzahl der Kupplungsplatte 720 null und tritt eine Drehzahldifferenz zwischen der Kupplungsplatte 720 und dem Nocken 710 auf. In anderen Worten beginnt zu diesem Zeitpunkt die Verringerung des restlichen Ausmaßes des Spiels zwischen der Kupplungsplatte 720 und dem Nocken 710 von dem Anfangswert. Der Prozess zum allmählichen Reduzieren des Motordrehmoments Tmg1 wird in einer Form ausgeführt, bei der es mit der Verringerung des Spielbeseitigungsausmaßes verringert wird. Im Übrigen wird, wenn die allmähliche Reduktion des Motordrehmoments Tmg1 gestartet wird, die relative Drehzahl zwischen dem Nocken 710 und der Kupplungsplatte 720 ein wenig größer als jene zu dem Kontaktzeitpunkt der Kupplungsplatte 720 und des Reibteils 733.
Wenn die allmähliche Reduktion des Motordrehmoments Tmg1 gestartet ist, schätzt die ECU 100 ein Spielbeseitigungsausmaß G ab (Schritt S107). Im Übrigen ist der maximale Wert des Spielbeseitigungsausmaßes G der Anfangswert, der im Voraus festgelegt ist. Im Übrigen wird das Spielbeseitigungsausmaß G als der Integralwert der Drehzahl des Nockens 710, das heißt als der Integralwert der MG1 Drehzahl Nmg1, berechnet und es hat ein im Wesentlichen 1:1 Verhältnis zu dem tatsächlichen restlichen Spielbeseitigungsausmaß, da es konstant zu dem vorherigen Spielbeseitigungsausmaß G hinzugefügt wird.
Wenn das Spielbeseitigungsausmaß G abgeschätzt wird, beurteilt die ECU 100, ob entweder eine erste Bedingung oder eine zweite Bedingung erfüllt ist, wobei die erste Bedingung als eine Bedingung definiert ist, bei der das abgeschätzte Spielbeseitigungsausmaß G größer ist als oder gleich wie ein Referenzwert G0, der im Voraus festgelegt ist, und die zweite Bedingung als eine Bedingung definiert ist, bei der die relative Drehzahl Vst zwischen der Kupplungsplatte 720 und dem Nocken 710 null ist (Schritt S108). Wenn keine Bedingung erfüllt ist (im Schritt S108: NEIN), führt die ECU 100 den Ablauf zu dem Schritt S106 zurück und wiederholt eine Reihe von Prozessbetrieben. Als Ergebnis reduziert, wenn eine der Bedingungen erfüllt ist (im Schritt S108: JA), die ECU 100 den Erregungsstrom auf einen Haltestrom, der im Voraus festgelegt ist, gemäß der Beurteilung, dass der Spielbeseitigungsprozess abgeschlossen ist und dass die elektromagnetische Kraft des Elektromagneten 732 aufgrund der Selbstarretierwirkung reduziert werden kann, wie vorstehend beschrieben ist (Schritt S109).
Dann reduziert die ECU 100 weiterhin den absoluten Wert des Motordrehmoments Tmg1, um das Reaktionsdrehmoment des Brennkraftmaschinendrehmoments zu dem Arretierungsmechanismus 700 zu übertragen. In diesem Fall wird die Reduktionsgeschwindigkeit des Motordrehmoments Tmg1 auf die Änderungsgeschwindigkeit Vmg2 festgelegt, die ein voreingestellter Wert ist. Zusätzlich ist die Änderungsgeschwindigkeit Vmg2 der Wert, der relativ schnell ist, der durch entsprechende Versuche bestimmt wird, und wird das Verhältnis „Vmg2 > Vmg1“ hergestellt. Insbesondere tritt, wenn das restliche Ausmaß des ausgebildeten Spiels kleiner oder gleich wie ein zulässiger Wert ist, der Drehmomentstoß nicht auf, wenn das Motordrehmoment Tmg1 relativ schnell reduziert wird. In anderen Worten ist der vorstehend erwähnte Referenzwert G0 für das Spielbeseitigungsausmaß G derart festgelegt, dass diese Anforderungen erfüllt sind.
Bei dem vorstehend erwähnten stufenlosen Drehzahländerungsmodus wird das direkte Drehmoment Ter, das auf der Antriebswelle 500 aus dem Brennkraftmaschinendrehmoment Te auftritt, mittels des Reaktionsdrehmoments des Motorgenerators MG1 als das Reaktionselement abgeschätzt. In anderen Worten wird das direkte Drehmoment Tes durch Multiplizieren des Motordrehmoments Tmg1 durch „-1/p“ von der vorstehenden Gleichung (1) von „Tes = -Te × p / (1 + p)“ und der vorstehenden Gleichung (2) von „Ter = Te × 1 / (1 + p)“ gemäß der Annahme abgeschätzt, dass die Drehmomentkomponente Tes, die auf das Sonnenrad S1 (Nocken 710) aus dem Brennkraftmaschinendrehmoment Te aufgebracht wird, gleich wie das Motordrehmoment Tmg1 ist. Somit ist, wenn die Abschätzung des direkten Drehmoments Ter, bei dem das Motordrehmoment MG1 als ein Drehmomentsensor verwendet wird, in dem fixierten Drehzahländerungsmodus fortgesetzt wird, es schwierig, das direkte Drehmoment Ter abzuschätzen, nachdem das Reaktionsdrehmoment zu dem Arretierungsmechanismus 700 übergegangen ist. Als Ergebnis wird das direkte Drehmoment Ter möglicherweise von einem Fahreranforderungsdrehmoment getrennt und verursacht einen Drehmomentstoß.
Somit ändert die ECU 100 ein Verfahren zum Berechnen des direkten Drehmoments Ter parallel zu dem Schritt S110 (Schritt S111). Insbesondere wird das direkte Drehmoment Ter durch Multiplizieren des Brennkraftmaschinendrehmoments Te mit einem fixierten Übersetzungsverhältnis Gr berechnet, das durch das Übersetzungsverhältnis zwischen den Drehelementen des Leistungsverteilungsmechanismus 300 bestimmt ist. Das Drehmoment der Antriebswelle 500 wird bevorzugt für das Fahreranforderungsdrehmoment durch Kompensieren für eine Kürzung des direkten Drehmoments Ter mit dem Motordrehmoment Tmg2 von einem Motorgenerator MG2 aufrechterhalten. Als Ergebnis wird der Drehmomentstoß bei dem Übergang von dem stufenlosen Drehzahländerungsmodus und dem fixierten Drehzahländerungsmodus reduziert und wird eine ruckfreie Änderung in dem Drehzahländerungsmodus realisiert. Wenn der Schritt S110 und der Schritt S111 ausgeführt worden sind, wird die MG1-Arretierungssteuerung beendet.
Nachstehend ist in Bezug auf 9 der Effekt des Ausführungsbeispiels erläutert. 9 ist ein charakteristisches Diagramm, das einen zeitlichen Übergang des Spielbeseitigungsausmaßes bei einer Dauer zum Ausführen der MG1-Arretierungssteuerung in dem Ausführungsbeispiel darstellt.
In 9 ist, wenn der Zeitpunkt, zu der die Kupplungsplatte 720 mit dem Reibteil 733 in Kontakt kommt, ein Referenzzeitpunkt T0 ist, das restliche Ausmaß zu einem Referenzzeitpunkt T0 gleich wie der vorstehend erwähnte Anfangswert. Nach dem Zeitpunkt T0 verringert sich das Spielbeseitigungsausmaß von dem Anfangswert um ein Ausmaß korrespondierend zu der Drehzahldifferenz zwischen der Kupplungsplatte 720 und dem Nocken 710 (das heißt, dies ist eine Drehzahl zwischen der Kupplungsplatte 720 und dem Reibteil 733, bevor die Kupplungsplatte 720 mit dem Reibteil 733 in Kontakt kommt, und die durch die relative Drehzahl Vst definiert ist).
Wenn die Drehzahldifferenz zu gering ist, das heißt wenn die Reduktionsrate des Spielbeseitigungsausmaßes in 9 auf einen außerordentlich kleinen Wert nahe dem Zeitpunkt T0 gehalten wird, wird ein physikalischer Impuls (Stoß) selbst bei der Spielbeseitigung reduziert, aber eine Zeit, die für die MG1-Arretierung erforderlich ist, wird erhöht. Somit wird, wie vorstehend beschrieben ist, die allmähliche Reduktion des Motordrehmoments Tmg1 gestartet und nähert sich das Spielbeseitigungsausmaß schneller null als zu dem Beginn der Spielbeseitigung. Als Ergebnis wird zu einem Zeitpunkt T1 das Spielbeseitigungsausmaß null (das in 9 null ist; jedoch kann es ein Wert sein, der durch Subtrahieren des Referenzwerts G0 von dem Anfangswert erhalten wird, wie vorstehend beschrieben ist).
Wie vorstehend beschrieben ist, wird in dem ersten Ausführungsbeispiel durch Wissen des Spielbeseitigungsausmaßes G zu jeder Zeit die Phasensteuerung des Nockens 710 ausgeführt, um das Spielbeseitigungsausmaß wiederzugeben. Als Ergebnis wird der physikalische Impuls (Stoß), wenn das Spielbeseitigungsausmaß null wird, reduziert und kann bei dem Übergang von dem stufenlosen Drehzahländerungsmodus zu dem fixierten Drehzahländerungsmodus der Übergang zu dem fixierten Drehzahländerungsmodus (das heißt ein Beispiel des „Übergangs zu dem arretierten Zustand des arretieren Elements“ in der vorliegenden Erfindung) effizient ausgeführt werden, während eine Fahrbarkeit und Zuverlässigkeit sichergestellt sind.
Im Übrigen wird in dem Ausführungsbeispiel der Spielbeseitigungsprozess mittels der Phasensteuerung des Nockens 710 ausgeführt. Wenn eine Phasensynchronsteuerung, die die Drehzahl des Nockens 710 berücksichtigt, ausgeführt wird, ist es möglich, effizienter und wirksamer zu dem fixierten Drehzahländerungsmodus überzugehen. Die „Phasensynchronsteuerung“ bedeutet, dass die Drehzahl und die Phase des Nockens 710 gemeinsam zusammenhängend derart gesteuert werden, dass die relative Drehzahl zwischen dem Nocken 710 und der Kupplungsplatte 720 sich nahe null nähert zu einem Zeitpunkt des Endes der Spielbeseitigung. Nachstehend ist in Bezug auf 10 eine Erläuterung des zeitlichen Übergangs des Spielbeseitigungsausmaßes gegeben, wenn die Phasensynchronsteuerung ausgeführt wird. 10 ist ein charakteristisches Diagramm, das einen zeitlichen Übergang des Spielbeseitigungsausmaßes darstellt, wenn die Phasensynchronsteuerung ausgeführt wird. Im Übrigen sind in 10 Abschnitte, die mit jenen von 9 übereinstimmen, mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet und ist deren Erläuterung weggelassen, falls es erforderlich ist.
In 10 nähert sich, wenn die Phasensynchronsteuerung ausgeführt wird, das Spielbeseitigungsausmaß asymptotisch auf null an, exponentiell von dem Zeitpunkt T0 zu dem Zeitpunkt T1, zu dem die Spielbeseitigung abgeschlossen ist. Somit wird der Drehmomentstoß, wenn die Spielbeseitigung beendet (abgeschlossen) wird, außerordentlich gut reduziert.
[Zweites Ausführungsbeispiel]
Nachstehend ist mit Bezug auf 11 eine MG1-Arretierungssteuerung in einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung erläutert. 11 ist ein Ablaufschaubild, das die MG1-Arretierungssteuerung in dem zweiten Ausführungsbeispiel steuert. Im Übrigen sind in 11 Abschnitte, die mit jenen von 8 übereinstimmen, mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet und ist deren Erläuterung weggelassen, falls es erforderlich ist. Des Weiteren ist eine Systemgestaltung in dem zweiten Ausführungsbeispiel äquivalent zu jener des Hybridfahrzeugs 1 in dem ersten Ausführungsbeispiel.
In 11 führt, wenn die Initialisierung des Winkels vor der Spielbeseitigungssteuerung in dem Schritt S105 ausgeführt wird, die ECU 100 den Spielbeseitigungsprozess aus, der durch die Drehzahlsteuerung des Nockens 710 ausgeführt wird (Schritt S201). Wenn der Spielbeseitigungsprozess gestartet wird, wird das Spielbeseitigungsausmaß G abgeschätzt (der Schritt S107), und es wird beurteilt, ob das Spielbeseitigungsausmaß G größer ist als oder gleich wie der Referenzwert G0 ist (Schritt S202). In einer Zeitdauer, in der das Spielbeseitigungsausmaß niedriger ist als der Referenzwert G0 (in Schritt S202: NEIN), wird der Prozess (Ablauf) zu dem Schritt S201 zurückgeführt. Wenn das Spielbeseitigungsausmaß größer als oder gleich wie der Referenzwert G0 ist (in dem Schritt S202: JA), schreitet der Prozess zu dem Schritt S109 voran.
Nachstehend ist in Bezug auf 12 der Effekt der MG1-Arretierungssteuerung in dem zweiten Ausführungsbeispiel, wie vorstehend beschrieben ist, erläutert. 12 ist ein charakteristisches Diagramm, das einen zeitlichen Übergang der Drehzahl des Nockens 710 in einer Dauer zum Ausführen der MG1-Arretierungssteuerung in dem zweiten Ausführungsbeispiel darstellt.
In 12 wird in einer Dauer (Zeitdauer) vor einem Zeitpunkt T4 die Drehzahlsynchronsteuerung in dem Schritt S101 ausgeführt. Es ist angenommen, dass die Drehzahlsynchronsteuerung abgeschlossen ist, dass der Erregungsstrom zu dem Elektromagneten 732 zu dem Zeitpunkt T4 zugeführt wird, und dass die Kupplungsplatte 720 mit dem Reibteil 733 in Kontakt kommt. Es ist insbesondere in dem Ausführungsbeispiel im Voraus definiert, dass der Spielbeseitigungsprozess mittels der Drehzahl der Kupplung 710, das heißt der MG1 Drehzahl Nmg1 ausgeführt wird. Somit ist es möglich, den zulässigen Wert der Drehzahlsynchronsteuerung, wenn die Kupplungsplatte 720 mit dem Reibteil 733 in Kontakt ist, auf einen Wert an einer höheren Drehzahlseite liegend festzulegen im Vergleich zu dem ersten Ausführungsbeispiel.
In anderen Worten wird, wenn die Kupplungsplatte 722 auf einer höheren Drehzahlseite als eine Synchrondrehzahl nahe der Nulldrehzahl fixiert ist und wenn die Drehzahl des Nockens 710 allmählich in der Nähe des zulässigen Werts V0 reduziert wird (zum Beispiel ein Wert von ungefähr 10 U/min), der im Voraus festgelegt ist, während das Spielbeseitigungsausmaß G von diesem Zeitpunkt wiedergegeben wird, dann der Drehmomentstoß, wenn die Spielbeseitigung zu einem Zeitpunkt T5 beendet wird (abgeschlossen wird), bevorzugt reduziert. Zu dieser Zeit wird die Drehzahl des Nockens 710 auf eine niedrige Drehzahlseite kurz vor dem Ende der Spielbeseitigung im Vergleich zu dem Anfang der Spielbeseitigung gesteuert. Somit wird der Drehmomentstoß effizient und wirksam reduziert.
Gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel, das vorstehend beschrieben ist, erhöht sich im Vergleich zu der Phasensteuerung im ersten Ausführungsbeispiel eine Steuerungslast, da die Nockendrehzahl, die eine stärkere Korrelation zu dem Drehmomentstoß aufweist, ein Steuerungsziel ist; jedoch ist sie hinsichtlich der Reduktion des Drehmomentstoßes nützlich.
[Drittes Ausführungsbeispiel]
In dem ersten Ausführungsbeispiel und dem zweiten Ausführungsbeispiel, die vorstehend beschrieben sind, wird der MG1 arretiert (insbesondere wird der MG1 durch das Sonnenrad S1 und den Nocken 710 arretiert), wenn das Hybridantriebsgerät 10 den fixierten Drehzahländerungsmodus anwendet. Jedoch ist die Struktur des Hybridantriebsgeräts beim Erhalten des fixierten Drehzahländerungsmodus nicht auf diese Art des MG1-Arretierens beschränkt. Nachstehend ist in Bezug auf 13 die Struktur eines weiteren Hybridantriebsgeräts erläutert. In 13 ist ein schematisches Gestaltungsschaubild, das konzeptionell die Struktur eines Hybridantriebsgeräts 20 in einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt. Im Übrigen sind in 13 Abschnitte, die mit jenen von 2 übereinstimmen, mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet und ist deren Erläuterung weggelassen, falls es erforderlich ist.
In 13 hat das Hybridantriebsgerät 20 eine Struktur, die von der des Hybridantriebsgeräts 10 verschieden ist, derart, dass es mit einem Leistungsverteilungsmechanismus 800 als ein weiteres Beispiel des „Leistungsübertragungsmechanismus“ der vorliegenden Erfindung anstelle des Leistungsverteilungsmechanismus 300 vorgesehen ist. Der Leistungsverteilungsmechanismus 800 wendet eine Form eines sogenannten Planetengetriebemechanismus der Ravigneauxbauart, die mit einem ersten Planetengetriebemechanismus 810 einer Einzelritzelbauart und einem zweiten Planetengetriebesystem 820 mit einer Doppelritzelbauart vorgesehen ist, als einen Differenzialmechanismus an, der aus einer Vielzahl von Drehelementen hergestellt ist.
Der erste Planetengetriebemechanismus 810 ist mit einem Sonnenrad 811; einem Träger 812; einem Hohlrad 813; und einem Ritzelrad 814 vorgesehen, das mit dem Sonnenrad 811 und dem Hohlrad 813 ineinander greift, und das durch den Träger 812 gehalten wird, um sich um seine Achse in der axialen Richtung zu drehen und um aufgrund der Drehung des Trägers 812 umzulaufen (abzuwälzen). Der Rotor des Motorgenerators MG1 ist mit dem Sonnenrad 811 gekoppelt, die Eingangswelle 400 ist mit dem Träger 812 gekoppelt, und die Antriebswelle 500 ist mit dem Hohlrad 813 gekoppelt.
Der zweite Planetengetriebemechanismus 820 ist mit einem Sonnenrad 821; einem Träger 822; einem Hohlrad 823; und einem Ritzelrad 824 vorgesehen, das mit dem Hohlrad 823 und einem Ritzelrad 825 ineinander greift, das mit dem Sonnenrad 821 eingreift, wobei jedes von den Ritzeln durch den Träger 822 gehalten wird, um sich um deren Achse in der axialen Richtung zu drehen und um aufgrund der Drehung des Trägers 822 umzulaufen (abzuwälzen). Der Nocken 710 (nicht dargestellt) des Bremsmechanismus 700 ist mit dem Sonnenrad 821 gekoppelt. In anderen Worten wirkt in dem Ausführungsbeispiel das Sonnenrad 821 als ein weiteres Beispiel des „arretierten Elements“ der vorliegenden Erfindung.
Wie vorstehend beschrieben ist, ist der Leistungsverteilungsmechanismus 800 mit vier Drehelementen im Gesamten vorgesehen, die eine erste Gruppe von Drehelementen, die aus dem Sonnenrad 811 des ersten Planetengetriebemechanismus 810, dem Sonnenrad 821 (arretierten Element) des zweiten Planetengetriebemechanismus 820, dem Träger 812 des ersten Planetengetriebemechanismus 810 und dem Hohlrad 823 des zweiten Planetengetriebemechanismus 820 gebildet ist, die miteinander gekoppelt sind, und eine zweite Gruppe von Drehelementen ausbilden, die aus dem Hohlrad 813 des ersten Planetengetriebemechanismus 810 und dem Träger 822 des zweiten Planetengetriebemechanismus 820 gebildet ist, die miteinander gekoppelt sind.
Gemäß dem Hybridantriebsgerät 20 definieren, wenn das Sonnenrad 821 in den Arretierzustand kommt und dessen Drehzahl null wird, dann die zweite Gruppe von Drehelementen mit einer Drehzahl, die zu der Fahrzeuggeschwindigkeit V zugehörig ist, und das Sonnenrad 821 die Drehzahl der ersten Gruppe von Drehelementen als das verbleibende (restliche) eine Drehelement. Der Träger 812, der die erste Gruppe von Drehelementen bildet, ist mit der Eingabewelle 400 gekoppelt, die mit der Kurbelwelle 205 der Brennkraftmaschine 200 gekoppelt ist (nicht dargestellt). Somit hat schließlich die Brennkraftmaschinendrehzahl NE der Brennkraftmaschine 200 ein eindeutiges Verhältnis zu der Fahrzeuggeschwindigkeit V und wird der fixierte Drehzahländerungsmodus realisiert. Wie vorstehend beschrieben ist, kann der fixierte Drehzahländerungsmodus in der Gestaltung realisiert werden, die von dem Hybridantriebsgerät 10 verschieden ist. In Übereinstimmung damit kann das Arretierungsziel des Bremsmechanismus 700 geändert werden, falls es erforderlich ist. In einem beliebigen Fall ist es in dem Steuerungsgerät für das Hybridfahrzeug der vorliegenden Erfindung möglich, den Drehmomentstoß bevorzugt zu reduzieren, der bei der Spielbeseitigung auftritt, wenn das arretierte Element zu dem Arretierzustand übergeht.
[Viertes Ausführungsbeispiel]
In dem ersten, zweiten und dritten Ausführungsbeispiel, die vorstehend beschrieben sind, ist das „Arretierungselement“ der vorliegenden Erfindung der Zugteil 731 (Gehäuse CS) als das fixierte Element; jedoch kann das „Arretierungselement“ der vorliegenden Erfindung nicht das fixierte Element sondern das Drehelement sein. Nachstehend ist in Bezug auf 14 die Struktur eines weiteren Hybridantriebsgeräts erläutert. 14 ist ein schematisches Ausgestaltungsschaubild, das konzeptionell die Struktur eines Hybridantriebsgeräts 30 in einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt. Im Übrigen sind in 14 Abschnitte, die mit jenen von 2 übereinstimmen, mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet und ist deren Erläuterung weggelassen, falls es erforderlich ist.
In dem vierten Ausführungsbeispiel ist das Hybridantriebsgerät 30 mit einem Leistungsverteilungsmechanismus 900 als ein weiteres Beispiel des „Leistungsübertragungsmechanismus“ der vorliegenden Erfindung; und einem Getriebemechanismus 1000 vorgesehen.
Der Leistungsverteilungsmechanismus 900 ist ein komplexer Planetengetriebemechanismus mit der Gestaltung, dass zwei Arten von Planetengetriebemechanismen miteinander gekoppelt sind.
Der Leistungsverteilungsmechanismus 900 ist mit dem Planetengetriebemechanismus einer Doppelritzelbauart, die ein Sonnenrad 911 (zum Beispiel ein weiteres Beispiel des „zweiten Drehelements“ der vorliegenden Erfindung), mit dem die Ausgabewelle des Motorgenerators MG2 gekoppelt ist; einen Träger 912, der ein Ritzelrad stützt (dessen Bezugszeichen weggelassen ist), um sich um seine eigene Achse zu drehen und einstückig abzuwälzen, und das physikalisch an dem äußeren Gehäuse des Leistungsverteilungsmechanismus 900 derart fixiert ist, dass es sich nicht drehen kann; ein Hohlrad 913; ein Sonnenrad 914 (das heißt ein weiteres Beispiel des „ersten Drehelements“ der vorliegenden Erfindung), das mit einem von den Eingriffselementen einer Trennkupplung C5 gekoppelt ist, die nachstehend beschrieben ist; ein inneres Ritzelrad, das mit dem Sonnenrad 914 eingreift; ein Hohlrad 916 (das heißt ein weiteres Beispiel des „dritten Drehelements“ der vorliegenden Erfindung), das mit der Eingabewelle 400 gekoppelt ist, die mit der Kurbelwelle 205 der Brennkraftmaschine 200 gekoppelt ist und die sich einstückig mit der Kurbelwelle 205 dreht; ein äußeres Ritzelrad (dessen Bezugszeichen weggelassen ist), das mit dem Hohlrad 916 in Eingriff ist; und einem Träger 915 hat, der jeweils das innere Ritzelrad und das äußere Ritzelrad stützt, so dass sie sich um ihre eigene Achse drehen und einstückig damit abwälzen, und der mit dem vorstehend erwähnten Hohlrad 913 gekoppelt ist und der mit einer Zwischenwelle 1100 gekoppelt ist. Im Übrigen ist jedes der Räder (Zahnräder), die den Leistungsverteilungsmechanismus 900 bilden, ein Beispiel des „Drehelements“ der vorliegenden Erfindung.
Der Übertragungsmechanismus 1000 ist mit einem komplexen Planetengetriebemechanismus, in dem zwei Arten von Planetengetriebemechanismen einer Einzelritzelbauart miteinander gekoppelt sind; und Getriebekupplungen (Übertragungskupplungen) C1 bis C4 vorgesehen.
Einer der Planetengetriebemechanismen in dem Getriebemechanismus 1000 hat ein Sonnenrad 1001, das mit der Ausgabewelle des Motorgenerators MG1 und dem anderen Eingriffselement der Trennkupplung C5 gekoppelt ist; einen Träger 1002, der ein Ritzelrad (dessen Bezugszeichen weggelassen ist) stützt, so dass es sich um seine eigene Achse dreht und einstückig drehen kann; und das mit der Antriebswelle 500 als die Leistungsausgangswelle des Hybridantriebsgeräts 30 gekoppelt ist und das mit einem Eingriffselement von jeder der Getriebekupplungen C3 und C4 gekoppelt ist, die nachstehend beschrieben sind; und ein Hohlrad 1003, das mit einem Eingriffselement der Getriebekupplung C2, die nachstehend beschrieben ist, und dem weiteren Eingriffselement der Getriebekupplung C4 gekoppelt ist.
Der andere Planetengetriebemechanismus in dem Getriebemechanismus 1000 hat ein Sonnenrad 1004, das mit dem vorstehend erwähnten Träger 915 gekoppelt ist; einen Träger 1005, der ein Ritzelrad (dessen Bezugszeichen weggelassen ist) stützt, so dass es sich um seine eigene Achse drehen kann und einstückig damit drehen kann, und das mit der Antriebswelle 500 gekoppelt ist (zwangsläufig mit dem Träger 1002 gekoppelt ist) und das mit dem einen Eingriffselement von jeder der Kupplungen C3 und C4 wie in dem Träger 1002 gekoppelt ist; und ein Hohlrad 1006, das mit einem Eingriffselement der Getriebekupplung C1, die nachstehend beschrieben ist, und dem weiteren Eingriffselement der Getriebekupplung C3 gekoppelt ist.
Die Getriebekupplung C1 ist ein Klauenkupplungsmechanismus als ein weiteres Beispiel des „Arretierungsmechanismus“ der vorliegenden Erfindung. Die Getriebekupplung C1 ist mit zwei Kupplungsplatten vorgesehen, die gegenüberliegend zueinander angeordnet sind und in denen Klauenzähne, die miteinander eingreifen können, an jeder der gegenüberliegenden Flächen ausgebildet sind, als ein weiteres Beispiel des „ersten Eingriffselements“ und des „zweiten Eingriffselements“ der vorliegenden Erfindung. Eine der Kupplungsplatten der Getriebekupplungen C1 ist mit dem Hohlrad 1006 gekuppelt und die andere Kupplungsplatte ist physikalisch fixiert. Da die Getriebekupplung C1 dadurch in Eingriff gebracht wird, dass die Klauenzähne der Kupplungsplatten miteinander eingreifen, ist eine Drehzahlsynchronisierung bei dem Eingriff erforderlich (im Übrigen ist streng genommen auch die Phasensynchronisierung der Kupplungszähne erforderlich; jedoch ist sie nachstehend weggelassen). Insbesondere ist in der Getriebekupplung C1 die andere Kupplungsplatte physikalisch fixiert und ist deren Drehzahl null. Somit ist bei dem Eingriff die Drehzahlsynchronsteuerung zum Festlegen der Drehzahl des Hohlrads 1006 auf den Wert null erforderlich. Im Übrigen wird bei dem Eingriff der Kupplungsplatten die Kupplungsplatte auf der Seite des Hohlrads 1006 zu der Kupplungsplatte auf der fixierten Seite in dem Zustand der Drehzahlsynchronisierung bewegt. Eine Antriebskraft, die erforderlich ist, um die Kupplungsplatte zu bewegen, wird von einem nicht dargestellten Antriebssystem zugeführt, das elektrisch mit der ECU 100 verbunden ist und das durch die ECU 100 ausgezeichnet gesteuert wird. Zu dem wird, wenn die Getriebekupplung C1 einen Eingriffszustand anwendet, bei dem die Kupplungsplatten miteinander in Eingriff sind, die Drehzahl des Hohlrads 1006 null und ist die Drehzahl des Trägers 1005 eindeutig der Fahrzeuggeschwindigkeit zugeordnet. Somit ist die Drehzahl des Sonnenrads 1004, das das restliche eine Drehelement ist, eindeutig definiert. Andererseits ist, obwohl das Sonnenrad 1005 mit dem Hohlrad 913 über den Träger 915 gekoppelt ist, der Träger 912 physikalisch fixiert. Somit wird, wenn die Übertragungskupplung C1 in dem Eingriffszustand ist, die Drehzahl Nmg2 des MG2 eindeutig in Übereinstimmung mit der Fahrzeuggeschwindigkeit gebracht.
Die Getriebekupplung C2 ist ein Klauenkupplungsmechanismus als ein weiteres Beispiel des „Arretierungsmechanismus“ der vorliegenden Erfindung. Die Getriebekupplung C2 ist mit zwei Kupplungsplatten vorgesehen, die gegenüberliegend zueinander angeordnet sind und bei denen Kupplungszähne, die miteinander eingreifen können, an jeweiligen Flächen der gegenüberliegenden Flächen ausgebildet sind, als ein weiteres Beispiel des „ersten Eingriffselements“ und des „zweiten Eingriffselements“ der vorliegenden Erfindung. Eine der Kupplungsplatten der Getriebekupplung C2 ist mit dem Hohlrad 1003 gekoppelt und die andere Kupplungsplatte ist physikalisch fixiert. Da die Getriebekupplung C2 dadurch in Eingriff gebracht wird, dass die Klauenzähne der Kupplungsplatten miteinander eingreifen, ist die Drehzahlsynchronisierung bei dem Eingriff erforderlich (im Übrigen ist streng genommen auch die Phasensynchronisierung der Klauenzähne erforderlich; jedoch ist diese nachstehend weggelassen). Insbesondere ist bei der Getriebekupplung C2 die andere Kupplungsplatte physikalisch fixiert und ist deren Drehzahl null. Somit ist bei dem Eingriff die Drehzahlsynchronsteuerung zum Festlegen der Drehzahl des Hohlrads 1003 auf den Wert null erforderlich. Im Übrigen wird bei dem Eingriff der Kupplungsplatten die Kupplungsplatte auf der Seite des Hohlrads 1003 zu der Kupplungsplatte auf der fixierten Seite in dem Zustand der Drehzahlsynchronisierung bewegt. Eine Antriebskraft, die erforderlich ist, um die Kupplungsplatte zu bewegen, wird durch ein nicht dargestelltes Antriebssystem zugeführt, das elektrisch mit der ECU 100 verbunden ist und das ausgezeichnet durch die ECU 100 gesteuert wird. Zudem wird, wenn die Getriebekupplung C2 den Eingriffszustand anwendet, bei dem die Kupplungsplatten miteinander in Eingriff sind, die Drehzahl des Hohlrads 1003 null und ist die Drehzahl des Trägers 1002 eindeutig der Fahrzeuggeschwindigkeit zugeordnet. Somit ist die Drehzahl des Sonnenrads 1003, das das restliche eine Drehelement ist, eindeutig definiert. Andererseits ist das Sonnenrad 1001 mit dem MG1 gekoppelt. Somit ist, wenn die Getriebekupplung C2 in dem Eingriffszustand ist, die Drehzahl Nmg1 des MG1 eindeutig in Übereinstimmung mit der Fahrzeuggeschwindigkeit gebracht.
Die Getriebekupplung C3 ist ein Klauenkupplungsmechanismus als ein weiteres Beispiel des „Arretierungsmechanismus“ der vorliegenden Erfindung. Die Getriebekupplung C2 ist mit zwei Kupplungsplatten vorgesehen, die gegenüberliegend zueinander angeordnet sind und bei denen Klauenkupplungszähne, die miteinander eingreifen können, an jeder Fläche der gegenüberliegenden Fläche ausgebildet sind, als ein weiteres Beispiel des „ersten Eingriffselements“ und des „zweiten Eingriffselements“ der vorliegenden Erfindung. Eine der Kupplungsplatten der Getriebekupplung C3 ist mit den Trägern 1002 und 1005 gekoppelt und die andere Kupplungsplatte ist an dem Hohlrad 1006 fixiert. Da die Getriebekupplung C2 dadurch in Eingriff gebracht wird, dass die Klauenzähne der Kupplungsplatte miteinander eingreifen, ist die Drehzahlsynchronisierung bei dem Eingriff erforderlich (im Übrigen ist streng genommen auch die Phasensynchronisierung der Klauenzähne erforderlich; jedoch ist diese nachstehend weggelassen). Im Übrigen wird bei dem Eingriff der Kupplungsplatten die Kupplungsplatte auf der Seite des Hohlrads 1006 zu der Kupplungsplatte auf der Trägerseite in dem Zustand der Drehzahlsynchronisierung bewegt. Eine Antriebskraft, die erforderlich ist, um die Kupplungsplatte zu bewegen, wird durch ein nicht dargestelltes Antriebssystem zugeführt, das elektrisch mit der ECU 100 verbunden ist und das durch die ECU 100 ausgezeichnet gesteuert wird. Zudem sind, wenn die Getriebekupplung C3 den Eingriffszustand anwendet, bei dem die Kupplungsplatten in Eingriff sind, die Drehzahl des Hohlrads 1006 und die Drehzahl des Trägers 1005 gleich groß wie die Drehzahl der Antriebswelle 500. Somit ist die Drehzahl des Sonnenrads 1004, das das restliche eine Drehelement ist, auch gleich wie die Drehzahl der Antriebswelle 500.
Die Getriebekupplung C4 ist ein Klauenkupplungsmechanismus als ein weiteres Beispiel des „Arretierungsmechanismus“ der vorliegenden Erfindung. Die Getriebekupplung C4 ist mit zwei Kupplungsplatten vorgesehen, die gegenüberliegend zueinander angeordnet sind und bei denen Klauenkupplungszähne, die miteinander eingreifen können, an jeder Fläche der gegenüberliegenden Fläche ausgebildet sind, als ein weiteres Beispiel des „ersten Eingriffselements“ und des „zweiten Eingriffselement“ der vorliegenden Erfindung. Eine der Kupplungsplatten der Getriebekupplung C4 ist mit den Trägern 1002 und 1005 gekoppelt und die andere Kupplungsplatte ist an dem Hohlrad 1003 fixiert. Da die Getriebekupplung C2 dadurch in Eingriff gebracht wird, dass die Klauenzähne der Kupplungsplatten miteinander eingreifen, ist die Drehzahlsynchronisierung bei dem Eingriff erforderlich (im Übrigen ist strenggenommen auch die Phasensynchronisierung der Klauenzähne erforderlich; jedoch ist diese nachstehend weggelassen). Im Übrigen wird bei dem Eingriff der Kupplungsplatten die Kupplungsplatte auf der Seite des Hohlrads 1003 zu der Kupplungsplatte auf der Trägerseite in dem Zustand der Drehzahlsynchronisierung hin bewegt. Eine Antriebskraft, die erforderlich ist, um die Kupplungsplatte zu bewegen, wird durch ein nicht dargestelltes Antriebssystem zugeführt, das elektrisch mit der ECU 100 verbunden ist und das durch die ECU 100 ausgezeichnet gesteuert wird. Zudem sind, wenn die Getriebekupplung C4 den Eingriffszustand anwendet, bei dem die Kupplungsplatten in Eingriff sind, die Drehzahl des Hohlrads 1003 und die Drehzahl des Trägers 1002 gleich groß wie die Drehzahl der Antriebswelle 500. Somit ist die Drehzahl des Sonnenrads 1001, das das restliche eine Drehelement ist, auch gleich wie die Drehzahl der Antriebswelle 500.
Im Übrigen werden sowohl die Getriebekupplung C2 als auch die Getriebekupplung C4 nicht gleichzeitig in den Eingriffszustand gebracht und werden sowohl die Getriebekupplung C1 als auch die Getriebekupplung C3 nicht gleichzeitig in einen Eingriffszustand gebracht.
Das Hybridantriebssystem 30 ist mit der Trennkupplung C5 vorgesehen. Die Trennkupplung C5 ist ein Klauenkupplungsmechanismus als ein weiteres Beispiel des „Arretierungsmechanismus“ der vorliegenden Erfindung. Die Trennkupplung C5 ist ein Eingriffsgerät, das mit zwei Kupplungsplatten, die gegenüberliegend zueinander vorgesehen sind und bei denen Kupplungszähne, die miteinander eingreifen können, an jeder Fläche der gegenüberliegenden Fläche ausgebildet sind, als die Eingriffselemente vorgesehen ist. Eine der Kupplungsplatten der Trennkupplung C5 ist mit dem Sonnenrad 914 gekoppelt und die andere Kupplungsplatte ist an dem Hohlrad 1001 des Getriebemechanismus 1000 fixiert. Da die Trennkupplung C5 dadurch in Eingriff gebracht wird, dass die Kupplungszähne der Kupplungsplatten miteinander eingreifen, ist die Drehzahlsynchronisierung bei dem Eingriff erforderlich (insbesondere ist strenggenommen die Phasensynchronisierung der Klauenzähne auch erforderlich; jedoch ist diese nachstehend weggelassen). Im Übrigen wird bei dem Eingriff der Kupplungsplatten die Kupplungsplatte auf der Seite des Sonnenrads 1001 zu der Kupplungsplatte auf der Seite des Sonnenrads 914 in dem Zustand der Drehzahlsynchronisierung hin bewegt. Eine Antriebskraft, die erforderlich ist, um die Kupplungsplatte zu bewegen, wird durch ein nicht dargestelltes Antriebssystem zugeführt, das elektrisch mit der ECU 100 verbunden ist und das durch die ECU 100 ausgezeichnet gesteuert wird. Zudem ist, wenn die Getriebekupplung C5 den Eingriffszustand anwendet, bei dem die Kupplungsplatten in Eingriff sind, die Drehzahl des Sonnenrads 1001 gleich wie die Drehzahl des Sonnenrads 914.
Das Hybridantriebsgerät 30 ist des Weiteren mit einer Bremse B1 vorgesehen. Die Bremse B1 ist eine Eingriffsvorrichtung einer nassen Reibeingriffsbauart mit mehreren Platten, bei der eine ihrer Bremsplatten physikalisch fixiert ist. Die andere Bremsplatte der Bremse B1 ist mit der Drehwelle des MG1 gekoppelt. In einem Zustand, in dem die Bremsplatten der Bremse B1 miteinander in Eingriff sind, wird die Drehung des MG1 blockiert und wird das sogenannte MG-Arretieren realisiert. Im Übrigen ist ein Antriebssystem zum Antreiben der Bremse B1 elektrisch mit der ECU 100 verbunden und wird durch die ECU 100 ausgezeichnet gesteuert.
Die Struktur des Hybridantriebsgeräts 30, das vorstehend beschrieben ist, ist ein Beispiel eines sogenannten Multimodushybridfahrzeugs. Aufgrund der Steuerung des Eingriffszustands jeder Getriebekupplung ist es möglich, eine Vielzahl von Getriebestufen oder Gangstufen zu realisieren, während wahlweise das Reaktionselement und das Ausgabeelement zwischen dem MG1 und dem MG2 geändert werden. Zu dieser Zeit ist jede Getriebekupplung der Klauenkupplungsmechanismus und ist bei dem abschließenden Eingriff wie in dem ersten, zweiten und dritten Ausführungsbeispiel der Spielbeseitigungsprozess in der Drehrichtung der Klauenzähne erforderlich. Somit ist es möglich, die verschiedenen Spielbeseitigungsprozesse wie jene in dem ersten, zweiten und dritten Ausführungsbeispiel, die vorstehend beschrieben sind, anzuwenden.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorstehend erwähnten Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern es können verschiedene Änderungen gemacht werden, ohne von dem Schutzumfang der Erfindung abzuweichen, der in den Ansprüchen definiert ist.
Bezugszeichenliste

1: Hybridfahrzeug
10: Hybridantriebsgerät
20: Hybridantriebsgerät (zweites Ausführungsbeispiel)
30: Hybridantriebsgerät (drittes Ausführungsbeispiel)
100: ECU
200: Brennkraftmaschine
205: Kurbelwelle
300: Leistungsverteilungsmechanismus
310: Sonnenradwelle
S1: Sonnenrad
C1: Träger
R1: Hohlrad
MG1: Motorgenerator
MG2: Motorgenerator
400: Eingabewelle
500: Antriebswelle
600: Reduktionsgetriebemechanismus
700: Arretierungsmechanismus
800: Leistungsverteilungsmechanismus (drittes Ausführungsbeispiel)
900: Leistungsverteilungsmechanismus (viertes Ausführungsbeispiel)
1000: Getriebemechanismus (viertes Ausführungsbeispiel)

Gewerbliche Anwendbarkeit
Die vorliegende Erfindung kann zum Steuern eines Hybridfahrzeugs angewandt werden, das mit einem Arretierungsmechanismus vorgesehen ist, bei dem eine Spielbeseitigung bei dem Arretieren eines Drehelements erforderlich ist und der eine Vielzahl von Leistungsübertragungsmodi durch Arretieren des Drehelements anwenden kann.

Claims

Steuerungsgerät (100) für ein Hybridfahrzeug, wobei das Hybridfahrzeug Folgendes aufweist: Leistungszufuhrelemente einschließlich zumindest eines ersten Elektromotors (MG1), eines zweiten Elektromotors (MG2) und einer Brennkraftmaschine (200); einen Leistungsübertragungsmechanismus (300, 800, 900), der eine Vielzahl von Drehelementen aufweist, die gemeinsam eine Differenzialdrehung ausführen können, und der ein erstes Drehelement (S1), das mit dem ersten Elektromotor (MG1) gekoppelt ist, ein zweites Drehelement (R1), das mit dem zweiten Elektromotor (MG2) gekoppelt ist, und ein drittes Drehelement (C1) aufweist, das mit der Brennkraftmaschine (200) gekoppelt ist, wobei der Leistungsübertragungsmechanismus (300, 800, 900) eine Leistungsübertragung zwischen einer Antriebswelle (500), die mit einer Achswelle (SFL, SFR) gekoppelt ist, und den Leistungszufuhrelementen in Übereinstimmung mit einem Leistungsübertragungsmodus ausführt, der in Übereinstimmung mit einem Zustand von jedem der Vielzahl von Drehelementen bestimmt ist; und einen Eingriffsmechanismus (700), der ein erstes Eingriffselement (710), das mit einem zu arretierenden Element als eines der Vielzahl von Drehelementen gekoppelt ist, ein zweites Eingriffselement (720), das zu dem ersten Eingriffselement (710) gegenüberliegend ist und mit dem ersten Eingriffselement (710) eingreifen kann und das mit einem fixierten Element (CS), das sich nicht drehen kann, oder einem Arretierungselement (731) als ein Drehelement gekoppelt ist, das von dem zu arretierenden Element der Vielzahl von Drehelementen verschieden ist, und eine Antriebsvorrichtung (730) aufweist, die in der Lage ist, das erste Eingriffselement (710) oder das zweite Eingriffselement (720) in eine Richtung entgegengesetzt zu dem zweiten Eingriffselement (720) oder dem ersten Eingriffselement (710) anzutreiben, wobei der Eingriffsmechanismus (700) in der Lage ist, den Zustand des zu arretierenden Elements zwischen (1) einem Arretierzustand, in dem das zu arretierende Element mit dem fixierten Element (CS) oder dem Arretierungselement (731) eingreift und der durch Beseitigen eines Spiels, das zwischen dem ersten Eingriffselement (710) und dem zweiten Eingriffselement (720) in deren Drehrichtung ausgebildet ist, realisiert wird, um das erste Eingriffselement (710) und das zweite Eingriffselement (720) in der Drehrichtung in einer Situation in Kontakt zu bringen, in der das erste Eingriffselement (710) und das zweite Eingriffselement (720) mit dem zu arretierenden Element und dem fixierten Element (CS) oder dem Arretierungselement (731) gekoppelt sind, und (2) einem Freigabezustand zu ändern, in dem das zu arretierende Element von dem fixierten Element (CS) oder dem Arretierungselement (731) freigegeben ist, wobei das Steuerungsgerät (100) Folgendes aufweist: eine erste Steuerungsvorrichtung zum Steuern eines Leistungszufuhrelements korrespondierend zu dem zu arretierenden Element aus den Leistungszufuhrelementen derart, dass das zu arretierende Element und das fixierte Element (CS) oder das Arretierungselement (731) in einem Drehzahlsynchronzustand in Erwiderung auf eine Arretierungsanforderung sind, um das zu arretierende Element in den Arretierzustand zu setzen; eine zweite Steuerungsvorrichtung zum Steuern der Antriebsvorrichtung (730) derart, dass das erste Eingriffselement (710) oder das zweite Eingriffselement (720) in die entgegengesetzte Richtung angetrieben wird, um das Spiel auszubilden, wenn das zu arretierende Element und das fixierte Element (CS) oder das Arretierungselement (731) in dem Drehzahlsynchronzustand sind; und eine dritte Steuerungsvorrichtung zum Steuern des einen Leistungszufuhrelements in Übereinstimmung mit einem restlichen Ausmaß des ausgebildeten Spiels derart, dass sich das erste Eingriffselement (710) in eine Richtung zum Beseitigen des ausgebildeten Spiels in einer Situation dreht, in der das Spiel ausgebildet ist, und derart, dass ein Impuls, wenn das erste Eingriffselement (710) mit dem zweiten Eingriffselement (720) in Kontakt kommt, reduziert wird.
Steuerungsgerät (100) für das Hybridfahrzeug nach Anspruch 1, wobei der Eingriffsmechanismus (700) gestaltet ist, um einen Drehzahländerungsmodus zum Definieren eines Getriebeübersetzungsverhältnisses, das ein Verhältnis zwischen einer Drehzahl der Antriebswelle (500) und einer Drehzahl der Brennkraftmaschine (200) ist, zwischen einem stufenlosen Drehzahländerungsmodus, in dem das Getriebeübersetzungsverhältnis korrespondierend zu einem Fall, in dem das zu arretierende Element in dem Freigabezustand ist, kontinuierlich veränderlich ist, und einem fixierten Drehzahländerungsmodus zu ändern, in dem das Getriebeübersetzungsverhältnis korrespondierend zu einem Fall, in dem das zu arretierende Element in dem Arretierzustand ist, fixiert ist.
Steuerungsgerät (100) für das Hybridfahrzeug nach Anspruch 1, wobei die dritte Steuerungsvorrichtung eine Drehzahl des einen Leistungszufuhrelements in Übereinstimmung mit einem restlichen Ausmaß des ausgebildeten Spiels steuert.
Steuerungsgerät (100) für das Hybridfahrzeug nach Anspruch 3, wobei die dritte Steuerungsvorrichtung die Drehzahl des einen Leistungszufuhrelements derart steuert, dass eine relative Drehung zwischen dem ersten Eingriffselement (710) und dem zweiten Eingriffselement (720) in Übereinstimmung mit einer Reduktion des restlichen Ausmaßes reduziert wird.
Steuerungsgerät (100) für das Hybridfahrzeug nach Anspruch 3, wobei der Eingriffsmechanismus (700) ein Nockenarretiermechanismus (700) ist, der einen Nocken (710) als das erste Eingriffselement (710); ein Kupplungselement (720) als das zweite Eingriffselement (720), das zu dem Nocken (710) in einer Situation gegenüberliegend ist, in der ein vorbestimmtes Leistungsübertragungsbauteil zwischen dem Kupplungselement (720) und dem Nocken (710) angeordnet ist, und das von dem fixierten Element (CS) oder dem Arretierungselement (731) in einem Anfangszustand getrennt ist; und ein Stellglied (730) als die Antriebsvorrichtung (730) aufweist, die in der Lage ist, eine Antriebskraft zum Fixieren des Kupplungselements (720) an dem fixierten Element (CS) oder dem Arretierungselement (731) auf das Kupplungselement (720) aufzubringen, und bei dem das Spiel korrespondierend zu einem beweglichen Bereich des Leistungsübertragungsbauteils in der Drehrichtung dadurch ausgebildet ist, dass das Kupplungselement (720) an dem fixierten Element (CS) oder dem Arretierungselement (731) in dem Drehzahlsynchronzustand fixiert ist, und die dritte Steuerungsvorrichtung die Drehzahl des einen Leistungszufuhrelements mittels eines Ausmaßes des Spiels zu einer Zeit, zu der das Kupplungselement (720) an dem fixierten Element (CS) oder dem Arretierungselement (731) fixiert ist, als einen Referenzwert des restlichen Ausmaßes steuert.
Steuerungsgerät (100) für das Hybridfahrzeug nach Anspruch 1, wobei die dritte Steuerungsvorrichtung eine Phase des einen Leistungszufuhrelements in Übereinstimmung mit einem restlichen Ausmaß des ausgebildeten Spiels steuert.
Steuerungsgerät (100) für das Hybridfahrzeug nach Anspruch 6, wobei der Eingriffsmechanismus (700) ein Nockenarretiermechanismus (700) ist, der einen Nocken (710) als das erste Eingriffselement (710); ein Kupplungselement (720) als das zweite Eingriffselement (720), das zu dem Nocken (710) in einer Situation gegenüberliegend ist, in der ein vorbestimmtes Leistungsübertragungsbauteil zwischen dem Kupplungselement (720) und dem Nocken (710) angeordnet ist, und das von dem fixierten Element (CS) oder dem Arretierungselement (731) in einem Anfangszustand getrennt ist; und ein Stellglied (730) als die Antriebsvorrichtung (730) aufweist, die in der Lage ist, eine Antriebskraft zum Fixieren des Kupplungselements (720) an dem fixierten Element (CS) oder dem Arretierungselement (731) auf das Kupplungselement (720) aufzubringen, und bei dem das Spiel korrespondierend zu einem beweglichen Bereich des Leistungsübertragungsbauteils in der Drehrichtung dadurch ausgebildet ist, dass das Kupplungselement (720) an dem fixierten Element (CS) oder dem Arretierungselement (731) in dem Drehzahlsynchronzustand fixiert ist, und die dritte Steuerungsvorrichtung die Phase des einen Leistungszufuhrelements mittels eines Ausmaßes des Spiels zu einer Zeit, zu der das Kupplungselement (720) an dem fixierten Element (CS) oder dem Arretierungselement (731) fixiert ist, als einen Referenzwert des restlichen Ausmaßes steuert.
Steuerungsgerät (100) für das Hybridfahrzeug nach Anspruch 1, das des Weiteren Folgendes aufweist: eine Spezifizierungsvorrichtung zum Spezifizieren eines Fahreranforderungsdrehmoments als die Leistung, die zu der Antriebswelle (500) auszugeben ist; und eine vierte Steuerungsvorrichtung zum Steuern der Leistungszufuhrelemente derart, dass ein Drehmoment als die Leistung, die zu der Antriebswelle (500) zu einer Zeit zugeführt wird, zu der das zu arretierende Element von dem Freigabezustand zu dem Arretierzustand übergeht, nicht getrennt wird in Bezug auf das spezifizierte Fahreranforderungsdrehmoment.