DE112011104708B4

DE112011104708B4 - Steuervorrichtung eines Hybridfahrzeugs

Info

Publication number: DE112011104708B4
Application number: DE112011104708.8T
Authority: DE
Inventors: Terufumi Miyazaki; Yukihiko Ideshio; Toshihiko Kamiya; Shingo Eto; Hironori Asaoka; Yasuyuki Kato
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2011-01-12
Filing date: 2011-01-12
Publication date: 2018-05-24
Anticipated expiration: 2031-01-13
Also published as: CN103313893A; CN103313893B; JP5573967B2; DE112011104708T8; JPWO2012095963A1; WO2012095963A1; US20130288853A1; US9108635B2; DE112011104708T5

Abstract

Steuervorrichtung eines Hybridfahrzeugs (10; 100) mit einer Kupplung (K0; CL1, CL2) in einem Leistungsübertragungspfad zwischen einer Maschine (12) und einem Motorgenerator (MG; MG2), wobei die Kupplung (K0; CL1, CL2) eine Leistungsübertragung über den Leistungsübertragungspfad in Abhängigkeit eines Eingriffszustandes steuert und das Hybridfahrzeug (10; 100) die Leistungsübertragung über den Leistungsübertragungspfad während eines EV-Fahrmodus, bei welchem lediglich der Motorgenerator (MG; MG2) als eine Antriebsquelle zum Fahren des Hybridfahrzeugs (10; 100) verwendet wird, durch Lösen der Kupplung (K0; CL1, CL2) unterbricht, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung derart konfiguriert ist, dass während des EV-Fahrmodus, wenn die Maschine (12) zu einem anderen Zweck als einem Zweck als Antriebsquelle zum Fahren des Hybridfahrzeugs (10; 100) angetrieben wird, eine Drehzahl (N) der Maschine (12) innerhalb einer vorbestimmten Drehzahldifferenz in Bezug auf eine Drehzahl (N; N) des Motorgenerators (MG; MG2) gehalten wird, während eine Löseanweisung für die Kupplung (K0; CL1, CL2) ausgegeben ist.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung eines Hybridfahrzeugs mit einer Kupplung in einem Leistungsübertragungspfad zwischen einer Maschine und einem Motorgenerator, und insbesondere eine Verbesserung zum vereinfachten Reduzieren eines unangenehmen Gefühls des Fahrers zum Zeitpunkt eines fehlerhaften Eingriffs der Kupplung.
Stand der Technik
Bekannt ist ein Hybridfahrzeug, welches in einem Leistungsübertragungspfad zwischen einer Maschine und einem Motorgenerator eine Kupplung zum Steuern der Leistungsübertragung über den Leistungsübertragungspfad in Abhängigkeit eines Eingriffszustandes enthält, und welches die Leistungsübertragung über den Leistungsübertragungspfad während einer EV-Fahrt, während welcher lediglich der Motorgenerator als eine Antriebsquelle zum Fahren verwendet wird, unterbricht. Obwohl beispielsweise eine hydraulische Reib-Eingriffsvorrichtung vom normalerweise geschlossenen Typ (normalerweise geschlossen) vorzugsweise als Kupplung verwendet wird, wird, falls sich die Kupplung beispielsweise aufgrund einer Fehlfunktion eines elektromagnetischen Steuerventils in einem fehlerhaften Eingriff befindet, ein Schleppmoment der Maschine erzeugt, was zu einer Längsbeschleunigung (Verzögerung G) führt, und ein Fahrer kann sich unwohl fühlen. Daher wurde eine Technologie vorgeschlagen, welche ein unangenehmes Gefühl des Fahrers zu dem Zeitpunkt des fehlerhaften Eingriffs der Kupplung reduziert. Dies entspricht beispielsweise einer in Patentdokument 1 beschriebenen Antriebssteuervorrichtung für ein Hybridfahrzeug. Gemäß dieser Technologie wird in Betracht gezogen, dass ein Hydraulikdruck auf die Kupplung erhöht werden kann, um die Kupplung zu lösen und das unangenehme Gefühl des Fahrers zu reduzieren, wenn ein Widerstand der Kupplung erfasst wird.
Ferner offenbart Patentdokument 2 ein Verfahren zum Betreiben einer Hybridantriebsvorrichtung eines Fahrzeugs, die mindestens eine Brennkraftmaschine und mindestens eine elektrische Maschine aufweist, die mittels mindestens einer Kupplung miteinander wirkverbindbar sind, wobei der Hybridantriebsvorrichtung im Leerlaufbetrieb eine Leerlaufdrehzahl vorgegeben wird. Bei dieser Offenbarung ist ferner vorgesehen, dass bei geöffneter Kupplung die Leerlaufdrehzahl der elektrischen Maschine und eine bestimmte Soll-Drehzahl der Brennkraftmaschine vorgegeben werden.
Patentdokument 3 zeigt ein Verfahren zum Betreiben eines Hybridfahrzeugs, das eine Antriebseinrichtung mit mindestens zwei unterschiedlichen Antriebsaggregaten aufweist, wobei als Antriebsaggregate mindestens eine elektrische Maschine und mindestens eine einen Katalysator aufweisende Brennkraftmaschine betreibbar sind. Dabei ist vorgesehen, dass bei einem bei kalter Brennkraftmaschine erfolgenden Starten der Brennkraftmaschine diese zum Aufheizen des Katalysators unter einer bestimmten, vorgebbaren Last betrieben wird und dabei die elektrische Maschine beim Antreiben des Hybridfahrzeugs unterstützt. Weiterhin ist eine Antriebseinrichtung zum Betreiben eines Hybridfahrzeugs offenbart.
Darüber hinaus offenbart Patentdokument 4 ein Verfahren zum Betreiben eines Hybridfahrzeugs, das eine Antriebseinrichtung mit mindestens zwei unterschiedlichen Antriebsaggregaten aufweist, wobei als Antriebsaggregate mindestens eine elektrische Maschine und mindestens eine einen Katalysator aufweisende Brennkraftmaschine betreibbar sind. Es ist vorgesehen, dass bei einem bei kalter Brennkraftmaschine erfolgenden Erststart ein zumindest elektrisches Anfahren des Hybridfahrzeugs erfolgt und dass vor, mit oder nach dem Anfahren die Brennkraftmaschine gestartet und in einem von vom Elektrobetrieb der elektrischen Maschine separierten Verbrennungsbetrieb zum Aufheizen des Katalysators betrieben wird. Weiterhin ist eine entsprechende Antriebseinrichtung offenbart.
Schließlich offenbart Patentdokument 5 ein Verfahren zum Betreiben eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs, wobei der Antriebsstrang einen Hybridantrieb mit einem Verbrennungsmotor und einem Elektromotor, ein zwischen dem Hybridantrieb und einem Abtrieb angeordnetes Getriebe und eine zwischen dem Verbrennungsmotor und dem Elektromotor angeordnete Kupplung umfasst, wobei dann, wenn ausschließlich der Elektromotor antreibt, der Verbrennungsmotor dadurch gestartet werden kann, dass die zwischen dem Verbrennungsmotor und dem Elektromotor angeordnete Kupplung geschlossen wird. Gemäß dieser Offenbarung wird dann, wenn bei einem elektromotorischen Antrieb bei laufenden Elektromotor und stillstehendem Verbrennungsmotor vom Getriebe unter Unterbrechung der Zugkraft ein Gangwechsel einer Schaltung ausgeführt wird, unmittelbar nach Ausführung des Gangwechsels der Schaltung und während eines Lastaufbaus der Schaltung der Verbrennungsmotor vom Elektromotor ohne Zugkraftunterbrechung gestartet, wobei hierzu die zwischen dem Verbrennungsmotor und dem Elektromotor angeordnete Kupplung derart gesteuert geschlossen und geöffnet wird, dass die Kupplung durch teilweises Schließen in Schlupf gebracht wird, um den Verbrennungsmotor zu starten, und dass anschließend dieselbe wieder vollständig geöffnet wird, und zwar vor Erreichen einer Synchrondrehzahl zwischen Verbrennungsmotor und Elektromotor.
Dokumente des Standes der Technik
Patentdokumente

Patentdokument 1: JP 2009 - 001 172 A
Patentdokument 2: WO 2009 / 053 212 A1
Patentdokument 3: DE 10 2009 027 641 A1
Patentdokument 4: DE 10 2009 027 642 A1
Patentdokument 5: WO 2009 / 037 237 A2

Kurzfassung der Erfindung
Durch die Erfindung zu lösendes Problem
Bei dem Hybridfahrzeug kann die Maschine auch während der EV-Fahrt angetrieben werden, während eine Löseanweisung für die Kupplung ausgegeben wird. Der Maschine wird beispielsweise ein Leerlauf ermöglicht, um einen katalytischen Wandler bzw. Katalysator in einem Abgassystem zu erwärmen. In solch einem Fall wird, falls sich die Kupplung beispielsweise infolge einer Fehlfunktion eines elektromagnetischen Steuerventils in einem fehlerhaften Eingriff befindet, ungeachtet einer Gaspedalbetätigung eine Beschleunigung (Beschleunigung G) in einer Längsrichtung eines Fahrzeuges erzeugt, und ein Fahrer kann sich unwohl fühlen. In diesem Zusammenhang wird, falls der Eingriff der Kupplung mithilfe der herkömmlichen Technologie gesteuert wird, von der Ermittlung eines fehlerhaften Eingriffs bis zu der hydraulischen Steuerung eine gewisse Zeit benötigt und folglich kann die Erzeugung der Beschleunigung nicht verhindert werden und das unangenehme Gefühl des Fahrers kann nicht unterdrückt werden. Beispielsweise bei einer Konfiguration, bei welcher der Hydraulikdruck auf die Kupplung durch ein lineares Magnetventil (Einzelsystem) gesteuert wird, besitzt die herkömmliche Technologie einen negativen Effekt, denn, falls der fehlerhafte Eingriff der Kupplung dem Versagen eines Kabels usw. in dem linearen Magnetventil zuzuordnen ist, wird der Hydraulikdruck auf die Kupplung unkontrollierbar und die herkömmliche Technologie kann den fehlerhaften Eingriff nicht beheben. Beispielsweise bei einer Konfiguration mit einem linearen Magnetventil Sol. 1 neben einem Schalt-Magnetventil Sol. 2 und einem Schaltventil SV, um den Hydraulikdruck auf die Kupplung mithilfe dieser Ventile zu steuern (Duplex-System), wie in 8 dargestellt, kann die herkömmliche Technologie den falschen Eingriff beheben; jedoch wird eine hydraulische Steuerschaltung in dieser Form unvorteilhaft kompliziert. Daher wurde bislang keine Steuervorrichtung eines Hybridfahrzeugs entwickelt, welche ein unangenehmes Gefühl eines Fahrers zu dem Zeitpunkt eines fehlerhaften Eingriffs einer zwischen einer Maschine und einem Motorgenerator angeordneten Kupplung auf vereinfachte Art und Weise reduziert.
Die vorliegende Erfindung wurde angesichts der Situationen erdacht und es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Steuervorrichtung eines Hybridfahrzeugs vorzusehen, welche ein unangenehmes Gefühl eines Fahrers zu dem Zeitpunkt eines fehlerhaften Eingriffs einer Kupplung, welche zwischen einer Maschine und einem Motorgenerator angeordnet ist, auf vereinfachte Art und Weise reduziert.
Mittel zum Lösen des Problems
Um die Aufgabe zu lösen, sieht die vorliegende Erfindung eine Steuervorrichtung eines Hybridfahrzeugs mit einer Kupplung in einem Leistungsübertragungspfad zwischen einer Maschine und einem Motorgenerator vor, wobei die Kupplung eine Leistungsübertragung über den Leistungsübertragungspfad in Abhängigkeit eines Eingriffszustandes steuert und das Hybridfahrzeug die Leistungsübertragung über den Leistungsübertragungspfad während der EV-Fahrt bzw. einem EV-Fahrmodus, bei welchem lediglich der Motorgenerator als eine Antriebsquelle zum Fahren des Hybridfahrzeugs verwendet wird, durch Lösen der Kupplung unterbricht, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung derart konfiguriert ist, dass während des EV-Fahrmodus, wenn die Maschine zu einem anderen Zweck als einem Zweck als Antriebsquelle zum Fahren des Hybridfahrzeugs angetrieben wird, eine Drehzahl der Maschine innerhalb einer vorbestimmten Drehzahldifferenz von bzw. in Bezug auf eine Drehzahl des Motorgenerators gehalten wird, während dauerhaft eine Löseanweisung für die Kupplung ausgegeben wird.
Effekte der Erfindung
Infolgedessen wird während der EV-Fahrt, während eine Löseanweisung für die Kupplung ausgegeben wird, falls die Maschine angetrieben wird, eine Drehzahl der Maschine innerhalb einer vorbestimmten Drehzahldifferenz von einer Drehzahl des Motorgenerators gehalten, und dadurch kann die Erzeugung der Längsbeschleunigung in dem Fahrzeug unterdrückt werden, selbst wenn sich die Kupplung in einem fehlerhaften Eingriff befindet. Daher kann die Steuervorrichtung des Hybridfahrzeugs vorgesehen sein, welche das unangenehme Gefühl des Fahrers zu dem Zeitpunkt des fehlerhaften Eingriffs der Kupplung, die zwischen der Maschine und dem Motorgenerator angeordnet ist, auf vereinfachte Art und Weise reduziert.
Während der EV-Fahrt wird die Maschine vorzugsweise zum Zwecke des Erwärmens eines Katalysators angetrieben. Infolgedessen kann die Erzeugung der Längsbeschleunigung in dem Fahrzeug unterdrückt werden, selbst wenn sich die Kupplung in einem fehlerhaften Eingriff befindet, wenn die Maschine während der EV-Fahrt zum Erwärmen des Katalysators angetrieben wird.
Figurenliste

1 ist eine konzeptionelle Abbildung einer Konfiguration eines Antriebssystems gemäß einer Steuervorrichtung eines Hybridfahrzeugs, welche eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
2 ist eine Teil-Querschnittsansicht zum Erläutern einer Konfiguration um den Motorgenerator und den Drehmomentwandler in dem Hybridfahrzeug von 1;
3 ist eine Abbildung zum Erläutern einer Konfiguration in Bezug auf die hydraulische Steuerung der Kupplung und der Sperrkupplung in der hydraulischen Steuerschaltung, welche in dem Hybridfahrzeug von 1 enthalten ist;
4 ist ein funktionelles Blockdiagramm zum Erläutern eines Hauptabschnittes der Ausgangs-Steuervorrichtung in dem Hybridfahrzeug von 1 zusammen mit einem Hauptabschnitt einer Steuerfunktion, welche in der elektronischen Steuervorrichtung enthalten ist;
5 ist ein Zeitdiagramm zum Erläutern der Maschinendrehzahl-Steuerung während der EV-Fahrt durch die elektronische Steuervorrichtung in dem Hybridfahrzeug von 1;
6 ist ein Flussdiagramm zum Erläutern eines Beispiels der Maschinendrehzahl-Steuerung während der EV-Fahrt durch die elektronische Steuervorrichtung in dem Hybridfahrzeug von 1;
7 ist eine konzeptionelle Abbildung einer Konfiguration eines Antriebssystems gemäß eines weiteren Hybridfahrzeugs, auf welches die vorliegende Erfindung vorzugsweise angewendet wird; und
8 ist eine Abbildung eines Beispiels einer hydraulischen Steuerschaltung zum Steuern des Eingriffs der Kupplung bei der herkömmlichen Technologie zum Vergleich mit der vorliegenden Erfindung;

Art und Weise zum Ausführen der Erfindung
Eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun mit Bezug auf die Abbildungen detailliert beschrieben.
Erste Ausführungsform
1 ist eine konzeptionelle Abbildung einer Konfiguration eines Antriebssystems gemäß einer Steuervorrichtung eines Hybridfahrzeugs, welche eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. Ein in 1 dargestelltes Hybridfahrzeug 10 enthält eine Maschine 12 und einen Motorgenerator MG, welche als Antriebsquellen dienen, und die durch die Maschine 12 und den Motorgenerator MG erzeugte Antriebsleistung wird über einen Drehmomentwandler 16, ein Automatikgetriebe 18, eine Differentialvorrichtung 20 und ein Paar von linken und rechten Achsen bzw. Wellen 22 zu einem Paar von linken und rechten Antriebsrädern 24 übertragen. Aufgrund dieser Konfiguration wird das Hybridfahrzeug 10 unter Verwendung der Maschine 12 und/oder des Motorgenerators MG als eine Antriebsquelle zum Fahren angetrieben. Dadurch schafft das Hybridfahrzeug 10 selektiv eine Fahrt aus einer Maschinen-Fahrt unter Verwendung lediglich der Maschine 12 als die Antriebsquelle zum Fahren, einer EV-Fahrt (Motor-Fahrt) unter Verwendung lediglich des Motorgenerators MG als die Antriebsquelle zum Fahren, und einer Hybrid-Fahrt unter Verwendung der Maschine 12 und des Motorgenerators MG als die Antriebsquellen zum Fahren.
Die Maschine 12 ist beispielsweise eine Verbrennungskraftmaschine wie Benzin- und Diesel-Einspritzmotoren, bei welchen Kraftstoff direkt in eine Verbrennungskammer eingespritzt wird, und wird vorzugsweise durch Antreiben des Motorgenerators MG gestartet. Um den Antrieb (Ausgangsdrehmoment) der Maschine 12 zu steuern, ist eine Ausgangs-Steuervorrichtung 14 angeordnet, welche ein Drossel-Stellglied 76, das eine Öffnungs/Schließ-Steuerung eines elektronischen Drosselventils 74 (siehe 4) vorsieht, ein ISC-Ventil 78, das einen in einem Einlassrohr 72 angeordneten Bypass-Leitungsweg 80 öffnet/schließt, eine nicht dargestellte KraftstoffEinspritzvorrichtung, welche eine Kraftstoff-Einspritzsteuerung vorsieht, und eine nicht dargestellte Zündvorrichtung, welche eine Zündzeitpunktsteuerung vorsieht, enthält. Die Ausgangs-Steuervorrichtung 14 steuert das Öffnen/Schließen des elektronischen Drosselventils 74 mithilfe des Drossel-Stellglieds 76 für eine Drosselsteuerung gemäß Anweisungen, welche von einer später beschriebenen elektronischen Steuervorrichtung 58 zugeführt werden, steuert das Öffnen/Schließen des ISC-Ventils 78 für eine Leerlauf-Drehzahlsteuerung, steuert die Kraftstoffeinspritzung durch die KraftstoffEinspritzvorrichtung für die Kraftstoff-Einspritzsteuerung und steuert den Zeitpunkt der Zündung durch die Zündvorrichtung für die Zündzeitpunktsteuerung, wodurch die Ausgangssteuerung der Maschine 12 vorgesehen wird.
Der Motorgenerator MG ist ein Elektromotor mit Funktionen eines Motors (Antriebsaggregat), welcher eine Antriebskraft erzeugt, und eines Generators (elektrischer Generator), welcher eine Reaktionskraft erzeugt, und ein Leistungsübertragungspfad zwischen der Maschine 12 und dem Motorgenerator MG ist mit einer Kupplung K0 vorgesehen, welche die Leistungsübertragung über den Leistungsübertragungspfad in Abhängigkeit eines Eingriffszustandes steuert. Insbesondere ist eine Kurbelwelle 26 ein Ausgangselement der Maschine 12 und wird über die Kupplung K0 selektiv mit einem Rotor 30 des Motorgenerators MG gekoppelt. Der Rotor 30 des Motorgenerators MG ist mit einer vorderen Abdeckung 32 gekoppelt, welche ein Eingangselement des Drehmomentwandlers 16 darstellt.
Die Kupplung K0 ist beispielsweise eine hydraulische Mehrscheiben-Reib-Eingriffsvorrichtung, welche einer Eingriffssteuerung eines hydraulischen Stellglieds unterzogen wird, und ein Eingriffszustand derselben wird gemäß eines von einer hydraulischen Steuerschaltung 34 zugeführten Öldruckes zwischen Eingriff (vollständiger Eingriff), Rutsch-Eingriff und gelöst (vollständig gelöst) gesteuert. Der Eingriff der Kupplung K0 bewirkt die Leistungsübertragung (Verbindung) über den Leistungsübertragungspfad zwischen der Kurbelwelle 26 und der vorderen Abdeckung 32, während das Lösen der Kupplung die Leistungsübertragung über den Leistungsübertragungspfad zwischen der Kurbelwelle 26 und der vorderen Abdeckung 32 unterbricht. Der Rutsch-Eingriff der Kupplung K0 bewirkt die Leistungsübertragung entsprechend eines Übertragungsdrehmoments der Kupplung K0 über den Leistungsübertragungspfad zwischen der Kurbelwelle 26 und der vorderen Abdeckung 32.
Das Automatikgetriebe 18 ist beispielsweise ein Stufen-Automatikgetriebe, bei dem eine einer Mehrzahl von vordefinierten Schaltstufen (Gangverhältnissen) selektiv eingestellt bzw. geschaffen wird, und ist mit einer Mehrzahl von Eingriffselementen für den Gangwechsel ausgestattet. Das Automatikgetriebe 18 enthält beispielsweise eine Mehrzahl von hydraulischen Reib-Eingriffsvorrichtungen, wie Mehrscheibenkupplungen und Bremsen, welche einer Eingriffssteuerung der hydraulischen Stellglieder unterzogen werden, und eine Mehrzahl der hydraulischen Reib-Eingriffsvorrichtungen werden gemäß dem von der hydraulischen Steuerschaltung 34 zugeführten Öldruck in Eingriff gebracht oder gelöst, wodurch eine einer Mehrzahl von (zum Beispiel erster Gang bis sechster Gang) Vorwärts-Schaltstufen (Vorwärts-Gangstufen, Vorwärts-Fahr-Gangstufen) oder eine Rückwärts-Schaltstufe (RückwärtsGangstufe, Rückwärts-Fahr-Gangstufe) gemäß einer Kombination der Kupplungszustände der hydraulischen Reib-Eingriffsvorrichtungen selektiv geschaffen wird.
2 ist eine Teil-Querschnittsansicht zum Erläutern einer Konfiguration um den Motorgenerator MG und den Drehmomentwandler 16 in dem Hybridfahrzeug 10 von 1. Der Motorgenerator MG, der Drehmomentwandler 16, das Automatikgetriebe 18 und die Kurbelwelle 26 sind bezüglich einer gemeinsamen axialen Mitte C im Wesentlichen symmetrisch konfiguriert und untere Hälften von der axialen Mitte C sind in 2 nicht dargestellt. Wie in 2 dargestellt ist, sind der Motorgenerator MG, der Drehmomentwandler 16 und das Automatikgetriebe 18 allesamt in einem Getriebegehäuse 36 aufgenommen. Das Getriebegehäuse 36 ist beispielsweise ein geteiltes Gehäuse aus Aluminiumdruckguss und ist an einem nicht rotierenden Bauelement, wie einem Fahrzeugkörper, befestigt.
Die Kupplung K0 enthält eine zylindrische Kupplungstrommel 38, eine zylindrische Kupplungsnabe 40, welche einen kleineren Durchmesser als die Kupplungstrommel 38 besitzt und konzentrisch und drehbar bezüglich der Kupplungstrommel 38 angeordnet ist, ein Reib-Eingriffselement 42, welches in einem ringförmigen Spalt zwischen der Kupplungstrommel 38 und der Kupplungsnabe 40 angeordnet ist, und einen Kupplungskolben 44, welcher in Richtung der axialen Mitte C auf das Reib-Eingriffselement 42 drückt. Die Kupplungstrommel 38 ist an einem Lagernaben-Abschnitt 30a in dem Rotor 30 des Motorgenerators MG, beispielsweise durch Schweißen, integral befestigt und wird mit dem Rotor 30 integral rotiert. Das Reib-Eingriffselement 42 enthält eine Mehrzahl von ringförmigen, plattenförmigen Separatoren, welche mit der Kupplungstrommel 38 nicht drehbar in Eingriff stehen, und eine Mehrzahl von ringförmigen, plattenförmigen Reibplatten, welche jeweils zwischen den mehreren Separatoren angeordnet sind und mit der Kupplungsnabe 40 nicht drehbar in Eingriff stehen.
In der so konfigurierten Kupplung K0 wird das Reib-Eingriffselement 42 durch den Kupplungskolben 44 in Richtung der axialen Mitte C gedrückt und die Separatoren und die Reibplatten werden reibschlüssig in Eingriff miteinander gebracht, wodurch eine Relativdrehung zwischen der Kupplungstrommel 38 und der Kupplungsnabe 40 unterdrückt wird. Dadurch ermöglicht der Reibeingriff zwischen den Separatoren und den Reibplatten des Reib-Eingriffselements 42 eine gegenseitige Leistungsübertragung zwischen der Kupplungstrommel 38 und der Kupplungsnabe 40. Die Kupplung K0 ist vorzugsweise eine Kupplung vom normalerweise geschlossenen Typ (normalerweise geschlossen), welche sich im Eingriff befindet, während von der später beschriebenen elektronischen Steuervorrichtung 58 keine Anweisung ausgegeben wird.
Die Kurbelwelle 26 besitzt einen Ausgangs-Endabschnitt, das heißt, einen Endabschnitt, welcher sich näher an dem Motorgenerator MG befindet, der über eine Antriebsplatte 46 usw. mit einer Drehwelle 48 gekoppelt ist, welche integral mit der Kupplungsnabe 40 der Kupplung K0 rotiert wird. Daher sind die Kurbelwelle 26 und die Kupplungsnabe 40 über die Antriebsplatte 46, die Drehwelle 48 usw. miteinander gekoppelt, so dass diese integral um die gemeinsame axiale Mitte C rotieren. Ein Pumpenlaufrad 16p des Drehmomentwandlers 16 ist mit einer mechanischen Hydraulikpumpe 28 gekoppelt, und es wird ein Öldruck durch die Hydraulikpumpe 28 gemäß der Rotation des Pumpenlaufrades 16p erzeugt und der hydraulischen Steuerschaltung 34 als ein Grunddruck zugeführt.
Zwischen dem Pumpenlaufrad 16p und einem Turbinenlaufrad 16t des Drehmomentwandlers 16 ist eine Sperrkupplung LU für ein direktes Koppeln angeordnet, so dass das Pumpenlaufrad 16p und das Turbinenlaufrad 16t integral rotiert werden. Die Sperrkupplung LU besitzt einen Eingriffszustand, welcher gemäß dem von der hydraulischen Steuerschaltung 34 zugeführten Öldruck zwischen Eingriff (vollständiger Eingriff), Rutsch-Eingriff und gelöst (vollständig gelöst) gesteuert wird. Daher entspricht die Sperrkupplung LU einer zweiten Kupplung, welche in dem Leistungsübertragungspfad zwischen dem Motorgenerator MG und den Antriebsrädern 24 angeordnet ist, um die Leistungsübertragung über den Leistungsübertragungspfad in Abhängigkeit des Eingriffszustandes zu steuern.
Der Motorgenerator MG enthält den Rotor 30, welcher um die axiale Mitte C auf der äußeren Umfangsseite der Drehwelle 48 durch das Getriebegehäuse 36 drehbar gelagert ist, und einen Stator 50, welcher auf der äußeren Umfangsseite des Rotors 30 integral an dem Getriebegehäuse 36 befestigt ist. Der Rotor 30 enthält den zylindrischen Lagernaben-Abschnitt 30a, welcher über ein Paar von Lager 52 durch das Getriebegehäuse 36 drehbar getragen ist, einen Rotorabschnitt 30b mit einer Mehrzahl von ringförmigen Stahlplatten, welche in der Richtung der axialen Mitte C mit einem kleinen Spalt zu dem Stator 50 auf der inneren Umfangsseite des Stators 50 gestapelt sind, und einen Kopplungsabschnitt 30c, welcher den Lagernaben-Abschnitt 30a und den Rotorabschnitt 30b integral koppelt. Der Rotor 30 ist über ein Übertragungselement 54, welches mit der inneren Umfangsseite des Rotorabschnittes 30b gekoppelt ist und an der vorderen Abdeckung 32, beispielsweise durch Schweißen, integral befestigt ist, mit der vorderen Abdeckung 32 gekoppelt. Der Stator 50 enthält einen Kern 50a mit einer Mehrzahl von ringförmigen Stahlplatten, welche in der Richtung der axialen Mitte C gestapelt sind, und eine Mehrzahl von Spulen 50b, welche in einer Umfangsrichtung eines inneren Umfangsabschnittes des Kerns 50a gewickelt sind und in der Umfangsrichtung hintereinander angeordnet sind. Der Kern 50a ist bei einer Mehrzahl von Positionen in der Umfangsrichtung durch Bolzen bzw. Schrauben usw. integral an dem Getriebegehäuse 36 befestigt.
Der so konfigurierte Motorgenerator MG ist über einen in 1 dargestellten Wechselrichter 56 mit einer nicht dargestellten elektrischen Speichervorrichtung, wie einer Batterie und einem Kondensator, verbunden, und ein zu den Spulen 50b geführter Antriebsstrom wird durch Steuern des Wechselrichters 56 durch die später beschriebene elektronische Steuervorrichtung 58 angepasst, wodurch der Antrieb des Motorgenerators MG gesteuert wird. Mit anderen Worten, der Wechselrichter 56 wird durch die elektronische Steuervorrichtung 58 gesteuert, wodurch das Ausgangsdrehmoment des Motorgenerators MG erhöht und gesenkt wird. Obwohl das Ausgangsdrehmoment des Motorgenerators MG nur zu dem Drehmomentwandler 16 ausgegeben wird, während die Kupplung K0 gelöst ist (nicht eingegriffen bzw. eingerückt), wird ein Teil des Ausgangsdrehmoments zu dem Drehmomentwandler 16 ausgegeben und der andere Teil wird zu der Maschine 12 ausgegeben, während die Kupplung K0 in Eingriff steht.
Wenn die Maschine 12 gestartet wird, wird die Maschine 12 durch ein von dem Motorgenerator MG über die Kupplung K0 übertragenes Drehmoment für einen Maschinenstart rotierend angetrieben und folglich wird die Maschine 12, während eine Maschinendrehzahl N_E erhöht wird, durch Steuern von Maschinenzündung, Kraftstoffzuführung usw. gestartet. Daher wird die Maschine 12 durch rotierendes Antreiben der Maschine 12 mit einem Drehmoment, welches aus der Explosionsenergie aufgrund der Zündung erlangt wird, und einem Drehmoment, welches von der Eingriffs-Energie aufgrund der Kupplung K0 erlangt wird, das heißt, dem von dem Motorgenerator MG über die Kupplung K0 übertragenen Maschinenstart-Drehmoment, gestartet.
Das Hybridfahrzeug 10 enthält ein Steuersystem, wie in 1 beispielhaft dargestellt ist. Die in 1 dargestellte elektronische Steuervorrichtung 58 enthält einen sogenannten Mikrocomputer mit einer CPU, einem RAM, einem ROM und einer Eingangs/Ausgangs-Schnittstelle, und die CPU führt gemäß im Vorhinein in dem ROM gespeicherten Programmen Signalprozesse aus, während eine temporäre Speicherfunktion des RAM verwendet wird, wodurch neben verschiedenen Typen von Steuerungen, wie einer später beschriebene Maschinendrehzahl-Steuerung während der EV-Fahrt dieser Ausführungsform, eine Grundsteuerung, wie die Antriebssteuerung der Maschine 12, die Start-Steuerung der Maschine 12, die Antriebssteuerung des Motorgenerators MG, die Schaltsteuerung des Automatikgetriebes 18, die Eingriffskraft-Steuerung der Kupplung K0 und die Eingriffssteuerung der Sperrkupplung LU, vorgesehen wird. Daher dient die elektronische Steuervorrichtung 58 als eine Steuervorrichtung des Hybridfahrzeugs 10, welches in 1 dargestellt ist.
Wie in 1 dargestellt ist, werden der elektronischen Steuervorrichtung 58 verschiedene Eingangssignale zugeführt, welche durch auf dem Hybridfahrzeug 10 angeordnete Sensoren erfasst werden. Die elektronische Steuervorrichtung 58 empfängt beispielsweise Eingänge eines Signals, welches indikativ für einen Gaspedal-Öffnungsgrad A_CC ist, der durch einen Gaspedal-Öffnungsgradsensor 60 erfasst wird, eines Signals, welches indikativ für eine Drehzahl (Elektromotor-Drehzahl) N_MG des Motorgenerators MG ist, die durch einen Elektromotor-Drehzahlsensor 62 erfasst wird, eines Signals, welches indikativ für eine Drehzahl (Maschinendrehzahl) N_E der Maschine 12 ist, die durch einen Maschinen-Drehzahlsensor 64 erfasst wird, eines Signals, welches indikativ für eine Drehzahl (Turbinendrehzahl) N_T des Turbinenlaufrades 16t des Drehmomentwandlers 16 ist, die durch einen Turbinen-Drehzahlsensor 66 erfasst wird, eines Signals, welches indikativ für eine Fahrzeuggeschwindigkeit V ist, die durch einen Fahrzeug-Geschwindigkeitssensor 68 erfasst wird, und eines Signals, welches indikativ für eine Kühlwassertemperatur T_W der Maschine 12 ist, die durch einen Wassertemperatursensor 70 erfasst wird. Die Drehzahl N_MG des Motorgenerators MG, welche durch den Elektromotor-Drehzahlsensor 62 erfasst wird, ist eine Eingangsdrehzahl des Drehmomentwandlers 16 und entspricht der Drehzahl des Pumpenlaufrades 16p des Drehmomentwandlers 16. Die Drehzahl N_T des Turbinenlaufrades 16t, welcher durch den Turbinen-Drehzahlsensor 66 erfasst wird, ist eine Ausgangsdrehzahl des Drehmomentwandlers 16 und entspricht einer Eingangsdrehzahl des Automatikgetriebes 18.
Die elektronische Steuervorrichtung 58 führt verschiedene Ausgangssignale zu den auf dem Hybridfahrzeug 10 angeordneten Vorrichtungen. Die elektronische Steuervorrichtung 58 führt zu den Abschnitten beispielsweise ein Signal, welches für die Antriebssteuerung der Maschine 12 zu der Ausgangs-Steuervorrichtung 14 der Maschine 12 geführt wird, ein Signal, welches für die Antriebssteuerung des Motorgenerators MG zu dem Wechselrichter 56 geführt wird, ein Signal, welches für die Schaltsteuerung des Automatikgetriebes 18 zu einer Mehrzahl von elektromagnetischen Steuerventilen in der hydraulischen Steuerschaltung 34 geführt wird, ein Signal, welches für die Eingriffssteuerung der Kupplung K0 zu einem ersten linearen Magnetventil SL1 (siehe 3) in der hydraulischen Steuerschaltung 34 geführt wird, und ein Signal, welches für die Eingriffssteuerung der Sperrkupplung LU zu einem zweiten linearen Magnetventil SL2 (siehe 3) in der hydraulischen Steuerschaltung 34 geführt wird.
3 ist eine Abbildung zum Erläutern einer Konfiguration in Bezug auf die hydraulische Steuerung der Kupplung K0 und der Sperrkupplung LU in der hydraulischen Steuerschaltung 34. Wie in 3 dargestellt ist, enthält die hydraulische Steuerschaltung 34 das erste lineare Magnetventil SL1, welches einen Öldruck P_K0 anpasst, der zu einem in der Kupplung K0 enthaltenen hydraulischen Stellglied geführt wird, und das zweite lineare Magnetventil SL2, welches einen Öldruck P_LU anpasst, der zu einem in der Sperrkupplung LU enthaltenen hydraulischen Stellglied geführt wird. Sowohl das erste lineare Magnetventil SL1 als auch das zweite lineare Magnetventil SL2 verwenden als einen Grunddruck beispielsweise einen Leitungsdruck P_L, welcher von einem von der Hydraulikpumpe 28 zugeführten Öldruck angepasst wird, und besitzen zwischen einem Eingangsanschluss und einem Ausgangsanschluss oder Abführanschluss einen Kommunikationszustand, welcher gemäß einer elektromagnetischen Leistung einer Magnetspule verändert wird, die basierend auf einem von der elektronischen Steuervorrichtung 58 zugeführten Befehlsignal gesteuert wird, wodurch die Öldrücke P_K0 bzw. P_LU entsprechend dem Befehlsignal angepasst werden und die Öldrücke zum Steuern der jeweiligen Eingriffe der Kupplung K0 und der Sperrkupplung LU den hydraulischen Stellgliedern zugeführt werden.
4 ist ein funktionelles Blockdiagramm zum Erläutern eines Hauptabschnittes der Ausgangs-Steuervorrichtung 14 zusammen mit einem Hauptabschnitt einer Steuerfunktion, welche in der elektronischen Steuervorrichtung 58 enthalten ist. Wie in 4 dargestellt ist, enthält die Ausgangs-Steuervorrichtung 14 das elektronische Drosselventil 74, welches in dem Einlassrohr 72 der Maschine 12 angeordnet ist und entsprechend dem durch den Gaspedal-Öffnungsgradsensor 60 erfassten Gaspedal-Öffnungsgrad A_CC auf einen Öffnungswinkel, das heißt, einen Drossel-Öffnungsgrad θ_TH eingestellt wird. Die Ausgangs-Steuervorrichtung 14 enthält außerdem das Drossel-Stellglied 76, welches das elektronische Drosselventil 74 gemäß dem Gaspedal-Öffnungsgrad A_CC antreibt, um den Drossel-Öffnungsgrad θ_TH zu steuern. Der Bypass-Leitungsweg 80, welcher in dem Einlassrohr 72 angeordnet ist und das elektronische Drosselventil 74 für die Leerlauf-Drehzahlsteuerung umgeht, ist mit dem ISC (Leerlauf-Drehzahlsteuerungs)-Ventil 78 vorgesehen, welches einen Einlassluftbetrag steuert, während das elektronische Drosselventil 74 vollständig geschlossen ist, um die Leerlaufdrehzahl N_EIDL der Maschine 12 zu steuern.
Wie in 4 dargestellt, ist ein Abgasrohr 82 der Maschine 12 mit einem katalytischen Wandler bzw. Katalysator 84 vorgesehen, welcher CO, HC usw. in der Abgasluft in dem Abgasrohr 82 mithilfe eines Oxidations-Katalysatorverfahrens oxidiert, und ein Dämpfer 86 ist bei einem stromabwärtigen Endabschnitt des Abgasrohres 82 angeordnet. Der Katalysator 84 ist durch Aufnehmen von, zum Beispiel, wabenartigen (wabenförmigen) Trägern oder Trägern aus granularen aktivierten Aluminium, auf welche katalytisches Material wie Platin und Palladium aufgebracht wurde, in einem Gehäuse ausgebildet, um den Durchtritt der Abgasluft in dem Abgasrohr 82 zu ermöglichen.
Eine in 4 dargestellte Hybrid-Antriebssteuereinrichtung 90 sieht eine Hybrid-Antriebssteuerung in dem Hybridfahrzeug 10 vor. Daher enthält die Hybrid-Antriebssteuereinrichtung 90, wie in 4 dargestellt ist, eine Maschinen-Antriebssteuereinrichtung 92, welche den Antrieb (Ausgangsdrehmoment) der Maschine 12 über die Ausgangs-Steuervorrichtung 14 steuert, und eine Motorgenerator-Antriebssteuereinrichtung 94, welche den Antrieb des Motorgenerators MG über den Wechselrichter 56 steuert, und stellt die Antriebssteuerung des Hybridfahrzeugs 10 mit der Maschine 12 und dem Motorgenerator MG über die Maschinen-Antriebssteuereinrichtung 92 und die Motorgenerator-Antriebssteuereinrichtung 94 bereit. Die Hybrid-Antriebssteuereinrichtung 90 schafft beispielsweise gemäß eines Fahrzustandes des Hybridfahrzeugs 10 selektiv einen EV-Fahrmodus, bei dem lediglich der Motorgenerator MG als die Antriebsquelle zum Fahren verwendet wird und die Maschine 12 angehalten ist, einen Maschinen-Fahrmodus, bei dem lediglich die Maschine 12 als die Antriebsquelle zum Fahren verwendet wird, und den Hybrid-Fahrmodus, bei dem sowohl die Maschine 12 als auch der Motorgenerator MG als die Antriebsquellen zum Fahren verwendet werden, wobei der Motorgenerator MG in Abhängigkeit des Fahrzeugsstandes eine Regeneration (Stromerzeugung) durchführt.
Bei dem EV-Fahrmodus verwendet die Hybrid-Antriebssteuereinrichtung 90 lediglich den Motorgenerator MG als die Antriebsquelle zum Fahren, um die Fahrsteuerung des Hybridfahrzeugs 10 vorzusehen. Die Hybrid-Antriebssteuereinrichtung 90 ermittelt insbesondere ein erforderliches Ausgangswellen-Drehmoment aus einem im Vorhinein gespeicherten Antriebsleistungs-Kennfeld basierend auf dem Gaspedal-Öffnungsgrad A_CC, welcher als ein Ausgangs-Anforderungsbetrag von einem Fahrer betrachtet wird, der Fahrzeuggeschwindigkeit V usw., und berechnet eine erforderliche Antriebsleistung aus dem erforderlichen Ausgangswellen-Drehmoment unter Berücksichtigung eines Lade-Anforderungswertes usw. Die Hybrid-Antriebssteuereinrichtung 90 steuert den Antrieb (Ausgangsdrehmoment) des Motorgenerators MG derart, dass die erforderliche Antriebsleistung erlangt wird. Bei dem EV-Fahrmodus wird der Antrieb der Maschine 12 grundsätzlich gestoppt und die Kupplung K0 wird gelöst (vollständig gelöst). Folglich wird der Leistungsübertragungspfad zwischen der Maschine 12 und dem Motorgenerator MG unterbrochen und die Leistung wird nicht von der Maschine 12 zu der Seite der Sperrkupplung LU übertragen, während das Drehmoment nicht von der Seite der Sperrkupplung LU zu der Maschine 12 übertragen wird.
Bei dem Maschinen-Fahrmodus verwendet die Hybrid-Antriebssteuereinrichtung 90 lediglich die Maschine 12 als die Antriebsquelle zum Fahren, um die Fahrsteuerung des Hybridfahrzeugs 10 vorzusehen. Die Hybrid-Antriebssteuereinrichtung 90 berechnet insbesondere einen Ziel-Maschinenausgang, so dass die erforderliche Antriebsleistung, welche wie vorstehend beschrieben erhalten wird, erlangt wird, und steuert den Antrieb der Maschine 12, um die Maschinendrehzahl N_E und das Maschinendrehmoment zum Erlangen des Ziel-Maschinenausganges zu erreichen, während die Maschine 12 entlang einer Kurve einer optimalen Kraftstoffverbrauchsrate (Kraftstoffverbrauchs-Kennfeld, Beziehung) der Maschine 12 betrieben wird, welche im Vorhinein empirisch erhalten und gespeichert wird, so dass sowohl der Fahrbarkeit als auch den Kraftstoffverbrauchs-Eigenschaften Genüge getan wird. Bei dem Maschinen-Fahrmodus steht die Kupplung im Eingriff (vollständiger Eingriff). Obwohl sich der Motorgenerator MG im Leerlauf befindet, kann der Motorgenerator MG betrieben werden, um in Abhängigkeit eines Fahrzustandes eine Regeneration durchzuführen.
Bei dem Hybrid-Fahrmodus verwendet die Hybrid-Antriebssteuereinrichtung 90 sowohl die Maschine 12 als auch den Motorgenerator MG als die Antriebsquellen zum Fahren, um die Fahrsteuerung des Hybridfahrzeugs 10 vorzusehen. Die Hybrid-Antriebssteuereinrichtung 90 berechnet insbesondere einen Ziel-Maschinenausgang, so dass die erforderliche Antriebsleistung, welche wie vorstehend beschrieben erhalten wird, unter Berücksichtigung eines Übertragungsverlustes, einer zusätzlichen Last, eines Unterstützungs-Drehmoments des Motorgenerators MG usw. erlangt wird, und steuert den Antrieb der Maschine 12 und des Motorgenerators MG, um die Maschinendrehzahl N_E und das Maschinendrehmoment zum Erlangen des Ziel-Maschinenausgangs zu erreichen, während die Maschine 12 entlang der Kurve einer optimalen Kraftstoffverbrauchsrate (Kraftstoffverbrauchs-Kennfeld, Beziehung) der Maschine 12 betrieben wird, welche im Vorhinein empirisch erhalten und gespeichert wird, so dass sowohl der Fahrbarkeit als auch den Kraftstoffverbrauchs-Eigenschaften Genüge getan wird.
Die Hybrid-Antriebssteuereinrichtung 90 steuert die Regeneration (Stromerzeugung) durch den Motorgenerator MG. Falls die Ausführung der Regeneration aus einer vordefinierten Beziehung basierend auf dem Gaspedal-Öffnungsgrad A_CC, welcher als ein Ausgangs-Anforderungsbetrag von einem Fahrer betrachtet wird, usw. ermittelt wird, steuert die Hybrid-Antriebssteuereinrichtung 90 insbesondere den Betrieb des Motorgenerators MG derart, dass der Motorgenerator MG die Regeneration durchführt. Die durch die Regeneration des Motorgenerators MG erzeugte elektrische Energie wird über den Wechselrichter 56 in der nicht dargestellten elektrischen Speichervorrichtung gesammelt. Wenn der Motorgenerator MG als die Antriebsquelle verwendet wird, wird die elektrische Energie von der elektrischen Speichervorrichtung über den Wechselrichter 56 zu dem Motorgenerator MG geführt, um eine Antriebsleistung zu erzeugen.
Bei dem EV-Fahrmodus treibt die Maschinen-Antriebssteuereinrichtung 92 die Maschine 12 nach Bedarf an. Die Maschine 12 wird insbesondere zu einem anderen Zweck als dem Zweck als Antriebsquelle zum Fahren (ohne das Aufbringen einer Fahrlast) angetrieben, während die Kupplung K0 gelöst ist. Falls beispielsweise eine vorbestimmte Bedingung erfüllt ist (zum Beispiel, eine Temperatur, welche durch einen nicht gezeigten Temperatursensor erfasst wird, der nahe dem Katalysator 84 angeordnet ist, ist gleich oder niedriger als eine vorbestimmte Temperatur) und ermittelt wird, dass der Katalysator 84 erwärmt werden muss, wird die Maschine 12 zum Erwärmen des Katalysators 84 angetrieben, während die Kupplung K0 gelöst bleibt. Die Maschine 12 wird vorzugsweise der Leerlauf-Drehmomentsteuerung (Leerlauf ermöglicht) unterzogen, während die Leerlaufdrehzahl N_EIDL der Maschine 12 über das in der Ausgangs-Steuervorrichtung 14 enthaltene ISC-Ventil 78 gesteuert wird.
5 ist ein Zeitdiagramm zum Erläutern eines Beispiels der Maschinendrehzahl-Steuerung dieser Ausführungsform durch die elektronische Steuervorrichtung 58. Bei dem EV-Fahrmodus, bei dem beispielsweise die Löseanweisung für die Kupplung K0 ausgegeben wird, hält die Maschinen-Antriebssteuereinrichtung 92 die Drehzahl N_E der Maschine 12 innerhalb einer vorbestimmten Drehzahldifferenz von der Drehzahl N_MG des Motorgenerators MG aufrecht, falls die Maschine 12 zum Erwärmen des Katalysators 84 usw. angetrieben wird. Dadurch wird, wie in dem Zeitdiagramm von 5 dargestellt ist, der Antrieb der Maschine 12 basierend auf der Drehzahl N_MG des Motorgenerators MG derart gesteuert, dass die Drehzahl N_E der Maschine 12 in einen Bereich von N_MG±ΔN fällt. Diese Steuerung wird vorzugsweise durch Steuern der Leerlaufdrehzahl N_EIDL der Maschine 12 über das in der Ausgangs-Steuervorrichtung 14 enthaltene ISC-Ventil 78 vorgesehen. Die Steuerung kann außerdem durch Steuern des Drossel-Öffnungsgrades θ_TH des elektronischen Drosselventils 74 über das in der Ausgangs-Steuervorrichtung 14 enthaltene Drossel-Stellglied 76 vorgesehen werden.
Bei dem EV-Fahrmodus, bei welchem beispielsweise die Löseanweisung für die Kupplung K0 ausgegeben wird, wenn die Maschine 12 zum Erwärmen des Katalysators 84 usw. angetrieben wird, kann beim Stand der Technik ungeachtet einer GaspedalBetätigung eine Beschleunigung (Beschleunigung G) in einer Längsrichtung eines Fahrzeuges erzeugt werden und ein Fahrer kann sich unwohl fühlen, was in einer reduzierten Fahrbarkeit resultiert, falls sich die Kupplung K0 beispielsweise aufgrund einer Fehlfunktion des ersten linearen Magnetventils SL1, welches in der hydraulischen Steuerschaltung 34 enthalten ist, in einem fehlerhaften Eingriff befindet. Andererseits hält die Maschinen-Antriebssteuereinrichtung 92 bei der Technologie der vorliegenden Ausführungsform die Drehzahl N_E der Maschine 12 innerhalb einer vorbestimmten Drehzahldifferenz (±ΔN) von der Drehzahl N_MG des Motorgenerators MG aufrecht, wie beispielsweise in dem Zeitdiagramm von 5 dargestellt ist, wenn die Maschine 12 in dem EV-Fahrmodus angetrieben wird, bei dem die Löseanweisung für die Kupplung K0 ausgegeben wird. Dadurch wird, falls sich die Kupplung K0 in einem fehlerhaften Eingriff befindet, keine Beschleunigung in einem Ausmaß erzeugt, welche bewirkt, dass sich ein Fahrer unwohl fühlt, und die Reduktion der Fahrbarkeit wird vermieden, da die Maschine 12 und der Motorgenerator MG auf die Drehzahlen eingestellt sind, welche von Beginn an als im Wesentlich synchrone Rotation betrachtet werden. Mit anderen Worten, das unangenehme Gefühl des Fahrers zu dem Zeitpunkt des fehlerhaften Eingriffs der Kupplung K0 kann vorzugsweise unterdrückt werden.
6 ist ein Flussdiagramm zum Erläutern eines Hauptabschnittes der Maschinen-Drehzahlsteuerung durch die elektronische Steuervorrichtung 58 während der EV-Fahrt, und diese wird in einem vorbestimmten Zyklus wiederholend ausgeführt.
Zunächst wird bei Schritt (nachfolgend wird auf den Ausdruck Schritt verzichtet) S1 ermittelt, ob die durch den Maschinen-Drehzahlsensor 64 erfasste Maschinendrehzahl N_E der Maschine 12 größer als null ist, das heißt, ob die Maschine 12 rotiert. Falls die Ermittlung bei S1 negativ ist, wird diese Routine beendet, und falls die Ermittlung bei S1 zustimmend ist, wird bei S2 ermittelt, ob die Kupplung K0 gelöst ist, das heißt, die Löseanweisung für die Kupplung K0 ausgegeben ist. Falls die Ermittlung bei S2 negativ ist, wird diese Routine beendet, und falls die Ermittlung bei S2 zustimmend ist, wird bei S3 entsprechend dem Betrieb der Maschinen-Antriebssteuereinrichtung 92 die Maschinen-Drehzahlsteuerung derart vorgesehen, dass die Drehzahl N_E der Maschine 12 innerhalb einer vorbestimmten Drehzahldifferenz, beispielsweise innerhalb von ±ΔN, von der Drehzahl N_MG des Motorgenerators MG gehalten wird, bevor diese Routine beendet wird.
Wie vorstehend beschrieben ist, wird gemäß dieser Ausführungsform während der EV-Fahrt, während die Löseanweisung für die Kupplung K0 ausgegeben wird, falls die Maschine 12 angetrieben wird, die Drehzahl N_E der Maschine 12 innerhalb der vorbestimmten Drehzahldifferenz ΔN von der Drehzahl N_MG des Motorgenerators MG gehalten, und dadurch kann die Erzeugung einer Längsbeschleunigung in dem Fahrzeug unterdrückt werden, selbst wenn sich die Kupplung K0 in einem fehlerhaften Eingriff befindet. Daher kann die Steuervorrichtung des Hybridfahrzeugs 10 vorgesehen sein, welche das unangenehme Gefühl des Fahrers zu dem Zeitpunkt eines fehlerhaften Eingriffs der zwischen der Maschine 12 und dem Motorgenerator MG angeordneten Kupplung K0 auf vereinfachte Art und Weise reduziert.
Da der Antrieb der Maschine 12 während der EV-Fahrt zum Zwecke des Erwärmens des Katalysators 84 durchgeführt wird, wenn die Maschine 12 während der EV-Fahrt zum Erwärmen des Katalysators 84 angetrieben wird, kann die Erzeugung einer Längsbeschleunigung in dem Fahrzeug unterdrückt werden, selbst wenn sich die Kupplung K0 in einem fehlerhaften Eingriff befindet.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird mit Bezug auf die Abbildungen detailliert beschrieben. In der nachfolgenden Beschreibung sind Abschnitte, welche bei den Ausführungsformen gleich sind, durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet und werden nicht beschrieben.
Zweite Ausführungsform
7 ist eine konzeptionelle Abbildung einer Konfiguration eines Antriebssystems gemäß eines weiteren Hybridfahrzeugs 100, auf welches die vorliegende Erfindung vorzugsweise angewendet wird. Wie in 7 dargestellt ist, enthält das Hybridfahrzeug 100 der vorliegenden Ausführungsform in einem Leistungsübertragungspfad zwischen der Kurbelwelle 26 der Maschine 12 und einer Eingangswelle 102 des Automatikgetriebes 18 eine erste Kupplung CL1 zum Steuern der Leistungsübertragung über den Leistungsübertragungspfad in Abhängigkeit eines Eingriffszustandes. Das Hybridfahrzeug 100 enthält in einem Leistungsübertragungspfad zwischen einer Ausgangswelle 104 des Automatikgetriebes 18 und einer Antriebswelle 106, welche einer Eingangswelle der Differenzialvorrichtung 20 entspricht, eine zweite Kupplung CL2 zum Steuern der Leistungsübertragung über den Leistungsübertragungspfad in Abhängigkeit eines Eingriffszustandes. Das Hybridfahrzeug 100 enthält einen ersten Elektromotor MG1 und einen zweiten Elektromotor MG2, wobei der Rotor 30 des ersten Elektromotors MG1 und der Rotor 30 des zweiten Elektromotors MG2 mit der Kurbelwelle 26 der Maschine 12 und der Antriebswelle 106 gekoppelt sind.
Sowohl die erste Kupplung CL1 als auch die zweite Kupplung CL2 sind beispielsweise als eine hydraulische Mehrscheiben-Reib-Eingriffsvorrichtung ausgebildet, welche einer Eingriffssteuerung eines hydraulischen Stellglieds unterzogen wird, und ein Eingriffszustand derselben wird gemäß einem von der hydraulischen Steuerschaltung 34 zugeführten Öldruck zwischen Eingriff (vollständiger Eingriff), Rutsch-Eingriff und gelöst (vollständig gelöst) gesteuert. Der Eingriff der ersten Kupplung CL1 bewirkt die Leistungsübertragung (Verbindung) über den Leistungsübertragungspfad zwischen der Kurbelwelle 26 der Maschine 12 und der Eingangswelle 102 des Automatikgetriebes 18, während das Lösen der ersten Kupplung CL1 die Leistungsübertragung über den Leistungsübertragungspfad zwischen der Kurbelwelle 26 und der Eingangswelle 102 unterbricht. Der Rutsch-Eingriff der ersten Kupplung CL1 bewirkt die Leistungsübertragung entsprechend eines Übertragungsdrehmoments der ersten Kupplung CL1 über den Leistungsübertragungspfad zwischen der Kurbelwelle 26 und der Eingangswelle 102. Der Eingriff der zweiten Kupplung CL2 bewirkt die Leistungsübertragung (Verbindung) über den Leistungsübertragungspfad zwischen der Ausgangswelle 104 des Automatikgetriebes 18 und der Antriebswelle 106, während das Lösen der zweiten Kupplung CL2 die Leistungsübertragung über den Leistungsübertragungspfad zwischen der Ausgangswelle 104 und der Antriebswelle 106 unterbricht. Der Rutsch-Eingriff der zweiten Kupplung CL2 bewirkt die Leistungsübertragung entsprechend eines Übertragungsdrehmoments der zweiten Kupplung CL2 über den Leistungsübertragungspfad zwischen der Ausgangswelle 104 und der Antriebswelle 106.
Der erste Elektromotor MG1 ist ein Elektromotor mit zumindest einer Funktion eines Generators (elektrischer Generator), welcher eine Reaktionskraft erzeugt, und ist vorzugsweise ein Motorgenerator, welcher zusätzlich zu der Funktion eines Generators eine Funktion eines Motors (Antriebsaggregat) besitzt, der eine Antriebskraft erzeugt. Der zweite Elektromotor MG2 ist ein Elektromotor mit zumindest einer Funktion eines Motors, welcher eine Antriebskraft erzeugt, und ist vorzugsweise ein Motorgenerator mit einer Funktion eines Generators, welcher eine Reaktionskraft erzeugt. Sowohl der erste Elektromotor MG1 als auch der zweite Elektromotor MG2 sind über den Wechselrichter 56 mit einer nicht gezeigten elektrischen Speichervorrichtung, wie einer Batterie und einem Kondensator, verbunden, und die Betätigung (Antrieb oder Regeneration) wird durch Steuern des Wechselrichters 56 durch die elektronische Steuervorrichtung 58 gesteuert.
Während der EV-Fahrt des Hybridfahrzeugs 100, welches in 7 dargestellt ist, wird beispielsweise lediglich der zweite Elektromotor MG2 als die Antriebsquelle zum Fahren verwendet. Dadurch wird, während zumindest eine oder vorzugsweise sowohl die erste Kupplung CL1 als auch die zweite Kupplung CL2 gelöst sind, die Leistungs-Fahrsteuerung des zweiten Elektromotors MG2 durch die Hybrid-Antriebssteuereinrichtung 90 (die Motorgenerator-Antriebssteuereinrichtung 94) über den Wechselrichter 56 vorgesehen. Bei dieser EV-Fahrt wird der Antrieb der Maschine 12 und des ersten Elektromotors MG1 im Wesentlichen gestoppt. Dadurch entspricht eine oder entsprechen beide Kupplungen der ersten Kupplung CL2 und der zweiten Kupplung CL2 einer Kupplung, welche in dem Leistungsübertragungspfad zwischen der Maschine 12 und dem Motorgenerator MG2 angeordnet ist, und während der EV-Fahrt in dem Hybridfahrzeug 100 wird die Leistungsübertragung über den Leistungsübertragungspfad durch Lösen einer oder beider Kupplungen der ersten Kupplung CL1 und der zweiten Kupplung CL2 unterbrochen.
Während der EV-Fahrt des Hybridfahrzeugs 100 treibt die Maschinen-Antriebssteuereinrichtung 92 die Maschine 12 nach Bedarf an. Die Maschine 12 wird insbesondere zu einem anderen Zweck als dem Zweck als Antriebswelle zum Fahren (ohne das Aufbringen einer Fahrlast) angetrieben, während eine oder beide Kupplungen der ersten Kupplung CL1 und der zweiten Kupplung CL2 gelöst sind. Das Antreiben der Maschine 12 während der EV-Fahrt wird zum Zwecke des Erwärmens des Katalysators 84 durchgeführt, wie dies beispielsweise bei der Ausführungsform der Fall ist. Das Antreiben der Maschine 12 (Serien-HV-Fahrt) wird vorzugsweise ebenso zum Zwecke der Regeneration (Stromerzeugung) von MG1 durchgeführt. Dadurch wird, falls eine vorbestimmte Bedingung erfüllt ist, dass beispielsweise der SOC (Ladezustand) der nicht dargestellten elektrischen Speichervorrichtung kleiner oder gleich einem vorbestimmten Wert wird usw., und ermittelt wird, dass die elektrische Speichervorrichtung geladen werden muss, die Maschine 12 angetrieben, um die Stromerzeugung mit dem ersten Elektromotor MG1 durchzuführen, während eine oder beide Kupplungen der ersten Kupplung CL1 und der zweiten Kupplung CL2 gelöst bleiben. Die Maschine 12 wird vorzugsweise der Leerlauf-Drehmomentsteuerung (Leerlauf ermöglicht) unterzogen, während die Leerlaufdrehzahl N_EIDL der Maschine 12 über das in der Ausgangs-Steuervorrichtung 14 enthaltene ISC-Ventil 78 gesteuert wird.
Während der EV-Fahrt des Hybridfahrzeugs 100 hält die Maschinen-Antriebssteuereinrichtung 92 die Drehzahl N_E der Maschine 12 innerhalb einer vorbestimmten Drehzahldifferenz von einer Drehzahl N_MG2 des zweiten Elektromotors MG2 aufrecht, falls die Maschine 12 bei dem EV-Fahrmodus, bei welchem die Löseanweisung für eine oder beide Kupplungen der ersten Kupplung CL1 und der zweiten Kupplung CL2 ausgegeben wird, zum Erwärmen des Katalysators 84 oder zur Regeneration des ersten Elektromotors MG1 usw. angetrieben wird. Dadurch wird der Antrieb der Maschine 12 basierend auf der Drehzahl N_MG2 des zweiten Elektromotors MG2 derart gesteuert, dass die Drehzahl N_E der Maschine 12 in einen Bereich von N_MG2±ΔN fällt. Diese Steuerung wird vorzugsweise durch Steuern der Leerlaufdrehzahl N_EIDL der Maschine 12 über das in der Ausgangs-Steuervorrichtung 14 enthaltene ISC-Ventil 78 vorgesehen. Die Steuerung kann außerdem durch Steuern des Drossel-Öffnungsgrades θ_TH des elektronischen Drosselventils 74 über das in der Ausgangs-Steuervorrichtung 14 enthaltene Drossel-Stellglied 76 vorgesehen werden.
Wie vorstehend beschrieben ist, kann gemäß dieser Ausführungsform die Erzeugung einer Längsbeschleunigung in dem Fahrzeug unterdrückt werden, da der Antrieb der Maschine 12 während der EV-Fahrt zum Zwecke der Regeneration durch den ersten Elektromotor MG1 durchgeführt wird, wenn die Maschine 12 während der EV-Fahrt zum Laden der elektrischen Speichervorrichtung angetrieben wird, selbst wenn sich die Kupplung CL1 und CL2, welche in dem Leistungsübertragungspfad zwischen der Maschine 12 und dem zweiten Elektromotor MG2 angeordnet sind, in einem fehlerhaften Eingriff befinden.
Obwohl beispielsweise die Kupplung K0 usw., welche in dem Leistungsübertragungspfad zwischen der Maschine 12 und dem Motorgenerator MG angeordnet sind, bei den Ausführungsformen hydraulische Reib-Eingriffsvorrichtungen mit einem hydraulisch gesteuerten Eingriffszustand sind, kann in dem Leistungsübertragungspfad zwischen der Maschine 12 und dem Motorgenerator MG beispielsweise eine elektromagnetische Kupplung oder eine Magnetpulver-Kupplung mit einem elektromagnetisch gesteuerten Eingriffszustand angeordnet sein. Dadurch kann die vorliegende Erfindung weitreichend auf Hybridfahrzeuge mit einer Kupplung in einem Leistungsübertragungspfad zwischen einer Maschine und einem Motorgenerator und das Steuern einer Leistungsübertragung über den Leistungsübertragungspfad angewendet werden.
Obwohl die vorliegende Erfindung in den Beispielen, welche in den Ausführungsformen beschrieben sind, auf das Hybridfahrzeug 10 mit dem Stufen-Automatikgetriebe 18 mit einer Mehrzahl der hydraulischen Reib-Eingriffsvorrichtungen angewendet wird, wird die vorliegende Erfindung beispielsweise bevorzugt auf ein Hybridfahrzeug mit einem CVT, wie einem stufenlosen Automatikgetriebe vom Band-Typ und einem ringförmigen stufenlosen Automatikgetriebe, als das Automatikgetriebe angewendet. Die vorliegende Erfindung kann außerdem auf ein Hybridfahrzeug mit einem gemeinsamen elektrischen Pfad zwischen mehreren Elektromotoren angewendet werden, was den mehreren Elektromotoren ermöglicht, als ein elektrisches stufenloses Getriebe zu arbeiten.
Obwohl die Maschinen-Antriebssteuereinrichtung 92 während der Fahrt in dem EV-Fahrmodus bei den Ausführungsformen die Maschine 12 zum Erwärmen des Katalysators 84 antreibt, kann die Maschine 12 beispielsweise in einem Fall zum Heizen in einem Fahrzeug verwendet werden, wenn die Temperatur in dem Fahrzeug gleich oder kleiner als ein vorbestimmter Wert wird, oder zum Ausgeben eines Leerlauf-Geräusches verwendet werden, um während einer Fahrt auf einer Wohnstraße Fußgängern ein herannahendes Fahrzeug anzuzeigen. Daher ist die vorliegende Erfindung weitreichend auf Hybridfahrzeuge anwendbar, bei denen die Maschine 12 während der EV-Fahrt, während welcher lediglich der Motorgenerator MG usw. als die Antriebsquelle zum Fahren verwendet werden, für einen anderen Zweck als den Zweck als die Antriebswelle zum Fahren (ohne das Aufbringen einer Fahrlast) verwendet wird.
Bezugszeichenliste
10, 100: Hybridfahrzeug; 12: Maschine; 14: Ausgangs-Steuervorrichtung; 16: Drehmomentwandler; 16p: Pumpenlaufrad; 16t: Turbinenlaufrad; 18: Automatikgetriebe; 20: Differentialvorrichtung; 22: Achse bzw. Welle; 24: Antriebsrad; 26: Kurbelwelle; 28: Hydraulikpumpe; 30: Rotor; 30a: Lagernaben-Abschnitt; 30b: Rotorabschnitt; 30c: Kopplungsabschnitt; 32: vordere Abdeckung; 34: hydraulische Steuerschaltung; 36: Getriebegehäuse; 38: Kupplungstrommel; 40: Kupplungsnabe; 42: Reib-Eingriffselement; 44: Kupplungskolben; 46: Antriebsplatte; 48: Drehwelle; 50: Stator; 50a: Kern; 50b: Spule; 52: Lager; 54: Übertragungselement; 56: Wechselrichter; 58: elektronische Steuervorrichtung; 60: Gaspedal-Öffnungsgradsensor; 62: Elektromotor-Drehzahlsensor; 64: Maschinen-Drehzahlsensor; 66: Turbinen-Drehzahlsensor; 68: Fahrzeug-Geschwindigkeitssensor; 70: Wassertemperatursensor; 72: Einlassrohr; 74: elektronisches Drosselventil 76: Drossel-Stellglied; 78: ISC-Ventil; 80: Bypass-Leitungsweg; 82: Abgasrohr; 84: Katalysator; 86: Dämpfer; 90: Hybrid-Antriebssteuereinrichtung; 92: Maschinen-Antriebssteuereinrichtung; 94: Motorgenerator-Antriebssteuereinrichtung; 102: Eingangswelle; 104: Ausgangswelle; 106: Antriebswelle; CL1: erste Kupplung; CL2: zweite Kupplung; K0: Kupplung; LU: Sperrkupplung; MG Motorgenerator; MG1: erster Elektromotor; MG2: zweiter Elektromotor; SL1: erstes lineares Magnetventil; SL2: zweites lineares Magnetventil; Sol.1: lineares Magnetventil (herkömmliche Technologie); Sol.2: Schalt-Magnetventil (herkömmliche Technologie); SV: Schaltventil (herkömmliche Technologie)

Claims

Steuervorrichtung eines Hybridfahrzeugs (10; 100) mit einer Kupplung (K0; CL1, CL2) in einem Leistungsübertragungspfad zwischen einer Maschine (12) und einem Motorgenerator (MG; MG2), wobei die Kupplung (K0; CL1, CL2) eine Leistungsübertragung über den Leistungsübertragungspfad in Abhängigkeit eines Eingriffszustandes steuert und das Hybridfahrzeug (10; 100) die Leistungsübertragung über den Leistungsübertragungspfad während eines EV-Fahrmodus, bei welchem lediglich der Motorgenerator (MG; MG2) als eine Antriebsquelle zum Fahren des Hybridfahrzeugs (10; 100) verwendet wird, durch Lösen der Kupplung (K0; CL1, CL2) unterbricht, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung derart konfiguriert ist, dass während des EV-Fahrmodus, wenn die Maschine (12) zu einem anderen Zweck als einem Zweck als Antriebsquelle zum Fahren des Hybridfahrzeugs (10; 100) angetrieben wird, eine Drehzahl (N_E) der Maschine (12) innerhalb einer vorbestimmten Drehzahldifferenz in Bezug auf eine Drehzahl (N_MG; N_MG2) des Motorgenerators (MG; MG2) gehalten wird, während eine Löseanweisung für die Kupplung (K0; CL1, CL2) ausgegeben ist.
Steuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Maschine (12) während des EV-Fahrmodus zum Zwecke des Erwärmens eines Katalysators (84) angetrieben wird.