DE112011102170T5 - Steuerungsvorrichtung - Google Patents

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Abstract

Es wird eine Steuerungsvorrichtung für eine drehende elektrische Maschine gewünscht, die in der Lage ist, eine Wellentorsionsschwingung, die in einem Leistungsübertragungssystem eines Fahrzeugs erzeugt wird, ohne Aufhebung bzw. Löschung eines Störungsdrehmoments, wie beispielsweise eines Fahrwiderstandsdrehmoments und eines Bremsdrehmoments, zu unterdrücken. Die Steuerungsvorrichtung für eine drehende elektrische Maschine umfasst: eine Externe-Eingabe-Schätzeinrichtung (41), die eine Schwingungskomponente eines Leistungsübertragungssystems reduziert und ein Übertragungssystemeingabedrehmoment Tin auf der Grundlage einer Drehgeschwindigkeit ωm der Drehgeschwindigkeit schätzt, und die ein externes Eingabedrehmoment Tw schätzt, indem ein Ausgabedrehmoment Tm der drehenden elektrischen Maschine subtrahiert wird; eine Schwingungsarme-Geschwindigkeit-Berechnungseinrichtung (42), die eine schwingungsarme Drehgeschwindigkeit ωm^ auf der Grundlage des externen Eingabedrehmoments Tw und eines erforderlichen Fahrzeugdrehmoments Tr berechnet; eine Drehgeschwindigkeitssteuerungseinrichtung (43), die einen Rückkopplungsdrehmomentbefehlswert Tp berechnet, der die Drehgeschwindigkeit ωm der drehenden elektrischen Maschine auf die schwingungsarme Drehgeschwindigkeit ωm^ abstimmt; und eine Drehmomentbefehlswertberechnungseinrichtung (44), die einen Ausgabedrehmomentbefehlswert Tmo berechnet.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuerungsvorrichtung, die eine drehende elektrische Maschine steuert, die in einem Leistungsübertragungssystem von einer Antriebskraftquelle für ein Fahrzeug zu Rädern bereitgestellt ist und als eine Antriebskraftquelle dient.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Als die vorstehend beschriebene Steuerungsvorrichtung offenbart die japanische Patentanmeldung Nr. JP-A-2001-28809 (Patentdruckschrift 1), die nachstehend genannt ist, beispielsweise eine nachstehend beschriebene Schwingungsunterdrückungssteuerungsvorrichtung. Die Schwingungsunterdrückungssteuerungsvorrichtung führt eine Schwingungsunterdrückungssteuerung aus, in der eine Wellentorsionsschwingung, die in einem Leistungsübertragungssystem erzeugt wird, unterdrückt wird, indem ein Ausgabedrehmoment einer drehenden elektrischen Maschine gesteuert wird, wenn ein Fahrzeug gestartet wird, das die drehende elektrische Maschine als eine Antriebskraftquelle der drehenden elektrischen Maschine umfasst. In dem Verfahren gemäß der Patentdruckschrift 1 wird ein Störungsdrehmoment auf der Grundlage des Ausgabedrehmoments der drehenden elektrischen Maschine und der Drehgeschwindigkeit bzw. Drehzahl der drehenden elektrischen Maschine geschätzt, wobei das geschätzte Störungsdrehmoment mit einer Steuerungsverstärkung multipliziert wird, um ein Steuerungsdrehmoment zu berechnen. Dann wird in dem Verfahren gemäß der Patentdruckschrift 1 das Steuerungsdrehmoment zu einem erforderlichen Drehmoment addiert, um einen Drehmomentbefehlswert für die drehende elektrische Maschine zu berechnen. Folglich wird in dem Verfahren gemäß der Patentdruckschrift 1 der Drehmomentbefehlswert vergrößert und verkleinert, um das Störungsdrehmoment aufzuheben bzw. zu löschen.
  • In dem Verfahren gemäß der Patentdruckschrift 1 wird eine Schwingung unterdrückt, indem das Störungsdrehmoment aufgehoben bzw. ausgelöscht wird. In dem Fall, bei dem das Störungsdrehmoment ein Fahrwiderstandsdrehmoment, wie beispielsweise ein Steigungswiderstand, ein Luftwiderstand und ein Reifenreibungswiderstand, ein Bremsdrehmoment usw. ist, kann jedoch eine Beschleunigung und Verzögerung des Fahrzeugs unabhängig von dem Fahrzustand oder einer Bremsbetätigung variieren, wenn ein derartiges Störungsdrehmoment aufgehoben bzw. ausgelöscht wird, was ein Unbehangen für einen Fahrer verursacht.
  • [Druckschriften gemäß dem Stand der Technik]
  • [Patentdruckschriften]
    • Patentdruckschrift 1: Japanische Patentanmeldung Nr. JP-A-2001-28809
  • OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
  • [Durch die Erfindung zu lösende Aufgabe]
  • Es ist somit eine Steuerungsvorrichtung für eine drehende elektrische Maschine gewünscht, die in der Lage ist, eine Wellentorsionsschwingung zu unterdrücken, die in einem Leistungsübertragungssystem eines Fahrzeugs erzeugt wird, ohne ein Störungsdrehmoment, wie beispielsweise ein Fahrwiderstandsdrehmoment und ein Bremsdrehmoment, aufzuheben bzw. auszulöschen.
  • [Mittel zur Lösung der Aufgabe]
  • Die vorliegende Erfindung stellt eine Steuerungsvorrichtung bereit, die eine drehende elektrische Maschine steuert, die in einem Leistungsübertragungssystem von einer Antriebskraftquelle für ein Fahrzeug zu Rädern bereitgestellt ist und als die Antriebskraftquelle dient. Die Steuerungsvorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass sie umfasst: eine Externe-Eingabe-Schätzeinrichtung, die eine Schwingungskomponente einer Drehgeschwindigkeit bzw. Drehzahl des Leistungsübertragungssystems bei einer Drehgeschwindigkeit bzw. Drehzahl der drehenden elektrischen Maschine reduziert bzw. verringert und ein Übertragungssystemeingangsdrehmoment, das ein Drehmoment ist, das dem Leistungsübertragungssystem eingegeben wird, auf der Grundlage der Drehgeschwindigkeit bzw. Drehzahl der drehenden elektrischen Maschine schätzt und das ein externes Eingabedrehmoment, das von den Rädern zu dem Leistungsübertragungssystem eingegeben wird, schätzt, indem zumindest ein Ausgabedrehmoment der drehenden elektrischen Maschine von dem Übertragungssystemeingabedrehmoment subtrahiert wird; eine Schwingungsarme-Geschwindigkeit-Berechnungseinrichtung, die eine schwingungsarme Drehgeschwindigkeit bzw. schwingungsarme Drehzahl, die eine Drehgeschwindigkeit bzw. eine Drehzahl ist, die durch Reduzieren bzw. Verringern einer Schwingungskomponente erhalten wird, die in der Drehgeschwindigkeit der drehenden elektrischen Maschine erzeugt wird, auf der Grundlage des externen Eingabedrehmoments und eines erforderlichen Fahrzeugdrehmoments berechnet, das ein Drehmoment ist, das zum Antreiben der Räder erforderlich ist; eine Drehgeschwindigkeitssteuerungseinrichtung, die ein Rückkopplungsbefehlsdrehmoment berechnet, das die Drehgeschwindigkeit der drehenden elektrischen Maschine auf die schwingungsarme Drehgeschwindigkeit abstimmt; und eine Drehmomentbefehlswertberechnungseinrichtung, die einen Ausgabedrehmomentbefehlswert, der ein Befehlswert des Ausgabedrehmoments der drehenden elektrischen Maschine ist, auf der Grundlage des erforderlichen Fahrzeugdrehmoments und des Rückkopplungsbefehlsdrehmoments berechnet.
  • Der Ausdruck ”drehende elektrische Maschine”, wie er hier verwendet wird, bezieht sich auf ein beliebiges Element aus einem Motor (elektrischer Motor), einem Generator (elektrischer Generator) und einem Motorgenerator, der sowohl als ein Motor als auch als ein Generator fungiert, wie es erforderlich ist.
  • Gemäß der charakteristischen Konfiguration kann, auch wenn die Drehgeschwindigkeit der drehenden elektrischen Maschine bei der Eigenschwingungsfrequenz des Leistungsübertragungssystems oder dergleichen schwingt, die Externe-Eingabe-Schätzeinrichtung das Übertragungssystemeingabedrehmoment, das dem Leistungsübertragungssystem eingegeben wird, gut schätzen, indem eine Schwingungskomponente bei der Eigenschwingungsfrequenz oder dergleichen reduziert bzw. verringert wird. Ein geschätzter Wert des externen Eingabedrehmoments wird berechnet, indem das Ausgabedrehmoment der drehenden elektrischen Maschine von dem geschätzten Übertragungssystemeingabedrehmoment subtrahiert wird. Somit kann ein dem Leistungsübertragungssystem eingegebenes Drehmoment, das zu dem Ausgabedrehmoment der drehenden elektrischen Maschine unterschiedlich ist, mit hoher Genauigkeit geschätzt werden. Folglich kann das externe Eingabedrehmoment, das von den Rädern dem Leistungsübertragungssystem eingegeben wird, mit hoher Genauigkeit geschätzt werden.
  • Gemäß der vorstehend beschriebenen charakteristischen Konfiguration wird zusätzlich die schwingungsarme Drehgeschwindigkeit auf der Grundlage eines geschätzten Werts des externen Eingabedrehmoments, in dem eine Schwingungskomponente reduziert bzw. verringert worden ist, und des erforderlichen Fahrzeugdrehmoments berechnet. Somit kann eine Drehgeschwindigkeit, die durch Reduzieren bzw. Verringern einer Schwingungskomponente erhalten wird, die in der Drehgeschwindigkeit der drehenden elektrischen Maschine erzeugt wird, als ein Sollwert für eine Drehgeschwindigkeitssteuerung verwendet werden. Folglich kann ein Rückkopplungsbefehlsdrehmoment, das eine Schwingungskomponente der Drehgeschwindigkeit der drehenden elektrischen Maschine reduziert bzw. verringert, berechnet werden.
  • Außerdem wird die schwingungsarme Drehgeschwindigkeit, die als die Solldrehgeschwindigkeit der drehenden elektrischen Maschine verwendet wird, auf der Grundlage des geschätzten externen Eingabedrehmoments zusätzlich zu dem erforderlichen Fahrzeugdrehmoment berechnet. Somit kann eine Solldrehgeschwindigkeit, die das externe Eingabedrehmoment nicht aufhebt bzw. auslöscht, berechnet werden, indem das externe Eingabedrehmoment, wie beispielsweise ein Fahrwiderstandsdrehmoment und ein Bremsdrehmoment, in dem erforderlichen Fahrzeugdrehmoment reflektiert wird. Folglich kann die Schwingungskomponente der Drehgeschwindigkeit der drehenden elektrischen Maschine reduziert bzw. verringert werden, während eine Beschleunigung und Verzögerung des Fahrzeugs aufgrund der Fahrbedingung, einer Bremsbetätigung oder dergleichen aufrecht erhalten wird.
  • Vorzugsweise schätzt die Externe-Eingabe-Schätzeinrichtung das Übertragungssystemeingabedrehmoment, indem bei der Drehgeschwindigkeit der drehenden elektrischen Maschine eine Multiplikationsverarbeitung, die ein Trägheitsmoment des Leistungsübertragungssystems verwendet, eine Differenzialberechnungsverarbeitung und eine Signalverarbeitung zum Reduzieren bzw. zur Verringerung zumindest einer Schwingungskomponente des Leistungsübertragungssystems ausgeführt wird, wobei sie das externe Eingabedrehmoment schätzt, indem das Ausgabedrehmoment der drehende elektrische Maschine von dem Übertragungssystemeingabedrehmoment subtrahiert wird, wobei die Schwingungsarme-Geschwindigkeit-Berechnungseinrichtung eine schwingungsarme Drehgeschwindigkeit berechnet, indem bei einem Drehmoment, das durch Addieren des externen Eingabedrehmoments und des erforderlichen Fahrzeugdrehmoments erhalten wird, eine Divisionsverarbeitung, die das Trägheitsmoment des Leistungsübertragungssystems verwendet, und eine Integralberechnungsverarbeitung ausgeführt werden.
  • Gemäß der Konfiguration kann die Drehgeschwindigkeit bzw. Drehzahl der drehenden elektrischen Maschine geschätzt werden, in der eine Schwingungskomponente, wie beispielsweise die Eigenschwingungsfrequenz des Leistungsübertragungssystems, reduziert worden ist. Dann kann, indem eine Multiplikationsverarbeitung, die das Trägheitsmoment des Leistungsübertragungssystems verwendet, und eine Differenzialberechnungsverarbeitung bei der geschätzten Drehgeschwindigkeit ausgeführt werden, das Übertragungssystemeingabedrehmoment, das dem Leistungsübertragungssystem eingegeben wird, mit hoher Genauigkeit mit einem verringerten bzw. reduzierten Effekt der Schwingungskomponente geschätzt werden.
  • Dann kann das externe Eingabedrehmoment mit hoher Genauigkeit geschätzt werden, indem das Ausgabedrehmoment der drehenden elektrischen Maschine von dem geschätzten Übertragungssystemeingabedrehmoment subtrahiert wird.
  • Vorzugsweise ist die drehende elektrische Maschine selektiv antriebsfähig mit einer Brennkraftmaschine, die als die Antriebskraftquelle dient, entsprechend einem Eingriffszustand einer Eingriffsvorrichtung gekoppelt, wobei zumindest während einer Änderung in einer Übertragungsdrehmomentkapazität der Eingriffsvorrichtung die Externe-Eingabe-Schätzeinrichtung das externe Eingabedrehmoment hält, das vor der Änderung in der Übertragungsdrehmomentkapazität der Eingriffsvorrichtung geschätzt wird.
  • Während einer Änderung in einer Übertragungsdrehmomentkapazität der Eingriffsvorrichtung kann ein Drehmoment von der Eingriffsvorrichtung zu der Seite der drehenden elektrischen Maschine übertragen werden, was Variationen in einem Übertragungssystemeingabedrehmoment verursacht. In diesem Zustand kann ein Schätzungsfehler in dem Übertragungssystemeingabedrehmoment leicht verursacht werden. Gemäß der vorstehend beschriebenen Konfiguration wird das externe Eingabedrehmoment, das vor einer Änderung in der Übertragungsdrehmomentkapazität der Eingriffsvorrichtung geschätzt wird, während der Änderung in der Übertragungsdrehmomentkapazität der Eingriffsvorrichtung gehalten, was ein Auftreten eines Schätzungsfehlers verhindert.
  • Vorzugsweise wird die drehende elektrische Maschine selektiv antriebsfähig an eine Brennkraftmaschine, die als die Antriebskraftquelle dient, entsprechend einem Eingriffszustand einer Eingriffsvorrichtung gekoppelt, wobei in einem rutschenden Eingriffzustand, in dem eine Übertragungsdrehmomentkapazität mit einer Differenz in einer Drehgeschwindigkeit zwischen Eingriffselementen der Eingriffsvorrichtung erzeugt wird, die Externe-Eingabe-Schätzeinrichtung das externe Eingabedrehmoment schätzt, indem das Ausgabedrehmoment der drehenden elektrischen Maschine und ein Rutschdrehmoment, das ein Übertragungsdrehmoment der Eingriffsvorrichtung ist, von dem Übertragungssystemeingabedrehmoment subtrahiert werden.
  • Gemäß der Konfiguration kann in dem Fall, bei dem ein Rutschdrehmoment von der Eingriffsvorrichtung zu der Seite der drehenden elektrischen Maschine übertragen wird, ein Drehmoment, das zu dem externen Eingabedrehmoment unterschiedlich ist, von dem Übertragungssystemeingabedrehmoment subtrahiert werden, indem das Rutschdrehmoment zusätzlich zu dem Ausgabedrehmoment der drehenden elektrischen Maschine von dem geschätzten Übertragungssystemeingabedrehmoment subtrahiert wird. Folglich kann die Genauigkeit in einer Schätzung des externen Eingabedrehmoments auch in dem Fall verbessert werden, bei dem ein Rutschdrehmoment übertragen wird.
  • Vorzugsweise wird die drehende elektrische Maschine selektiv antriebsfähig an eine Brennkraftmaschine, die als die Antriebskraftquelle dient, entsprechend einem Eingriffzustand einer Eingriffsvorrichtung gekoppelt, wobei die Drehgeschwindigkeitssteuerungseinrichtung das Rückkopplungsbefehlsdrehmoment während zumindest eines Teils einer Zeitdauer, seit begonnen wird, die Übertragungsdrehmomentkapazität zwischen Eingriffselementen der Eingriffsvorrichtung zu erzeugen, bis ein direkter Eingriffszustand, in dem Drehgeschwindigkeiten der Eingriffselemente der Eingriffsvorrichtung miteinander übereinstimmen, etabliert ist, um die Brennkraftmaschine durch eine Drehmomentübertragung von der drehende elektrische Maschine zu der Brennkraftmaschine über die Eingriffsvorrichtung zu starten, berechnet.
  • Wenn die Übertragungsdrehmomentkapazität der Eingriffsvorrichtung geändert wird, um die Brennkraftmaschine zu starten, können das Ausgabedrehmoment der drehenden elektrischen Maschine, das Ausgabedrehmoment der Brennkraftmaschine und das Übertragungsdrehmoment der Eingriffsvorrichtung signifikant variieren, wobei leicht eine Wellentorsionsschwingung des Leistungsübertragungssystems erzeugt werden kann. Gemäß der vorstehend beschriebenen Konfiguration wird das Rückkopplungsbefehlsdrehmoment zumindest während eines Teils einer Zeitdauer zum Starten der Brennkraftmaschine berechnet, was eine Schwingung effektiv unterdrückt.
  • Vorzugsweise wird die drehende elektrische Maschine antriebsfähig an die Räder über einen Geschwindigkeitsänderungsmechanismus mit einem änderbaren Geschwindigkeitsverhältnis gekoppelt, wobei während eines Betriebs zur Änderung des Geschwindigkeitsverhältnisses, der durch den Geschwindigkeitsänderungsmechanismus ausgeführt wird, die Externe-Eingabe-Schätzeinrichtung ein radseitiges Eingabedrehmoment, das ein Drehmoment ist, das zu einer Seite der Räder eingegeben wird, auf der Grundlage einer Ausgabedrehgeschwindigkeit, die eine Drehgeschwindigkeit eines Ausgabeelements ist, das auf der Seite der Räder in Bezug auf den Geschwindigkeitsänderungsmechanismus in dem Leistungsübertragungssystem bereitgestellt ist, anstelle der Drehgeschwindigkeit der drehenden elektrischen Maschine schätzt, ein radseitiges externes Eingabedrehmoment, das von den Rädern zu dem Ausgabeelement eingegeben wird, schätzt, indem das Ausgabedrehmoment der drehenden elektrischen Maschine oder ein Drehmoment, das durch Multiplizieren des erforderlichen Fahrzeugdrehmoments mit dem Geschwindigkeitsverhältnis erhalten wird, von dem radseitigen Eingabedrehmoment subtrahiert wird, und das externe Eingabedrehmoment schätzt, indem das radseitige externe Eingabedrehmoment durch das Geschwindigkeitsverhältnis dividiert wird.
  • Während eines Betriebs zur Änderung des Geschwindigkeitsverhältnisses, der durch den Geschwindigkeitsänderungsmechanismus ausgeführt wird, variiert der Zustand einer Kopplung zwischen der Seite der drehenden elektrischen Maschine und der Räderseite. Somit werden Informationen über das externe Eingabedrehmoment, das zu der Räderseite eingegeben wird, möglicherweise nicht gut auf die Drehgeschwindigkeit der drehenden elektrischen Maschine übertragen. Gemäß der vorstehend beschriebenen Konfiguration werden während eines Geschwindigkeitsänderungsbetriebs Informationen über das externe Eingabedrehmoment auf der Grundlage der Drehgeschwindigkeit auf der Räderseite in Bezug auf den Geschwindigkeitsänderungsmechanismus anstelle der Drehgeschwindigkeit der drehenden elektrischen Maschine geschätzt. Somit können Informationen über das externe Eingabedrehmoment, das zu der Räderseite eingegeben wird, auch geschätzt werden, wenn der Zustand der Kopplung variiert. Zusätzlich wird das externe Eingabedrehmoment, das zu den Rädern eingegeben wird, mit dem Geschwindigkeitsverhältnis multipliziert. Somit kann das externe Eingabedrehmoment auf der Grundlage der Seite der drehenden elektrischen Maschine wie in dem Fall geschätzt werden, bei dem das externe Eingabedrehmoment auf der Grundlage der Drehgeschwindigkeit der drehenden elektrischen Maschine geschätzt wird.
  • Vorzugsweise wird die drehende elektrische Maschine antriebsfähig mit den Rädern über einen Geschwindigkeitsänderungsmechanismus mit einem änderbaren Geschwindigkeitsverhältnis gekoppelt, wobei die Externe-Eingabe-Schätzeinrichtung eine Vielzahl von geschwindigkeitsverhältnisspezifischen Schätzeinrichtungen umfasst, die unterschiedliche Konstanten aufweisen, die für jedes Geschwindigkeitsverhältnis eingestellt sind, wobei jede der geschwindigkeitsverhältnisspezifischen Schätzeinrichtungen konfiguriert ist, das externe Eingabedrehmoment für jedes Geschwindigkeitsverhältnis parallel zu berechnen, wobei während eines Betriebs zum Ändern des Geschwindigkeitsverhältnisses, der durch den Geschwindigkeitsänderungsmechanismus ausgeführt wird, die geschwindigkeitsverhältnisspezifische Schätzeinrichtung, die dem Geschwindigkeitsverhältnis vor dem Geschwindigkeitsänderungsbetrieb entspricht, das externe Eingabedrehmoment hält, das vor dem Geschwindigkeitsänderungsbetrieb geschätzt wird.
  • Gemäß der Konfiguration wird ein geschätzter Wert des externen Eingabedrehmoments, der gehalten wird, während eines Betriebs zur Änderung des Geschwindigkeitsverhältnisses ausgegeben, was ein Auftreten eines Schätzungsfehlers während des Geschwindigkeitsänderungsbetriebs verhindert. Zusätzlich wird nur ein geschätzter Wert vor dem Geschwindigkeitsänderungsbetrieb gehalten. Somit kann ein geschätzter Wert, der dem Geschwindigkeitsverhältnis nach dem Geschwindigkeitsänderungsbetrieb entspricht, parallel während des Geschwindigkeitsänderungsbetriebs berechnet werden, was eine Ausgabe eines geschätzten Werts ohne Verzögerung nach dem Geschwindigkeitsänderungsbetrieb ermöglicht.
  • Vorzugsweise wird die drehende elektrische Maschine selektiv antriebsfähig an eine Brennkraftmaschine, die als die Antriebskraftquelle dient, entsprechend einem Eingriffzustand einer Eingriffsvorrichtung gekoppelt, wobei in einem direkten Eingriffszustand, bei dem eine Übertragungsdrehmomentkapazität ohne Differenz in einer Drehgeschwindigkeit zwischen Eingriffselementen der Eingriffsvorrichtung erzeugt wird, die Externe-Eingabe-Schätzeinrichtung das externe Eingabedrehmoment schätzt, indem das Ausgabedrehmoment der drehenden elektrischen Maschine und ein Ausgabedrehmoment der Brennkraftmaschine von dem Übertragungssystemeingabedrehmoment subtrahiert werden.
  • In dem Fall, bei dem die Eingriffsvorrichtung in dem direkten Eingriffszustand ist, wird das Ausgabedrehmoment der Brennkraftmaschine von der Brennkraftmaschine zu der Seite der drehenden elektrischen Maschine übertragen. Gemäß der vorstehend beschriebenen Konfiguration kann in dem Fall, bei dem die Eingriffsvorrichtung in dem direkten Eingriffzustand ist, ein Drehmoment, das zu dem externen Eingabedrehmoment unterschiedlich ist, von dem Übertragungssystemeingabedrehmoment subtrahiert werden, indem das Ausgabedrehmoment der Brennkraftmaschine zusätzlich zu dem Ausgabedrehmoment der drehenden elektrischen Maschine von dem geschätzten Übertragungssystemeingabedrehmoment subtrahiert wird. Folglich kann die Genauigkeit in einer Schätzung des externen Eingabedrehmoments auch in dem Fall aufrechterhalten werden, bei dem das Ausgabedrehmoment der Brennkraftmaschine übertragen wird.
  • Vorzugsweise schätzt die Externe-Eingabe-Schätzeinrichtung das Übertragungssystemeingabedrehmoment, indem bei der Drehgeschwindigkeit der drehenden elektrischen Maschine eine Signalverarbeitung ausgeführt wird, die auf der Grundlage einer Umkehrung von Eigenschaften einer Übertragung von dem Ausgabedrehmoment der drehenden elektrischen Maschine zu der Drehgeschwindigkeit der drehenden elektrischen Maschine eingestellt ist, wobei sie das externe Eingabedrehmoment schätzt, indem das Ausgabedrehmoment der drehenden elektrischen Maschine von dem Übertragungssystemeingabedrehmoment subtrahiert wird.
  • Gemäß der Konfiguration kann die Schwingungskomponente des Leistungsübertragungssystems auf der Grundlage der Umkehrung der Übertragungseigenschaften in dem Leistungsübertragungssystem gut reduziert werden. Folglich kann die Genauigkeit in einer Schätzung des Übertragungssystemeingabedrehmoments verbessert werden, wobei die Genauigkeit in einer Schätzung des externen Eingabedrehmoments verbessert wird.
  • Vorzugsweise wird die drehende elektrische Maschine selektiv antriebsfähig an eine Brennkraftmaschine, die als die Antriebskraftquelle dient, entsprechend einem Eingriffszustand einer Eingriffsvorrichtung gekoppelt, wobei sie antriebsfähig an die Räder über einen Geschwindigkeitsänderungsmechanismus mit einem änderbaren Geschwindigkeitsverhältnis gekoppelt wird, wobei Steuerungskonstanten der Externe-Eingabe-Schätzeinrichtung, der Niedrigschwingungsgeschwindigkeitsberechnungseinrichtung und der Drehgeschwindigkeitssteuerungseinrichtung entsprechend dem Eingriffszustand der Eingriffsvorrichtung und/oder dem Geschwindigkeitsverhältnis des Geschwindigkeitsänderungsmechanismus geändert werden.
  • Gemäß der Konfiguration können die Steuerungskonstanten so eingestellt werden, dass sie an die Übertragungseigenschaften des Leistungsübertragungssystems angepasst sind, die entsprechend dem Eingriffszustand oder dem Geschwindigkeitsverhältnis variieren. Folglich können die Genauigkeit in einer Schätzung des externen Eingabedrehmoments, die Genauigkeit in einer Berechnung der Niedrigschwingungsdrehgeschwindigkeit und die Genauigkeit in einer Berechnung des Rückkopplungsbefehlsdrehmoments für den Eingriffzustand oder das Geschwindigkeitsverhältnis verbessert werden, wobei somit die Steuerungsleistungsfähigkeit der Schwingungsunterdrückungsdrehgeschwindigkeitssteuerung verbessert werden kann.
  • Vorzugsweise stellt die Schwingungsarme-Geschwindigkeit-Berechnungseinrichtung einen Anfangswert der schwingungsarmen Drehgeschwindigkeit auf eine Drehgeschwindigkeit ein, die erhalten wird, indem eine Filterverarbeitung zum Reduzieren der Schwingungskomponente der Drehgeschwindigkeit der drehenden elektrischen Maschine bei der Drehgeschwindigkeit der drehenden elektrischen Maschine ausgeführt wird.
  • Entsprechend der Konfiguration können Variationen in einer Drehgeschwindigkeit der drehenden elektrischen Maschine durch eine Filterung gedämpft werden, auch wenn die Drehgeschwindigkeit der drehenden elektrischen Maschine aufgrund von Rauschen oder einer Vibration bzw. Schwingung variiert wird. Somit kann ein Anfangswert der schwingungsarmen Drehgeschwindigkeit, von dem ein Rauschen oder eine Schwingung entfernt worden ist, berechnet werden. Folglich kann die Genauigkeit in einer Berechnung der schwingungsarmen Drehgeschwindigkeit verbessert werden.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 zeigt ein schematisches Diagramm, das eine schematische Konfiguration eines Leistungsübertragungsmechanismus und einer Steuerungsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 2 zeigt ein Blockschaltbild, das die Konfiguration der Steuerungsvorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 3 zeigt Modelle eines Leistungsübertragungssystems gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, wobei 3A ein Basismodell zeigt, 3B ein nicht-direkt gekoppeltes Modell zeigt und 3C ein direkt gekoppeltes Modell zeigt.
  • 4 zeigt ein Modell des Leistungsübertragungssystems gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
  • 5 zeigt ein Blockliniendiagramm des Leistungsübertragungssystems und der Steuerungsvorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
  • 6 zeigt ein Blockliniendiagramm des Leistungsübertragungssystems und der Steuerungsvorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
  • 7 zeigt ein Blockschaltbild, das die Konfiguration der Steuerungsvorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 8 zeigt ein Zeitablaufdiagramm, das eine Verarbeitung veranschaulicht, die durch die Steuerungsvorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ausgeführt wird.
  • 9 zeigt ein Zeitablaufdiagramm, das eine Verarbeitung veranschaulicht, die durch die Steuerungsvorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ausgeführt wird.
  • 10 zeigt ein Blockschaltbild, das die Konfiguration der Steuerungsvorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 11 zeigt ein Bode-Diagramm, das eine Verarbeitung veranschaulicht, die durch die Steuerungsvorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ausgeführt wird.
  • 12 zeigt ein Bode-Diagramm, das eine Verarbeitung veranschaulicht, die durch die Steuerungsvorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ausgeführt wird.
  • 13 zeigt ein Blockliniendiagramm, das eine Verarbeitung veranschaulicht, die durch die Steuerungsvorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ausgeführt wird.
  • 14 zeigt ein Bode-Diagramm, das eine Verarbeitung veranschaulicht, die durch die Steuerungsvorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ausgeführt wird.
  • 15 zeigt ein Zeitablaufdiagramm, das eine Verarbeitung veranschaulicht, die durch die Steuerungsvorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ausgeführt wird.
  • BEVORZUGTE AUSFÜHRUNGSFORM DER ERFINDUNG
  • Eine Steuerungsvorrichtung 32 einer drehenden elektrischen Maschine gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. 1 zeigt ein schematisches Diagramm, das eine schematische Konfiguration einer Fahrzeugantriebsvorrichtung 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel zeigt. Wie es in der Zeichnung gezeigt ist, ist ein Fahrzeug, das die Fahrzeugantriebsvorrichtung 1 beinhaltet, ein Hybridfahrzeug, das eine Kraftmaschine E, die eine Brennkraftmaschine ist, und eine drehende elektrische Maschine MG umfasst, die jede als eine Antriebskraftquelle für das Fahrzeug dienen. In der Zeichnung zeigen die durchgezogenen Linien jeweils einen Antriebskraftübertragungsweg an, die gestrichelten Linien zeigen jeweils einen Arbeitsölzufuhrweg an, und die strichpunktierten Linien zeigen jeweils einen Signalübertragungsweg an. Die drehende elektrische Maschine MG ist in einem Leistungsübertragungssystem 2 von einer Antriebskraftwelle für das Fahrzeug zu Rädern W beinhaltet. In dem Ausführungsbeispiel wird die drehende elektrische Maschine MG selektiv antriebsfähig an die Kraftmaschine E entsprechend dem Eingriffzustand einer Kraftmaschinentrennungskupplung CL gekoppelt und antriebsfähig an die Räder W über einen Leistungsausgabemechanismus gekoppelt. In dem Ausführungsbeispiel umfasst der Leistungsausgabemechanismus einen Geschwindigkeitsänderungsmechanismus TM mit einem änderbaren Geschwindigkeitsverhältnis Kr, der antriebsfähig an die drehende elektrische Maschine MG gekoppelt ist, und eine Ausgabewelle O sowie Achsen AX, die den Geschwindigkeitsänderungsmechanismus TM und die Räder W antriebsfähig aneinander koppeln. Folglich wird eine Antriebskraft der Antriebskraftquelle zu der Räderseite übertragen, wobei die Geschwindigkeit der Antriebskraft mit dem Geschwindigkeitsverhältnis Kr des Geschwindigkeitsänderungsmechanismus TM geändert wird.
  • Das Hybridfahrzeug umfasst eine Kraftmaschinensteuerungsvorrichtung 31, die die Kraftmaschine E steuert, die Steuerungsvorrichtung 32 der drehenden elektrischen Maschine, die die drehende elektrische Maschine MG steuert, eine Leistungsübertragungssteuerungsvorrichtung 33, die den Geschwindigkeitsänderungsmechanismus TM und die Kraftmaschinentrennungskupplung CL steuert, und eine Fahrzeugsteuerungsvorrichtung 34, die diese Steuerungsvorrichtungen integriert, um die Fahrzeugantriebsvorrichtung 1 zu steuern. Die Kraftmaschinentrennungskupplung CL entspricht der ”Eingriffsvorrichtung” gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Steuerungsvorrichtung 32 der drehenden elektrischen Maschine entspricht der ”Steuerungsvorrichtung” gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • Wie es in 2 gezeigt ist, umfasst die Steuerungsvorrichtung 32 der drehenden elektrischen Maschine gemäß dem Ausführungsbeispiel, die wie vorstehend beschrieben konfiguriert ist, eine Externe-Eingabe-Schätzeinrichtung 41, die eine Schwingungskomponente einer Drehgeschwindigkeit bzw. Drehzahl ωm des Leistungsübertragungssystems 2 bei der Drehgeschwindigkeit ωm reduziert bzw. verringert und ein Leistungsübertragungssystemeingabedrehmoment Tin*, das das Drehmoment ist, das dem Leistungsübertragungssystem 2 eingeben wird, auf der Grundlage der Drehgeschwindigkeit bzw. Drehzahl ωm der drehenden elektrischen Maschine MG schätzt, und die ein externes Eingabedrehmoment Tw, das von den Rädern W zu dem Leistungsübertragungssystem 2 eingegeben wird, schätzt, indem zumindest ein Ausgabedrehmoment Tm der drehenden elektrischen Maschine MG von dem Übertragungssystemeingabedrehmoment Tin* subtrahiert wird. Die Steuerungsvorrichtung 32 der drehenden elektrischen Maschine umfasst ebenso eine Schwingungsarme-Geschwindigkeit-Berechnungseinrichtung 42, die eine schwingungsarme Drehgeschwindigkeit bzw. Drehzahl ωm^, die eine Drehgeschwindigkeit bzw. Drehzahl ist, die erhalten wird, indem die Schwingungskomponente der Drehgeschwindigkeit ωm der drehenden elektrischen Maschine MG reduziert wird, auf der Grundlage des externen Eingabedrehmoments Tw und eines erforderlichen Fahrzeugdrehmoments Tr berechnet, das ein Drehmoment ist, das zum Antreiben der Räder W erforderlich ist. Die Steuerungsvorrichtung 32 der drehenden elektrischen Maschine ist dadurch gekennzeichnet, dass sie ferner eine Drehgeschwindigkeitssteuerungseinrichtung 43, die einen Rückkopplungsdrehmomentbefehlswert Tp berechnet, der die Drehgeschwindigkeit ωm der drehenden elektrischen Maschine MG auf die schwingungsarme Drehgeschwindigkeit ωm^ abstimmt, und eine Drehmomentbefehlswertberechnungseinrichtung 44 umfasst, die einen Ausgabedrehmomentbefehlswert Tmo, der ein Befehlswert des Ausgabedrehmoments Tm der drehenden elektrischen Maschine MG ist, auf der Grundlage des erforderlichen Fahrzeugdrehmoments Tr und des Rückkopplungsdrehmomentbefehlswerts Tp berechnet. Die Steuerungsvorrichtung 32 der drehenden elektrischen Maschine gemäß dem Ausführungsbeispiel wird nachstehend Ausführungsbeispiel beschrieben.
  • 1. Konfiguration der Fahrzeugantriebsvorrichtung
  • Zuerst wird die Konfiguration des Leistungsübertragungssystems 2 des Hybridfahrzeugs gemäß dem Ausführungsbeispiel beschrieben. Wie es in 1 gezeigt ist, ist das Hybridfahrzeug ein Paralleltyp-Hybridfahrzeug, das die Kraftmaschine E und die drehende elektrische Maschine MG umfasst, die jeweils als eine Antriebskraftquelle für das Fahrzeug dienen, und in dem die Kraftmaschine E und die drehende elektrische Maschine MG antriebsfähig aneinander in Reihe gekoppelt sind. Das Hybridfahrzeug umfasst den Geschwindigkeitsänderungsmechanismus TM, der eine Drehung der Kraftmaschine E und der drehenden elektrischen Maschine MG, die zu einer Zwischenwelle M übertragen wird, zu der Ausgabewelle O überträgt, während die Drehgeschwindigkeit bzw. die Drehzahl geändert wird und ein Drehmoment umgewandelt wird.
  • Die Kraftmaschine E ist eine Brennkraftmaschine, die durch Verbrennung eines Kraftstoffs angetrieben wird. Verschiedene Kraftmaschinen, die allgemein bekannt sind, wie beispielsweise eine Benzinkraftmaschine und eine Dieselkraftmaschine, können als die Kraftmaschine E beispielsweise verwendet werden. In dem Beispiel wird eine Kraftmaschinenausgabewelle Eo, wie beispielsweise eine Kurbelwelle der Kraftmaschine E, selektiv antriebsfähig über die Kraftmaschinentrennungskupplung CL an eine Eingabewelle I gekoppelt, die antriebsfähig an die drehende elektrische Maschine MG gekoppelt ist. Das heißt, die Kraftmaschine E wird selektiv antriebsfähig an die drehende elektrische Maschine MG über die Kraftmaschinentrennungskupplung CL gekoppelt, die ein Reibungseingriffselement ist. Es ist ebenso geeignet, dass die Kraftmaschinenausgabewelle Eo antriebsfähig an ein Eingriffselement der Kraftmaschinentrennungskupplung CL über andere Elemente, wie beispielsweise einen Dämpfer, gekoppelt wird.
  • Die drehende elektrische Maschine MG umfasst einen Stator, der an einem nichtdrehenden Element fixiert ist, und einen Rotor, der radial innerhalb des Stators gehalten wird, um drehbar zu sein. Der Rotor der drehenden elektrischen Maschine MG ist antriebsfähig an die Zwischenwelle M gekoppelt, um sich zusammen mit der Zwischenwelle M zu drehen. Das heißt, in dem Ausführungsbeispiel sind sowohl die Kraftmaschine E als auch die drehende elektrische Maschine MG antriebsfähig an die Zwischenwelle M gekoppelt. Die drehende elektrische Maschine MG ist elektrisch mit einer (nicht gezeigten) Batterie verbunden, die als eine Elektrizitätsspeichervorrichtung dient. Die drehende elektrische Maschine MG kann als ein Motor (elektrischer Motor), der mit elektrischer Leistung versorgt wird, um eine Kraft bzw. Leistung zu erzeugen, und als ein Generator (elektrischer Generator) fungieren, der mit einer Kraft bzw. Leistung versorgt wird, um eine elektrische Leistung zu erzeugen. Das heißt, die drehende elektrische Maschine MG führt einen Kraftlauf unter Verwendung einer elektrischen Leistung, die von der Batterie zugeführt wird, aus oder erzeugt eine elektrische Leistung unter Verwendung einer Drehantriebskraft, die von der Kraftmaschine E oder den Rädern W übertragen wird, um die erzeugte elektrische Leistung in der Batterie zu speichern. Die Batterie ist ein Beispiel der Elektrizitätsspeichervorrichtung. Andere Typen von Elektrizitätsspeichervorrichtungen, wie beispielsweise ein Kondensator, können verwendet werden, oder eine Vielzahl von Typen von Elektrizitätsspeichervorrichtungen können kombiniert verwendet werden. In der nachstehenden Beschreibung wird die elektrische Leistungserzeugung, die durch die drehende elektrische Maschine MG ausgeführt wird, als eine ”Regeneration” bezeichnet, und ein negatives Drehmoment, das von der drehenden elektrischen Maschine MG während einer elektrischen Leistungserzeugung ausgegeben wird, wird als ein ”regeneratives Drehmoment” bezeichnet. In dem Fall, bei dem das Sollausgabedrehmoment der drehenden elektrischen Maschine ein negatives Drehmoment ist, gibt die drehende elektrische Maschine MG ein regeneratives Drehmoment aus, während eine elektrische Leistung unter Verwendung einer Drehantriebskraft erzeugt wird, die von der Kraftmaschine E oder den Rädern W übertragen wird.
  • Der Geschwindigkeitsänderungsmechanismus TM ist antriebsfähig an die Zwischenwelle M gekoppelt, an die die Antriebskraftquelle antriebsfähig gekoppelt ist. In dem Ausführungsbeispiel ist der Geschwindigkeitsänderungsmechanismus TM ein Stufenautomatikgetriebe, das eine Vielzahl von Schaltungsgeschwindigkeiten mit unterschiedlichen Geschwindigkeitsverhältnissen Kr bereitstellt. Um die Vielzahl von Schaltungsgeschwindigkeiten zu etablieren, umfasst der Geschwindigkeitsänderungsmechanismus TM einen Zahnradmechanismus bzw. Getriebemechanismus, wie beispielsweise einen Planetengetriebemechanismus, und eine Vielzahl von Reibungseingriffselementen B1, C1, .... Der Geschwindigkeitsänderungsmechanismus TM überträgt eine Drehung der Zwischenwelle M zu der Ausgabewelle O, während die Drehgeschwindigkeit mit dem Geschwindigkeitsverhältnis Kr jeder Schaltungsgeschwindigkeit geändert wird und ein Drehmoment umgewandelt wird. Das Drehmoment, das von dem Geschwindigkeitsänderungsmechanismus TM zu der Ausgabewelle O übertragen wird, wird über eine Ausgabedifferenzialgetriebevorrichtung DF auf zwei, linke und rechte, Achsen AX verteilt und übertragen, um zu den Rädern W übertragen zu werden, die antriebsfähig an die Achsen AX gekoppelt sind. Hierbei bezieht sich der Ausdruck ”Geschwindigkeitsverhältnis Kr” auf das Verhältnis der Drehgeschwindigkeit bzw. Drehzahl der Zwischenwelle M zu der Drehgeschwindigkeit bzw. Drehzahl der Ausgabewelle O in dem Fall, bei dem eine jeweilige Schaltungsgeschwindigkeit in dem Geschwindigkeitsänderungsmechanismus TM etabliert ist. Der Ausdruck ”Geschwindigkeitsverhältnis Kr”, wie er hier verwendet wird, bezieht sich auf einen Wert, der durch Dividieren der Drehgeschwindigkeit bzw. Drehzahl der Zwischenwelle M durch die Drehgeschwindigkeit bzw. Drehzahl der Ausgabewelle O erhalten wird. Das heißt, die Drehgeschwindigkeit der Ausgabewelle O wird erhalten, indem die Drehgeschwindigkeit der Zwischenwelle M durch das Geschwindigkeitsverhältnis Kr dividiert wird. Zusätzlich wird das Drehmoment, das von dem Geschwindigkeitsänderungsmechanismus TM zu der Ausgabewelle O übertragen wird, erhalten, indem ein Drehmoment, das von der Zwischenwelle M zu dem Geschwindigkeitsänderungsmechanismus TM übertragen wird, mit dem Geschwindigkeitsverhältnis Kr multipliziert wird.
  • In dem Beispiel sind die Kraftmaschinentrennungskupplung CL und die Vielzahl von Reibungseingriffselementen B1, C1, ... jeweils ein Eingriffselement, wie beispielsweise eine Kupplung und eine Bremse, die ausgebildet sind, um Reibungselemente zu umfassen. Die Reibungseingriffselemente CL, B1, C1 ... können kontinuierlich derart gesteuert werden, dass die Übertragungsdrehmomentkapazität des Reibungseingriffselements vergrößert und verkleinert wird, indem der Eingriffsdruck des Reibungseingriffselements gesteuert wird, indem der zugeführte Hydraulikdruck gesteuert wird. Eine Nassmehrfachplattenkupplung und eine Nassmehrfachplattenbremse können beispielsweise in geeigneter Weise als die Reibungseingriffselemente verwendet werden.
  • Ein Reibungseingriffselement überträgt ein Drehmoment zwischen Eingriffselementen des Reibungseingriffselements durch eine Reibung zwischen den Eingriffselementen. In dem Fall, bei dem es eine Differenz in einer Drehgeschwindigkeit (ein Rutschen) zwischen den Eingriffselementen des Reibungseingriffselements gibt, wird ein Drehmoment (Rutschdrehmoment), das der Magnitude der Übertragungsdrehmomentkapazität entspricht, von einem Element mit einer höheren Drehgeschwindigkeit zu einem Element mit einer niedrigeren Drehgeschwindigkeit über eine dynamische Reibung übertragen. In dem Fall, bei dem es keine Differenz in einer Drehgeschwindigkeit (Rutschen) zwischen den Eingriffselementen des Reibungseingriffselements gibt, wird ein Drehmoment bis zu der Magnitude der Übertragsdrehmomentkapazität zwischen den Eingriffselementen des Reibungseingriffselements durch eine statische Reibung übertragen. Hierbei bezieht sich der Ausdruck ”Übertragungsdrehmomentkapazität” auf die Magnitude eines maximalen Drehmoments, das durch ein Reibungseingriffselement durch Reibung übertragen werden kann. Die Magnitude der Übertragungsdrehmomentkapazität variiert proportional zu dem Eingriffsdruck des Reibungseingriffselements. Der Ausdruck ”Eingriffsdruck” bezieht sich auf einen Druck, der ein eingangsseitiges Eingriffselement (eine Reibungsplatte) und ein ausgangsseitiges Eingriffselement (eine Reibungsplatte) gegeneinander drückt. In dem Ausführungsbeispiel variiert der Eingriffsdruck proportional zu der Magnitude des zugeführten hydraulischen Drucks. Das heißt, in dem Ausführungsbeispiel variiert die Magnitude der Übertragungsdrehmomentkapazität proportional zu der Magnitude des hydraulischen Drucks, der dem Reibungseingriffselement zugeführt wird.
  • Jedes Reibungseingriffselement umfasst eine Rückführungsfeder und ist vorgespannt, um durch die Reaktionskraft der Feder ausgerückt zu werden. Wenn eine Kraft, die durch den hydraulischen Druck erzeugt wird, der dem Reibungseingriffselement zugeführt wird, die Reaktionskraft der Feder überschreitet, beginnt das Reibungseingriffselement, die Übertragungsdrehmomentkapazität zu erzeugen, um das Reibungseingriffselement von dem ausgerückten Zustand in den eingerückten Zustand zu bringen. Der hydraulische Druck, bei dem begonnen wird, die Übertragungsdrehmomentkapazität zu erzeugen, wird als ein ”Hubenddruck” bezeichnet. Jedes Reibungseingriffselement ist derart konfiguriert, dass die Übertragungsdrehmomentkapazität des Reibungseingriffselements proportional mit einer Zunahme des zugeführten hydraulischen Drucks zunimmt, nachdem der hydraulische Druck den Hubenddruck überschreitet.
  • In dem Ausführungsbeispiel bezieht sich der Ausdruck ”eingerückter Zustand” auf einen Zustand, bei dem ein Reibungseingriffselement eine Übertragungsdrehmomentkapazität erzeugt. Der Ausdruck ”ausgerückter Zustand” bezieht sich auf einen Zustand, bei dem ein Reibungseingriffselement keine Übertragungsdrehmomentkapazität erzeugt. Der Ausdruck ”rutschender Eingriffszustand” bezieht sich auf einen Eingriffszustand, bei dem es eine Differenz in einer Drehgeschwindigkeit (ein Rutschen) zwischen Eingriffselementen eines Reibungseingriffselements gibt. Der Ausdruck ”direkter Eingriffszustand” bezieht sich auf einen Eingriffszustand, bei dem es keine Differenz in einer Drehgeschwindigkeit (Rutschen) zwischen Eingriffselementen des Reibungseingriffselements gibt. Der Ausdruck ”nicht-direkter Eingriffszustand” bezieht sich auf einen Eingriffszustand, der zu dem direkten Eingriffszustand unterschiedlich ist, wobei er den ausgerückten Zustand und den rutschenden Eingriffszustand umfasst.
  • 2. Konfiguration des Hydrauliksteuerungssystems
  • Nachstehend wird ein Hydrauliksteuerungssystem der Fahrzeugantriebsvorrichtung 1 beschrieben. Das Hydrauliksteuerungssystem umfasst eine Hydrauliksteuerungsvorrichtung PC, die den hydraulischen Drucks eines Arbeitsöls, das von einer Hydraulikpumpe zugeführt wird, auf einen vorbestimmten Druck einstellt. Obwohl es hier nicht ausführlich beschrieben ist, stellt die Hydrauliksteuerungsvorrichtung PC den Grad einer Öffnung von einem oder zwei oder mehr Einstellventilen auf der Grundlage eines Signaldrucks von einem linearen Solenoidventil für eine Hydraulikdruckeinstellung ein, um die Menge eines Arbeitsöls einzustellen, die aus den Einstellventilen abläuft, wodurch der hydraulische Druck des Arbeitsöls auf einen oder zwei oder mehr vorbestimmte Drücke eingestellt wird. Nachdem es auf den vorbestimmten Druck eingestellt ist, wird das Arbeitsöl zu jedem Reibungseingriffselement, wie beispielsweise denen des Geschwindigkeitsänderungsmechanismus TM und der Kraftmaschinentrennungskupplung CL, bei einem hydraulischen Druck zugeführt, der durch das Reibungseingriffselement erforderlich ist.
  • 3. Konfiguration der Steuerungsvorrichtung
  • Als nächstes wird die Konfiguration der Steuerungsvorrichtungen 31 bis 34 beschrieben, die die Fahrzeugantriebsvorrichtung 1 steuern. Die Steuerungsvorrichtungen 31 bis 34 umfassen jeweils eine arithmetische Verarbeitungseinheit, wie beispielsweise eine CPU, die als ein Kernelement dient, eine Speichervorrichtung, wie beispielsweise ein RAM (Speicher mit wahlfreiem Zugriff), das konfiguriert ist, Daten von der arithmetischen Verarbeitungseinheit zu lesen und in die arithmetische Verarbeitungseinheit zu schreiben, und ein ROM (Nur-Lesespeicher), das konfiguriert ist, Daten von der arithmetischen Verarbeitungseinheit zu lesen, usw.. Die funktionalen Abschnitte 41 bis 44 der Steuerungsvorrichtungen 31 bis 34 sind durch Software (ein Programm), die in dem ROM der Steuerungsvorrichtungen und dergleichen gespeichert sind, durch Hardware, wie beispielsweise eine getrennt bereitgestellte arithmetische Schaltung, oder eine Kombination der beiden gebildet. Die Steuerungsvorrichtungen 31 bis 34 sind konfiguriert, um miteinander zu kommunizieren und um eine kooperative Steuerung auszuführen, während verschiedene Informationen, wie beispielsweise eine Information, die durch Sensoren erfasst wird, und Steuerungsparameter geteilt werden, wodurch Funktionen der Funktionsabschnitte 41 bis 44 verwirklicht werden.
  • Die Fahrzeugantriebsvorrichtung 1 umfasst Sensoren Se1 bis Se3, die ein elektrisches Signal ausgeben, das den Steuerungsvorrichtungen 31 bis 34 einzugeben ist. Die Steuerungsvorrichtungen 31 bis 34 berechnen Informationen, die durch die Sensoren erfasst werden, auf der Grundlage des eingegebenen elektrischen Signals. Der Kraftmaschinendrehgeschwindigkeitssensor Se1 ist ein Sensor, der die Drehgeschwindigkeit der Kraftmaschinenausgabewelle Eo (der Kraftmaschine E) erfasst. Die Kraftmaschinensteuerungsvorrichtung 31 erfasst eine Drehgeschwindigkeit bzw. Drehzahl (Winkelgeschwindigkeit) ωe der Kraftmaschine E auf der Grundlage eines Signals, das von dem Kraftmaschinengeschwindigkeitssensor Se1 eingegeben wird. Der Eingabewellendrehgeschwindigkeitssensor Se2 ist ein Sensor, der die Drehgeschwindigkeit bzw. Drehzahl der Eingabewelle I und der Zwischenwelle M erfasst. Der Rotor der drehenden elektrischen Maschine MG ist integral antriebsfähig an die Eingabewelle I und die Zwischenwelle M gekoppelt. Somit erfasst die Steuerungsvorrichtung 32 der drehenden elektrischen Maschine die Drehgeschwindigkeit bzw. Drehzahl (Winkelgeschwindigkeit) ωm der drehenden elektrischen Maschine MG und die Drehgeschwindigkeit der Eingabewelle I und der Zwischenwelle M auf der Grundlage eines Signals, das von dem Eingabewellendrehgeschwindigkeitssensor Se2 eingegeben wird. Der Ausgabewellendrehgeschwindigkeitssensor Se3 ist ein Sensor, der an der Ausgabewelle O in der Nähe des Geschwindigkeitsänderungsmechanismus TM angebracht ist, um die Drehgeschwindigkeit der Ausgabewelle O in der Nähe des Geschwindigkeitsänderungsmechanismus TM zu erfassen. Die Leistungsübertragungssteuerungsvorrichtung 33 erfasst eine Drehgeschwindigkeit bzw. Drehzahl (Winkelgeschwindigkeit) ωo der Ausgabewelle O in der Nähe des Geschwindigkeitsänderungsmechanismus TM auf der Grundlage eines Signals, das von dem Ausgabewellendrehgeschwindigkeitssensor Se3 eingegeben wird. Die Drehgeschwindigkeit der Ausgabewelle O ist proportional zu der Fahrzeuggeschwindigkeit. Folglich berechnet die Leistungsübertragungssteuerungsvorrichtung 33 die Fahrzeuggeschwindigkeit auf der Grundlage des Signals, das von dem Ausgabewellendrehgeschwindigkeitssensor Se3 eingegeben wird. Die Drehgeschwindigkeit ωo der Ausgabewelle O entspricht der ”Ausgabedrehgeschwindigkeit” gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • 3-1. Fahrzeugsteuerungsvorrichtung
  • Die Fahrzeugsteuerungsvorrichtung 34 umfasst Funktionsabschnitte, die eine Integration verschiedener Drehmomentsteuerungen, die bei der Kraftmaschine E, der drehenden elektrischen Maschine MG, dem Geschwindigkeitsänderungsmechanismus TM, der Kraftmaschinentrennungskupplung CL usw. ausgeführt werden, eine Eingriffsteuerung für die Reibungseingriffselemente usw. über das gesamte Fahrzeug steuern.
  • Die Fahrzeugsteuerungsvorrichtung 34 berechnet das erforderliche Fahrzeugdrehmoment Tr, das ein Drehmoment ist, das erforderlich ist, um die Räder W anzutreiben, und das eine Sollantriebskraft ist, die von der Seite der Zwischenwelle M zu der Seite der Ausgabewelle O zu übertragen ist, und bestimmt die Antriebsbetriebsart der Kraftmaschine E und der drehenden elektrischen Maschine MG entsprechend der Beschleunigungseinrichtungsbetätigungsgröße, der Fahrzeuggeschwindigkeit, der Ladungsmenge der Batterie usw.. Die Fahrzeugsteuerungsvorrichtung 34 ist ein Funktionsabschnitt, der ein erforderliches Kraftmaschinendrehmoment, das ein Ausgabedrehmoment ist, das für die Kraftmaschine E erforderlich ist, ein erforderliches Drehmoment Tb der drehenden elektrischen Maschine, das ein Ausgabedrehmoment ist, das für die drehende elektrische Maschine MG erforderlich ist, und eine Sollübertragungsdrehmomentkapazität der Kraftmaschinentrennungskupplung CL berechnet, um die berechneten Werte den anderen Steuerungsvorrichtungen 31 bis 33 für eine Integrationssteuerung bereitzustellen.
  • In dem Ausführungsbeispiel bestimmt in dem Fall, bei dem die Kraftmaschinentrennungskupplung CL in dem nicht-direkten Eingriffszustand ist, wie er in 3B gezeigt ist, die Fahrzeugsteuerungsvorrichtung 34 das erforderliche Drehmoment Tb der drehenden elektrischen Maschine und die Sollübertragungsdrehmomentkapazität der Kraftmaschinentrennungskupplung CL derart, dass ein Drehmoment, das durch Summieren des Ausgabedrehmoments Tm der drehenden elektrischen Maschine MG und des Rutschdrehmoments Tf der Kraftmaschinentrennungskupplung CL erhalten wird, mit dem erforderlichen Fahrzeugdrehmoment Tr übereinstimmt. In dem Beispiel wird ein Drehmoment, das erhalten wird, indem ein geschätztes Rutschdrehmoment Tf* von dem erforderlichen Fahrzeugdrehmoment Tr subtrahiert wird, als das erforderliche Drehmoment Tb der drehenden elektrischen Maschine bestimmt (siehe 7). Der nicht-direkte Eingriffszustand umfasst den ausgerückten Zustand der Kraftmaschinentrennungskupplung CL, in dem das Rutschdrehmoment Tf Null ist.
  • In dem Fall, bei dem die Kraftmaschinentrennungskupplung CL in dem direkten Eingriffszustand ist, wie er in 3C gezeigt ist, bestimmt demgegenüber die Fahrzeugsteuerungsvorrichtung 34 das erforderliche Drehmoment Tb der drehenden elektrischen Maschine und das erforderliche Kraftmaschinendrehmoment derart, dass ein Drehmoment, das durch Summieren des Ausgabedrehmoments Tm der drehenden elektrischen Maschine MG und des Ausgabedrehmoments Te der Kraftmaschine E erhalten wird, mit dem erforderlichen Fahrzeugdrehmoment Tr übereinstimmt. In dem Beispiel wird ein Drehmoment, das erhalten wird, indem ein geschätztes Kraftmaschinenausgabedrehmoment Te* von dem erforderlichen Fahrzeugdrehmoment Tr subtrahiert wird, als das erforderliche Drehmoment Tb der drehenden elektrischen Maschine bestimmt.
  • Die Fahrzeugsteuerungsvorrichtung 34 bestimmt die Antriebsbetriebsart der Antriebskraftquelle auf der Grundlage der Beschleunigungseinrichtungsbetätigungsgröße, der Fahrzeuggeschwindigkeit, der Ladungsmenge der Batterie usw.. Hierbei wird die Ladungsmenge der Batterie durch einen Batteriezustandserfassungssensor erfasst. In dem Ausführungsbeispiel umfassen Beispiele der Antriebsbetriebsart eine elektrische Antriebsbetriebsart, in der nur die drehende elektrische Maschine MG als die Antriebskraftquelle verwendet wird, eine parallele Betriebsart, in der zumindest die Kraftmaschine E als die Antriebskraftquelle verwendet wird, eine Kraftmaschinenleistungserzeugungsbetriebsart, in der eine Drehantriebskraft der Kraftmaschine E für eine regenerative Leistungserzeugung verwendet wird, die durch die drehende elektrische Maschine MG ausgeführt wird, eine regenerative Leistungserzeugungsbetriebsart, in der eine Drehantriebskraft, die von den Rädern übertragen wird, für eine regenerative Leistungserzeugung verwendet wird, die durch die drehende elektrische Maschine MG ausgeführt wird, und eine Kraftmaschinenstartbetriebsart, in der eine Drehantriebskraft der drehenden elektrischen Maschine MG verwendet wird, um die Kraftmaschine E zu starten.
  • Hierbei wird die Kraftmaschinentrennungskupplung CL in den direkten Eingriffszustand in den Antriebsbetriebsarten gebracht, die die parallele Betriebsart, die Kraftmaschinenleistungserzeugungsbetriebsart und die Kraftmaschinenstartbetriebsart umfassen. In der Kraftmaschinenstartbetriebsart wird, wie es in Bezug auf ein Beispiel beschrieben ist, das nachstehend beschrieben wird, die Kraftmaschinentrennungskupplung CL in den rutschenden Eingriffszustand gebracht, während die drehende elektrische Maschine MG sich so dreht, dass ein positives Drehmoment, das der Magnitude der Übertragungsdrehmomentkapazität entspricht, von der Kraftmaschinentrennungskupplung CL zu der Seite der Kraftmaschine E übertragen wird. Als eine Reaktionskraft wird ein negatives Drehmoment (Rutschdrehmoment) Tf, das der Magnitude der Übertragungsdrehmomentkapazität entspricht, von der Kraftmaschinentrennungskupplung CL zu der Seite der drehenden elektrischen Maschine MG übertragen.
  • 3-2. Kraftmaschinensteuerungsvorrichtung
  • Die Kraftmaschinensteuerungsvorrichtung 31 umfasst einen Funktionsabschnitt, der einen Betrieb der Kraftmaschine E steuert. In dem Ausführungsbeispiel führt in dem Fall, bei dem ein Befehl für das erforderliche Kraftmaschinendrehmoment von der Fahrzeugsteuerungsvorrichtung 34 bereitgestellt wird, die Kraftmaschinensteuerungsvorrichtung 31 eine Drehmomentsteuerung aus, in der ein Ausgabedrehmomentbefehlswert auf das erforderliche Kraftmaschinendrehmoment entsprechend dem Befehl eingestellt wird, der von der Kraftmaschinensteuerungsvorrichtung 34 bereitgestellt wird, und in der die Kraftmaschine E so gesteuert wird, dass sie das Ausgabedrehmoment Te ausgibt, das dem Ausgabedrehmomentbefehlswert entspricht. Die Kraftmaschinensteuerungsvorrichtung 31 ist ebenso konfiguriert, das Ausgabedrehmoment Te der Kraftmaschine E zu schätzen und das geschätzte Drehmoment zu anderen Steuerungsvorrichtungen als das geschätzte Kraftmaschinenausgabedrehmoment Te* zu übertragen. Die Kraftmaschinensteuerungsvorrichtung 31 kann eingerichtet sein, das geschätzte Kraftmaschinenausgabedrehmoment Te* auf der Grundlage des Ausgabedrehmomentbefehlswerts zu berechnen und das berechnete geschätzte Kraftmaschinenausgabedrehmoment Te* zu übertragen.
  • 3-3. Leistungsübertragungssteuerungsvorrichtung
  • Die Leistungsübertragungssteuerungsvorrichtung 33 umfasst einen Funktionsabschnitt, der den Geschwindigkeitsänderungsmechanismus TM und die Kraftmaschinentrennungskupplung CL steuert. Die Leistungsübertragungssteuerungsvorrichtung 33 empfängt Informationen, die durch die Sensoren, wie beispielsweise den Ausgabewellendrehgeschwindigkeitssensor Se3, erfasst werden.
  • 3-3-1. Steuerung des Geschwindigkeitsänderungsmechanismus
  • Die Leistungsübertragungssteuerungsvorrichtung 33 steuert eine Etablierung einer Schaltungsgeschwindigkeit in dem Geschwindigkeitsänderungsmechanismus TM. In dem Ausführungsbeispiel bestimmt die Leistungsübertragungssteuerungsvorrichtung 33 eine Sollschaltungsgeschwindigkeit für den Geschwindigkeitsänderungsmechanismus Tm auf der Grundlage von Informationen, die durch die Sensoren erfasst werden, wie beispielsweise die Fahrzeuggeschwindigkeit, die Beschleunigungsbetätigungsgröße und die Schaltungsposition. Dann steuert die Leistungsübertragungssteuerungsvorrichtung 33 den hydraulischen Druck, der den Reibungseingriffselementen C1, B1, ... zuzuführen ist, die in dem Geschwindigkeitsänderungsmechanismus TM bereitgestellt sind, über die Hydrauliksteuerungsvorrichtung PC, um die Reibungseingriffselemente einzurücken bzw. in Eingriff zu bringen oder auszurücken bzw. zu lösen, um die Sollschaltungsgeschwindigkeit in dem Geschwindigkeitsänderungsmechanismus TM zu etablieren. Spezifisch stellt die Leistungsübertragungssteuerungsvorrichtung 33 der Hydrauliksteuerungsvorrichtung PC einen Befehl für einen Sollhydraulikdruck (Befehlsdruck) für die Reibungseingriffselemente B1, C1, ... bereit, und die Hydrauliksteuerungsvorrichtung PC führt den Reibungseingriffselementen den Sollhydraulikdruck (Befehlsdruck) entsprechend dem Befehl zu.
  • Während eines Schaltens zwischen Schaltungsgeschwindigkeiten (während eines Schaltens) steuert die Leistungsübertragungssteuerungsvorrichtung 33 zeitweilig ein Reibungseingriffselement, das einzurücken oder auszurücken ist (Geschwindigkeitsänderungseingriffselement), in den rutschenden Eingriffszustand. Auch während des Schaltens wird der Eingriffsdruck für das Geschwindigkeitsänderungseingriffselement derart gesteuert, dass ein Drehmoment, das von der Seite der Zwischenwelle M zu der Seite der Ausgabewelle O übertragen wird, das erforderliche Fahrzeugdrehmoment Tr aufgrund des Rutschdrehmoments des Geschwindigkeitsänderungseingriffselements wird. Während des Schaltens werden zusätzlich die Zwischenwelle M und die Ausgabewelle O in einen nicht-direkt gekoppelten Zustand gebracht, in dem kein Torsionsdrehmoment aufgrund einer elastischen Schwingung (Torsionsschwingung) übertragen wird, sondern ein Drehmoment aufgrund einer dynamischen Reibung zwischen den beiden Elementen übertragen wird, oder in dem kein Drehmoment zwischen den beiden Elementen übertragen wird.
  • 3-3-2. Steuerung der Kraftmaschinentrennungskupplung
  • Die Leistungsübertragungssteuerungsvorrichtung 33 kuppelt die Kraftmaschinentrennungskupplung CL ein und aus bzw. rückt sie ein und aus. In dem Ausführungsbeispiel steuert die Leistungsübertragungssteuerungsvorrichtung 33 den hydraulischen Druck, der der Kraftmaschinentrennungskupplung CL zuzuführen ist, über die Hydrauliksteuerungsvorrichtung PC, sodass die Übertragungsdrehmomentkapazität der Kraftmaschinentrennungskupplung CL mit der Sollübertragungsdrehmomentkapazität entsprechend dem Befehl, der von der Fahrzeugsteuerungsvorrichtung 34 bereitgestellt wird, übereinstimmt. Spezifisch stellt die Leistungsübertragungssteuerungsvorrichtung 33 der Hydrauliksteuerungsvorrichtung PC einen Befehl für einen Sollhydraulikdruck (Befehlsdruck) bereit, der auf der Grundlage der Sollübertragungsdrehmomentkapazität eingestellt wird, und die Hydrauliksteuerungsvorrichtung PC führt der Kraftmaschinentrennungskupplung CL den Sollhydraulikdruck (Befehlsdruck) entsprechend dem Befehl zu.
  • Die Leistungsübertragungssteuerungsvorrichtung 33 schätzt die Übertragungsdrehmomentkapazität der Kraftmaschinentrennungskupplung CL. In dem Fall, in dem die Kraftmaschinentrennungskupplung CL in dem rutschenden Eingriffszustand ist, schätzt die Leistungsübertragungssteuerungsvorrichtung 33 das Rutschdrehmoment Tf, das von der Kraftmaschinentrennungskupplung CL zu der Seite der drehenden elektrischen Maschine MG durch eine dynamische Reibung übertragen wird, auf der Grundlage der geschätzten Übertragungsdrehmomentkapazität ab. Die Leistungsübertragungssteuerungsvorrichtung 33 ist konfiguriert, das geschätzte Rutschdrehmoment Tf zu anderen Steuerungsvorrichtungen als das geschätzte Rutschdrehmoment Tf* zu übertragen.
  • In dem Ausführungsbeispiel schätzt die Leistungsübertragungssteuerungsvorrichtung 33 die Übertragungsdrehmomentkapazität, indem eine Antwortverzögerungsverarbeitung, in der eine Antwortverzögerung eines Hydraulikdruckzufuhrsystems simuliert wird, bei der Sollübertragungsdrehmomentkapazität oder dem Sollhydraulikdruck (Befehlsdruck) ausgeführt wird. Dann bestimmt die Leistungsübertragungssteuerungsvorrichtung 33 die Richtung einer Drehmomentübertragung auf der Grundlage der Beziehung zwischen den Drehgeschwindigkeiten der Eingriffselemente der Kraftmaschinentrennungskupplung CL, sie multipliziert die geschätzte Übertragungsdrehmomentkapazität mit einem positiven oder negativen Vorzeichen (+1 oder –1) und sie stellt das geschätzte Rutschdrehmoment Tf* auf das sich ergebende Produkt ein. Beispielsweise wird in dem Fall, bei dem die Drehgeschwindigkeit bzw. Drehzahl ωm der drehenden elektrischen Maschine MG höher als die Drehgeschwindigkeit bzw. Drehzahl ωe der Kraftmaschine E ist, das geschätzte Rutschdrehmoment Tf* auf einen Wert eingestellt, der durch Multiplizieren der geschätzten Übertragungsdrehmomentkapazität mit einem negativen Vorzeichen (–1) erhalten wird. In dem Fall, bei dem die Drehgeschwindigkeit bzw. Drehzahl ωm der drehenden elektrischen Maschine MG niedriger als die Drehgeschwindigkeit bzw. Drehzahl ωe der Kraftmaschine E ist, wird das geschätzte Rutschdrehmoment Tf* auf einen Wert eingestellt, der durch Multiplizieren der geschätzten Übertragungsdrehmomentkapazität mit einem positiven Vorzeichen (+1) erhalten wird. In dem Fall, bei dem die Kraftmaschinentrennungskupplung CL in dem direkten Eingriffszustand oder in dem ausgerückten Zustand ist, wird das geschätzte Rutschdrehmoment Tf* auf Null eingestellt.
  • 3-4. Steuerungsvorrichtung der drehenden elektrischen Maschine
  • Die Steuerungsvorrichtung 32 der drehenden elektrischen Maschine umfasst einen Funktionsabschnitt, der einen Betrieb der drehenden elektrischen Maschine MG steuert. In dem Ausführungsbeispiel stellt die Steuerungsvorrichtung 32 der drehenden elektrischen Maschine den Ausgabedrehmomentbefehlswert Tmo zumindest auf der Grundlage des erforderlichen Drehmoments Tb der drehenden elektrischen Maschine entsprechend dem Befehl ein, der von der Fahrzeugsteuerungsvorrichtung 34 bereitgestellt wird, und sie steuert die drehende elektrische Maschine MG, um das Ausgabedrehmoment Tm entsprechend dem Drehmomentbefehlswert auszugeben. In dem Ausführungsbeispiel wird in dem Fall, bei dem die Steuerungsbetriebsart der drehenden elektrischen Maschine MG auf eine Drehmomentsteuerungsbetriebsart eingestellt ist, der Ausgabedrehmomentbefehlswert Tmo auf das erforderliche Drehmoment Tb der drehenden elektrischen Maschine eingestellt. In dem Fall, bei dem die Steuerungsbetriebsart der drehenden elektrischen Maschine MG auf eine Drehgeschwindigkeitssteuerungsbetriebsart eingestellt ist, wird der Ausgabedrehmomentbefehlswert Tmo auf ein Drehmoment eingestellt, das erhalten wird, indem der Rückkopplungsdrehmomentbefehlswert Tp, der nachstehend beschrieben wird, zu dem erforderlichen Drehmoment Tb der drehenden elektrischen Maschine addiert wird. In dem Ausführungsbeispiel umfasst die Steuerungsvorrichtung 32 der drehenden elektrischen Maschine einen Schwingungsunterdrückungsdrehgeschwindigkeitssteuerungsabschnitt 40 (siehe 2), der den Rückkopplungsdrehmomentbefehlswert Tp berechnet.
  • 3-4-1. Schwingungsunterdrückungsdrehgeschwindigkeitssteuerungsabschnitt
  • Wie es in 2 gezeigt ist, ist der Schwingungsunterdrückungsdrehgeschwindigkeitssteuerungsabschnitt 40 ein Funktionsabschnitt, der eine Schwingungsunterdrückungsdrehgeschwindigkeitssteuerung ausführt, in der die Solldrehgeschwindigkeit bzw. Solldrehzahl auf die schwingungsarme Drehgeschwindigkeit bzw. Drehzahl ωm^ eingestellt wird, die eine Drehgeschwindigkeit ist, die erhalten wird, indem die Schwingungskomponente der Drehgeschwindigkeit ωm der drehenden elektrischen Maschine MG, die durch eine Wellentorsionsschwingung des Leistungsübertragungssystems 2 oder dergleichen erzeugt wird, reduziert wird, und in der ein Rückkopplungsdrehmomentbefehlswert Tp, der die Drehgeschwindigkeit ωm der drehenden elektrischen Maschine MG auf die Solldrehgeschwindigkeit abstimmt, berechnet wird. Die Schwingungsunterdrückungsdrehgeschwindigkeitssteuerung agiert, um die Schwingungskomponente der Drehgeschwindigkeit ωm der drehenden elektrischen Maschine MG zu reduzieren, d. h., eine Schwingung der Drehgeschwindigkeit ωm der drehenden elektrischen Maschine MG zu unterdrücken, wobei sie wirkt, das Schwingungszentrum der Drehgeschwindigkeit ωm der drehenden elektrischen Maschine MG auf die schwingungsarme Drehgeschwindigkeit ωm^ abzustimmen.
  • Bei einer Berechnung der Drehgeschwindigkeit, die durch Reduzieren der Schwingungskomponente der Drehgeschwindigkeit ωm der drehenden elektrischen Maschine MG erhalten wird, führt der Schwingungsunterdrückungsdrehgeschwindigkeitssteuerungsabschnitt 40 die Berechnung nicht in einer Rückkopplungsart aus, wie beispielsweise durch ein einfaches Ausführen einer Filterverarbeitung bei der Drehgeschwindigkeit ωm der drehenden elektrischen Maschine MG, was eine Antwortverzögerung verursachen kann. Vielmehr führt der Schwingungsunterdrückungsdrehgeschwindigkeitssteuerungsabschnitt 40 die Berechnung in einer Vorwärtskopplungsart bzw. Feedforward-Art auf der Grundlage des erforderlichen Fahrzeugdrehmoments Tr, das ein Drehmoment ist, das zum Antreiben der Räder W erforderlich ist, und eines geschätzten Werts des externen Eingabedrehmoments Tw aus, das von den Rädern W zu dem Leistungsübertragungssystem 2 eingegeben wird, um keine Antwortverzögerung zu verursachen. Das heißt, die Schwingungsunterdrückungsdrehgeschwindigkeitssteuerung wird unter Verwendung der schwingungsarmen Drehgeschwindigkeit ωm^ ausgeführt, die in einer Feedforward-Art berechnet wird, sodass keine Antwortverzögerung in dem Verhalten der Drehgeschwindigkeit ωm der drehenden elektrischen Maschine MG verursacht wird.
  • Um die Drehgeschwindigkeit ωm der drehenden elektrischen Maschine MG in einer Feedforward-Art zu schätzen, ist es nicht ausreichend, die Schätzung nur auf der Grundlage des Ausgabedrehmoments Tm der drehenden elektrischen Maschine MG, des Ausgabedrehmoments Te der Kraftmaschine E, des Rutschdrehmoments Tf usw., die von der Seite der drehenden elektrischen Maschine MG zu der Seite der Räder W ausgegeben werden, auszuführen, wobei es erforderlich ist, die Schätzung zusätzlich auf der Grundlage des externen Eingabedrehmoments Tw, wie beispielsweise eines Fahrwiderstanddrehmoments und eines Bremsdrehmoments, das von der Seite der Räder W zu der Seite der drehenden elektrischen Maschine W übertragen wird, auszuführen. Hierbei wird das Drehmoment, das von der Seite der drehenden elektrischen Maschine MG zu der Seite der Räder W ausgegeben wird, auf der Grundlage des erforderlichen Fahrzeugdrehmoments Tr gesteuert, das durch die Steuerungsvorrichtung berechnet wird, wobei es folglich erfasst werden kann. Das externe Eingabedrehmoment Tw, das von den Rädern W zu dem Leistungsübertragungssystem 2 eingegeben wird, dient jedoch als eine Störung bei dem Steuerungssystem und muss folglich geschätzt werden. Somit führt bei einer Schätzung des externe Eingabedrehmoments Tw von der Drehgeschwindigkeit ωm der drehenden elektrischen Maschine MG der Schwingungsunterdrückungsdrehgeschwindigkeitssteuerungsabschnitt 40 die Schätzungsverarbeitung aus, nachdem die Schwingungskomponente der Drehgeschwindigkeit ωm des Leistungsübertragungssystems 2 reduziert ist, sodass das geschätzte externe Eingabedrehmoment Tw nicht durch die Schwingungskomponente der Drehgeschwindigkeit ωm des Leistungsübertragungssystems 2 beeinflusst wird.
  • Um die Schwingungsunterdrückungsdrehgeschwindigkeitssteuerung auszuführen, umfasst, wie es in 2 gezeigt ist, der Schwingungsunterdrückungsdrehgeschwindigkeitssteuerungsabschnitt 40 die Externe-Eingabe-Schätzeinrichtung 41, die Schwingungsarme-Geschwindigkeit-Berechnungseinrichtung 42, die Drehgeschwindigkeitssteuerungseinrichtung 43 und die Drehmomentbefehlswertberechnungseinrichtung 44. Die Externe-Eingabe-Schätzeinrichtung 41 reduziert die Schwingungskomponente der Drehgeschwindigkeit ωm des Leistungsübertragungssystems 2 bei der Drehgeschwindigkeit ωm und schätzt das Übertragungssystemeingabedrehmoment Tin*, das ein Drehmoment ist, das dem Leistungsübertragungssystem 2 eingegeben wird, auf der Grundlage der Drehgeschwindigkeit ωm der drehenden elektrischen Maschine MG, und sie schätzt das externe Eingabedrehmoment Tw, das von den Rädern W zu dem Leistungsübertragungssystem 2 eingeben wird, indem zumindest das Ausgabedrehmoment Tm der drehenden elektrischen Maschine MG von dem Übertragungssystemeingabedrehmoment Tin* subtrahiert wird. Die Schwingungsarme-Geschwindigkeit-Berechnungseinrichtung 42 berechnet die schwingungsarme Drehgeschwindigkeit ωm”, die eine Drehgeschwindigkeit ist, die erhalten wird, indem die Schwingungskomponente der Drehgeschwindigkeit ωm der drehenden elektrischen Maschine MG reduziert wird, auf der Grundlage des externen Eingabedrehmoments Tw und des erforderlichen Fahrzeugdrehmoments Tr, das ein Drehmoment ist, das zum Antreiben der Räder W erforderlich ist. Die Drehgeschwindigkeitssteuerungseinrichtung 43 berechnet den Rückkopplungsdrehmomentbefehlswert Tp, der die Drehgeschwindigkeit ωm der drehenden elektrischen Maschine MG auf die schwingungsarme Drehgeschwindigkeit ωm^ abstimmt. Der Rückkopplungsbefehlsdrehmoment Tp entspricht dem ”Rückkopplungsbefehlsdrehmoment” gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Drehmomentbefehlswertberechnungseinrichtung 44 berechnet den Ausgabedrehmomentbefehlswert Tmo, der ein Befehlswert des Ausgabedrehmoments Tm der drehenden elektrischen Maschine MG ist, auf der Grundlage des erforderlichen Fahrzeugdrehmoments Tr und des Rückkopplungsdrehmomentbefehlswerts Tp. Verarbeitungen der Schwingungsunterdrückungsdrehgeschwindigkeitssteuerung, die durch den Schwingungsunterdrückungsdrehgeschwindigkeitssteuerungsabschnitt 40 ausgeführt werden, werden nachstehend ausführlich beschrieben.
  • 3-4-2. Modellierung in ein Wellentorsionsschwingungssystem
  • Zuerst wird ein Modell eines Steuerungsgegenstands, der als eine Basis eines Steuerungsentwurfs in der Schwingungsunterdrückungsdrehgeschwindigkeitssteuerung dient, beschrieben. 3A zeig ein Modell des Leistungsübertragungssystems 2, das als der Steuerungsgegenstand dient. Hierbei wird das Leistungsübertragungssystem 2 in ein Wellentorsionsschwingungssystem modelliert. Die drehende elektrische Maschine MG ist selektiv antriebsfähig mit der Kraftmaschine E entsprechend dem Eingriffszustand der Kraftmaschinentrennungskupplung CL gekoppelt und antriebsfähig an das Fahrzeug, das als eine Last dient, über den Geschwindigkeitsänderungsmechanismus TM, die Ausgabewelle O und die Achsen AX gekoppelt. In dem Fall, bei dem das Geschwindigkeitsänderungseingriffselement, das ein Reibungseingriffselement ist, das eine Schaltungsgeschwindigkeit etabliert, unter der Vielzahl von Reibungseingriffselementen B1, C1, ... des Geschwindigkeitsänderungsmechanismus TM in dem direkten Eingriffszustand ist, überträgt der Geschwindigkeitsänderungsmechanismus TM eine Drehung zwischen der Zwischenwelle M und der Ausgabewelle O, während die Drehgeschwindigkeit bei dem Geschwindigkeitsverhältnis Kr geändert wird und ein Drehmoment umgewandelt wird. In der nachstehenden Beschreibung werden die Ausgabewelle O und die Achsen AX kollektiv als eine ”Ausgabewelle” bezeichnet. In der nachstehenden Beschreibung ist, soweit es nicht anders angemerkt ist, das Geschwindigkeitsänderungseingriffselement in dem direkten Eingriffzustand. Das Geschwindigkeitsänderungseingriffselement kann beispielsweise eine Geschwindigkeitsänderungskupplung CG sein und in der Form der Geschwindigkeitsänderungskupplung CG in den 3 und 4 veranschaulicht sein.
  • Die Kraftmaschine E, die drehende elektrische Maschine MG und eine Last LD (Fahrzeug) sind als starre Körper modelliert, die jeweils Trägheitsmomente Je, Jm und Jl aufweisen. Die starren Körper sind antriebsfähig aneinander über Wellen gekoppelt, die die Kraftmaschinenausgabewelle Eo, die Eingabewelle I, die Zwischenwelle M und die Ausgabewelle umfassen. Folglich kann das Leistungsübertragungssystem 2 in ein Zwei-Trägheits-System (Two-Inertia-System) modelliert werden, das die drehende elektrische Maschine MG und die Last (das Fahrzeug) umfasst, wenn die Kraftmaschinentrennungskupplung CL in dem nicht-direkten Eingriffszustand ist, und es kann in ein Drei-Trägheits-System modelliert werden, das die Kraftmaschine E, die drehende elektrische Maschine MG und die Last (das Fahrzeug) umfasst, wenn die Kraftmaschinentrennungskupplung CL in dem direkten Eingriffszustand ist.
  • Hierbei ist Te ein Ausgabedrehmoment, das von der Kraftmaschine E ausgegeben wird, ωe ist die Drehgeschwindigkeit bzw. Drehzahl (Winkelgeschwindigkeit) der Kraftmaschine E und Tf ist ein Rutschdrehmoment, das von der Kraftmaschinentrennungskupplung CL zu der Seite der drehenden elektrischen Maschine MG in dem rutschenden Eingriffszustand übertragen wird. Tm ist ein Ausgabedrehmoment, das von der drehenden elektrischen Maschine MG ausgegeben wird, ωm ist die Drehgeschwindigkeit bzw. Drehzahl (Winkelgeschwindigkeit) der drehenden elektrischen Maschine MG und Tcr ist ein Torsionsreaktionsdrehmoment der Ausgabewelle, das zu der drehenden elektrischen Maschine MG über den Geschwindigkeitsänderungsmechanismus TM übertragen wird. ωo ist die Drehgeschwindigkeit bzw. Drehzahl (Winkelgeschwindigkeit) der Ausgabewelle bei einem Endabschnitt auf der Seite des Geschwindigkeitsänderungsmechanismus TM.
  • Unterdessen ist Tc ein Torsionsdrehmoment der Ausgabewelle, das zu der Last LD (dem Fahrzeug) zu übertragen ist, Tw ist ein Fahrwiderstandsdrehmoment, wie beispielsweise ein Neigungswiderstand, ein Luftwiderstand und ein Reifenreibungswiderstand, ein Bremsdrehmoment usw., das von den Rädern W zu dem Leistungsübertragungssystem 2 eingegeben wird, und ωl ist die Drehgeschwindigkeit bzw. Drehzahl (Winkelgeschwindigkeit) der Ausgabewelle bei einem Endabschnitt auf der Lastseite, die der Drehgeschwindigkeit bzw. Drehzahl (Winkelgeschwindigkeit) der Last (der Räder) entspricht. In dem Fall, bei dem das Geschwindigkeitsänderungseingriffselement in dem direkten Eingriffszustand in dem Geschwindigkeitsänderungsmechanismus TM ist, entspricht eine Drehgeschwindigkeit, die durch Dividieren der Drehgeschwindigkeit ωm der drehenden elektrischen Maschine MG durch das Geschwindigkeitsverhältnis Kr erhalten wird, der Drehgeschwindigkeit ωo der Ausgabewelle bei dem Endabschnitt auf der Seite des Geschwindigkeitsänderungsmechanismus TM, und ein Drehmoment, das durch Dividieren eines Torsionsdrehmoments Tc der Ausgabewelle, das zu der Last zu übertragen ist, durch das Geschwindigkeitsverhältnis Kr erhalten wird, entspricht dem Torsionsreaktionsdrehmoment Tcr der Ausgabewelle, das zu der drehenden elektrischen Maschine MG zu übertragen ist. Kc ist die Torsionsfederkonstante der Ausgabewelle, und Cc ist der viskose Reibungskoeffizient der Ausgabewelle.
  • 3-4-3. Zwei-Trägheits-Modell
  • Zuerst wird ein Fall beschrieben, bei dem das Geschwindigkeitsänderungseingriffselement des Geschwindigkeitsänderungsmechanismus TM in dem direkten Eingriffszustand ist. In dem Ausführungsbeispiel weisen die Kraftmaschinenausgabewelle Eo, die Eingabewelle I und die Zwischenwelle M eine große Federkonstante auf und erzeugen im Vergleich mit der Ausgabewelle eine kleine Torsion, wobei sie folglich als starre Körper vereinfacht sind, um eine Analyse und einen Entwurf zu vereinfachen. Folglich werden, wenn die Kraftmaschinentrennungskupplung CL in dem direkten Eingriffszustand ist, wie es in 3C gezeigt ist, die Kraftmaschine E und die drehende elektrische Maschine MG als ein einzelner starrer Körper zur Vereinfachung von einem Drei-Trägheits-System in ein Zwei-Trägheits-System behandelt.
  • Wie es in den 3B und 3C gezeigt ist, wird das Trägheitsmoment auf der Seite der drehenden elektrischen Maschine MG zwischen Jm und Jm + Je entsprechend davon umgeschaltet, ob die Kraftmaschinentrennungskupplung CL in dem nicht-direkten Eingriffszustand oder dem direkten Eingriffszustand ist. Folglich variiert, wie es nachstehend beschrieben ist, die Resonanzfrequenz ωa, die die Eigenschwingungsfrequenz des Wellentorsionsschwingungssystems (des Leistungsübertragungssystems 2) ist, deutlich entsprechend dem Eingriffszustand der Kraftmaschinentrennungskupplung CL. Ferner verursachen Variationen in dem Geschwindigkeitsverhältnis Kr ebenso Variationen in einer Übertragung einer Drehgeschwindigkeit und eines Drehmoments zwischen der Seite der drehenden elektrischen Maschine MG und der Seite der Last LD (des Fahrzeugs). Folglich variiert die Resonanzfrequenz ωa usw. deutlich in jedem des nichtdirekten Eingriffszustands und des direkten Eingriffszustands. Somit werden, wie es nachstehend beschrieben ist, die Steuerungskonstanten des Schwingungsunterdrückungsdrehgeschwindigkeitssteuerungsabschnitts 40 entsprechend dem Eingriffszustand der Kraftmaschinentrennungskupplung und dem Geschwindigkeitsverhältnis Kr geändert, um sich an Variationen in Eigenschaften des Wellentorsionsschwingungssystems anzupassen.
  • In dem Fall, bei dem die Kraftmaschinentrennungskupplung CL in dem nichtdirekten Eingriffszustand ist, in dem ein Rutschen auftritt, wie es in 3B gezeigt ist, wird das Rutschdrehmoment Tf von der Kraftmaschinentrennungskupplung CL zu der drehenden elektrischen Maschine MG durch eine dynamische Reibung eingegeben. Folglich variiert, wenn die Übertragungsdrehmomentkapazität der Kraftmaschinentrennungskupplung CL von Null vergrößert wird, um die Kraftmaschinentrennungskupplung CL von dem ausgekuppelten bzw. ausgerückten Zustand in den rutschenden Eingriffszustand zu bringen, ein Drehmoment, das dem Wellentorsionsschwingungssystem eingegeben wird, um eine Größe, die dem Rutschdrehmoment Tf entspricht, um als eine Störung bei dem Wellentorsionsschwingungssystem zu dienen, die eine Wellentorsionsschwingung verursachen kann.
  • In dem Fall, bei dem die Kraftmaschinentrennungskupplung CL in dem direkten Eingriffszustand ist, wie es in 3C gezeigt ist, wird unterdessen eher das Ausgabedrehmoment Te der Kraftmaschine E als das Rutschdrehmoment Tf zu der Seite der drehenden elektrischen Maschine MG eingegeben. Folglich wird ein Drehmoment, das auf die Seite der drehenden elektrischen Maschine MG wirkt, zwischen dem Rutschdrehmoment Tf und dem Ausgabedrehmoment Te der Kraftmaschine E in dem Augenblick umgeschaltet, wenn der Eingriffszustand zwischen dem nicht-direkten Eingriffszustand und dem direkten Eingriffszustand umgeschaltet wird. Folglich werden in dem Fall, bei dem das Rutschdrehmoment Tf und das Ausgabedrehmoment Te der Kraftmaschine E in einer Magnitude unterschiedlich zueinander sind, schrittweise Drehmomentvariationen dem Wellentorsionsschwingungssystern eingegeben. Die schrittweisen Drehmomentvariationen dienen als eine Störung bei dem Wellentorsionsschwingungssystem, um eine Wellentorsionsschwingung zu verursachen. Somit kann, wenn die Übertragungsdrehmomentkapazität oder der Eingriffszustand der Kraftmaschinentrennungskupplung variiert wird, die Schwingungsunterdrückungsdrehgeschwindigkeitssteuerung ausgeführt werden, um eine Wellentorsionsschwingung zu unterdrücken, die durch derartige Variationen verursacht wird.
  • 5 zeigt ein Blockliniendiagramm des Zwei-Trägheits-Modells gemäß den 3B und 3C. Hierbei zeigt s einen Laplace-Operator an. Wie es in der Zeichnung gezeigt ist, wird das Ausgabedrehmoment Tm der drehenden elektrischen Maschine MG als eine Steuerungseingabe bei dem Wellentorsionsschwingungssystern verwendet, wobei die Drehgeschwindigkeit bzw. Drehzahl ωm der drehenden elektrischen Maschine MG beobachtet werden kann. Das Übertragungssystemeingabedrehmoment Tin (siehe 7), das ein Drehmoment ist, das dem Wellentorsionsschwingungssystern (dem Leistungsübertragungssystem 2) eingeben wird, umfasst das Ausgabedrehmoment Te der Kraftmaschine E, das Rutschdrehmoment Tf der Kraftmaschinentrennungskupplung CL und das externe Eingabedrehmoment Tw zusätzlich zu dem Ausgabedrehmoment Tm der drehenden elektrischen Maschine MG.
  • Ein Drehmoment, das durch Subtrahieren des Torsionsreaktionsdrehmoments Tcr der Ausgabewelle von dem Ausgabedrehmoment Tm der drehenden elektrischen Maschine MG und durch Addieren des Rutschdrehmoments Tf oder des Kraftmaschinenausgabedrehmoments Te zu dem resultierenden Drehmoment erhalten wird, wirkt auf der Seite der drehenden elektrischen Maschine MG. Ein Trägheitsmoment Jd auf der Seite der drehenden elektrischen Maschine MG wird zwischen dem Trägheitsmoment Jm nur der drehenden elektrischen Maschine MG, das verwendet wird, wenn die Kraftmaschinentrennungskupplung CL in dem nicht-direkten Eingriffszustand ist, und einem Wert (Jm + Je) geschaltet, der durch Addieren des Trägheitsmoments Jm der drehenden elektrischen Maschine MG und des Trägheitsmoments Je der Kraftmaschine E erhalten wird, der verwendet wird, wenn die Kraftmaschinentrennungskupplung CL in dem direkten Eingriffszustand ist. Ein Wert, der durch Dividieren des Drehmoments, das auf der Seite der drehenden elektrischen Maschine MG wirkt, durch das Trägheitsmoment Jd erhalten wird, wird als die Drehbeschleunigung (Winkelbeschleunigung) der drehenden elektrischen Maschine MG verwendet. Dann wird ein Wert, der durch Integrieren (1/s) der Drehbeschleunigung der drehenden elektrischen Maschine MG erhalten wird, als die Drehgeschwindigkeit bzw. Drehzahl (Winkelgeschwindigkeit) ωm der drehenden elektrischen Maschine MG verwendet.
  • Ein Wert, der durch Dividieren der Drehgeschwindigkeit bzw. Drehzahl ωm der drehenden elektrischen Maschine MG durch das Geschwindigkeitsverhältnis Kr erhalten wird, wird als die Drehgeschwindigkeit bzw. Drehzahl ωo der Ausgabewelle bei dem Endabschnitt auf der Seite des Geschwindigkeitsänderungsmechanismus TM verwendet. Ein Wert, der durch Subtrahieren der Drehgeschwindigkeit ωl der Ausgabewelle bei dem Endabschnitt auf der Seite der Last LD (des Fahrzeugs) von der Drehgeschwindigkeit ωo der Ausgabewelle bei dem Endabschnitt auf der Seite des Geschwindigkeitsänderungsmechanismus TM erhalten wird, wird als eine Differenzdrehgeschwindigkeit zwischen den beiden Endabschnitten verwendet. Ein Wert, der durch Multiplizieren der Differenzdrehgeschwindigkeit mit dem viskosen Reibungskoeffizienten Cc der Ausgabewelle erhalten wird, wird als ein Dämpfungsdrehmoment verwendet. Ein Wert, der durch Multiplizieren eines Torsionswinkels, der ein Wert ist, der durch Integrieren (1/s) der Differenzdrehgeschwindigkeit erhalten wird, mit der Torsionsfederkonstanten Kc erhalten wird, wird als ein elastisches Drehmoment verwendet. Dann wird ein Drehmoment, das durch Summieren des Dämpfungsdrehmoments und des elastischen Drehmoments erhalten wird, als das Torsionsdrehmoment Tc der Ausgabewelle verwendet. Ein Wert, der durch Addieren des externen Eingabedrehmoments Tw zu dem Torsionsdrehmoment Tc erhalten wird, wird als das Drehmoment Tl verwendet, das auf die Last LD (das Fahrzeug) wirkt. Ein Wert, der durch Dividieren des Drehmoments Tl, das auf die Last wirkt, durch das Trägheitsmoment Jl der Last und durch Integrieren (1/s) des Quotienten erhalten wird, wird als die Drehgeschwindigkeit bzw. Drehzahl (Winkelgeschwindigkeit) ωl der Last (der Räder) verwendet.
  • Hierbei wird das Ausgabedrehmoment Tm der drehenden elektrischen Maschine MG als eine Steuerungseingabe bei dem Zwei-Trägheits-Modell verwendet, das als der Steuerungsgegenstand dient, wobei die Drehgeschwindigkeit ωm der drehenden elektrischen Maschine MG als eine Variable verwendet wird, die für die Schwingungsunterdrückungsdrehgeschwindigkeitssteuerung beobachtet werden kann. Wie es nachstehend ausführlich beschrieben ist, führt der Schwingungsunterdrückungsdrehgeschwindigkeitssteuerungsabschnitt 40 die Schwingungsunterdrückungsdrehgeschwindigkeitssteuerung aus, um den Schwingungsunterdrückungsdrehmomentbefehlswert Tp durch eine Rückkopplungssteuerung bzw. Regelung auszugeben, die auf der Grundlage der Drehgeschwindigkeit ωm der drehenden elektrischen Maschine MG ausgeführt wird.
  • 3-4-4. Übertragungsfunktion des Zwei-Trägheits-Modells
  • 3-4-4-1. Übertragungsfunktion von dem Ausgabedrehmoment der drehenden elektrischen Maschine zu der Drehgeschwindigkeit der drehenden elektrischen Maschine
  • Als nächstes ist, wie es aus dem Blockliniendiagramm des Zwei-Trägheits-Modells in 5 ersichtlich ist, eine Übertragungsfunktion P(s) des Steuerungsgegenstands von dem Ausgabedrehmoment Tm der drehenden elektrischen Maschine MG zu der Drehgeschwindigkeit ωm der drehenden elektrischen Maschine MG, wie es durch die nachstehende Gleichung angegeben ist und wie es in 7 gezeigt ist. Die Übertragungsfunktion P(s) wird ebenso als die Übertragungsfunktion von dem Ausgabedrehmoment Te der Kraftmaschine E oder dem Rutschdrehmoment Tf zu der Drehgeschwindigkeit ωm der drehenden elektrischen Maschine MG verwendet.
  • Figure 00390001
  • Hierbei ist ωa die Resonanzfrequenz, ζa ist der Resonanzpunktdämpfungsfaktor, ωz die Antiresonanzfrequenz und ζz ist der Antiresonanzpunktdämpfungsfaktor. Diese werden durch die nachstehende Gleichung dargestellt, die die Torsionsfederkonstante Kc und den viskosen Reibungskoeffizienten Cc der Ausgabewelle, das Trägheitsmoment Jl der Last LD (des Fahrzeugs), das Trägheitsmoment Jd auf der Seite der drehenden elektrischen Maschine MG und das Geschwindigkeitsverhältnis Kr verwendet. Die Resonanzfrequenz ωa entspricht der Eigenschwingungsfrequenz des Leistungsübertragungssystems 2 gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • Wie es vorstehend beschrieben ist, variiert das Trägheitsmoment Jd auf der Seite der drehenden elektrischen Maschine MG entsprechend davon, ob man in dem nicht-direkten Eingriffszustand oder in dem direkten Eingriffszustand ist. Zusätzlich variiert das Geschwindigkeitsverhältnis Kr entsprechend der Schaltungsgeschwindigkeit, die in dem Geschwindigkeitsänderungsmechanismus TM etabliert ist. Folglich variiert, wie es aus der nachstehenden Gleichung ersichtlich ist, die Resonanzfrequenz ωa entsprechend davon, ob man in dem nicht-direkten Eingriffszustand oder in dem direkten Eingriffszustand ist, und entsprechend dem Geschwindigkeitsverhältnis Kr.
  • Figure 00400001
    • (a) Indirekter Eingriffszustand Jd = Jm
    • (b) Direkter Eingriffszustand Jd = Jm + Jl
  • Es ist aus der Gleichung (1) herausgefunden worden, dass die Drehgeschwindigkeit ωm der drehenden elektrischen Maschine MG durch ein Dividieren des Ausgabedrehmoments Tm der drehenden elektrischen Maschine MG durch das Trägheitsmoment (Jl/Kr2 + Jd) des gesamten Wellentorsionsschwingungssystems (des Leistungsübertragungssystems), um eine Drehbeschleunigung herzuleiten, durch ein Integrieren (1/s) der resultierenden Drehbeschleunigung, um eine Drehgeschwindigkeit in einem stabilen Zustand herzuleiten, und durch Aufweisen einer Zwei-Trägheits-Schwingungskomponente, die auf der resultierenden Drehgeschwindigkeit getragen wird, erhalten wird. Das Trägheitsmoment (Jl/Kr2 + Jd) wird auf der Grundlage der Seite der drehenden elektrischen Maschine MG in Bezug auf den Geschwindigkeitsänderungsmechanismus TM erhalten.
  • Es ist aus der Gleichung (2) herausgefunden worden, dass, wenn der direkte Eingriffszustand etabliert ist, die Resonanzfrequenz ωa der Zwei-Trägheits-Schwingungskomponente abnimmt, da das Trägheitsmoment Jd auf der Seite der drehenden elektrischen Maschine MG um eine Größe zunimmt, die dem Trägheitsmoment Je der Kraftmaschine E entspricht. Es ist ebenso herausgefunden worden, dass der Resonanzpunktdämpfungsfaktor ζa proportional zu der Resonanzfrequenz ωa ist und somit abnimmt, wenn der direkte Eingriffszustand etabliert ist. Unterdessen ist herausgefunden worden, dass die Antiresonanzfrequenz ωz nur für das Trägheitsmoment Jl der Last LD (des Fahrzeugs) relevant ist und somit nicht entsprechend dem Eingriffszustand variiert. Es ist ebenso herausgefunden worden, dass der Antiresonanzpunktdämpfungsfaktor ζz proportional zu der Antiresonanzfrequenz ωz ist und somit nicht variiert, wenn der direkte Eingriffszustand etabliert ist. Folglich ist aus den Gleichungen (1) und (2) herausgefunden worden, dass die Resonanzfrequenz ωa abnimmt und der Dämpfungsfaktor ζa einer Resonanzschwingung abnimmt, wenn die Kraftmaschinentrennungskupplung CL von dem nicht-direkten Eingriffszustand in den direkten Eingriffszustand gebracht wird.
  • 11 zeigt ein beispielhaftes Bode-Diagramm der Übertragungsfunktion P(s) des Steuerungsgegenstands. Es ist ebenso aus dem Bode-Diagramm herausgefunden worden, dass die Resonanzfrequenz ωa deutlich abnimmt, aber die Antiresonanzfrequenz ωz nicht variiert, wenn eine Verschiebung bzw. Schaltung von dem nicht-direkten Eingriffszustand zu dem direkten Eingriffszustand ausgeführt wird. Somit es ist notwendig, die Steuerungskonstanten des Schwingungsunterdrückungsdrehgeschwindigkeitssteuerungsabschnitts 40 entsprechend dem Eingriffszustand zu verändern, um sich an die Resonanzfrequenz ωa anzupassen, die entsprechend davon variiert, ob man in dem direkten Eingriffszustand oder in dem nicht-direkten Eingriffszustand ist.
  • Zusätzlich ist aus der Gleichung (2) herausgefunden worden, dass die Resonanzfrequenz ωa abnimmt, wenn das Geschwindigkeitsverhältnis Kr zunimmt. In der Resonanzfrequenz ωa der Gleichung (2) wird das Quadrat des Geschwindigkeitsverhältnisses Kr mit dem Trägheitsmoment Jd auf der Seite der drehenden elektrischen Maschine MG multipliziert, sodass Variationen in dem Geschwindigkeitsverhältnis Kr und Variationen in dem Trägheitsmoment Jd, das von dem Eingriffszustand abhängt, miteinander verknüpft sind. Folglich variiert die Resonanzfrequenz ωa deutlich. Dieses Verknüpfen bewirkt ebenso die Tendenz einer Variation in der Resonanzfrequenz ωa aufgrund von Variationen in dem Geschwindigkeitsverhältnis Kr in dem direkten Eingriffszustand, die unterschiedlich von der Tendenz einer Variation in der Resonanzfrequenz ωa aufgrund von Variationen in dem Geschwindigkeitsverhältnis Kr in dem nicht-direkten Eingriffszustand ist. 12 zeigt ein beispielhaftes Bode-Diagramm für einen Fall, bei dem das Geschwindigkeitsverhältnis Kr variiert wird. Es ist ebenso aus dem Bode-Diagramm herausgefunden worden, dass die Resonanzfrequenz ωa abnimmt, wenn das Geschwindigkeitsverhältnis Kr zunimmt, und dass die Tendenz einer Variation in der Resonanzfrequenz ωa in Bezug auf Variationen in dem Geschwindigkeitsverhältnis Kr entsprechend dem Eingriffszustand variiert. Somit ist es erforderlich, die Steuerungskonstanten des Schwingungsunterdrückungsdrehgeschwindigkeitssteuerungsabschnitts 40 entsprechend dem Geschwindigkeitsverhältnis Kr zu verändern, um sich an Variationen in der Resonanzfrequenz ωa aufgrund von Variationen in dem Geschwindigkeitsverhältnis Kr anzupassen.
  • 3-4-4-2. Übertragungsfunktion von dem externen Eingabedrehmoment zu der
  • Drehgeschwindigkeit der drehenden elektrischen Maschine Das externe Eingabedrehmoment Tw wird eher zu der Lastseite (den Rädern) als zu der Seite der drehenden elektrischen Maschine MG eingegeben. Das externe Eingabedrehmoment Tw variiert weniger schnell und weniger häufig als das Ausgabedrehmoment Tm der drehenden elektrischen Maschine MG, das Ausgabedrehmoment Te der Kraftmaschine E und das Rutschdrehmoment Tf. Somit ist das externe Eingabedrehmoment Tw~, das das externe Eingabedrehmoment Tw nach einer Umwandlung von einem Wert, der zu der Lastseite (den Rädern) eingegeben wird, in einen Wert, der zu der Seite der drehenden elektrischen Maschine MG eingegeben wird, weniger häufig einer Resonanzschwingung bei der Frequenz ωz unterworfen. Folglich wird in dem Ausführungsbeispiel angenommen, dass das externe Eingabedrehmoment Tw~ nach der Umwandlung gleich dem externen eingegeben Drehmoment Tw vor der Umwandlung ist. In der nachstehenden Beschreibung werden, soweit es nicht anders angemerkt ist, das externe Eingabedrehmoment Tw~ nach der Umwandlung und das externe Eingabedrehmoment Tw vor der Umwandlung nicht voneinander unterschieden, und sie werden gemeinsam als ”externes Eingabedrehmoment Tw” bezeichnet.
  • Folglich wird in dem Ausführungsbeispiel, wie es in 13 und oben rechts in 7 gezeigt ist, die Übertragungsfunktion von dem Ausgabedrehmoment Tm der drehenden elektrischen Maschine MG, dem Ausgabedrehmoment Te der Kraftmaschine E, dem Rutschdrehmoment Tf und dem externen Eingabedrehmoment Tw, die das Übertragungssystemeingabedrehmoment Tin bilden, zu der Drehgeschwindigkeit ωm der drehenden elektrischen Maschine MG verallgemeinert, um als die Übertragungsfunktion P(s) modelliert zu werden. Diese Verallgemeinerung ermöglicht es, die Drehmomente Tm, Te, Tf und Tw, die das Übertragungssystemeingabedrehmoment Tin bilden, gemeinsam zu schätzen, indem eine Signalverarbeitung bei der Drehgeschwindigkeit ωm der drehenden elektrischen Maschine MG ausgeführt wird, wie es nachstehend beschrieben ist. Dann kann das externe Eingabedrehmoment Tw, das von den Rädern W zu dem Leistungsübertragungssystem 2 eingegeben wird, auf der Grundlage des geschätzten Übertragungssystemeingabedrehmoments Tin geschätzt werden.
  • 3-4-5. Externe-Eingabe-Schätzeinrichtung
  • 3-4-5-1. Schätzung des Übertragungssystemeingabedrehmoments
  • Wie es durch die Gleichung (1) angegeben ist und in den 13 und 7 gezeigt ist, ist die Drehgeschwindigkeit ωm der drehenden elektrischen Maschine MG eine Drehgeschwindigkeit, die durch Dividieren des Übertragungssystemeingabedrehmoments Tin durch das Trägheitsmoment (Jl/Kr2 + Jd) des gesamten Leistungsübertragungssystems, durch Integrieren des resultierenden Quotienten, um eine Drehgeschwindigkeit herzuleiten, und durch Addieren der Schwingungskomponente bei der Resonanzfrequenz ωa, die die Eigenschwingungsfrequenz des Leistungsübertragungssystems 2 ist, zu der hergeleiteten Drehgeschwindigkeit erhalten wird. Folglich ist herausgefunden worden, dass es bei einer Schätzung des Übertragungssystemeingabedrehmoments Tin auf der Grundlage der Drehgeschwindigkeit ωm der drehenden elektrischen Maschine MG erforderlich ist, zumindest die Schwingungskomponente der Drehgeschwindigkeit ωm der drehenden elektrischen Maschine MG bei der Resonanzfrequenz ωa zu reduzieren. Es ist ebenso herausgefunden worden, dass das Übertragungssystemeingabedrehmoment Tin geschätzt werden kann, indem zusammen mit einem Reduzieren der Schwingungskomponente eine Differenzialberechnungsverarbeitung ausgeführt wird und das Trägheitsmoment (Jl/Kr2 + Jd) des gesamten Leistungsübertragungssystems multipliziert wird.
  • Folglich ist, wie es vorstehend beschrieben ist, die Externe-Eingabe-Schätzeinrichtung 41 konfiguriert, die Schwingungskomponente der Drehgeschwindigkeit ωm des Leistungsübertragungssystems 2 bei der Drehgeschwindigkeit ωm der drehenden elektrischen Maschine MG zu reduzieren und das übertragungssystemeingabedrehmoment Tin, das ein Drehmoment ist, das dem Leistungsübertragungssystem 2 eingegeben wird, auf der Grundlage der Drehgeschwindigkeit ωm der drehenden elektrischen Maschine MG zu schätzen.
  • In dem Ausführungsbeispiel umfasst, wie es in 7 gezeigt ist, die Externe-Eingabe-Schätzeinrichtung 41 eine Eingabedrehmoment-Schätzeinrichtung 45, die konfiguriert ist, das Übertragungssystemeingabedrehmoment Tin zu schätzen, indem zumindest eine Eigenschwingungsreduzierungsverarbeitung Fr, die eine Signalverarbeitung zum Reduzieren der Schwingungskomponente des Leistungsübertragungssystems 2 ist, eine Differenzialberechnungsverarbeitung Fd und eine Trägheitsmomentmultiplikationsverarbeitung Fjm, in der das Trägheitsmoment des Leistungsübertragungssystems 2 verwendet wird, bei der Drehgeschwindigkeit ωm der drehenden elektrischen Maschine MG ausgeführt wird, um das geschätzte Übertragungssystemeingabedrehmoment Tin* zu berechnen. Die Reihenfolge der Eigenschwingungsreduzierungsverarbeitung Fr, der Trägheitsmomentmultiplikationsverarbeitung Fjm und der Differenzialberechnungsverarbeitung Fd kann wie gewünscht verändert werden.
  • In dem in 7 gezeigten Beispiel wird die Eingabedrehmomentschätzeinrichtung 45 eingestellt, um eine Signalverarbeitung auszuführen, die auf der Grundlage von 1/P(s) eingestellt wird, was die Umkehrung der Übertragungsfunktion P(s) ist, die den Übertragungseigenschaften von dem Ausgabedrehmoment Tm der drehenden elektrischen Maschine MG zu der Drehgeschwindigkeit ωm der drehenden elektrischen Maschine MG entspricht, die in den Gleichungen (1) und (2) gezeigt sind. In dem Beispiel wird die Eigenschwingungsreduzierungsbearbeitung Fr auf eine Übertragungsfunktion Pr(s) eingestellt, die in der nachstehenden Gleichung angegeben ist, auf der Grundlage der Umkehrung von Zwei-Trägheits-Schwingungseigenschaften.
  • Figure 00450001
  • Die Übertragungsfunktion Pr(s) der Eigenschwingungsreduzierungsverarbeitung Fr weist Frequenzeigenschaften auf, die die Schwingungskomponente bei der Resonanzfrequenz ωa reduzieren, die die Eigenschwingungsfrequenz des Leistungsübertragungssystems 2 ist, wie es in dem Bode-Diagram gemäß 14A gezeigt ist. In dem Beispiel ist die Trägheitsmomentmultiplikationsverarbeitung Fjm konfiguriert, das Trägheitsmoment (Jl/Kr2 + Jd) des gesamten Leistungsübertragungssystems zu multiplizieren. Wie es in der Gleichung (2) angegeben ist, wird jede Steuerungskonstante der Eingabedrehmomentschätzeinrichtung 45 entsprechend dem Trägheitsmoment Jd auf der Seite der drehenden elektrischen Maschine MG geändert, das entsprechend dem Eingriffszustand der Kraftmaschinentrennungskupplung CL variiert, und entsprechend dem Geschwindigkeitsverhältnis Kr geändert, das entsprechend einer Änderung zwischen Schaltungsgeschwindigkeiten des Geschwindigkeitsänderungsmechanismus TM variiert.
  • Die Übertragungsfunktion Pr(s) der Eigenschwingungsreduzierungsverarbeitung Fr kann Frequenzeigenschaften aufweisen, die die Schwingungskomponente bei der Resonanzfrequenz ωa reduzieren, die die Eigenschwingungsfrequenz des Leistungsübertragungssystems 2 ist, wie es in dem Bode-Diagram gemäß 14B gezeigt ist.
  • Alternativ hierzu kann die Eigenschwingungsreduzierungsverarbeitung Fr konfiguriert sein, eine Filterungsverarbeitung zum Ausschneiden eines Frequenzbandes um die Resonanzfrequenz ωa herum, die die Eigenschwingungsfrequenz des Leistungsübertragungssystems 2 ist, anzuwenden. Eine Tiefpassfilterungsverarbeitung oder eine Bandpassfilterungsverarbeitung kann als die Filterungsverarbeitung verwendet werden. In diesem Fall wird das zu filternde Frequenzband entsprechend dem Eingriffszustand oder dem Geschwindigkeitsverhältnis Kr geändert.
  • In dem Ausführungsbeispiel wird in dem Fall, bei dem die Kraftmaschinentrennungskupplung CL in dem direktem Eingriffszustand ist, eine Welle, die antriebsfähig die Kraftmaschine E und die drehende elektrische Maschine MG aneinander koppelt, als ein starrer Körper für eine Vereinfachung von einem Drei-Trägheits-System zu einem Zwei-Trägheits-System behandelt. In dem Fall, bei dem die Federkonstante der Welle zwischen der Kraftmaschine E und der drehenden elektrischen Maschine MG klein ist, wie beispielsweise in dem Fall, bei dem die Ausgabewelle Eo der Kraftmaschine E mit einem Dämpfer versehen ist, gibt es jedoch eine starke Tendenz, dass eine Drei-Trägheits-Torsionsschwingung auftritt. In einem derartigen Fall können, um sich an die Drei-Trägheits-Torsionsschwingung anzupassen, zwei Eigenschwingungsreduzierungsverarbeitungen Fr bereitgestellt werden, die mit unterschiedlichen Übertragungsfunktionen (Berechnungsgleichungen) für jeden des direkten Eingriffszustands und des nichtdirekten Eingriffszustands versehen sind, um zwischen den Eigenschwingungsreduzierungsverarbeitungen Fr entsprechend dem Eingriffszustand umzuschalten. In diesem Fall wird Eigenschwingungsreduzierungsverarbeitung Fr für den direkten Eingriffszustand auf der Grundlage der Umkehrung der Drei-Trägheits-Schwingungseigenschaften eingestellt.
  • Alternativ hierzu können die Schwingungseigenschaften des Leistungsübertragungssystems 2 in eine Übertragungsfunktion höherer Ordnung modelliert werden, wobei die Eigenschwingungsreduzierungsverarbeitung Fr auf der Grundlage der Umkehrung der Übertragungseigenschaften der Übertragungsfunktion eingestellt werden kann. Alternativ hierzu kann die Eigenschwingungsreduzierungsverarbeitung Fr auf der Grundlage der Umkehrung der Übertragungseigenschaften des Leistungsübertragungssystems 2, die experimentell berechnet werden, eingestellt werden.
  • 3-4-5-2. Schätzung des externen Eingabedrehmoments
  • Wie es vorstehend beschrieben ist, umfasst das Übertragungssystemeingabedrehmoment Tin zusätzlich zu dem externen Eingabedrehmoment Tw das Ausgabedrehmoment Tm der drehenden elektrischen Maschine MG und das Ausgabedrehmoment Te der Kraftmaschine E oder das Rutschdrehmoment Tf. Folglich ist herausgefunden worden, dass es bei einer Schätzung des externen Eingabedrehmoments Tw, das von den Rädern W zu dem Leistungsübertragungssystem 2 eingegeben wird, auf der Grundlage des geschätzten Übertragungssystemeingabedrehmoments Tin* erforderlich ist, zumindest das Ausgabedrehmoment Tm der drehenden elektrischen Maschine MG zu subtrahieren. Es ist ebenso herausgefunden worden, dass es zusätzlich zu einem Subtrahieren des Ausgabedrehmoments Tm der drehenden elektrischen Maschine MG erforderlich ist, ferner das Rutschdrehmoment Tf in dem Fall zu subtrahieren, bei dem die Kraftmaschinentrennungskupplung CL in dem rutschenden Eingriffszustand ist und das Rutschdrehmoment Tf erzeugt wird, und ferner das Ausgabedrehmoment Te der Kraftmaschine E in dem Fall zu subtrahieren, bei dem die Kraftmaschinentrennungskupplung CL in dem direkten Eingriffszustand ist und das Ausgabedrehmoment Te der Kraftmaschine E erzeugt wird.
  • Folglich ist die Externe-Eingabe-Schätzeinrichtung 41 konfiguriert, das externe Eingabedrehmoment Tw zu schätzen, indem zumindest das Ausgabedrehmoment Tm der drehenden elektrischen Maschine MG von dem geschätzten Übertragungssystemeingabedrehmoment Tin* wie vorstehend beschrieben subtrahiert wird. In dem Ausführungsbeispiel ist, wie es in 7 gezeigt ist, die Externe-Eingabe-Schätzeinrichtung 41 konfiguriert, das externe Eingabedrehmoment Tw zu schätzen, indem das Ausgabedrehmoment Tm der drehenden elektrischen Maschine MG und das geschätzte Rutschdrehmoment Tf* von dem geschätzten übertragungssystemeingabedrehmoment Tin* in dem Fall subtrahiert werden, bei dem die Kraftmaschinentrennungskupplung CL in dem rutschenden Eingriffszustand ist. Unterdessen ist die Externe-Eingabe-Schätzeinrichtung 41 konfiguriert, das externe Eingabedrehmoment Tw zu schätzen, indem das Ausgabedrehmoment Tm der drehenden elektrischen Maschine MG und das geschätzte Rutschdrehmoment Tf* von den geschätzten Übertragungssystemeingabedrehmoment Tin* in dem Fall, bei dem die Kraftmaschinentrennungskupplung CL in dem direkten Eingriffszustand ist, subtrahiert werden, um ein geschätztes externes Eingabedrehmoment Twr* zu berechnen. Hierbei schätzt die Externe-Eingabe-Schätzeinrichtung 41 das externe Eingabedrehmoment Tw, das in einen Wert auf der Seite der drehenden elektrischen Maschine MG umgewandelt ist, der ein Drehmoment (Tw/Kr) ist, der durch Dividieren des externen Eingabedrehmoments Tw durch das Geschwindigkeitsverhältnis Kr erhalten wird. Folglich ist das geschätzte externe Eingabedrehmoment Twr* ein geschätzter Wert von Tw/Kr. In der nachstehenden Beschreibung wird das externe Eingabedrehmoment Tw, das in den Wert auf der Seite der drehenden elektrischen Maschine MG umgewandelt ist, vereinfacht als ”externes Eingabedrehmoment Tw” bezeichnet.
  • Hierbei verursacht in dem Ausführungsbeispiel die Steuerungsvorrichtung 32 der drehenden elektrischen Maschine eine relativ kleine Antwortverzögerung in einer Drehmomentausgabe für den Befehlswert. Folglich ist der Ausgabedrehmomentbefehlswert Tmo als das Ausgabedrehmoment Tm der drehenden elektrischen Maschine MG eingestellt. Alternativ hierzu kann die Steuerungsvorrichtung 32 der drehenden elektrischen Maschine das Ausgabedrehmoment Tm der drehenden elektrischen Maschine MG auf der Grundlage eines Stroms, der durch die drehende elektrische Maschine MG fließt, oder dergleichen schätzen.
  • Während einer Änderung in der Übertragungsdrehmomentkapazität der Kraftmaschinentrennungskupplung CL kann ein Schätzungsfehler in dem geschätzten Übertragungssystemeingabedrehmoment Tin* verursacht werden, und das geschätzte externe Eingabedrehmoment Twr* kann von dem tatsächlichen externen Eingabedrehmoment Tw variieren, um einen Schätzungsfehler zu verursachen. Folglich kann die Externe-Eingabe-Schätzeinrichtung 41 eingerichtet sein, das geschätzte externe Eingabedrehmoment Twr*, das vor einer Änderung in der Übertragungsdrehmomentkapazität der Kraftmaschinentrennungskupplung CL geschätzt wird, zumindest während der Änderung in der Übertragungsdrehmomentkapazität der Kraftmaschinentrennungskupplung CL zu halten. Dies verhindert ein Auftreten eines Schätzungsfehlers in dem geschätzten externen Eingabedrehmoment Twr* aufgrund eines Schätzungsfehlers in dem geschätzten Übertragungssystemeingabedrehmoment Tin*.
  • 3-4-6. Schwingungsarme-Geschwindigkeit-Berechnungseinrichtung
  • Wie es vorstehend beschrieben ist, berechnet die Schwingungsarme-Geschwindigkeit-Berechnungseinrichtung 42 die schwingungsarme Drehgeschwindigkeit ωm^, die eine Drehgeschwindigkeit ist, die durch Reduzieren der Schwingungskomponente der Drehgeschwindigkeit ωm der drehenden elektrischen Maschine MG erhalten wird, auf der Grundlage des externen Eingabedrehmoments Tw und des erforderlichen Fahrzeugdrehmoments Tr, das ein Drehmoment ist, das zum Antreiben der Räder W erforderlich ist.
  • In dem Ausführungsbeispiel ist, wie es in 7 gezeigt ist, die Schwingungsarme-Geschwindigkeit-Berechnungseinrichtung 42 konfiguriert, eine Trägheitsmomentdivisionsverarbeitung Fjd, in der das Trägheitsmoment des Leistungsübertragungssystems 2 verwendet wird, bei einem Drehmoment auszuführen, das erhalten wird, indem das externe Eingabedrehmoment Tw und das erforderliche Fahrzeugdrehmoment Tr addiert werden, um eine Drehbeschleunigung (Winkelbeschleunigung) zu berechnen, und eine Integralberechnungsverarbeitung Fi bei der Drehbeschleunigung auszuführen, um eine schwingungsarme Drehgeschwindigkeit ωm^ zu berechnen. In dem Beispiel ist die Trägheitsmomentdivisionsverarbeitung Fjd konfiguriert, den Dividenden durch das Trägheitsmoment (Jl/Kr2 + Jd) des gesamten Leistungsübertragungssystems zu dividieren.
  • Die Schwingungsarme-Geschwindigkeit-Berechnungseinrichtung 42 stellt einen Anfangswert der schwingungsarmen Drehgeschwindigkeit ωm^, d. h. einen Anfangswert der Integralberechnungsverarbeitung Fi auf eine Drehgeschwindigkeit ein, die erhalten wird, indem eine Filterungsverarbeitung zum Reduzieren der Schwingungskomponente bei der Drehgeschwindigkeit ωo der drehenden elektrischen Maschine MG ausgeführt wird. Wenn ein Schätzungsfehler in dem geschätzten externen Eingabedrehmoment Twr* verursacht wird, wird der Fehler durch die Integralberechnungsverarbeitung Fi kumuliert, um einen Fehler in der schwingungsarmen Drehgeschwindigkeit ωm^ zu verursachen. Folglich wird in dem Ausführungsbeispiel ein Anfangswert der schwingungsarmen Drehgeschwindigkeit ωm^ in dem Fall eingestellt, bei dem die Schwingungsunterdrückungsdrehgeschwindigkeitssteuerung gestartet wird. Ein Anfangswert der schwingungsarmen Drehgeschwindigkeit ωm^ kann ebenso auch während einer Ausführung der Schwingungsunterdrückungsdrehgeschwindigkeitssteuerung in dem Fall, bei dem die Abweichung zwischen dem filterverarbeiteten Wert der Drehgeschwindigkeit ωm der Drehgeschwindigkeit MG und der schwingungsarmen Drehgeschwindigkeit ωm^ ein vorbestimmter Wert oder größer geworden ist, in dem Fall, bei dem Variationen in einem erforderlichen Fahrzeugdrehmoment Tr oder einem externen Eingabedrehmoment Tw klein geworden sind, in dem Fall, bei dem ein Betrieb zur Änderung des Geschwindigkeitsverhältnisses Kr des Geschwindigkeitsänderungsmechanismus TM beendet ist, oder dergleichen eingestellt werden.
  • 3-4-7. Drehgeschwindigkeitssteuerungseinrichtung
  • Wie es vorstehend beschrieben ist, berechnet die Drehgeschwindigkeitssteuerungseinrichtung 43 den Rückkopplungsdrehmomentbefehlswert Tp, der die Drehgeschwindigkeit ωm der drehenden elektrischen Maschine MG auf die schwingungsarme Drehgeschwindigkeit ωm^ abstimmt.
  • In dem Ausführungsbeispiel ist, wie es in 7 gezeigt ist, die Drehgeschwindigkeitssteuerungseinrichtung 43 konfiguriert, den Rückkopplungsdrehmomentbefehlswert Tp zu berechnen, indem eine Regelung bzw. Rückkopplungssteuerung auf der Grundlage der Drehgeschwindigkeitsabweichung Δωm ausgeführt wird, die erhalten wird, indem die Drehgeschwindigkeit ωm der drehenden elektrischen Maschine MG von der schwingungsarmen Drehgeschwindigkeit ωm^ subtrahiert wird. Verschiedene Rückkopplungssteuerungseinrichtungen bzw. Regler, wie beispielsweise eine PID-Steuerungseinrichtung und eine PI-Steuerungseinrichtung, können als die Drehgeschwindigkeitssteuerungseinrichtung 43 verwendet werden. Die Steuerungskonstante der Drehgeschwindigkeitssteuerungseinrichtung 43 wird auf der Grundlage der Übertragungseigenschaften des Steuerungsgegenstands, wie beispielsweise der Übertragungsfunktion P(s) des Wellentorsionsschwingungssystems, die durch Gleichung (1) angegeben ist, eingestellt, um eine gute Konvergenz zu erhalten. Wie es durch die Gleichungen (1) und (2) angegeben ist, variieren die Übertragungseigenschaften des Steuerungsgegenstands entsprechend dem Eingriffszustand oder dem Geschwindigkeitsverhältnis Kr. Somit wird die Steuerungskonstante der Drehgeschwindigkeitssteuerungseinrichtung 43 entsprechend dem Eingriffszustand oder dem Geschwindigkeitsverhältnis Kr geändert, um eine gute Konvergenz zu erhalten.
  • In der Kraftmaschinenstartbetriebsart werden, wie es in dem Zeitablaufdiagram gezeigt ist, das nachstehend beschrieben wird, das Ausgabedrehmoment Tm der drehenden elektrischen Maschine MG, das Ausgabedrehmoment Te der Kraftmaschine E und das Rutschdrehmoment Tf der Kraftmaschinentrennungskupplung CL deutlich geändert, um die Kraftmaschine E durch eine Drehmomentübertragung von der drehenden elektrischen Maschine MG zu der Kraftmaschine E über die Kraftmaschinentrennungskupplung CL zu starten. Folglich kann in der Kraftmaschinenstartbetriebsart die Gesamtheit dieser Ausgabedrehmomente von dem erforderlichen Fahrzeugdrehmoment Tr aufgrund eines Steuerungsfehlers, einer Steuerungsverzögerung usw. variieren, um einen Drehmomentschock bzw. Drehmomentstoß und eine Wellentorsionsschwingung des Leistungsübertragungssystems 2 zu verursachen.
  • Folglich kann die Drehgeschwindigkeitssteuerungseinrichtung 43 konfiguriert sein, den Rückkopplungsdrehmomentbefehlswert Tp während zumindest eines Teils einer Zeitdauer zu berechnen, seit begonnen wird, eine Übertragungsdrehmomentkapazität zwischen den Eingriffselementen der Kraftmaschinentrennungskupplung CL zu erzeugen, bis der direkte Eingriffszustand, in dem die Drehgeschwindigkeiten der Eingriffselemente der Kraftmaschinentrennungskupplung CL miteinander übereinstimmen, etabliert ist, um die Kraftmaschine E durch eine Drehmomentübertragung von der drehenden elektrischen Maschine MG zu der Kraftmaschine E über die Kraftmaschinentrennungskupplung CL zu starten. Dies ermöglicht eine Unterdrückung einer Wellentorsionsschwingung unter Verwendung des Rückkopplungsdrehmomentbefehlswert Tp, der durch die Drehgeschwindigkeitssteuerungseinrichtung 43 zumindest in der Kraftmaschinenstartbetriebsart berechnet wird, in der eine Wellentorsionsschwingung erzeugt werden kann. Es ist möglich, dass der Rückkopplungsdrehmomentbefehlswert Tp nur in der Kraftmaschinenstartbetriebsart berechnet werden kann.
  • 3-4-8. Drehmomentbefehlswertberechnungseinrichtung
  • Wie es vorstehend beschrieben ist, berechnet die Drehmomentbefehlswertberechnungseinrichtung 44 den Ausgabedrehmomentbefehlswert Tmo, der ein Befehlswert des Ausgabedrehmoments Tm der drehenden elektrischen Maschine MG ist, auf der Grundlage des erforderlichen Fahrzeugdrehmoments Tr und des Rückkopplungsdrehmomentbefehlswert Tp.
  • In dem Ausführungsbeispiel ist, wie es in 7 gezeigt ist, die Drehmomentbefehlswertberechnungseinrichtung 44 konfiguriert, den Ausgabedrehmomentbefehlswert Tmo zu berechnen, indem der Rückkopplungsdrehmomentbefehlswert Tp zu dem erforderlichen Drehmoment Tb der drehenden elektrischen Maschine addiert wird, das auf der Grundlage des erforderlichen Fahrzeugdrehmoments Tr hergeleitet wird. Wie es vorstehend beschrieben ist, wird das erforderliche Drehmoment Tb der drehenden elektrischen Maschine erhalten, indem das geschätzte Rutschdrehmoment Tf* oder das geschätzte Kraftmaschinenausgabedrehmoment Te*, in Abhängigkeit von dem Eingriffszustand, von dem erforderlichen Fahrzeugdrehmoment Tr subtrahiert wird. Die Steuerungsvorrichtung 32 der drehenden elektrischen Maschine steuert die drehende elektrische Maschine MG über einen Umrichter bzw. Inverter oder dergleichen, sodass die drehende elektrische Maschine MG ein Drehmoment ausgibt, das dem Ausgabedrehmomentbefehlswert Tmo entspricht.
  • 3-4-9. Verhalten der Schwingungsunterdrückungsdrehgeschwindigkeitssteuerung
  • Als nächstes wird das Verhalten der Schwingungsunterdrückungsdrehgeschwindigkeitssteuerung, die durch den Schwingungsunterdrückungsdrehgeschwindigkeitssteuerungsabschnitt 40 ausgeführt wird, unter Bezugnahme auf die Zeitablaufdiagramme beschrieben, die in dem Beispiel gemäß den 8 und 9 gezeigt sind. Die 8 und 9 zeigen jeweils einen Fall, bei dem die Kraftmaschinentrennungskupplung CL zwischen dem nicht-direkten Eingriffszustand und dem direkten Eingriffszustand in der Kraftmaschinenstartbetriebsart umgeschaltet wird. 8 zeigt einen Fall, bei dem die Schwingungsunterdrückungsdrehgeschwindigkeitssteuerung nicht ausgeführt wird, und 9 zeigt einen Fall, bei dem die Schwingungsunterdrückungsdrehgeschwindigkeitssteuerung ausgeführt wird.
  • 3-4-9-1. Ohne Schwingungsunterdrückungsdrehgeschwindigkeitssteuerung
  • Zuerst wird das Beispiel gemäß 8 beschrieben. Um die Kraftmaschine E in der elektrischen Antriebsbetriebsart zu starten, in der das Fahrzeug unter Verwendung der Drehantriebskraft der drehenden elektrischen Maschine MG angetrieben wird, wobei die Kraftmaschine E stationär ist, wird die Übertragungsdrehmomentkapazität der Kraftmaschinentrennungskupplung CL von Null (Zeit t11) vergrößert, um die Kraftmaschinentrennungskupplung CL von dem ausgerückten Zustand in den rutschenden Eingriffszustand zu bringen. Nachdem die Sollübertragungsdrehmomentkapazität (Befehl) der Kraftmaschinentrennungskupplung CL vergrößert ist, variiert die tatsächliche Übertragungsdrehmomentkapazität mit einer Antwortverzögerung des Hydraulikdruckzufuhrsystems. In dem Beispiel wird ein Fehler in der Phasenvoreilrichtung in dem geschätzten Wert der Übertragungsdrehmomentkapazität in Bezug auf die tatsächliche Übertragungsdrehmomentkapazität verursacht, wobei ebenso ein Schätzungsfehler in der Phasenvoreilrichtung in dem geschätzten Rutschdrehmoment Tf* verursacht wird, das berechnet wird, indem der geschätzte Wert der Übertragungsdrehmomentkapazität mit einem positiven oder negativen Vorzeichen multipliziert wird.
  • Der Schätzungsfehler verursacht einen Fehler in der Phasenvoreilrichtung in einer Vergrößerung oder Verkleinerung des erforderlichen Drehmoments Tb der drehenden elektrischen Maschine, das berechnet wird, indem das geschätzte Rutschdrehmoment Tf* von dem erforderlichen Fahrzeugdrehmoment Tr subtrahiert wird, um Variationen in dem Rutschdrehmoment Tf aufzuheben bzw. zu löschen. Folglich variiert ein Drehmoment, das durch Summieren des Ausgabedrehmoments Tm der drehenden elektrischen Maschine MG und des Rutschdrehmoments Tf erhalten wird, von dem erforderlichen Fahrzeugdrehmoment Tr zu dem Zeitpunkt, wenn die Übertragungsdrehmomentkapazität verändert wird, was einen Drehmomentschock bzw. Drehmomentstoß verursacht. Der Drehmomentschock bzw. Drehmomentstoß regt eine Schwingung in dem Wellentorsionsschwingungssystem bei der Eigenschwingungsfrequenz des Wellentorsionsschwingungssystems an. In dem Beispiel, das in 8 gezeigt ist, wird die Schwingungsunterdrückungsdrehgeschwindigkeitssteuerung nicht ausgeführt, wobei folglich die Schwingung nach der Anregung der Schwingung für eine Fortsetzung um einen kleinen Grad gedämpft wird. Eine schwingungsarme Drehgeschwindigkeit ωm^, die in dem Fall berechnet wird, bei dem die Schwingungsunterdrückungsdrehgeschwindigkeitssteuerung ausgeführt wird, ist nur als Referenz gezeigt. Es ist herausgefunden worden, dass die Drehgeschwindigkeit ωm der drehenden elektrischen Maschine MG um die schwingungsarme Drehgeschwindigkeit ωm^ schwingt, und dass die Schwingung unterdrückt werden kann, indem die Schwingungsunterdrückungsdrehgeschwindigkeitssteuerung ausgeführt wird.
  • Wenn die Übertragungsdrehmomentkapazität der Kraftmaschinentrennungskupplung CL von Null vergrößert wird, wird ein positives Rutschdrehmoment Tf mit der Magnitude, die der Übertragungsdrehmomentkapazität entspricht, von der Kraftmaschinentrennungskupplung CL zu der Seite der Kraftmaschine E übertragen, um die Drehgeschwindigkeit ωe der Kraftmaschine E zu vergrößern. Wenn die Drehgeschwindigkeit ωe der Kraftmaschine E auf eine vorbestimmte Drehgeschwindigkeit vergrößert ist, wird der Kraftmaschine E ein Kraftstoff zugeführt, um eine Verbrennung in der Kraftmaschine E zu starten. Nachdem die Kraftmaschine E gestartet ist, wird das geschätzte Kraftmaschinenausgabedrehmoment Te* vergrößert. In dem Beispiel wird ein Schätzungsfehler verursacht, um das geschätzte Kraftmaschinenausgabedrehmoment Te* höher als das tatsächliche Ausgabedrehmoment Te der Kraftmaschine E zu machen.
  • In der Kraftmaschinenstartbetriebsart gemäß dem Beispiel wird, wenn es bestimmt wird, dass ein Starten der Kraftmaschine E abgeschlossen worden ist, die Übertragungsdrehmomentkapazität der Kraftmaschinentrennungskupplung CL zeitweilig auf Null verkleinert, um die Kraftmaschinentrennungskupplung CL in den ausgerückten Zustand zu bringen (Zeit t12). Ein Drehmomentschock bzw. Drehmomentstoß wird in dem Gesamtwert von Tm und Tf aufgrund eines Schätzungsfehlers in dem Rutschdrehmoment Tf wie in dem Fall verursacht, bei dem die Übertragungsdrehmomentkapazität zu der Zeit t11 vergrößert wird. Folglich wird eine Schwingung auch zu diesem Zeitpunkt angeregt.
  • Wenn die Drehgeschwindigkeit ωe der Kraftmaschine E durch das Ausgabedrehmoment Te der Kraftmaschine E erhöht wird, um die Drehgeschwindigkeit ωm der drehenden elektrischen Maschine MG zu überschreiten, wird die Übertragungsdrehmomentkapazität der Kraftmaschinentrennungskupplung CL wieder vergrößert (Zeit t13). Ebenso wird zu diesem Zeitpunkt ein Drehmomentschock bzw. Drehmomentstoß aufgrund eines Schätzungsfehlers in dem Rutschdrehmoment Tf verursacht, um eine Schwingung anzuregen. Da die Drehgeschwindigkeit ωe der Kraftmaschine E höher als die Drehgeschwindigkeit ωm der drehenden elektrischen Maschine MG ist, wird ein negatives Rutschdrehmoment Tf mit einer Magnitude, die der Übertragungsdrehmomentkapazität entspricht, von der Kraftmaschinentrennungskupplung CL zu der Seite der Kraftmaschine E übertragen, um die Drehgeschwindigkeit ωe der Kraftmaschine E zu verkleinern. Demgegenüber wird ein positives Rutschdrehmoment Tf mit einer Magnitude, die der Übertragungsdrehmomentkapazität entspricht, von der Kraftmaschinentrennungskupplung CL zu der Seite der drehenden elektrischen Maschine MG übertragen. Somit wird das Ausgabedrehmoment Tm der drehenden elektrischen Maschine MG auf der Grundlage des geschätzten Rutschdrehmoments Tf* verkleinert, um das Rutschdrehmoment Tf aufzuheben bzw. auszulöschen.
  • Wenn sich die Drehgeschwindigkeit ωe der Kraftmaschine E auf die Drehgeschwindigkeit ωm der drehenden elektrischen Maschine MG verkleinert, sodass die Drehgeschwindigkeiten der Eingriffselemente der Kraftmaschinentrennungskupplung CL miteinander übereinstimmen, wird die Kraftmaschinentrennungskupplung CL in den direkten Eingriffszustand gebracht (Zeit t14). Zu dieser Zeit nimmt das Rutschdrehmoment Tf auf Null ab, wobei stattdessen das Ausgabedrehmoment Te der Kraftmaschine E zu der Seite der drehenden elektrischen Maschine MG übertragen wird und von Null vergrößert wird. Um die Verkleinerung in dem Rutschdrehmoment Tf und die Vergrößerung in dem Kraftmaschinenausgabedrehmoment Te aufzuheben, wird das Ausgabedrehmoment Tm der drehenden elektrischen Maschine MG auf der Grundlage des geschätzten Rutschdrehmoments Tf* und des geschätzten Kraftmaschinenausgabedrehmoments Te* geändert. In dem Beispiel wird ein Versatzschätzungsfehler in dem geschätzten Kraftmaschinenausgabedrehmoment Ti* verursacht. Somit variiert der Gesamtwert der Drehmomente schrittweise, um einen Drehmomentschock bzw. Drehmomentstoß zu verursachen. Folglich wird eine Schwingung ebenso zu dem Zeitpunkt angeregt, wenn der direkte Eingriffszustand etabliert ist. Zu einer Zeit t15 wird die Übertragungsdrehmomentkapazität der Kraftmaschinentrennungskupplung CL vergrößert, um die Kraftmaschinenstartbetriebsart zu beenden (Zeit t15).
  • In der Kraftmaschinenstartbetriebsart werden, wie es in dem Beispiel gezeigt ist, das Ausgabedrehmoment Tm der drehenden elektrischen Maschine MG, das Ausgabedrehmoment Te der Kraftmaschine E und das Rutschdrehmoment Tf der Kraftmaschinentrennungskupplung CL deutlich geändert. Folglich ist es in der Kraftmaschinenstartbetriebsart sehr wahrscheinlich, dass der Gesamtwert dieser Ausgabedrehmomente von dem erforderlichen Fahrzeugdrehmoment Tr aufgrund eines Steuerungsfehlers, einer Steuerungsverzögerung usw. variiert, um einen Drehmomentschock bzw. Drehmomentstoß und eine Wellentorsionsschwingung des Kraftmaschinenübertragungssystems 2 zu verursachen.
  • Es ist herausgefunden worden, dass die Drehgeschwindigkeit ωm der drehenden elektrischen Maschine MG um die schwingungsarme Drehgeschwindigkeit ωm^, die nur als Bezug gezeigt ist, schwingt und dass die Schwingung unterdrückt werden kann, indem die Schwingungsunterdrückungsdrehgeschwindigkeitssteuerung ausgeführt wird.
  • 3-4-9-2. Mit einer Schwingungsunterdrückungsdrehgeschwindigkeitssteuerung
  • Als nächstes ist in 9 ein Fall gezeigt, bei dem die Schwingungsunterdrückungsdrehgeschwindigkeitssteuerung unter den gleichen Antriebsbedingungen wie denen gemäß 8 ausgeführt wird. Wie es vorstehend beschrieben ist, ist in 8 ein Fall gezeigt, bei dem die Schwingungsunterdrückungsdrehgeschwindigkeitssteuerung nicht ausgeführt wird, wobei 9 einen Fall zeigt, bei dem die Schwingungsunterdrückungsdrehgeschwindigkeitssteuerung ausgeführt wird. In 9 verkleinert eine Ausführung der Schwingungsunterdrückungsdrehgeschwindigkeitssteuerung die Abweichung der Drehgeschwindigkeit ωm der drehenden elektrischen Maschine MG in Bezug auf die schwingungsarme Drehgeschwindigkeit ωm^, wobei die Amplitude der Torsionsschwingung verkleinert wird.
  • 9 zeigt einen Fall, bei dem die Drehgeschwindigkeitssteuerungseinrichtung 43 konfiguriert ist, den Rückkopplungsdrehmomentbefehlswert Tp während zumindest eines Teils einer Zeitdauer zu berechnen, seit begonnen wird, die Übertragungsdrehmomentkapazität der Kraftmaschinentrennungskupplung CL von Null zu vergrößern, bis die Kraftmaschinentrennungskupplung CL in den direkten Eingriffszustand gebracht ist, um die Kraftmaschine in der Kraftmaschinenstartbetriebsart zu starten. Ein Fall 1 entspricht einem Fall, bei dem die Drehgeschwindigkeitssteuerungsbetriebsart ausgeführt wird, wobei die Steuerungsbetriebsart der drehenden elektrischen Maschine MG von der Drehmomentsteuerungsbetriebsart zu der Drehgeschwindigkeitssteuerungsbetriebsart geändert wird, alles während der Zeitdauer in der Kraftmaschinenbetriebsart. Die Steuerungsbetriebsart wird auf die Drehgeschwindigkeitsteuerungsbetriebsart während einer vorbestimmten Zeitdauer nach der Beendigung der Kraftmaschinenstartbetriebsart eingestellt. Ein Fall 2 entspricht einem Fall, bei dem die Steuerungsbetriebsart von der Drehmomentsteuerungsbetriebsart zu der Drehgeschwindigkeitssteuerungsbetriebsart während einer vorbestimmten Zeitdauer geändert wird, nachdem die Übertragungsdrehmomentkapazität der Kraftmaschinentrennungskupplung CL geändert ist. In dem in 9 gezeigten Beispiel wird die Steuerungsbetriebsart zu der Drehmomentsteuerungsbetriebsart während eines Teils der Zeitdauer geändert, in der der ausgerückte Zustand etabliert ist. Die vorbestimmten Zeitdauern für den Fall 1 und den Fall 2 sind jeweils auf eine Zeitdauer eingestellt, die im Voraus eingestellt wird, seit die Übertragungsdrehmomentkapazität geändert wird oder der direkte Eingriffszustand etabliert ist, bis eine Schwingung ausgeschwungen bzw. abgeklungen ist.
  • Der Rückkopplungsdrehmomentbefehlswert Tp, der eine Abweichung Δω zwischen der schwingungsarmen Drehgeschwindigkeit ωm^ und der Drehgeschwindigkeit ωm der drehenden elektrischen Maschine MG anpasst, wird durch die Schwingungsunterdrückungsdrehgeschwindigkeitssteuerung berechnet. Dies ermöglicht es, dass das Ausgabedrehmoment Tm der drehenden elektrischen Maschine MG um eine Größe variiert, die Variationen in dem Rückkopplungsdrehmomentbefehlswert Tp in Bezug auf das erforderliche Drehmoment Tb der drehenden elektrischen Maschine entspricht. Zusätzlich wird der Gesamtwert des Übertragungssystemeingabedrehmoments Tin um eine Größe variiert, die Variationen in dem Rückkopplungsdrehmomentbefehlswert Tp entspricht, im Vergleich zu dem Fall gemäß 8, in dem die Schwingungsunterdrückungsdrehgeschwindigkeitssteuerung nicht ausgeführt wird.
  • Die Externe-Eingabe-Schätzeinrichtung 41 subtrahiert das Ausgabedrehmoment Tm der drehenden elektrischen Maschine MG von dem geschätzten Übertragungssystemeingabedrehmoment Tin. Somit können Variationen sowohl in Tin als auch Tm aufgrund von Variationen in dem Rückkopplungsdrehmomentbefehlswert Tp aufgehoben bzw. ausgelöscht werden. Folglich wird das geschätzte externe Eingabedrehmoment Twr*, das durch einen Fall 3 angegeben wird, nicht durch Variationen in dem Rückkopplungsdrehmomentbefehlswert Tp beeinflusst, was eine Schätzung des externen Eingabedrehmoments Tw mit hoher Genauigkeit ermöglicht. Der Fall 3 entspricht einem Fall, bei dem die Externe-Eingabe-Schätzeinrichtung 41 das geschätzte externe Eingabedrehmoment Twr* während der gesamten Ausführung der Schwingungsunterdrückungsdrehgeschwindigkeitssteuerung berechnet.
  • Folglich wird die schwingungsarme Drehgeschwindigkeit ωm^, die auf der Grundlage des erforderlichen Fahrzeugdrehmoments Tr und des geschätzten externen Eingabedrehmoments Twr* geschätzt wird, mit hoher Genauigkeit unabhängig von Variationen in dem Rückkopplungsdrehmomentbefehlswert Tp berechnet. In dem Beispiel werden das erforderliche Fahrzeugdrehmoment Tr und das externe Eingabedrehmoment (Fahrwiderstandsdrehmoment) nicht variiert. Allerdings kann, auch wenn diese Drehmomente variiert werden, die Beschleunigung der schwingungsarmen Drehgeschwindigkeit ωm^ in einer Feedforward-Art entsprechend den Variationen in den Drehmomenten variiert werden, was eine Verzögerung in einer Variation bei der schwingungsarmen Drehgeschwindigkeit ωm^ verhindert. Somit kann eine Antwortverzögerung in dem Verhalten der Drehgeschwindigkeit ωm der drehenden elektrischen Maschine MG verhindert werden, indem die Schwingungsunterdrückungsdrehgeschwindigkeitssteuerung ausgeführt wird.
  • Ein Fall 4 entspricht einem Fall, bei dem das geschätzte externe Eingabedrehmoment Twr*, das vor einer Änderung in der Übertragungsdrehmomentkapazität der Kraftmaschinentrennungskupplung CL geschätzt wird, während der Änderung in der Übertragungsdrehmomentkapazität der Kraftmaschinentrennungskupplung CL gehalten wird. In dem Beispiel gemäß 9 wird das geschätzte externe Eingabedrehmoment Twr* während der Kraftmaschinenstartbetriebsart gehalten. Dies verhindert ein Auftreten eines Schätzungsfehlers in dem geschätzten externen Eingabedrehmoment Twr* aufgrund eines Schätzungsfehlers in dem geschätzten Übertragungssystemeingabedrehmoment Tin* auch während der Kraftmaschinenstartbetriebsart, in der die Eingabedrehmomente deutlich variiert werden.
  • 3-4-10. Modell während eines Schaltens
  • Als nächstes wird ein Fall beschrieben, bei dem das Geschwindigkeitsänderungseingriffselement des Geschwindigkeitsänderungsmechanismus TM in dem nichtdirekten Eingriffszustand ist. Wie es in 4 gezeigt ist, wird in dem Fall, bei dem das Geschwindigkeitsänderungseingriffselement in dem rutschenden Eingriffszustand oder in dem ausgerückten Zustand ist, zwischen dem Trägheitssystem auf der Seite der drehenden elektrischen Maschine MG und dem Trägheitssystem auf der Seite der Last LD (des Fahrzeugs) das Rutschdrehmoment Tfa des Geschwindigkeitsänderungseingriffelements übertragen, oder kein Drehmoment wird übertragen. Folglich wird das Torsionsdrehmoment Tc der Ausgabewelle nicht zwischen den zwei Trägheitssystemen übertragen. Somit dient jedes Trägheitssystem als ein unabhängiges Eine-Trägheit-System, wobei keine Torsionsschwingung durch eine Torsion der Ausgabewelle zwischen den zwei Trägheitssystemen erzeugt wird.
  • Folglich wird, wie es in dem Blockliniendiagram des Leistungsübertragungssystems 2 während eines Schaltens gemäß 6 gezeigt ist, das Übertragungssystemeingabedrehmoment Tin, das dem Trägheitssystem auf der Seite der drehenden elektrischen Maschine MG eingegeben wird, durch das Ausgabedrehmoment Tm der drehenden elektrischen Maschine MG, das Ausgabedrehmoment Te der Kraftmaschine E und das Rutschdrehmoment Tf der Kraftmaschinentrennungskupplung CL gebildet, und das Übertragungssystemeingabedrehmoment Tin, das dem Trägheitssystem auf der Seite der Last LD (des Fahrzeugs) eingegeben wird, wird durch das externe Eingabedrehmoment Tw gebildet. Folglich kann während eines Schaltens keine Information über das externe Eingabedrehmoment Tw erhalten werden, indem die Drehgeschwindigkeit ωm der drehenden elektrischen Maschine MG beobachtet wird, die die Drehgeschwindigkeit des Trägheitssystems auf der Seite der drehenden elektrischen Maschine MG ist. Folglich schätzt während eines Schaltens, wie es nachstehend beschrieben ist, die Externe-Eingabe-Schätzeinrichtung 41 des Schwingungsunterdrückungsdrehgeschwindigkeitssteuerungsabschnitts 40 das externe Eingabedrehmoment Twr, das von den Rädern W zu dem Leistungsübertragungssystem 2 eingegeben wird, auf der Grundlage der Drehgeschwindigkeit ωo der Ausgabewelle O, die auf der Seite der Räder W in Bezug auf den Geschwindigkeitsänderungsmechanismus Tm bereitgestellt ist, anstelle der Drehgeschwindigkeit ωm der drehenden elektrischen Maschine MG.
  • 3-4-11. Externe-Eingabe-Schätzeinrichtung während eines Schaltens
  • 3-4-11-1. Schätzung des Übertragungssystemeingabedrehmoments während eines Schaltens
  • Wie es in 6 gezeigt ist, wird das radseitige Eingabedrehmoment Tinw, das ein Drehmoment ist, das zu dem Trägheitssystem auf der Seite der Last LD (des Fahrzeugs) eingegeben wird, durch das externe Eingabedrehmoment Tw und ein Drehmoment gebildet, das durch Multiplizieren des Rutschdrehmoments Tfa des Geschwindigkeitsänderungseingriffselements mit dem Geschwindigkeitsverhältnis Kr erhalten wird. Folglich wird die Drehgeschwindigkeit ωo der Ausgabewelle O erhalten, indem das externe Eingabedrehmoment Tw und das Drehmoment, das durch ein Multiplizieren des Rutschdrehmoments Tfa des Geschwindigkeitsänderungseingriffselements mit dem Geschwindigkeitsverhältnis Kr, durch ein Dividieren des sich ergebenden Drehmoments durch das Trägheitsmoment Jl der Last LD (des Fahrzeugs) und durch ein Integrieren (1/s) des Quotienten erhalten wird, summiert werden. Folglich kann das radseitige Eingabedrehmoment Tinw berechnet werden, indem eine Berechnungsverarbeitung in der umgekehrten Richtung ausgeführt wird, d. h., indem eine Differenzialberechnungsverarbeitung bei der Drehgeschwindigkeit ωo der Ausgabewelle O ausgeführt wird und der sich ergebende Wert mit dem Trägheitsmoment Jl der Last LD (des Fahrzeugs) multipliziert wird. Daraufhin ist herausgefunden worden, dass das externe Eingabedrehmoment Tw berechnet werden kann, indem ein Drehmoment, das durch Multiplizieren des Rutschdrehmoments Tfa des Geschwindigkeitsänderungseingriffselements mit dem Geschwindigkeitsverhältnis Kr erhalten wird, von dem radseitigen Eingabedrehmoment Tinw subtrahiert wird. Wie es vorstehend beschrieben ist, steuert zusätzlich die Leistungsübertragungssteuerungsvorrichtung 33 das Rutschdrehmoment Tfa des Geschwindigkeitsänderungseingriffselements auf das erforderliche Fahrzeugdrehmoment Tr. Folglich kann das externe Eingabedrehmoment Tw berechnet werden, indem ein Drehmoment, das durch Multiplizieren des erforderlichen Fahrzeugdrehmoments Tr mit dem Geschwindigkeitsverhältnis Kr erhalten wird, von dem radseitigen Eingabedrehmoment Tinw subtrahiert wird. Außerdem wird das erforderliche Drehmoment Tb der drehenden elektrischen Maschine, das für die drehende elektrische Maschine MG erforderlich ist, auf der Grundlage des erforderlichen Fahrzeugdrehmoments Tr eingestellt. Folglich kann zumindest das Ausgabedrehmoment Tm der drehenden elektrischen Maschine MG anstelle des erforderlichen Fahrzeugdrehmoments Tr verwendet werden.
  • Folglich schätzt während eines Betriebs zum Ändern des Geschwindigkeitsverhältnisses Kr, in dem das Geschwindigkeitsänderungseingriffselement in den rutschenden Eingriffszustand gebracht wird, die Externe-Eingabe-Schätzeinrichtung 41 das radseitige Eingabedrehmoment Tinw, das ein Drehmoment ist, das zu der Seite der Räder W eingegeben wird, auf der Grundlage der Drehgeschwindigkeit ωo der Ausgabewelle O, die auf der Seite der Räder W in Bezug auf den Geschwindigkeitsänderungsmechanismus Tm in dem Leistungsübertragungssystem 2 bereitgestellt ist, anstelle der Drehgeschwindigkeit ωm der drehenden elektrischen Maschine MG. Dann schätzt die Externe-Eingabe-Schätzeinrichtung 41 das radseitige externe Eingabedrehmoment Tww, das von den Rädern W zu der Ausgabewelle O eingegeben wird, indem ein Drehmoment, das durch Multiplizieren des Ausgabedrehmoments Tm der drehenden elektrischen Maschine MG oder des erforderlichen Fahrzeugdrehmoments Tr mit dem Geschwindigkeitsverhältnis Kr erhalten wird, von dem geschätzten radseitigen Eingabedrehmoment Tinw* subtrahiert wird, und sie schätzt das externe Eingabedrehmoment Tw, indem das geschätzte radseitige externe Eingabedrehmoment Tww* (siehe 10) durch das Geschwindigkeitsverhältnis Kr dividiert wird.
  • In dem Ausführungsbeispiel schätzt, wie es in 10 gezeigt ist, während eines Betriebs zum Ändern des Geschwindigkeitsverhältnisses Kr die Externe-Eingabe-Schätzeinrichtung 41 das radseitige Eingabedrehmoment Tinw, indem eine Differenzialberechnungsverarbeitung bei der Drehgeschwindigkeit ωo der Ausgabewelle O ausgeführt wird und der resultierende Wert mit dem Trägheitsmoment Jl der Last LD (des Fahrzeugs) multipliziert wird. Dann schätzt die Externe-Eingabe-Schätzeinrichtung 41 das radseitige externe Eingabedrehmoment Tww, indem ein Drehmoment, das durch ein Addieren des geschätzten Rutschdrehmoments Tf* oder des geschätzten Kraftmaschinenausgabedrehmoments Te*, in Abhängigkeit von dem Eingriffszustand der Kraftmaschinentrennungskupplung CL, zu dem Ausgabedrehmoment Tn der drehenden elektrischen Maschine MG erhalten wird, mit dem Geschwindigkeitsverhältnis Kr multipliziert wird und das resultierende Drehmoment von dem geschätzten radseitigen Eingabedrehmoment Tinw* subtrahiert wird, wie in dem Fall, der zu dem während des Schaltens unterschiedlich ist, wie es vorstehend beschrieben ist. Die Externe-Eingabe-Schätzeinrichtung 41 schätzt das externe Eingabedrehmoment Tw, indem eine Tiefpassfilterverarbeitung bei dem geschätzten radseitigen externen Eingabedrehmoment Tww* ausgeführt wird, um ein Rauschen zu entfernen, und der resultierende Wert durch das Geschwindigkeitsverhältnis Kr dividiert wird.
  • Alternativ hierzu kann die Externe-Eingabe-Schätzeinrichtung 41 konfiguriert sein, während eines Betriebs zum Ändern des Geschwindigkeitsverhältnisses Kr eher in der Konfiguration der Externe-Eingabe-Schätzeinrichtung 41, die in 7 gezeigt ist, zu bleiben als zu der Konfiguration der Externe-Eingabe-Schätzeinrichtung 41 verändert zu werden, die für eine Verwendung während eines Geschwindigkeitsänderungsbetriebs eingestellt ist, die in 10 gezeigt ist, wie es vorstehend beschrieben ist, und um das geschätzte externe Eingabedrehmoment Twr*, das vor dem Betrieb zum Ändern des Geschwindigkeitsverhältnisses geschätzt wird, während des Betriebs zum Ändern des Geschwindigkeitsverhältnisses Kr zu halten. Mit einer derartigen Konfiguration kann ein Auftreten eines Schätzungsfehlers in dem externen Eingabedrehmoment Tw während eines Geschwindigkeitsänderungsbetriebs verhindert werden, ohne die Externe-Eingabe-Schätzeinrichtung 41 mit einer Konfiguration zu versehen, die für eine Verwendung während eines Geschwindigkeitsänderungsbetriebs eingestellt ist. In diesem Fall kann zusätzlich die Externe-Eingabe-Schätzeinrichtung 41 das geschätzte externe Eingabedrehmoment Twr* halten, um abschließend von der Externe-Eingabe-Schätzeinrichtung 41 ausgegeben zu werden, wobei die Eingabedrehmomentschätzeinrichtung 45 eine Berechnung während des Geschwindigkeitsänderungsbetriebs fortsetzen kann. Dies ermöglicht es der Eingabedrehmomentschätzeinrichtung 45, eine Berechnung fortzusetzen, während das geschätzte externe Eingabedrehmoment Twr* gehalten wird, was ein Auftreten von Anfangsvariationen in einem Wert des geschätzten externen Eingabedrehmoment Twr* bei dem Start einer Berechnung verhindert, die durch die Eingabedrehmomentschätzeinrichtung 45 ausgeführt wird, wobei es ermöglicht wird, den Wert des geschätzten externen Eingabedrehmoments Twr* von der Zeit an, wenn das geschätzte externe Eingabedrehmoment Twr* nicht gehalten wird, zu stabilisieren.
  • Die Externe-Eingabe-Schätzeinrichtung 41 kann eine Vielzahl von geschwindigkeitsverhältnisspezifischen Schätzeinrichtungen umfassen, die unterschiedliche Konstanten aufweisen, die für jedes Geschwindigkeitsverhältnis Kr eingestellt sind. Jede der geschwindigkeitsverhältnisspezifischen Schätzeinrichtungen kann konfiguriert sein, um in der Lage zu sein, das geschätzte externe Eingabedrehmoment Twr* für jedes Geschwindigkeitsverhältnis parallel zu berechnen. Während eines Betriebs zum Ändern des Geschwindigkeitsverhältnisses Kr, der durch den Geschwindigkeitsänderungsmechanismus Tm ausgeführt wird, kann die geschwindigkeitsverhältnisspezifische Schätzeinrichtung, die dem Geschwindigkeitsverhältnis Kr vor dem Geschwindigkeitsänderungsbetrieb entspricht, das geschätzte externe Eingabedrehmoment Twr* halten, das vor dem Geschwindigkeitsänderungsbetrieb geschätzt wird. Mit einer derartigen Konfiguration kann das geschätzte externe Eingabedrehmoment Twr*, das dem Geschwindigkeitsverhältnis Kr vor einem Geschwindigkeitsänderungsbetrieb entspricht, während des Geschwindigkeitsänderungsbetriebs gehalten werden, um ein Auftreten eines Schätzungsfehlers zu verhindern. Zusätzlich kann das geschätzte externe Eingabedrehmoment Twr*, das dem Geschwindigkeitsverhältnis Kr nach dem Geschwindigkeitsänderungsbetrieb entspricht, ebenso während des Geschwindigkeitsänderungsbetriebs berechnet werden. Folglich kann ein Wert des geschätzten externen Eingabedrehmoments Twr*, der dem Geschwindigkeitsverhältnis Kr nach dem Geschwindigkeitsänderungsbetrieb entspricht, von der Zeit, wenn der Geschwindigkeitsänderungsbetrieb beendet ist und das geschätzte externe Eingabedrehmoment Twr* nicht gehalten wird, stabilisiert werden.
  • 3-4-12. Verhalten der Externe-Eingabe-Schätzeinrichtung während des Schaltens
  • Als nächstes wird das Verhalten der Externe-Eingabe-Schätzeinrichtung 41 während eines Schaltens unter Bezugnahme auf das Zeitablaufdiagram beschrieben, das in dem Beispiel gemäß 15 gezeigt ist. In dem in 15 gezeigtem Beispiel wird während einer Zeitdauer von einer Zeit t31 zu einer Zeit t32 das Geschwindigkeitsänderungseingriffselement in den rutschenden Eingriffszustand gebracht, und ein Betrieb zum Ändern des Geschwindigkeitsverhältnisses Kr von einer ersten Schaltungsgeschwindigkeit zu einer zweiten Schaltungsgeschwindigkeit mit einem kleineren Geschwindigkeitsverhältnis. Wenn die Externe-Eingabe-Schätzeinrichtung 41, die für eine Verwendung mit dem Geschwindigkeitsänderungseingriffselement in dem direkten Eingriffszustand eingestellt ist, wie es in 7 gezeigt ist, während des Geschwindigkeitsänderungsbetriebs verwendet wird, wird das externe Eingabedrehmoment Tw auf der Grundlage der Drehgeschwindigkeit ωm der drehenden elektrischen Maschine MG geschätzt, wie es vorstehend beschrieben ist. Folglich kann ein deutlicher Fehler in dem geschätzten externen Eingabedrehmoment Twr* verursacht werden, wie beispielsweise durch ein Schätzen des geschätzten externen Eingabedrehmoments Twr* auf der Grundlage des Rutschdrehmoments Tfa des Geschwindigkeitsänderungseingriffselements. Ein derartiges geschätztes externes Eingabedrehmoment Twr* ist als ein externes Eingabedrehmoment für die erste Schaltungsgeschwindigkeit und als ein externes Eingabedrehmoment für die zweite Schaltungsgeschwindigkeit in 15 angezeigt.
  • 10 zeigt einen Fall 5, in dem die Externe-Eingabe-Schätzeinrichtung 41, die für eine Verwendung während eines Betriebs zum Ändern des Geschwindigkeitsverhältnisses Kr eingestellt ist, verwendet wird. In diesem Fall wird das geschätzte externe Eingabedrehmoment Twr* berechnet, indem das radseitige externe Eingabedrehmoment Tww, das das externe Eingabedrehmoment ist, das zu einem Wert auf der Seite der Räder auf der Grundlage der Drehgeschwindigkeit ωo der Ausgabewelle O umgewandelt wird, von dem eine Information über das externe Eingabedrehmoment Tw erhalten werden kann, geschätzt wird und das geschätzte radseitige externe Eingabedrehmoment Tww durch das Geschwindigkeitsverhältnis Kr dividiert wird, um das radseitige externe Eingabedrehmoment Tww zu einem Wert auf der Seite der drehenden elektrischen Maschine MG umzuwandeln. Folglich wird, wie es in 15 gezeigt ist, das geschätzte radseitige externe Eingabedrehmoment Tww* nicht variiert und ist während eines Geschwindigkeitsänderungsbetriebs stabil, wobei das geschätzte externe Eingabedrehmoment Twr*, das berechnet wird, indem das geschätzte radseitige externe Eingabedrehmoment Tww* durch das Geschwindigkeitsverhältnis Kr dividiert wird, ebenso nicht signifikant variiert wird und stabil ist.
  • 10 zeigt ebenso einen Fall 6, in dem das Verhalten in dem Fall, bei dem die Vielzahl der geschwindigkeitsverhältnisspezifischen Schätzeinrichtungen der Externe-Eingabe-Schätzeinrichtung 41 jeweils das geschätzte externe Eingabedrehmoment Twr* parallel berechnet und das geschätzte externe Eingabedrehmoment Twr*, das vor einem Geschwindigkeitsänderungsbetrieb geschätzt wird, durch die geschwindigkeitsverhältnisspezifische Schätzeinrichtung, die dem Geschwindigkeitsverhältnis Kr vor dem Geschwindigkeitsänderungsbetrieb entspricht, während des Geschwindigkeitsänderungsbetriebs gehalten wird. Variationen in dem geschätzten externen Eingabedrehmoment Twr* können auch während eines Geschwindigkeitsänderungsbetriebs in dem Fall, bei dem das geschätzte externe Eingabedrehmoment Twr* gehalten wird, im Vergleich zu dem Fall verhindert werden, bei dem das geschätzte externe Eingabedrehmoment Twr* nicht gehalten wird, was in deutlichen Variationen in dem geschätzten Wert resultiert. Dann wird in dem Fall, bei dem bestimmt wird, dass das geschätzte externe Eingabedrehmoment Twr* (das externe Eingabedrehmoment für die zweite Schaltungsgeschwindigkeit) der geschwindigkeitsverhältnisspezifischen Schätzungseinrichtung, die dem Geschwindigkeitsverhältnis Kr nach dem Geschwindigkeitsänderungsbetrieb entspricht, stabilisiert worden ist (Zeit t34), das geschätzte externe Eingabedrehmoment Twr* nicht gehalten, und das geschätzte externe Eingabedrehmoment Twr*, das dem Geschwindigkeitsverhältnis nach dem Geschwindigkeitsänderungsbetrieb entspricht, wird ausgegeben. Folglich können Variationen in den geschätzten externen Eingabedrehmomenten Twr* während des Geschwindigkeitsänderungsbetriebs verhindert werden. Zusätzlich wird das geschätzte externe Eingabedrehmoment Twr*, das dem Geschwindigkeitsverhältnis Kr nach dem Geschwindigkeitsänderungsbetrieb entspricht, berechnet, während das geschätzte externe Eingabedrehmoment Twr* gehalten wird. Folglich kann der geschätzte Wert glatt bzw. reibungslos umgeschaltet werden.
  • 4. Weitere Ausführungsbeispiele
  • Zuletzt werden weitere Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die Konfiguration jedes Ausführungsbeispiels, das nachstehend beschrieben ist, ist nicht auf eine zugehörige unabhängige Anwendung begrenzt, und sie kann in Kombination mit der Konfiguration anderer Ausführungsbeispiele angewendet werden, soweit kein Gegensatz auftritt.
    • (1) In dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel ist der Geschwindigkeitsänderungsmechanismus TM ein Stufenautomatikgetriebe. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht hierauf begrenzt. Das heißt, in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann der Geschwindigkeitsänderungsmechanismus ein Getriebe sein, das zu dem Stufenautomatikgetriebe unterschiedlich ist, wie beispielsweise ein stufenloses Automatikgetriebe, das in der Lage ist, das Geschwindigkeitsverhältnis kontinuierlich zu ändern. Auch in diesem Fall ist der Schwingungsunterdrückungsdrehgeschwindigkeitssteuerungsabschnitt 40 konfiguriert, die Steuerungskonstanten des Schwingungsunterdrückungsdrehgeschwindigkeitssteuerungsabschnitts 40, der Externe-Eingabe-Schätzeinrichtung 41, der Schwingungsarme-Geschwindigkeit-Berechnungseinrichtung 42 und der Drehgeschwindigkeitssteuerungseinrichtung 43 entsprechend dem Geschwindigkeitsverhältnis des stufenlosen Automatikgetriebes zu ändern. In diesem Fall kann zusätzlich die Externe-Eingabe-Schätzeinrichtung 41, die die Drehgeschwindigkeit ωm der drehenden elektrischen Maschine MG verwendet, wie es in 7 gezeigt ist, konfiguriert sein, den Haltebetrieb für eine Verwendung während eines Betriebs zum Ändern des Geschwindigkeitsverhältnisses auch während des Geschwindigkeitsänderungsbetriebs nicht auszuführen.
    • (2) In dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel ist die Kraftmaschinentrennungskupplung CL ein Reibungseingriffselement. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht hierauf begrenzt. Das heißt, in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann die Kraftmaschinentrennungskupplung CL eine Eingriffsvorrichtung sein, die zu dem Reibungseingriffelement unterschiedlich ist, wie beispielsweise eine elektromagnetische Kupplung oder eine Eingriffstypkupplung. In diesem Fall kann der Schwingungsunterdrückungsdrehgeschwindigkeitssteuerungsabschnitt 40 konfiguriert sein zu bestimmen, dass der direkte Eingriffszustand in dem Fall etabliert ist, bei dem die Kraftmaschine E und die drehende elektrische Maschine MG sich miteinander drehen, und andernfalls zu bestimmen, dass der nicht-direkte Eingriffszustand etabliert ist.
    • (3) In dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel umfasst das Hybridfahrzeug die Steuerungsvorrichtungen 31 bis 34, und die Steuerungsvorrichtung 32 der drehenden elektrischen Maschine umfasst den Schwingungsunterdrückungsdrehgeschwindigkeitssteuerungsabschnitt 40. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht hierauf begrenzt. Das heißt, die Steuerungsvorrichtung 32 der drehenden elektrischen Maschine kann als eine Steuerungsvorrichtung bereitgestellt sein, die mit einer beliebigen Kombination der Vielzahl von Steuerungsvorrichtungen 31, 33 und 34 integriert ist. Ebenso können die Funktionsabschnitte, die bei den Steuerungsvorrichtungen 31 bis 34 bereitgestellt sind, in einer beliebigen Kombination verteilt sein.
    • (4) In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann im Gegensatz zu dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel ein Reibungseingriffselement, das antriebsfähig die drehende elektrische Maschine MG und die Räder W aneinander koppelt und voneinander entkoppelt (d. h., die Kopplung zwischen der drehenden elektrischen Maschine MG und den Rädern W aufrechterhält und freigibt), oder ein Reibungseingriffselement, das einen Drehmomentwandler und Eingabe- und Ausgabeelemente des Drehmomentwandlers in den direkten Eingriffszustand bringt, getrennt von dem Geschwindigkeitsänderungsmechanismus TM bereitgestellt sein. In diesem Fall kann der Schwingungsunterdrückungsdrehgeschwindigkeitssteuerungsabschnitt 40 in dem Fall, bei dem ein derartiges Reibungseingriffselement in dem nicht-direkten Eingriffszustand ist, bestimmen, dass eine Betätigung bzw. ein Betrieb zum Ändern des Geschwindigkeitsverhältnisses Kr ausgeführt wird, wobei die Externe-Eingabe-Schätzeinrichtung 40 das geschätzte externe Eingabedrehmoment Twr* halten kann, oder sie kann zu der Konfiguration der Externe-Eingabe-Schätzeinrichtung 40 für eine Verwendung während eines Geschwindigkeitsänderungsbetriebs, wie sie vorstehend beschrieben ist, geändert werden.
  • Gewerbliche Anwendbarkeit
  • Die vorliegende Erfindung kann in geeigneter Weise bei einer Steuerungsvorrichtung angewendet werden, die eine drehende elektrische Maschine steuert, die in einem Leistungsübertragungssystem von einer Antriebskraftquelle für ein Fahrzeug zu Rädern bereitgestellt ist und als eine Antriebskraftquelle dient.
  • Bezugszeichenliste
  • MG
    DREHENDE ELEKTRISCHE MASCHINE
    E
    KRAFTMASCHINE (BRENNKRAFTMASCHINE)
    TM
    GESCHWINDIGKEITSÄNDERUNGSMECHANISMUS
    CL
    KRAFTMASCHINENTRENNUNGSKUPPLUNG (EINGRIFFSVORRICHTUNG)
    I
    EINGABEWELLE
    M
    ZWISCHENWELLE
    O
    AUSGABEWELLE (AUSGABEELEMENT)
    AX
    ACHSE
    W
    RAD
    DF
    AUSGABEDIFFERENZIALGETRIEBEVORRICHTUNG
    Se1
    KRAFTMASCHINENDREHGESCHWINDIGKEITSSENSOR
    Se2
    EINGABEWELLENDREHGESCHWINDIGKEITSSENSOR
    Se3
    AUSGABEWELLENDREHGESCHWINDIGKEITSSENSOR
    1
    FAHRZEUGANTRIEBSVORRICHTUNG
    2
    LEISTUNGSÜBERTRAGUNGSSYSTEM
    32
    STEUERUNGSVORRICHTUNG DER DREHENDEN ELEKTRISCHEN MASCHINE (STEUERUNGSVORRICHTUNG)
    ωa
    RESONANZFREQUENZ (EIGENSCHWINGUNGSFREQUENZ DES LEISTUNGSÜBERTRAGUNGSSYSTEMS)
    ωz
    ANTIRESONANZFREQUENZ
    ωb
    RESONANZFREQUENZ (MIT GESCHLOSSENEM KREIS)
    ωm
    DREHGESCHWINDIGKEIT (WINKELGESCHWINDIGKEIT) DER DREHENDEN ELEKTRISCHEN MASCHINE
    ωo
    DREHGESCHWINDIGKEIT DER AUSGABEWELLE (AUSGABEDREHGESCHWINDIGKEIT BEI ENDABSCHNITT AUF DER SEITE DES GESCHWINDIGKEITSÄNDERUNGSMECHANISMUS)
    ωl
    DREHGESCHWINDIGKEIT (WINKELGESCHWINDIGKEIT) DER LAST (DER RÄDER)
    Tm
    AUSGABEDREHMOMENT DER DREHENDEN ELEKTRISCHEN MASCHINE
    Tmo
    AUSGABEDREHMOMENTBEFEHLSWERT FÜR DREHENDE ELEKTRISCHE MASCHINE
    Tb
    ERFORDERLICHES-DREHMOMENT-BEFEHLSWERT
    Tp
    RÜCKKOPPLUNGSDREHMOMENTBEFEHLSWERT
    Tcr
    TORSIONSREAKTIONSDREHMOMENT DER AUSGABEWELLE
    Tc
    TORSIONSDREHMOMENT DER AUSGABEWELLE
    Tf
    RUTSCHDREHMOMENT
    Tf*
    GESCHÄTZTES RUTSCHDREHMOMENT
    Te
    AUSGABEDREHMOMENT DER KRAFTMASCHINE
    Te*
    GESCHÄTZTES KRAFTMASCHINENAUSGABEDREHMOMENT
    Td
    STÖRUNGSDREHMOMENT
    Tl
    DREHMOMENT, DAS AUF LAST (FAHRZEUG) WIRKT
    Jm
    TRÄGHEITSMOMENT DER DREHENDEN ELEKTRISCHEN MASCHINE
    Je
    TRÄGHEITSMOMENT DER KRAFTMASCHINE
    Jl
    TRÄGHEITSMOMENT DER LAST (DES FAHRZEUGS)
    Jd
    TRÄGHEITSMOMENT AUF DER SEITE DER DREHENDEN ELEKTRISCHEN MASCHINE (Jm ODER Jr + Ji)
    Cc
    VISKOSER REIBUNGSKOEFFIZIENT DER AUSGABEWELLE
    Kc
    TORSIONSFEDERKONSTANTE DER AUSGABEWELLE
    Kr
    GESCHWINDIGKEITSVERHÄLTNIS
    Tin
    ÜBERTRAGUNGSSYSTEMEINGABEDREHMOMENT
    Tin*
    GESCHÄTZTES ÜBERTRAGUNGSSYSTEMEINGABEDREHMOMENT
    Tw
    EXTERNES EINGABEDREHMOMENT
    Twr*
    GESCHÄTZTES EXTERNES EINGABEDREHMOMENT
    Tr
    ERFORDERLICHES FAHRZEUGDREHMOMENT
    ωm^
    SCHWINGUNGSARME DREHGESCHWINDIGKEIT
    Tp
    RÜCKKOPPLUNGSDREHMOMENTBEFEHLSWERT (RÜCKKOPPLUNGSBEFEHLSDREHMOMENT)
    40
    SCHWINGUNGSUNTERDRÜCKUNGSDREHGESCHWINDIGKEITSTEUERUNGSABSCHNITT
    41
    EXTERNE-EINGABE-SCHÄTZEINRICHTUNG
    42
    SCHWINGUNGSARME-GESCHWINDIGKEIT-BERECHNUNGSEINRICHTUNG
    43
    DREHGESCHWINDIGKEITSTEUERUNGSEINRICHTUNG
    44
    DREHMOMENTBEFEHLSWERTBERECHNUNGSEINRICHTUNG
    45
    EINGABEDREHMOMENTSCHÄTZEINRICHTUNG
    Fjm
    TRÄGHEITSMOMENT-MULTIPLIKATIONSVERARBEITUNG
    Fd
    DIFFERENZIALBERECHNUNGSVERARBEITUNG
    Fr
    EIGENSCHWINGUNGSREDUZIERUNGSVERARBEITUNG
    Fjd
    TRÄGHEITSMOMENTDIVISIONSVERARBEITUNG
    Fi
    INTEGRALBERECHNUNGSVERARBEITUNG
    Tinw
    RADSEITIGES EINGABEDREHMOMENT
    Twrw
    RADSEITIGES EXTERNES EINGABEDREHMOMENT
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 2001-28809 A [0002]

Claims (11)

  1. Steuerungsvorrichtung, die eine drehende elektrische Maschine steuert, die in einem Leistungsübertragungssystem von einer Antriebskraftquelle für ein Fahrzeug zu Rädern bereitgestellt ist und als die Antriebskraftquelle dient, wobei die Steuerungsvorrichtung umfasst: eine Externe-Eingabe-Schätzeinrichtung, die eine Schwingungskomponente einer Drehgeschwindigkeit des Leistungsübertragungssystems bei einer Drehgeschwindigkeit der drehenden elektrischen Maschine reduziert und ein Übertragungssystemeingabedrehmoment, das ein Drehmoment ist, das dem Leistungsübertragungssystem eingegeben wird, auf der Grundlage der Drehgeschwindigkeit der drehenden elektrischen Maschine schätzt, und die ein externes Eingabedrehmoment, das von den Rädern zu dem Leistungsübertragungssystem eingegeben wird, schätzt, indem zumindest ein Ausgabedrehmoment der drehenden elektrischen Maschine von dem Übertragungssystemeingabedrehmoment subtrahiert wird, eine Schwingungsarme-Geschwindigkeit-Berechnungseinrichtung, die eine schwingungsarme Drehgeschwindigkeit, die eine Drehgeschwindigkeit ist, die durch Reduzieren einer Schwingungskomponente erhalten wird, die in der Drehgeschwindigkeit der drehenden elektrischen Maschine erzeugt wird, auf der Grundlage des externen Eingabedrehmoments und eines erforderlichen Fahrzeugdrehmoments berechnet, das ein Drehmoment ist, das zum Antreiben der Räder erforderlich ist, eine Drehgeschwindigkeitssteuerungseinrichtung, die ein Rückkopplungsbefehlsdrehmoment berechnet, das die Drehgeschwindigkeit der drehenden elektrischen Maschine auf die schwingungsarme Drehgeschwindigkeit abstimmt, und eine Drehmomentbefehlswertberechnungseinrichtung, die einen Ausgabedrehmomentbefehlswert, der ein Befehlswert des Ausgabedrehmoments der drehenden elektrischen Maschine ist, auf der Grundlage des erforderlichen Fahrzeugdrehmoments und des Rückkopplungsbefehlsdrehmoments berechnet.
  2. Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Externe-Eingabe-Schätzeinrichtung das Übertragungssystemeingabedrehmoment schätzt, indem bei der Drehgeschwindigkeit der drehenden elektrischen Maschine eine Multiplikationsverarbeitung, die ein Trägheitsmoment des Leistungsübertragungssystems verwendet, eine Differenzialberechnungsverarbeitung und eine Signalverarbeitung zum Reduzieren zumindest einer Schwingungskomponente des Leistungsübertragungssystems ausgeführt werden, und das externe Eingabedrehmoment schätzt, indem das Ausgabedrehmoment der drehenden elektrischen Maschine von dem Übertragungssystemeingabedrehmoment subtrahiert wird, und die Schwingungsarme-Geschwindigkeit-Berechnungseinrichtung die schwingungsarme Drehgeschwindigkeit berechnet, indem bei einem Drehmoment, das durch Addieren des externen Eingabedrehmoments und des erforderlichen Fahrzeugdrehmoments erhalten wird, eine Divisionsverarbeitung, die das Trägheitsmoment des Leistungsübertragungssystems verwendet, und eine Integralberechnungsverarbeitung ausgeführt werden.
  3. Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die drehende elektrische Maschine selektiv antriebsfähig an eine Brennkraftmaschine, die als die Antriebskraftquelle dient, entsprechend einem Eingriffszustand einer Eingriffsvorrichtung gekoppelt wird, und zumindest während einer Änderung in einer Übertragungsdrehmomentkapazität der Eingriffsvorrichtung die Externe-Eingabe-Schätzeinrichtung das externe Eingabedrehmoment, das vor der Änderung in der Übertragungsdrehmomentkapazität der Eingriffsvorrichtung geschätzt wird, hält.
  4. Steuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die drehende elektrische Maschine selektiv antriebsfähig an eine Brennkraftmaschine, die als die Antriebskraftquelle dient, entsprechend einem Eingriffszustand einer Eingriffsvorrichtung gekoppelt wird, und in einem rutschenden Eingriffszustand, in dem eine Übertragungsdrehmomentkapazität mit einer Differenz in einer Drehgeschwindigkeit zwischen Eingriffselementen der Eingriffsvorrichtung erzeugt wird, die Externe-Eingabe-Schätzeinrichtung das externe Eingabedrehmoment schätzt, indem das Ausgabedrehmoment der drehenden elektrischen Maschine und ein Rutschdrehmoment, das ein Übertragungsdrehmoment der Eingriffsvorrichtung ist, von dem Übertragungssystemeingabedrehmoment subtrahiert werden.
  5. Steuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die drehende elektrische Maschine selektiv antriebsfähig an eine Brennkraftmaschine, die als die Antriebskraftquelle dient, entsprechend einem Eingriffszustand einer Eingriffsvorrichtung gekoppelt wird, und die Drehgeschwindigkeitsteuerungseinrichtung das Rückkopplungsbefehlsdrehmoment während zumindest eines Teils einer Zeitdauer berechnet, seit begonnen wird, die Übertragungsdrehmomentkapazität zwischen Eingriffselementen der Eingriffsvorrichtung zu erzeugen, bis ein direkter Eingriffszustand, in dem Drehgeschwindigkeiten der Eingriffselemente der Eingriffsvorrichtung miteinander übereinstimmen, etabliert ist, um die Brennkraftmaschine durch eine Drehmomentübertragung von der drehenden elektrischen Maschine zu der Brennkraftmaschine über die Eingriffsvorrichtung zu starten.
  6. Steuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei. die drehende elektrische Maschine antriebsfähig an die Räder über einen Geschwindigkeitsänderungsmechanismus mit einem änderbaren Geschwindigkeitsverhältnis gekoppelt ist, und während eines Betriebs zum Ändern des Geschwindigkeitsverhältnisses, der durch den Geschwindigkeitsänderungsmechanismus ausgeführt wird, die Externe-Eingabe-Schätzeinrichtung ein radseitiges Eingabedrehmoment, das ein Drehmoment ist, das zu einer Seite der Räder eingegeben wird, auf der Grundlage einer Ausgabedrehgeschwindigkeit, die eine Drehgeschwindigkeit eines Ausgabeelements ist, das auf der Seite der Räder in Bezug auf den Geschwindigkeitsänderungsmechanismus in dem Leistungsübertragungssystem bereitgestellt ist, anstelle der Drehgeschwindigkeit der drehenden elektrischen Maschine schätzt, ein radseitiges externes Eingabedrehmoment, das von den Rädern zu dem Ausgabeelement eingegeben wird, durch ein Subtrahieren des Ausgabedrehmoments der drehenden elektrischen Maschine oder eines Drehmoments, das durch ein Multiplizieren des erforderlichen Fahrzeugdrehmoments mit dem Geschwindigkeitsverhältnis erhalten wird, von dem radseitigen Eingabedrehmoment schätzt und das externe Eingabedrehmoment durch ein Dividieren des radseitigen externen Eingabedrehmoments durch das Geschwindigkeitsverhältnis schätzt.
  7. Steuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die drehende elektrische Maschine antriebsfähig mit den Rädern über einen Geschwindigkeitsänderungsmechanismus mit einem änderbaren Geschwindigkeitsverhältnis gekoppelt ist, und die Externe-Eingabe-Schätzeinrichtung eine Vielzahl von geschwindigkeitsverhältnisspezifischen Schätzeinrichtungen umfasst, die unterschiedliche Konstanten aufweisen, die für jedes Geschwindigkeitsverhältnis eingestellt sind, wobei jede der geschwindigkeitsverhältnisspezifschen Schätzeinrichtungen konfiguriert ist, das externe Eingabedrehmoment für jedes Geschwindigkeitsverhältnis parallel zu berechnen, wobei während eines Betriebs zum Ändern des Geschwindigkeitsverhältnisses, der durch den Geschwindigkeitsänderungsmechanismus ausgeführt wird, die geschwindigkeitsverhältnisspezifische Schätzeinrichtung, die dem Geschwindigkeitsverhältnis vor dem Geschwindigkeitsänderungsbetrieb entspricht, das externe Eingabedrehmoment hält, das vor dem Geschwindigkeitsänderungsbetrieb geschätzt wird.
  8. Steuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die drehende elektrische Maschine selektiv antriebsfähig an eine Brennkraftmaschine, die als eine Antriebsquelle dient, entsprechend einem Eingriffszustand einer Eingriffsvorrichtung gekoppelt ist, und in einem direkten Eingriffszustand, in dem eine Übertragungsdrehmomentkapazität ohne Unterschied in einer Drehgeschwindigkeit zwischen Eingriffselementen der Eingriffsvorrichtung erzeugt wird, die Externe-Eingabe-Schätzeinrichtung das externe Eingabedrehmoment schätzt, indem das Ausgabedrehmoment der drehenden elektrischen Maschine und ein Ausgabedrehmoment der Brennkraftmaschine von dem Übertragungssystemeingabedrehmoment subtrahiert werden.
  9. Steuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Externe-Eingabe-Schätzeinrichtung das Übertragungssystemeingabedrehmoment schätzt, indem bei der Drehgeschwindigkeit der drehenden elektrischen Maschine eine Signalverarbeitung ausgeführt wird, die auf der Grundlage einer Umkehrung von Eigenschaften einer Übertragung von dem Ausgabedrehmoment der drehenden elektrischen Maschine zu der Drehgeschwindigkeit der drehenden elektrischen Maschine eingestellt ist, und das externe Eingabedrehmoment schätzt, indem das Ausgabedrehmoment der drehenden elektrischen Maschine von dem Übertragungssystemeingabedrehmoment subtrahiert wird.
  10. Steuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die drehende elektrische Maschine selektiv antriebsfähig an eine Brennkraftmaschine, die als die Antriebsquelle dient, entsprechend einem Eingriffszustand einer Eingriffsvorrichtung gekoppelt ist und antriebsfähig an die Räder über einen Geschwindigkeitsänderungsmechanismus mit einem änderbaren Geschwindigkeitsverhältnis gekoppelt ist, und Steuerungskonstanten der Externe-Eingabe-Schätzeinrichtung, der Schwingungsarme-Geschwindigkeit-Berechnungseinrichtung und der Drehgeschwindigkeitssteuerungseinrichtung entsprechend dem Eingriffszustand der Eingriffsvorrichtung und/oder dem Geschwindigkeitsverhältnis des Geschwindigkeitsänderungsmechanismus geändert werden.
  11. Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Schwingungsarme-Geschwindigkeit-Berechnungseinrichtung einen Anfangswert der schwingungsarmen Drehgeschwindigkeit auf eine Drehgeschwindigkeit einstellt, die erhalten wird, indem eine Filterungsverarbeitung zur Reduzierung der Schwingungskomponente der Drehgeschwindigkeit der drehenden elektrischen Maschine bei der Drehgeschwindigkeit der drehenden elektrischen Maschine ausgeführt wird.
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