DE112012006517B4

DE112012006517B4 - Hybridfahrzeugantriebsvorrichtung

Info

Publication number: DE112012006517B4
Application number: DE112012006517.4T
Authority: DE
Inventors: c/o TOYOTA JIDOSHA KABUSHIKI KA Kumazaki Kenta; c/o TOYOTA JIDOSHA KABUSHIKI KAIS Matsubara Tooru; c/o TOYOTA JIDOSHA KABUSHIKI Imamura Tatsuya; c/o TOYOTA JIDOSHA KABUSHIKI K Kitahata Tsuyoshi; c/o TOYOTA JIDOSHA KABUSHIKI Hiasa Yasuhiro; c/o TOYOTA JIDOSHA KABUSHIKI Tabata Atsushi
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2012-06-14
Filing date: 2012-06-14
Publication date: 2017-11-16
Anticipated expiration: 2032-06-15
Also published as: US20150165891A1; DE112012006517T5; JP6067698B2; CN104349957B; JPWO2013186905A1; US9415675B2; WO2013186905A1; CN104349957A

Abstract

Hybridfahrzeugantriebsvorrichtung (1-1) mit: einem ersten Differenzialmechanismus (10), der gestaltet ist, um mit einer Maschine (1) verbunden zu werden und um eine Drehung der Maschine (1) zu übertragen; einem zweiten Differenzialmechanismus (20), der gestaltet ist, um den ersten Differenzialmechanismus (10) und ein Antriebsrad (32) zu verbinden; und einer Umschaltvorrichtung (CL1, BK1), die gestaltet ist, um den ersten Differenzialmechanismus (10) zu schalten, wobei der zweite Differenzialmechanismus (20) eine erste Drehkomponente (24), die mit einer Ausgangskomponente (13) des ersten Differenzialmechanismus (10) verbunden ist, eine zweite Drehkomponente (21), die mit einer ersten Drehmaschine (MG1) verbunden ist, und eine dritte Drehkomponente (23) hat, die mit einer zweiten Drehmaschine (MG2) und dem Antriebsrad (32) verbunden ist, wobei ein Reaktionsmoment der ersten Drehmaschine (MG1) bei einer Momentphase nach einem Beginn eines Gangschaltbetriebs des ersten Differenzialmechanismus (10) durch die Umschaltvorrichtung (CL1, BK1) korrigiert wird, während das Fahrzeug unter Verwendung der Maschine (1) als eine Leistungsquelle fährt, wobei die Umschaltvorrichtung (CL1, BK1) eine Kupplung (CL1) und eine Bremse (BK1) hat, der erste Differenzialmechanismus (10) Folgendes hat: ein erstes Sonnenrad (11); ein erstes Ritzel (12); ein erstes Hohlrad (13), das als die Ausgangskomponente (13) des ersten Differentialmechanismus (10) dient, ...

Description

Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Hybridfahrzeugantriebsvorrichtung.
Hintergrund
Bis jetzt ist ein Hybridfahrzeug bekannt, das ein Getriebe hat, das eine Drehung einer Maschine überträgt, während es die Drehzahl von dieser ändert. Beispielsweise offenbart Patentliteratur 1 eine Technik einer Hybridfahrzeugantriebsvorrichtung mit einem Getriebemechanismus, der eine Drehung einer Brennkraftmaschine zu einem Leistungsverzweigungsmechanismus überträgt, während er die Drehzahl von dieser ändert, einer ersten Getriebewelle, die eine Leistung von der Brennkraftmaschine zu dem Getriebemechanismus überträgt, und einer zweiten Getriebewelle, die Leistung, die von dem Getriebemechanismus abgegeben wird, zu dem Leistungsverzweigungsmechanismus überträgt. Im Speziellen offenbart Patentliteratur 1 eine Hybridfahrzeugantriebsvorrichtung mit einem ersten Differenzialmechanismus, der gestaltet ist, um mit einer Maschine verbunden zu werden und um eine Drehung der Maschine zu übertragen; einem zweiten Differenzialmechanismus, der gestaltet ist, um den ersten Differenzialmechanismus und ein Antriebsrad zu verbinden; und einer Umschaltvorrichtung, die gestaltet ist, um den ersten Differenzialmechanismus zu schalten. Der zweite Differenzialmechanismus hat eine erste Drehkomponente, die mit einer Ausgangskomponente des ersten Differenzialmechanismus verbunden ist, eine zweite Drehkomponente, die mit einer ersten Drehmaschine verbunden ist, und eine dritte Drehkomponente, die mit einer zweiten Drehmaschine und dem Antriebsrad verbunden ist.
Zitierungsliste
Patentliteratur

Patentliteratur 1: JP 2009-190 694 A

Weitere Hybridfahrzeugantriebsvorrichtungen sind aus der US 2005 / 0 103 544 A1 sowie der JP 2005-145 100 A bekannt.
JP 2010-274 855 A offenbart eine Korrektur eines Reaktionsmoments einer Drehmaschine bei einer Momentphase nach einem Beginn eines Gangschaltbetriebs eines Differenzialmechanismus durch eine Umschaltvorrichtung, während das Fahrzeug unter Verwendung einer Maschine als Leistungsquelle fährt.
Zusammenfassung
Technisches Problem
In dem Hybridfahrzeug mit dem Getriebe, das die Drehung der Maschine überträgt, während es die Drehzahl von dieser ändert, wurde die Gangschaltsteuerung in dem Gangschaltbetrieb im Stand der Technik nicht in ausreichender Weise untersucht. Beispielsweise gibt es die Möglichkeit einer Verbesserung der Technik des Unterdrückens einer Schwankung der Drehzahl der Maschine oder des Schaltstoßes, der durch eine Schwankung eines Ausgangsmoments während des Gangschaltbetriebs verursacht wird.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Hybridfahrzeugantriebsvorrichtung vorzusehen, die eine Schwankung eines Ausgangsmoments während eines Gangschaltbetriebs unterdrücken kann. Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Hybridfahrzeugantriebsvorrichtung vorzusehen, die eine Schwankung der Drehzahl einer Maschine während eines Gangschaltbetriebs unterdrücken kann.
Lösung des Problems
Die Aufgabe der Erfindung wird mit einer Hybridfahrzeugantriebsvorrichtung gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Eine Hybridfahrzeugantriebsvorrichtung gemäß der Erfindung hat einen ersten Differenzialmechanismus, der gestaltet ist, um mit einer Maschine verbunden zu werden und eine Drehung der Maschine zu übertragen; einen zweiten Differenzialmechanismus, der gestaltet ist, um den ersten Differenzialmechanismus und ein Antriebsrad zu verbinden; und eine Umschaltvorrichtung, die gestaltet ist, um den ersten Differenzialmechanismus zu schalten, wobei der zweite Differenzialmechanismus eine erste Drehkomponente, die mit einer Ausgangskomponente des ersten Differenzialmechanismus verbunden ist, eine zweite Drehkomponente, die mit der ersten Drehmaschine verbunden ist, und eine dritte Drehkomponente hat, die mit der zweiten Drehmaschine und dem Antriebsrad verbunden ist, und wobei ein Reaktionsmoment der ersten Drehmaschine bei einer Momentphase nach einem Beginn eines Gangschaltbetriebs des ersten Differenzialmechanismus durch die Umschaltvorrichtung korrigiert wird, während das Fahrzeug unter Verwendung der Maschine als eine Leistungsquelle fährt.
In der Hybridfahrzeugantriebsvorrichtung ist es bevorzugt, dass zu einer Zeit, zu der der erste Differenzialmechanismus durch die Umschaltvorrichtung geschaltet wird, ein Ausgangsmoment der Maschine konstant ist oder eine Änderungsrate des Ausgangsmoments kleiner ist als ein vorbestimmter Wert.
In der Hybridfahrzeugantriebsvorrichtung ist es bevorzugt, dass das Reaktionsmoment korrigiert wird, um ein Unterschwingen einer Drehzahl der ersten Drehmaschine bei der Momentphase zu unterdrücken.
In der Hybridfahrzeugantriebsvorrichtung ist es bevorzugt, dass der Gangschaltbetrieb ein Hochschaltbetrieb ist und das Reaktionsmoment durch die Korrektur des Reaktionsmoments verringert wird.
In der Hybridfahrzeugantriebsvorrichtung ist es bevorzugt, dass der Gangschaltbetrieb ein Herunterschaltbetrieb ist und das Reaktionsmoment durch die Korrektur des Reaktionsmoments erhöht wird.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Die Hybridfahrzeugantriebsvorrichtung gemäß der Erfindung korrigiert ein Reaktionsmoment einer ersten Drehmaschine bei einer Momentphase nach Beginn eines Gangschaltbetriebs eines ersten Differenzialmechanismus durch eine Umschaltvorrichtung während das Fahrzeug unter Verwendung einer Maschine als eine Leistungsquelle fährt. Die Hybridfahrzeugantriebsvorrichtung gemäß der Erfindung hat eine Wirkung, dass eine Schwankung eines Ausgangsmoments während eines Gangschaltbetriebs unterdrückt wird.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 ist ein Skizzendiagramm eines Fahrzeugs gemäß einer ersten Ausführungsform.
2 ist ein Diagramm, das eine Eingangs-/Ausgangsbeziehung des Fahrzeugs gemäß der ersten Ausführungsform darstellt.
3 ist ein Diagramm, das eine Betriebseingriffstabelle einer Hybridfahrzeugantriebsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform darstellt.
4 ist ein Nomogramm gemäß einem Einmotor-EV-Modus.
5 ist ein Nomogramm gemäß einem Dualmotor-EV-Modus.
6 ist ein Nomogramm gemäß einem HV-Niedrig-Modus.
7 ist ein Nomogramm gemäß einem HV-Hoch-Modus.
8 ist ein Diagramm, das eine Linie einer theoretischen Übertragungseffizienz gemäß der ersten Ausführungsform darstellt.
9 ist ein Nomogramm gemäß einem Hochschaltbetrieb während eines HV-Fahrens.
10 ist ein Nomogramm, das eine Schwankung der Drehzahl während des Hochschaltbetriebs während eines HV-Fahrens darstellt.
11 ist ein erklärendes Diagramm, das eine Unterschwingung und einen Schaltstoß während des Hochschaltbetriebs darstellt.
12 ist ein Zeitdiagramm gemäß einer Hochschaltsteuerung der ersten Ausführungsform.
13 ist ein Diagramm, das einen Zustand darstellt, in dem ein Unterschwingen in einer Hochschaltmomentphase unterdrückt wird.
14 ist ein Zeitdiagramm gemäß einer MG1-Momentsteuerung in einer Hochschaltmomentphase.
15 ist ein Zeitdiagramm gemäß einer MG1-Momentsteuerung in einer Hochschaltträgheitsphase.
16 ist ein Flussdiagramm, das einen Betrieb der Hochschaltsteuerung gemäß der ersten Ausführungsform darstellt.
17 ist ein Nomogramm gemäß einem Herunterschalten während eines HV-Fahrens.
18 ist ein Nomogramm, das eine Schwankung der Drehzahl während eines Herunterschaltbetriebs während eines HV-Fahrens darstellt.
19 ist ein erklärendes Diagramm, das ein Unterschwingen und einen Schaltstoß während des Herunterschaltbetriebs darstellt.
20 ist ein Zeitdiagramm gemäß einer Herunterschaltsteuerung einer zweiten Ausführungsform.
21 ist ein Diagramm, das einen Zustand darstellt, in dem ein Unterschwingen in einer Herunterschaltmomentphase unterdrückt wird.
22 ist ein Zeitdiagramm gemäß einer MG1-Momentsteuerung in einer Herunterschaltmomentphase.
23 ist ein Zeitdiagramm gemäß einer MG1-Momentsteuerung in einer Herunterschaltträgheitsphase.
24 ist ein Flussdiagramm, das einen Betrieb einer Herunterschaltsteuerung gemäß der zweiten Ausführungsform darstellt.
Beschreibung von Ausführungsformen
Nachstehend wird eine Hybridfahrzeugantriebsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung im Detail mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. Des Weiteren ist die Erfindung nicht auf die Ausführungsformen beschränkt. Des Weiteren umfassen Komponenten in den folgenden Ausführungsformen eine Komponente, die durch den Fachmann leicht angenommen werden kann, oder im Wesentlichen die gleiche Komponente.
[Erste Ausführungsform]
Eine erste Ausführungsform wird mit Bezug auf 1 bis 16 beschrieben. Die Ausführungsform betrifft eine Hybridfahrzeugantriebsvorrichtung. 1 ist ein Skizzendiagramm eines Fahrzeugs gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung, und 2 ist ein Diagramm, das eine Eingangs-/Ausgangsbeziehung des Fahrzeugs gemäß der ersten Ausführungsform darstellt.
Ein Fahrzeug 100 gemäß der Ausführungsform ist ein Hybridfahrzeug, das eine Maschine 1, eine erste Drehmaschine MG1 und eine zweite Drehmaschine MG2 als Leistungsquellen hat. Das Fahrzeug 100 kann ein Plug-In-Hybridfahrzeug sein, das durch eine externe Leistungsversorgung geladen werden kann. Wie in 1 und 2 darstellt ist, ist das Fahrzeug 100 gestaltet, um die Maschine 1, einen ersten Planetengetriebemechanismus 10, einen zweiten Planetengetriebemechanismus 20, die erste Drehmaschine MG1, die zweite Drehmaschine MG2, eine Kupplung CL1, eine Bremse BK1, eine HV_ECU 50, eine MG_ECU 60, eine Maschinen_ECU 70, und eine Getriebe-ECU 80 zu umfassen.
Des Weiteren ist eine Hybridfahrzeugantriebsvorrichtung 1-1 gemäß der Ausführungsform gestaltet, um den ersten Planetengetriebemechanismus 10, den zweiten Planetengetriebemechanismus 20, die Kupplung CL1 und die Bremse BK1 zu umfassen. Die Hybridfahrzeugantriebsvorrichtung 1-1 kann gestaltet sein, um des Weiteren Steuerungsvorrichtungen wie die ECUs 50, 60, 70 und 80 zu umfassen. Die Hybridfahrzeugantriebsvorrichtung 1-1 kann auf ein FF(Frontmaschine/Frontantrieb)-Fahrzeug oder ein RR(Heckmaschine/Heckantrieb)-Fahrzeug angewendet werden. Die Hybridfahrzeugantriebsvorrichtung 1-1 ist an dem Fahrzeug 100 beispielsweise so montiert, dass die Axialrichtung die Fahrzeugbreitenrichtung wird.
In der Hybridfahrzeugantriebsvorrichtung 1-1 gemäß der Ausführungsform ist eine Getriebeeinheit gestaltet, um den ersten Planetengetriebemechanismus 10, die Kupplung CL1 und die Bremse BK1 zu umfassen. Des Weiteren ist eine Differenzialeinheit gestaltet, um den zweiten Planetengetriebemechanismus 20 zu umfassen. Des Weiteren ist eine Umschaltvorrichtung, die den ersten Planetengetriebemechanismus 10 schaltet, gestaltet, um die Kupplung CL1 und die Bremse BK1 zu umfassen.
Die Maschine 1 wandelt die Verbrennungsenergie von Kraftstoff in die Drehung der Ausgangswelle um und gibt die Drehung ab. Die Ausgangswelle der Maschine 1 ist mit einer Eingangswelle 2 verbunden. Die Eingangswelle 2 ist eine Eingangswelle einer Leistungsübertragungsvorrichtung. Die Leistungsübertragungsvorrichtung ist gestaltet, um die erste Drehmaschine MG1, die zweite Drehmaschine MG2, die Kupplung CL1, die Bremse BK1, eine Differenzialvorrichtung 30 und dergleichen zu umfassen. Die Eingangswelle 2 ist angeordnet, um koaxial mit der Ausgangswelle der Maschine 1 zu sein und ist an der Verlängerungslinie der Ausgangswelle angeordnet. Die Eingangswelle 2 ist mit einem ersten Träger 14 des ersten Planetengetriebemechanismus 10 verbunden.
Der erste Planetengetriebemechanismus 10 der Ausführungsform entspricht einem ersten Differenzialmechanismus, der mit der Maschine 1 verbunden ist, und überträgt die Drehung der Maschine 1. Der erste Planetengetriebemechanismus 10 ist ein eingangsseitiger Differenzialmechanismus, der in Bezug auf den zweiten Planetengetriebemechanismus 20 nahe zu der Maschine 1 angeordnet ist. Der erste Planetengetriebemechanismus 10 kann die Drehung der Maschine 1 abgeben, während er die Drehzahl von dieser ändert. Der erste Planetengetriebemechanismus 10 ist von einer Einritzelbauart und hat ein erstes Sonnenrad 11, ein erstes Ritzel 12, ein erstes Hohlrad 13 und den ersten Träger 14.
Das erste Hohlrad 13 ist angeordnet, um koaxial zu dem ersten Sonnenrad 11 zu sein, und ist an der Außenseite des ersten Sonnenrads 11 in der Radialrichtung angeordnet. Das erste Ritzel 12 ist zwischen dem ersten Sonnenrad 11 und dem ersten Hohlrad 13 angeordnet und kämmt mit dem ersten Sonnenrad 11 und dem ersten Hohlrad 13. Das erste Ritzel 12 ist durch den ersten Träger 14 drehbar gestützt. Der erste Träger 14 ist mit der Eingangswelle 2 verbunden und dreht zusammen mit der Eingangswelle 2. Demzufolge kann das erste Ritzel 12 um die Mittelachse der Eingangswelle 2 zusammen mit der Eingangswelle 2 drehen (umlaufen) und kann um die Mittelachse des ersten Ritzels 12 drehen (herumdrehen), während es durch den ersten Träger 14 gestützt wird.
Die Kupplung CL1 ist eine Kupplungsvorrichtung, die das erste Sonnenrad 11 und den ersten Träger 14 verbinden kann. Die Kupplung CL1 kann beispielsweise eine Kupplung der Reibeingriffsbauart sein, aber die Erfindung ist nicht darauf beschränkt. Beispielsweise kann eine Kupplungsvorrichtung, wie eine Kupplung der Ineinandergreifbauart, als die Kupplung CL1 verwendet werden. Die Kupplung CL1 wird durch beispielsweise einen Hydraulikdruck betrieben, um in Eingriff gebracht oder gelöst zu werden. Die Kupplung CL1 in dem vollständigen Eingriffszustand kann das erste Sonnenrad 11 und den ersten Träger 14 so verbinden, dass das erste Sonnenrad 11 und der erste Träger 14 zusammen drehen. Die Kupplung CL1 in dem vollständigen Eingriffszustand reguliert den Differenzialbetrieb des ersten Planetengetriebemechanismus 10. Des Weiteren trennt die Kupplung CL1 in dem gelösten Zustand das erste Sonnenrad 11 und den ersten Träger 14 so, dass die relative Drehung zwischen dem ersten Sonnenrad 11 und dem ersten Träger 14 gestattet ist. Das heißt die Kupplung CL1 in dem gelösten Zustand gestattet den Differenzialbetrieb des ersten Planetengetriebemechanismus 10. Des Weiteren kann die Kupplung CL1 in einen Halbeingriffszustand gesteuert werden.
Die Bremse BK1 ist eine Bremsvorrichtung, die die Drehung des ersten Sonnenrads 11 regulieren kann. Die Bremse BK1 umfasst eine Eingriffskomponente, die mit dem ersten Sonnenrad 11 verbunden ist, und eine Eingriffskomponente, die mit einem Fahrzeugkörper verbunden ist, beispielsweise dem Gehäuse der Leistungsübertragungsvorrichtung. Die Bremse BK1 kann als die Kupplungsvorrichtung der Reibeingriffsbauart gestaltet sein, gleich wie die Kupplung CL1, aber die Erfindung ist nicht darauf beschränkt. Beispielsweise kann eine Kupplungsvorrichtung, wie eine Kupplung der Ineinandergreifbauart, als die Bremse BK1 verwendet werden. Die Bremse BK1 wird durch beispielsweise einen Hydraulikdruck betrieben, um in Eingriff gebracht oder gelöst zu werden. Die Bremse BK1 in dem vollständigen Eingriffszustand kann das erste Sonnenrad 11 mit dem Fahrzeugkörper so verbinden, dass die Drehung des ersten Sonnenrads 11 reguliert ist. Des Weiteren trennt die Bremse BK1 in dem gelösten Zustand das erste Sonnenrad 11 von dem Fahrzeugkörper so, dass die Drehung des ersten Sonnenrads 11 gestattet ist. Des Weiteren kann die Bremse BK1 in den Halbeingriffszustand gesteuert werden.
Der zweite Planetengetriebemechanismus 20 der Ausführungsform entspricht einem zweiten Differenzialmechanismus, der den ersten Planetengetriebemechanismus 10 und ein Antriebsrad 32 verbindet. Der zweite Planetengetriebemechanismus 20 ist ein ausgangsseitiger Differenzialmechanismus, der an der Seite des Antriebsrads 32 in Bezug zu dem ersten Planetengetriebemechanismus 10 angeordnet ist. Der zweite Planetengetriebemechanismus 20 ist von einer Einritzelbauart und hat ein zweites Sonnenrad 21, ein zweites Ritzel 22, ein zweites Hohlrad 23 und einen zweiten Träger 24. Der zweite Planetengetriebemechanismus 20 ist angeordnet, um koaxial mit dem ersten Planetengetriebemechanismus 10 zu sein, und ist angeordnet, um der Maschine 1 zugewandt zu sein, wobei der erste Planetengetriebemechanismus 10 dazwischen angeordnet ist.
Das zweite Hohlrad 23 ist angeordnet, um koaxial zu dem zweiten Sonnenrad 21 zu sein, und ist an der Außenseite des zweiten Sonnenrads 21 in der Radialrichtung angeordnet. Das zweite Ritzel 22 ist zwischen dem zweiten Sonnenrad 21 und dem zweiten Hohlrad 23 angeordnet und greift mit dem zweiten Sonnenrad 21 und dem zweiten Hohlrad 23 ein. Das zweite Ritzel 22 ist durch den zweiten Träger 24 drehbar gestützt. Der zweite Träger 24 ist mit dem ersten Hohlrad 13 verbunden und dreht zusammen mit dem ersten Hohlrad 13. Das zweite Ritzel 22 kann um die Mittelachse der Eingangswelle 2 zusammen mit dem zweiten Träger 24 drehen (umlaufen) und kann um die Mittelachse des zweiten Ritzels 22 drehen (herumdrehen), während es durch den zweiten Träger 24 gestützt ist. Das erste Hohlrad 13 ist eine Ausgangskomponente des ersten Planetengetriebemechanismus 10 und kann die Drehung, die von der Maschine 1 zu dem ersten Planetengetriebemechanismus 10 eingegeben wird, zu dem zweiten Träger 24 abgeben. Der zweite Träger 24 entspricht einer ersten Drehkomponente, die mit der Ausgangskomponente des ersten Planetengetriebemechanismus 10 verbunden ist.
Eine Drehwelle 33 der ersten Drehmaschine MG1 ist mit dem zweiten Sonnenrad 21 verbunden. Die Drehwelle 33 der ersten Drehmaschine MG1 ist angeordnet, um koaxial mit der Eingangswelle 2 zu sein, und dreht zusammen mit dem zweiten Sonnenrad 21. Das zweite Sonnenrad 21 entspricht einer zweiten Drehkomponente, die mit der ersten Drehmaschine MG1 verbunden ist. Ein Vorgelegeantriebszahnrad 25 ist mit dem zweiten Hohlrad 23 verbunden. Das Vorgelegeantriebszahnrad 25 ist ein Ausgangszahnrad, das zusammen mit dem zweiten Hohlrad 23 dreht. Das zweite Hohlrad 23 entspricht einer dritten Drehkomponente, die mit der zweiten Drehmaschine MG2 und dem Antriebsrad 32 verbunden ist. Das zweite Hohlrad 23 ist eine Ausgangskomponente, die die Drehung, die von der ersten Drehmaschine MG1 oder dem ersten Planetengetriebemechanismus 10 eingegeben wird, zu dem Antriebsrad 32 abgeben kann.
Das Vorgelegeantriebszahnrad 25 kämmt mit einem Vorgelegeabtriebszahnrad 26. Das Vorgelegeabtriebszahnrad 26 ist mit einem Antriebsritzel 28 über eine Vorgelegewelle 27 verbunden. Das Vorgelegeabtriebszahnrad 26 und das Antriebsritzel 28 drehen zusammen. Des Weiteren greift ein Reduktionszahnrad 35 mit dem Vorgelegeabtriebszahnrad 26 ein. Das Reduktionszahnrad 35 ist mit einer Drehwelle 34 der zweiten Drehmaschine MG2 verbunden. Das heißt die Drehung der zweiten Drehmaschine MG2 wird zu dem Vorgelegeabtriebszahnrad 26 über das Reduktionszahnrad 35 übertragen. Das Reduktionszahnrad 35 hat einen kleineren Durchmesser als der des Vorgelegeabtriebszahnrads 26 und überträgt die Drehung der zweiten Drehmaschine MG2 zu dem Vorgelegeabtriebszahnrad 26, während die Drehzahl verringert wird.
Das Antriebsritzel 28 greift mit einem Differenzialhohlrad 29 der Differenzialvorrichtung 30 ein. Die Differenzialvorrichtung ist mit Antriebsrädern 32 durch eine linke und rechte Antriebswelle 31 verbunden. Das zweite Hohlrad 23 ist mit dem Antriebsrad 32 über das Vorgelegeantriebszahnrad 25, das Vorgelegeabtriebszahnrad 26, das Antriebsritzel 28, die Differenzialvorrichtung 30 und die Antriebswelle 31 verbunden. Des Weiteren ist die zweite Drehmaschine MG2 mit der Leistungsübertragungslinie zwischen dem zweiten Hohlrad 23 und dem Antriebsrad 32 verbunden und kann Leistung zu dem zweiten Hohlrad 23 und dem Antriebsrad 32 übertragen.
Jede von der ersten Drehmaschine MG1 und der zweiten Drehmaschine MG2 hat eine Funktion eines Motors (einer elektrischen drehenden Maschine) und eine Funktion eines Generators. Die erste Drehmaschine MG1 und die zweite Drehmaschine MG2 sind über einen Inverter mit einer Batterie verbunden. Die erste Drehmaschine MG1 und die zweite Drehmaschine MG2 können die mechanische Leistung abgeben, während die elektrische Leistung, die von der Batterie zugeführt wird, in mechanische Leistung umgewandelt wird, und können die mechanische Leistung in elektrische Leistung umwandeln, während sie durch die Leistung angetrieben werden, die zu diesen eingegeben wird. Die elektrische Leistung, die durch die Drehmaschinen MG1 und MG2 erzeugt wird, kann in der Batterie gespeichert werden. Als die erste Drehmaschine MG1 und die zweite Drehmaschine MG2 kann beispielsweise ein Motorgenerator der Wechselstromsynchronisationsbauart verwendet werden.
In dem Fahrzeug 100 der Ausführungsform sind die Bremse BK1, die Kupplung CL1, der erste Planetengetriebemechanismus 10, das Vorgelegeantriebszahnrad 25, der zweite Planetengetriebemechanismus 20 und die erste Drehmaschine MG1 in dieser Reihenfolge von der Maschine 1 angeordnet, um koaxial zu der Maschine 1 zu sein. Des Weiteren ist die Hybridfahrzeugantriebsvorrichtung 1-1 der Ausführungsform von einer Mehraxialbauart, in der die Eingangswelle 2 und die Drehwelle 34 der zweiten Drehmaschine MG2 auf verschiedenen Achsen angeordnet sind.
Wie in 2 dargestellt ist, hat das Fahrzeug 100 die HV_ECU 50, die MG_ECU 60, die Maschinen_ECU 70 und die Getriebe-ECU 80. Jede der ECUs 50, 60, 70 und 80 ist eine elektronische Steuerungseinheit mit einem Computer. Die HV_ECU 50 hat eine Funktion des Steuerns des gesamten Fahrzeugs 100. Die MG_ECU 60, die Maschinen_ECU 70 und die Getriebe-ECU 80 sind mit der HV_ECU 50 elektrisch verbunden.
Die MG_ECU 60 kann die erste Drehmaschine MG1 und die zweite Drehmaschine MG2 steuern. Beispielsweise kann die MG_ECU 60 das Ausgangsmoment der ersten Drehmaschine MG1 durch Einstellen des Stroms, der zu der ersten Drehmaschine MG1 zugeführt wird, oder des Erzeugungsbetrags der ersten Drehmaschine MG1 steuern und kann das Ausgangsmoment der zweiten Drehmaschine MG2 durch Einstellen des Stroms, der zu der zweiten Drehmaschine MG2 zugeführt wird, oder des Erzeugungsbetrags der zweiten Drehmaschine MG2 steuern.
Die Maschinen_ECU 70 kann die Maschine 1 steuern. Beispielsweise kann die Maschinen_ECU 70 den Öffnungsgrad einer elektronischen Drosselklappe der Maschine 1 steuern, kann die Zündung der Maschine durch Ausgeben eines Zündungssignals steuern und kann die Einspritzung des Kraftstoffs zu der Maschine 1 steuern. Die Maschinen_ECU 70 kann das Ausgangsmoment der Maschine 1 durch die Steuerung des Öffnungsgrads der elektronischen Drosselklappe, die Steuerung der Einspritzung und die Steuerung der Zündung steuern.
Die Getriebe-ECU 80 kann die Getriebeeinheit steuern. Die Getriebe-ECU 80 steuert die Getriebeeinheit durch Steuern des Kupplungsöldrucks, der zu der Kupplung CL1 zugeführt wird, und des Bremsöldrucks, der zu der Bremse BK1 zugeführt. Die Getriebe-ECU 80 schaltet den ersten Planetengetriebemechanismus 10 durch Eingreifen oder Lösen der Kupplung CL1 und der Bremse BK1 auf der Basis der Schaltverhältnisanweisung, die von der HV_ECU 50 ausgegeben wird.
Ein Fahrzeuggeschwindigkeitssensor, ein Beschleunigeröffnungsgradsensor, ein MG1-Drehzahlsensor, ein MG2-Drehzahlsensor, ein Ausgangswellendrehzahlsensor und dergleichen sind mit der HV_ECU 50 verbunden. Durch die Signale, die von diesen Sensoren eingegeben werden, kann die HV_ECU 50 die Fahrzeuggeschwindigkeit, den Beschleunigeröffnungsgrad, die Drehzahl der ersten Drehmaschine MG1 (nachstehend einfach als die „MG1-Drehzahl“ bezeichnet), die Drehzahl der zweiten Drehmaschine MG2 (nachstehend einfach als die „MG2-Drehzahl“ bezeichnet), die Drehzahl der Ausgangswelle der Leistungsübertragungsvorrichtung und dergleichen erhalten. Anders als diese Signale werden ein Steigungssignal und ein Signal, das einen Batteriezustand SOC anzeigt, werden zu der HV_ECU 50 eingegeben.
Die HV_ECU 50 kann die erforderte Antriebkraft, die erforderte Leistung, das erforderte Moment und dergleichen für das Fahrzeug 100 auf der Basis der erhaltenen Information berechnen. Die HV_ECU 50 bestimmt das Ausgangsmoment der ersten Drehmaschine MG1 (nachstehend als das „MG1-Moment“ bezeichnet), das Ausgangsmoment der zweiten Drehmaschine MG2 (nachstehend als das „MG2-Moment“ bezeichnet) und das Ausgangsmoment der Maschine 1 (nachstehend als das „Maschinenmoment“ bezeichnet) auf der Basis der berechneten erforderten Werte. Die HV_ECU 50 gibt den MG1-Momentanweisungswert und den MG2-Momentanweisungswert zu der MG_ECU 60 aus. Des Weiteren gibt die HV_ECU 50 den Maschinenmomentanweisungswert zu der Maschinen_ECU 70 aus.
Die HV_ECU 50 steuert jede von der Kupplung CL1 und der Bremse BK1 über die Getriebe-ECU 80 auf der Basis des Fahrmodus und dergleichen, was später beschrieben wird. Die HV_ECU 50 gibt den Anweisungswert des Öldrucks (der Eingriffsöldruck), der zu der Kupplung CL1 zugeführt wird, und des Öldrucks (der Eingriffsöldruck) aus, der zu der Bremse BK1 zugeführt wird. Die hydraulische Steuerungsvorrichtung (nicht dargestellt) steuert die Öldrücke, die zu der Kupplung CL1 und der Bremse BK1 zugeführt werden, in Erwiderung auf die Anweisungswerte.
3 ist ein Diagramm, das eine Betriebseingriffstabelle der Hybridfahrzeugantriebsvorrichtung 1-1 gemäß der Ausführungsform darstellt. Das Fahrzeug 100 kann den Hybridfahrmodus (HV-Fahrmodus) oder den EV-Fahrmodus wahlweise durchführen. Der HV-Fahrmodus kennzeichnet einen Fahrmodus, der ein Fahren des Fahrzeugs 100 durch Verwenden der Maschine 1 als die Leistungsquelle bewirkt. In dem HV-Fahrmodus kann die zweite Drehmaschine MG2 als die Leistungsquelle zusätzlich zu der Maschine 1 verwendet werden.
Der EV-Fahrmodus ist ein Fahrmodus, der ein Fahren des Fahrzeugs durch Verwendung wenigstens einer von der ersten Drehmaschine MG1 und der zweiten Drehmaschine MG2 als die Leistungsquelle bewirkt. In dem EV-Fahrmodus kann das Fahrzeug fahren, während die Maschine 1 gestoppt ist. Als den EV-Fahrmodus hat die Hybridfahrzeugantriebsvorrichtung 1-1 gemäß der Ausführungsform einen Einmotor-EV-Modus, der ein Fahren des Fahrzeugs 100 durch Verwendung der zweiten Drehmaschine MG2 als eine einzelne Leistungsquelle bewirkt, und einen Dualmotor-EV-Modus, der ein Fahren des Fahrzeugs 100 durch Verwenden der ersten Drehmaschine MG1 und der zweiten Drehmaschine MG2 als die Leistungsquellen bewirkt.
In der Eingriffstabelle von 3 kennzeichnet der Kreis der Abschnitte der Kupplung CL1 und der Bremse BK1 den Eingriffszustand, und die Leerstelle kennzeichnet den gelösten Zustand. Des Weiteren kennzeichnet das Dreieck einen Zustand, in dem eine von der Kupplung CL1 und der Bremse BK1 im Eingriff ist und die andere von diesen gelöst ist. Der Einmotor-EV-Modus wird durchgeführt, während beispielsweise sowohl die Kupplung CL1 als auch die Bremse BK1 gelöst sind. 4 ist ein Nomogramm gemäß dem Einmotor-EV-Modus. In dem Nomogramm kennzeichnen Bezugszeichen S1, C1, R1 jeweils das erste Sonnenrad 11, den ersten Träger 14 bzw. das erste Hohlrad 13, und Bezugszeichen S2, C2 und R2 kennzeichnen das zweite Sonnenrad 21, den zweiten Träger 24 bzw. das zweite Hohlrad 23.
In dem Einmotor-EV-Modus sind die Kupplung CL1 und die Bremse BK1 gelöst. Da die Bremse BK1 gelöst ist, ist die Drehung des ersten Sonnenrads 11 gestattet. Da die Kupplung CL1 gelöst ist, ist der Differenzialbetrieb des ersten Planetengetriebemechanismus 10 gestattet. Die HV_ECU 50 bewirkt, dass die MG_ECU 60 eine Antriebskraft in dem Fahrzeug in der Vorwärtsbewegungsrichtung durch Bewirken erzeugt, dass die zweite Drehmaschine MG2 ein positives Moment ausgibt. Das zweite Hohlrad 23 dreht normalerweise in Verbindung mit der Drehung des Antriebsrads 32. Hier ist die normale Drehung als die Drehrichtung des zweiten Hohlrads 23 festgelegt, wenn sich das Fahrzeug 100 vorwärts bewegt. Die HV_ECU 50 verringert den Schleppverlust durch Betreiben der ersten Drehmaschine MG1 als einen Generator. Im Speziellen erzeugt die HV_ECU 50 Leistung durch Aufbringen eines geringfügigen Moments auf die erste Drehmaschine MG1 und legt die Drehzahl der ersten Drehmaschine MG1 auf Null fest. Somit kann der Schleppverlust der ersten Drehmaschine MG1 verringert werden. Des Weiteren, wenn die MG1-Drehzahl durch Verwenden eines Rastmoments bei Null aufrechterhalten werden kann, selbst wenn das MG1-Moment Null ist, braucht das MG1-Moment nicht aufgebracht werden. Alternativ kann die MG1-Drehzahl durch das d-Achsen-Verriegeln der ersten Drehmaschine MG1 auf Null festgelegt werden.
Das erste Hohlrad 13 dreht normalerweise zusammen mit dem zweiten Träger 24. Da der erste Planetengetriebemechanismus 10 in dem Neutralzustand ist, in dem die Kupplung CL1 und die Bremse BK1 gelöst sind, wird die Maschine 1 nicht gedreht und die Drehung des ersten Trägers 14 stoppt. Demzufolge kann ein großer Regenerationsbetrag erhalten werden. Das erste Sonnenrad 11 dreht rückwärts in dem Leerlaufzustand. Des Weiteren ist der Neutralzustand des ersten Planetengetriebemechanismus 10 ein Zustand, in dem keine Leistung zwischen dem ersten Hohlrad 13 und dem ersten Träger 14 übertragen wird, d. h. die Maschine 1 und der zweite Planetengetriebemechanismus 20 sind voneinander so getrennt, dass die Übertragung der Leistung unterbrochen ist. Wenn wenigstens eine von der Getriebekupplung CL1 und der Getriebebremse BK1 im Eingriff ist, ist ein Verbindungszustand des ersten Planetengetriebemechanismus 10 realisiert, in dem die Maschine 1 mit dem zweiten Planetengetriebemechanismus 20 verbunden ist.
Es kann einen Fall geben, in dem die Regenerationsenergie aufgrund des vollen Ladezustands der Batterie nicht erhalten wird, wenn das Fahrzeug in dem Einmotor-EV-Modus fährt. In diesem Fall wird in Erwägung gezogen, dass eine Maschinenbremse mit verwendet wird. Wenn die Maschine 1 mit dem Antriebsrad 32 durch den Eingriff der Kupplung CL1 oder der Bremse BK1 verbunden ist, kann die Maschinenbremse auf das Antriebsrad 32 angewendet werden. Wie durch das Dreieck von 3 gekennzeichnet ist, wenn die Kupplung CL1 oder die Bremse BK1 in dem Einmotor-EV-Modus im Eingriff ist, wird die Maschine 1 gedreht und die Maschinendrehzahl wird durch die erste Drehmaschine MG1 so erhöht, dass der Maschinenbremszustand realisiert wird.
In dem Dualmotor-EV-Modus bringt die HV_ECU 50 die Kupplung CL1 und die Bremse BK1 in Eingriff. 5 ist ein Nomogramm gemäß dem Dualmotor-EV-Modus. Da die Kupplung CL1 im Eingriff ist, ist der Differenzialbetrieb des ersten Planetengetriebemechanismus 10 reguliert. Da die Bremse BK1 im Eingriff ist, ist die Drehung des ersten Sonnenrads 11 reguliert. Demzufolge ist die Drehung von allen Drehkomponenten des ersten Planetengetriebemechanismus 10 gestoppt. Da die Drehung des ersten Hohlrads 13 als die Ausgangskomponente reguliert ist, ist die Drehzahl des zweiten Trägers 24, der mit diesem verbunden ist, auf Null verriegelt.
Die HV_ECU 50 bewirkt, dass jede von der ersten Drehmaschine MG1 und der zweiten Drehmaschine MG2 ein Fahrantriebsmoment ausgibt. Da die Drehung des zweiten Trägers 24 reguliert ist, wird eine Reaktionskraft mit Bezug auf das Moment der ersten Drehmaschine MG1 erhalten, und daher kann das Moment der ersten Drehmaschine MG1 von dem zweiten Hohlrad 23 ausgegeben werden.
Die erste Drehmaschine MG1 kann ein positives Moment von dem zweiten Hohlrad 23 durch Rückwärtsdrehen und Ausgeben eines negativen Moments bei dem Vorwärtsfahren ausgeben. Des Weiteren kann die erste Drehmaschine MG1 ein negatives Moment von dem zweiten Hohlrad 23 durch Normaldrehen und Ausgeben eines positiven Moments bei dem Rückwärtsfahren ausgeben.
In dem HV-Fahrmodus ist der zweite Planetengetriebemechanismus 20 als die Differenzialeinheit normalerweise in einem Differenzialzustand und der erste Planetengetriebemechanismus 10 der Getriebeeinheit wird zu dem Niedrig/Hoch-Zustand umgeschaltet. 6 ist ein Nomogramm gemäß dem HV-Fahrmodus in dem niedrigen Zustand (nachstehend als der „HV-Niedrig-Modus“ bezeichnet), und 7 ist ein Nomogramm gemäß dem HV-Fahrmodus in dem hohen Zustand (nachstehend als der „HV-Hoch-Modus“ bezeichnet).
In dem HV-Niedrig-Modus bringt die HV_ECU 50 die Kupplung CL1 in Eingriff und löst die Bremse BK1. Da die Kupplung CL1 im Eingriff ist, ist der Differenzialbetrieb des ersten Planetengetriebemechanismus 10 reguliert, so dass die Drehkomponenten 11, 13 und 14 zusammen drehen. Demzufolge wird die Drehung der Maschine 1 von dem ersten Hohlrad 13 zu dem zweiten Träger 24 mit einer gleichen Drehzahl, ohne erhöht oder verringert zu werden, übertragen.
Darüber hinaus bringt die HV_ECU 50 in dem HV-Hoch-Modus die Kupplung CL1 außer Eingriff und bringt die Bremse BK1 in Eingriff. Da die Bremse BK1 im Eingriff ist, ist die Drehung des ersten Sonnenrads 11 reguliert. Demzufolge wird der erste Planetengetriebemechanismus 10 ein Overdrive-Zustand (OD-Zustand), in dem die Drehung der Maschine 1, die zu dem ersten Träger 14 eingegeben wird, hinsichtlich einer Geschwindigkeit erhöht wird und von dem ersten Hohlrad 13 ausgegeben wird. Auf diese Weise kann der erste Planetengetriebemechanismus 10 die Drehung der Maschine 1 ausgeben, während er die Drehzahl von dieser erhöht. Das Übertragungsübersetzungsverhältnis des ersten Planetengetriebemechanismus 10 in dem Overdrive-Zustand kann auf beispielsweise 0,7 festgelegt sein.
Auf diese Weise schaltet die Umschaltvorrichtung, die die Kupplung CL1 und die Bremse BK1 umfasst, den ersten Planetengetriebemechanismus 10 durch Umschalten eines Zustands, in dem der Differenzialbetrieb des ersten Planetengetriebemechanismus 10 reguliert ist, und eines Zustands, in dem der Differenzialbetrieb des ersten Planetengetriebemechanismus 10 gestattet ist.
Beispielsweise wählt die HV_ECU 50 den HV-Hoch-Modus bei der hohen Fahrzeuggeschwindigkeit aus und wählt den HV-Niedrig-Modus bei der mittleren und der niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeit aus. In der Ausführungsform, da die Drehung der Maschine 1 ausgegeben wird, während die Drehzahl von dieser durch Umschalten des HV-Hoch-Modus und des HV-Niedrig-Modus geändert wird, sind zwei mechanische Punkte vorhanden, wie später beschrieben wird, und daher kann die Kraftstoffeffizienz verbessert werden. 8 ist ein Diagramm, das eine Linie einer theoretischen Übertragungseffizienz gemäß der Ausführungsform darstellt.
In 8 kennzeichnet die horizontale Achse das Übertragungsübersetzungsverhältnis und die vertikale Achse kennzeichnet die theoretische Übertragungseffizienz. Hier kennzeichnet das Übertragungsübersetzungsverhältnis das Verhältnis (das Verzögerungsverhältnis) der eingangsseitigen Drehzahl mit Bezug auf die ausgangsseitige Drehzahl der Planetengetriebemechanismen 10 und 20. Beispielsweise kennzeichnet das Übertragungsübersetzungsverhältnis das Verhältnis der Drehzahl des ersten Trägers 14 mit Bezug auf die Drehzahl des zweiten Hohlrads 23. In der horizontalen Achse kennzeichnet die linke Seite eine Seite eines hohen Gangs mit einem kleinen Übertragungsübersetzungsverhältnis, und die rechte Seite kennzeichnet eine Seite eines niedrigen Gangs mit einem großen Übertragungsübersetzungsverhältnis. Die theoretische Übertragungseffizienz wird die maximale Effizienz 1,0, wenn die Leistung, die zu den Planetengetriebemechanismen 10 und 20 eingegeben wird, vollständig zu dem Vorgelegeantriebsrad 25 durch die mechanische Übertragung, ohne über den elektrischen Pfad zu laufen, übertragen wird.
Die Kurve von 8 kennzeichnet die Linie einer theoretischen Übertragungseffizienz in dem HV-Fahrmodus, wenn der HV-Hoch-Modus und der HV-Niedrig-Modus in geeigneter Weise umgeschaltet werden. Beispielsweise wird ein Modus mit einer relativ hohen Effizienz von dem HV-Hoch-Modus und dem HV-Niedrig-Modus bei dem gleichen Übertragungsübersetzungsverhältnis ausgewählt. Eine relativ rechte Seite zeigt die Linie einer theoretischen Übertragungseffizienz in dem HV-Niedrig-Modus an und eine relativ linke Seite kennzeichnet die Linie einer theoretischen Übertragungseffizienz in dem HV-Hoch-Modus. Die Übertragungseffizienz des HV-Niedrig-Modus wird maximal bei dem Übertragungsübersetzungsverhältnis γ1. Bei dem Übertragungsübersetzungsverhältnis γ1 wird die Drehzahl der ersten Drehmaschine MG1 (des zweiten Sonnenrads 21) 0. Aus diesem Grund ist der elektrische Pfad, der durch die Reaktionskraft mit Bezug auf die erste Drehmaschine MG1 bewirkt wird, Null bei dem Übertragungsübersetzungsverhältnis γ1, und Leistung kann von der Maschine 1 zu dem Vorgelegeantriebszahnrad 25 nur durch die mechanische Leistungsübertragung übertragen werden. Das Übertragungsübersetzungsverhältnis γ1 ist ein Overdrive-seitiges Übertragungsübersetzungsverhältnis, d. h. ein Übertragungsübersetzungsverhältnis kleiner als 1. In der Anmeldung wird das Übertragungsübersetzungsverhältnis γ1 als das „erste mechanische Übertragungsübersetzungsverhältnis γ1“ bezeichnet.
Die theoretische Übertragungseffizienz des HV-Hoch-Modus wird maximal bei dem Übertragungsübersetzungsverhältnis γ2. In dem HV-Hoch-Modus wird die Drehzahl der ersten Drehmaschine MG1 (des zweiten Sonnenrads 21) Null bei dem Übertragungsübersetzungsverhältnis γ2, und Leistung kann von der Maschine 1 zu dem Vorgelegeantriebszahnrad 25 nur durch die mechanische Leistungsübertragung übertragen werden. Das Übertragungsübersetzungsverhältnis γ2 ist ein hochgangsseitiges Übertragungsübersetzungsverhältnis im Bezug auf das erste mechanische Übertragungsübersetzungsverhältnis γ1. In der Anmeldung wird das Übertragungsübersetzungsverhältnis γ2 als das „zweite mechanische Übertragungsübersetzungsverhältnis γ2“ bezeichnet.
Die theoretische Übertragungseffizienz in dem HV-Fahrmodus nimmt ab, wenn das Übertragungsübersetzungsverhältnis viel niedriger als das erste mechanische Übertragungsübersetzungsverhältnis γ1 wird. Des Weiteren verringert sich die theoretische Übertragungseffizienz in dem HV-Fahrmodus, wenn das Übertragungsübersetzungsverhältnis viel höher als das zweite mechanische Übertragungsübersetzungsverhältnis γ2 wird. Die theoretische Übertragungseffizienz des HV-Fahrmodus ist zu der Seite einer niedrigen Effizienz in dem Bereich des Übertragungsübersetzungsverhältnisses zwischen dem ersten mechanischen Übertragungsübersetzungsverhältnis γ1 und dem zweiten mechanischen Übertragungsübersetzungsverhältnis γ2 gekrümmt.
Auf diese Weise hat die Hybridfahrzeugantriebsvorrichtung 1-1 gemäß der Ausführungsform zwei mechanische Punkte bei der Hochgangsseite in Bezug auf das Übertragungsübersetzungsverhältnis 1. Da die Hybridfahrzeugantriebsvorrichtung 1-1 die Getriebeeinheit mit dem ersten Planetengetriebemechanismus 10, der Kupplung CL1 und der Bremse BK1 hat, ist es möglich, einen zweiten mechanischen Punkt (ein zweites mechanisches Übertragungsübersetzungsverhältnis γ2) bei der Hochgangsseite in Bezug auf den mechanischen Punkt (das erste mechanische Übertragungsübersetzungsverhältnis γ1) in dem Fall zu erzeugen, in dem die Maschine 1 mit dem zweiten Träger 24 direkt verbunden ist. Demzufolge ist es möglich, die Übertragungseffizienz während des Betriebs des hohen Gangs zu verbessern. Das heißt es ist möglich, ein Hybridsystem zu realisieren, das die Kraftstoffeffizienz durch die Verbesserung der Übertragungseffizienz verbessern kann, wenn das Fahrzeug bei einer hohen Geschwindigkeit fährt.
(Rückwärtsfahren)
Wenn das Fahrzeug rückwärts fährt, während die Maschine als eine Leistungsquelle verwendet wird, erzeugt die erste Drehmaschine MG1 elektrische Leistung als ein Generator und die zweite Drehmaschine MG2 führt einen Leistungsfahrbetrieb als ein Motor durch, der ein negatives Moment ausgibt und rückwärts dreht. Wenn der Batterieladezustand ausreichend ist, kann das Fahrzeug ein Motorfahren in dem Einzelantriebs-EV-Modus durchführen, in dem die zweite Drehmaschine MG2 rückwärts dreht. Des Weiteren kann das Fahrzeug in dem Dualantriebs-EV-Modus durch Fixieren des zweiten Trägers 24 rückwärts fahren.
(Zusammenwirkende Gangschaltsteuerung)
Als Nächstes wird die Gangschaltsteuerung der Hybridfahrzeugantriebsvorrichtung 1-1 beschrieben. Wenn die HV_ECU 50 den HV-Hoch-Modus und den HV-Niedrig-Modus umschaltet, wird eine zusammenwirkende Gangschaltsteuerung des gleichzeitigen Schaltens des ersten Planetengetriebemechanismus 10 und des zweiten Planetengetriebemechanismus 20 durchgeführt. In der zusammenwirkenden Gangschaltsteuerung erhöht die HV_ECU 50 ein Übertragungsübersetzungsverhältnis von einem von dem ersten Planetengetriebemechanismus 10 und dem zweiten Planetengetriebemechanismus 20 und verringert das Übertragungsübersetzungsverhältnis des anderen.
Wenn die HV_ECU 50 den HV-Hoch-Modus zu dem HV-Niedrig-Modus umschaltet, wird das Übertragungsübersetzungsverhältnis des zweiten Planetengetriebemechanismus 20 zu der Hochgangsseite in Synchronisation mit dem Umschalten des Modus geändert. Somit ist es möglich, eine Änderung eines Übertragungsübersetzungsverhältnisses durch Unterdrücken oder Verringern einer nicht kontinuierlichen Änderung des gesamten Übertragungsübersetzungsverhältnisses des Fahrzeugs 100 von der Maschine 1 zu dem Antriebsrad 32 zu verringern. Da eine Änderung des Übertragungsübersetzungsverhältnisses von der Maschine 1 zu dem Antriebsrad 32 unterdrückt wird, kann der Maschinendrehzahleinstellungsbetrag verringert werden oder die Maschinendrehzahl braucht nicht eingestellt zu werden in dem Gangschaltbetrieb. Beispielsweise schaltet die HV_ECU 50 den ersten Planetengetriebemechanismus 10 und den zweiten Planetengetriebemechanismus 20 in den Zusammenwirkungszustand, so dass das gesamte Übertragungsübersetzungsverhältnis des Fahrzeugs 100 fortlaufend zu der Niedriggangseite geändert wird.
Des Weiteren wird, wenn die HV_ECU 50 den HV-Niedrig-Modus zu dem HV-Hoch-Modus umschaltet, das Übertragungsübersetzungsverhältnis des zweiten Planetengetriebemechanismus 20 zu der Niedriggangseite in Synchronisation mit dem Umschalten des Modus geändert. Somit ist es möglich, eine Änderung eines Übertragungsübersetzungsverhältnisses durch Unterdrücken oder Verringern einer nichtkontinuierlichen Änderung des Übertragungsübersetzungsverhältnisses des gesamten Fahrzeugs 100 zu verringern. Beispielsweise schaltet die HV_ECU 50 den ersten Planetengetriebemechanismus 10 und den zweiten Planetengetriebemechanismus 20 in den Zusammenwirkungszustand, so dass das gesamte Übertragungsübersetzungsverhältnis des Fahrzeugs 100 fortlaufend zu der Hochgangsseite geändert wird.
Die Einstellung des Übertragungsübersetzungsverhältnisses des zweiten Planetengetriebemechanismus 20 wird durch beispielsweise die Steuerung der Drehzahl der ersten Drehmaschine MG1 durchgeführt. Beispielsweise steuert die HV_ECU 50 die erste Drehmaschine MG1 so, dass das Übertragungsübersetzungsverhältnis zwischen der Eingangswelle 2 und dem Vorgelegeantriebszahnrad 25 kontinuierlich geändert wird. Somit wird die gesamte Übertragungsvorrichtung mit den Planetengetriebemechanismen 10 und 20, der ersten Drehmaschine MG1, der Kupplung CL1 und der Bremse BK1, d. h. die Übertragungsvorrichtung mit der Differenzialeinheit und der Getriebeeinheit, als ein elektrisch stufenlos einstellbares Getriebe betrieben.
Wenn der Beschleunigeröffnungsgrad konstant ist (also in einem Beschleuniger-AUS-Zustand), führt die Hybridfahrzeugantriebsvorrichtung 1-1 einen Schaltbetrieb gleicher Leistung durch, in dem sich die Maschinendrehzahl und das Maschinenmoment vor, während und nach dem Gangschaltbetrieb nicht ändern. In dem Schaltbetrieb gleicher Leistung wird die Maschine 1 so gesteuert, dass das Ausgangsmoment und die Maschinendrehzahl der Maschine 1 konstant sind, wenn der erste Planetengetriebemechanismus 10 durch die Bremse BK1 und die Kupplung CL1 geschaltet wird. Hier umfasst der Zustand, in dem das Ausgangsmoment der Maschine 1 gesteuert wird, um konstant zu sein, einen Zustand, in dem das Ausgangsmoment der Maschine 1 bei einem Moment innerhalb eines vorbestimmten Bereichs aufrechterhalten wird, beispielsweise einen Zustand, in dem das Ausgangsmoment bei einem Moment innerhalb eines Bereichs von mehreren Prozent mit Bezug auf ein vorbestimmtes Moment aufrechterhalten wird. Das Gleiche gilt für den Fall, in dem die Maschinendrehzahl gesteuert wird, um konstant zu sein. Des Weiteren kann in dem Schaltbetrieb gleicher Leistung das Ausgangsmoment oder die Maschinendrehzahl der Maschine 1 mit einer Änderungsrate geändert werden, die kleiner ist als ein vorbestimmter Wert. Da der Schaltbetrieb gleicher Leistung durchgeführt wird, kann der Betriebspunkt der Maschine 1 konstant auf beispielsweise der Linie einer optimalen Kraftstoffeffizienz gelegen sein. Wenn angenommen wird, dass die Fahrzeuggeschwindigkeit konstant ist und der Verlust des HV-Niedrig-Modus gleich zu dem Verlust des HV-Hoch-Modus ist, ändert sich das Moment der Ausgangswelle nicht vor und nach dem Schaltbetrieb gleicher Leistung.
Hier, wenn der erste Planetengetriebemechanismus 10 durch die Umschaltvorrichtung geschaltet wird, die die Kupplung CL1 und die Bremse BK1 umfasst, gibt es eine Möglichkeit, dass der Schaltstoß durch eine Schwankung eines Moments bei dem Ausgang der Getriebeeinheit erzeugt wird, oder dass die Maschinendrehzahl schwankt. Beispielsweise wird der Schaltstoß erzeugt oder das Unterschwingen wird erzeugt, das die Maschinendrehzahl oder die MG1-Drehzahl in dem Hochschaltbetrieb verringert, wie nachstehend mit Bezug auf 9 und 10 beschrieben wird. Es sei angemerkt, dass das Unterschwingen einen Zustand kennzeichnet, in dem die tatsächliche Drehzahl eine negativseitige Drehzahl mit Bezug auf die Solldrehzahl oder die gewünschte Drehzahl wird oder sich die Drehzahländerungsrate zu dem negativseitigen Wert ändert.
9 ist ein Nomogramm gemäß dem Hochschaltbetrieb während eines HV-Fahrens, 10 ist ein Nomogramm, das eine Schwankung der Drehzahl während des Hochschaltbetriebs während eines HV-Fahrens darstellt, 11 ist ein erklärendes Diagramm, das das Unterschwingen und den Schaltstoß während des Hochschaltbetriebs darstellt, und 12 ist ein Zeitdiagramm gemäß der Hochschaltsteuerung der Ausführungsform. Die 9 bis 12 stellen den Hochschaltbetrieb dar, wenn das Fahrzeug fährt, während der Beschleunigeröffnungsgrad konstant ist.
In 11 und 12 kennzeichnet die horizontale Achse die Zeit. Des Weiteren kennzeichnet ein Moment einer Eingriffskupplung das Eingriffsmoment der Bremse BK1, und ein Moment einer Lösekupplung kennzeichnet das Eingriffsmoment der Kupplung CL1. Das Moment der Ausgangswelle kennzeichnet das Ausgangsmoment des zweiten Hohlrads 23. Die Längsbeschleunigung des Fahrzeugs 100 ist proportional zu dem Moment der Ausgangswelle. Des Weiteren wird das MG2-Moment so gesteuert, dass das Leistungsgleichgewicht im Wesentlichen Null für den Schaltbetrieb gleicher Leistung wird. Im Speziellen wird das MG2-Moment so bestimmt, dass der Wert von „MG1-Leistung + MG2-Leistung“ im Wesentlichen Null wird. Die Zeitspanne von der Zeit t1 bis zu der Zeit t2 (in 12 die Zeitspanne von der Zeit t11 bis zu der Zeit t12) ist eine Momentphase, und die Zeitspanne von der Zeit t3 bis zu der Zeit t4 (in 12 die Zeitspanne von der Zeit t13 zu der Zeit t14) nach dem Ende der Momentphase ist eine Trägheitsphase. Die Momentphase kennzeichnet die Zeitspanne bis die Trägheitsphase beginnt und nachdem die Übertragung des Moments der Eingriffskupplung begonnen hat. Die Trägheitsphase kennzeichnet die Zeitspanne bis die Drehzahl des ersten Sonnenrads 11 Null wird und nach der Erzeugung der Differenzialdrehzahl zwischen dem ersten Sonnenrad 11 und dem ersten Träger 14.
In 9 kennzeichnet die gestrichelte Linie den Drehzustand in dem HV-Niedrig-Modus (vor dem Gangschaltbetrieb), und die durchgehende Linie kennzeichnet den Drehzustand in dem HV-Hoch-Modus (nach dem Gangschaltbetrieb). Das Maschinenmoment, das auf den ersten Träger 14 aufgebracht wird, ist das positive Moment, und die Maschine 1 ist in einem Antriebszustand, in dem das Fahrzeug 100 durch das Maschinenmoment angetrieben wird. Da die Kupplung CL1 vor dem Gangschaltbetrieb im Eingriff ist und die Bremse BK1 nach dem Gangschaltbetrieb im Eingriff ist, wird das Maschinenmoment (das positive Moment) von dem ersten Hohlrad 13 zu dem zweiten Träger 24 übertragen. Die erste Drehmaschine MG1 gibt ein Reaktionsmoment (ein negatives Moment) mit Bezug auf das Maschinenmoment ab und gibt ein Maschinenmoment von dem zweiten Hohlrad 23 ab.
Wenn der erste Planetengetriebemechanismus 10 hochgeschaltet wird, löst die HV_ECU 50 die Kupplung CL1 und bringt die Bremse BK1 in Eingriff. Somit ist der Differenzialbetrieb des ersten Planetengetriebemechanismus 10 gestattet und die Drehung des ersten Sonnenrads 11 ist reguliert. Demzufolge erhöht sich, wie in 9 dargestellt ist, die Drehzahl des ersten Hohlrads 13 (siehe den Pfeil Y1), und die Drehzahl des zweiten Trägers 24, der mit dem ersten Hohlrad 13 verbunden ist, erhöht sich. Des Weiteren erhöht sich die Drehzahl (die MG1-Drehzahl) des zweiten Sonnenrads 21 (siehe der Pfeil Y2) mit einer Erhöhung der Drehzahl des zweiten Trägers 24. Der Drehzahlerhöhungsbetrag des zweiten Sonnenrads 21 ist größer als der Drehzahlerhöhungsbetrag des ersten Hohlrads 13.
Hier, wie in 10 dargestellt ist, tritt ein Problem darin auf, dass das Unterschwingen der Maschinendrehzahl oder der MG1-Drehzahl bei der Momentphase erzeugt wird, nachdem der Hochschaltbetrieb begonnen worden ist. In 10 kennzeichnet die gestrichelte Linie den Drehzustand, in dem das Moment der Eingriffskupplung als das Eingriffsmoment der Bremse BK1 0 Nm ist (vor dem Start des Eingriffs), und die durchgehende Linie kennzeichnet den Drehzustand, in dem das Moment der Eingriffskupplung größer als 0 Nm ist (nach dem Start des Eingriffs). Wenn der Eingriff der Bremse BK1 beginnt, wird das Moment der Eingriffskupplung auf das erste Sonnenrad 11 aufgebracht. Somit verringert sich das Moment der AT-Ausgangswelle, d. h. das Moment, das von dem ersten Hohlrad 13 zu dem zweiten Träger 24 übertragen wird.
Wie in 11 dargestellt ist, wenn die Momentphase voranschreitet, während sich das Moment der Eingriffskupplung erhöht und sich das Moment der Lösekupplung (das Eingriffsmoment der Kupplung CL1) verringert, wird das Moment der AT-Ausgangswelle das hochgangsseitige Moment im Vergleich zu dem Moment vor Beginn des Gangschaltbetriebs, und daher verringert sich die Größe des Moments der AT-Ausgangswelle. In diesem Fall verringert sich, wenn das MG1-Moment (das Reaktionsmoment) konstant ist, die Drehzahl der AT-Ausgangswelle (des zweiten Trägers 24) mit einer Verringerung des Moments der AT-Ausgangswelle, und daher wird das Unterschwingen erzeugt, bei dem die MG1-Drehzahl und die Maschinendrehzahl sich verringern. Auf diese Weise gibt es, wenn die Maschinendrehzahl schwankt, eine Möglichkeit, dass der Schaltbetrieb gleicher Leistung nicht eingerichtet wird.
Des Weiteren wird, wenn das Reaktionsmoment der ersten Drehmaschine MG1 nicht eingestellt wird, der Schaltstoß bei der Trägheitsphase erzeugt. Wie in 11 dargestellt ist, verringert sich die Maschinendrehzahl, wenn das MG1-Moment bei dem konstanten Wert bei der Trägheitsphase aufrechterhalten wird. Des Weiteren wird das Trägheitsmoment, das durch eine Schwankung der Drehzahl der ersten Drehmaschine MG1 verursacht wird, zu der Ausgangswelle (dem zweiten Hohlrad 23) übertragen, und daher wird der Schaltstoß aufgrund einer Schwankung des Moments der Ausgangswelle erzeugt.
Die Hybridfahrzeugantriebsvorrichtung 1-1 gemäß der Ausführungsform korrigiert das MG1-Moment bei der Momentphase (in 12 die Zeitspanne von der Zeit t11 bis zu der Zeit t12) nach Beginn des Gangschaltbetriebs während eines HV-Fahrens. Somit wird eine Schwankung der Maschinendrehzahl bei der Momentphase unterdrückt. Im Speziellen korrigiert die HV_ECU 50 das Reaktionsmoment der ersten Drehmaschine MG1 so, dass eine Schwankung der MG1-Drehzahl bei der Momentphase unterdrückt werden kann, nachdem der Hochschaltbetrieb des ersten Planetengetriebemechanismus 10 durch die Bremse BK1 und die Kupplung CL1 begonnen worden ist, während das Fahrzeug unter Verwendung der Maschine 1 als eine Leistungsquelle fährt.
Wie durch Bezugszeichen R1 von 12 gekennzeichnet ist, wird eine Korrektur des Verringerns der Größe des MG1-Moments, d. h. eine Korrektur des Verringerns des Reaktionsmoments, bei der Momentphase durchgeführt. Die HV_ECU 50 verringert das Reaktionsmoment der ersten Drehmaschine MG1 in Erwiderung auf den Verringerungsbetrag des Moments der AT-Ausgangswelle bei der Momentphase. 13 ist ein Diagramm, das einen Zustand darstellt, in dem das Unterschwingen bei der Hochschaltmomentphase unterdrückt wird. Wie in 13 dargestellt ist, werden eine Verringerung der MG1-Drehzahl und eine Verringerung der Maschinendrehzahl durch Verringern des Reaktionsmoments der ersten Drehmaschine MG1 bei der Momentphase unterdrückt. Da sich des Weiteren das Reaktionsmoment der ersten Drehmaschine MG1 mit Bezug auf eine Verringerung des Moments der AT-Ausgangswelle bei der Momentphase verringert, wird eine Schwankung des Moments der Ausgangswelle unterdrückt, und daher wird der Schaltstoß verringert.
14 ist ein Zeitdiagramm gemäß der MG1-Momentsteuerung bei der Hochschaltmomentphase. Der Beginn der Momentphase wird auf der Basis des Unterschwingungsbetrags ΔNg der MG1-Drehzahl erfasst. Der Unterschwingungsbetrag ΔNg kennzeichnet eine Drehzahldifferenz zwischen der Soll-MG1-Drehzahl und der tatsächlichen MG1-Drehzahl. Hier kann die Soll-MG1-Drehzahl auf beispielsweise die MG1-Drehzahl festgelegt sein, wenn der Gangschaltbetrieb begonnen wird.
Die HV_ECU 50 bestimmt, dass die Drehmomentphase begonnen hat, wenn der Unterschwingungsbetrag ΔNg ein vorbestimmter Wert oder mehr ist. Der vorbestimmte Wert ist im Voraus auf einen Wert eines Niveaus festgelegt, bei dem der Fahrer sich nicht unkomfortabel fühlt. Beispielsweise ist der Wert mehrere zehn U/min. Als ein Beispiel kann der vorbestimmte Wert auf 50 U/min festgelegt sein. Die HV_ECU 50 korrigiert das MG1-Moment bei der Momentphase beispielsweise auf der Basis folgender Gleichungen (1) bis (3): MG1-Moment = F/F-Term + F/B-Term (1) F/F-Term = Basis-MG1-Moment + geschätztes Moment der Eingriffskupplung × Koeffizient (2) F/B-Term = Kp × ΔNg + Kd × d/dt(ΔNg) + Ki × ∫(ΔNg)dt (3)
Hier kennzeichnet das Basis-MG1-Moment beispielsweise das MG1-Moment vor dem Gangschaltbetrieb. Des Weiteren kennzeichnen Kp, Kd bzw. Ki die Koeffizienten der PID-Steuerung.
Die HV_ECU 50 führt eine Rückkopplungs(F/B)-Regelung (PID-Regelung) des MG1-Moments so durch, dass der Unterschwingungsbetrag ΔNg bei der Momentphase Null wird.
Des Weiteren verringert die HV_ECU 50 das MG1-Moment durch eine Feedforward(FF)-Steuerung. Der Zustand, in dem die Momentphase beginnt, kennzeichnet einen Zustand, in dem die Übertragung des Moments der Eingriffskupplung beginnt. Da der Eingriffsöldruck der Bremse BK1 mit einer vorbestimmten Rate erhöht wird, kann der Übertragungsgrad des Moments der Eingriffskupplung zu einem gewissen Grad geschätzt werden. Aus diesem Grund verringert die HV_ECU 50 das Reaktionsmoment der ersten Drehmaschine MG1 durch die Feedforward-Steuerung in Erwiderung auf den Betrag des geschätzten Moments der Eingriffskupplung. Der F/F-Term wird durch Multiplizieren des geschätzten Moments der Eingriffskupplung mit dem Koeffizienten des Übersetzungsverhältnisses der Planetengetriebemechanismen 10 und 20 berechnet. Das anfängliche Ansprechverhalten bei der Momentphase ist ausreichend, weil die Drehzahlberechnungsverzögerung im Gegensatz zu dem F/B-Term nicht existiert.
Da der Abweichungsbetrag zwischen dem geschätzten Moment der Eingriffskupplung und dem tatsächlichen Wert in einer Änderung des Unterschwingungsbetrags ΔNg erscheint, kann die Korrektur durch den F/B-Term durchgeführt werden. Des Weiteren kann das Moment der Eingriffskupplung auf der Basis der Verstreichzeit von dem Beginn des Gangschaltbetriebs geschätzt werden. Es wird geschätzt, dass das Moment der Eingriffskupplung sich erhöht, wenn sich die Verstreichzeit erhöht. Des Weiteren kann das Moment der Eingriffskupplung von dem Eingriffsöldruckanweisungswert geschätzt werden. Es wird geschätzt, dass sich das Moment der Eingriffskupplung erhöht, wenn sich der Eingriffsöldruckanweisungswert erhöht.
Des Weiteren verringert die Hybridfahrzeugantriebsvorrichtung 1-1 das Reaktionsmoment der ersten Drehmaschine MG1 in Erwiderung auf das Trägheitsmoment, das durch eine Änderung der Drehzahl bei der Trägheitsphase (von der Zeit t13 bis zu der t14) verursacht wird, wie durch Bezugszeichen R2 von 12 gekennzeichnet ist. Somit wird eine Schwankung des Moments der Ausgangswelle unterdrückt.
15 ist ein Zeitdiagramm gemäß der MG1-Momentsteuerung bei der Hochschaltträgheitsphase. Der Beginn der Trägheitsphase wird auf der Basis des MG1-Drehzahlerhöhungsbetrags erfasst. Beispielsweise bestimmt die HV_ECU 50, dass die Trägheitsphase zu dem Zeitpunkt beginnt, zu dem der MG1-Drehzahlerhöhungsbetrag mit Bezug auf die Drehzahl vor dem Gangschaltbetrieb ein vorbestimmter Wert oder mehr wird. Beispielsweise korrigiert die HV_ECU 50 das MG1-Moment bei der Trägheitsphase auf der Basis der folgenden Gleichungen (4) bis (6). MG1-Moment = F/F-Term + F/B-Term (4) F/F-Term = Soll-dNg × Koeffizient (5) F/B-Term = Kp × ΔdNg + Kd × d/dt(ΔdNg) + Ki∫(ΔdNg)dt (6)
Hier ist dNg die Änderungsrate (nachstehend einfach als die „Drehzahländerungsrate“ bezeichnet) der MG1-Drehzahl. Der Sollwert (das Soll-dNg) der Drehzahländerungsrate dNg ist im Voraus festgelegt. ΔdNg wird durch die folgende Gleichung (7) berechnet und ist der Abweichungsbetrag der tatsächlichen Drehzahländerungsrate (die tatsächliche dNg) mit Bezug auf die Soll-dNg. Es sei angemerkt, dass die Koeffizienten Kp, Kd und Ki der PID-Regelung der vorstehend beschriebenen Gleichung (6) von den Koeffizienten Kp, Kd und Ki der vorstehend beschriebenen Gleichung (3) verschieden sein können. ΔdNg = Soll-dNg – tatsächliche dNg (7)
Bei der Trägheitsphase wird das MG1-Moment so gesteuert, dass die Drehzahländerungsrate dNg auf ein Soll gesteuert wird. In dem F/F-Term wird ein Wert, der durch Multiplizieren eines Koeffizienten mit der Soll-dNg erhalten wird, als das Trägheitsmoment ausgegeben, das die Soll-dNg erfüllt. Gemäß der F/F-Steuerung ist die anfängliche Ansprechempfindlichkeit bei der Trägheitsphase ausreichend, weil die Drehzahlberechnungsverzögerung nicht existiert. Der Abweichungsbetrag zwischen der Soll-dNg und der tatsächlichen dNg wird durch den F/B-Term korrigiert. Des Weiteren ist die Größe der Soll-dNg bei dem Ende der Trägheitsphase auf einen Wert kleiner als vorher festgelegt, um den Eingriffsstoß zu unterdrücken. Das heißt, die HV_ECU 50 verringert die Drehzahländerungsrate dNg, wenn die Bremse BK1 vollständig im Eingriff ist. Somit ist es möglich, den Stoß zu unterdrücken, der durch eine Änderung des Trägheitsmoments verursacht wird, wenn die Bremse BK1 vollständig im Eingriff ist. Wenn des Weiteren der Leistungsänderungsbetrag der ersten Drehmaschine MG1 bei der Trägheitsphase durch das MG2-Moment absorbiert wird, ändert sich das Moment der Ausgangswelle. Demzufolge ist es wünschenswert, den Leistungsänderungsbetrag der ersten Drehmaschine MG1 bei der Trägheitsphase durch eine Lieferung von elektrischer Leistung zwischen der ersten Drehmaschine MG1 und der Batterie zu absorbieren.
Als Nächstes wird der Betrieb der Hochschaltsteuerung der Ausführungsform mit Bezug auf 16 beschrieben. 16 ist ein Flussdiagramm, das den Betrieb der Hochschaltsteuerung gemäß der ersten Ausführungsform darstellt. Der Steuerungsablauf, der in 16 dargestellt ist, wird durchgeführt, beispielsweise bei einem vorbestimmten Intervall, während das Fahrzeug fährt.
In Schritt S1 bestimmt die HV_ECU 50, ob der Hochschaltbetrieb durchgeführt wird. Die HV_ECU 50 bestimmt, ob der Hochschaltbetrieb während eines HV-Fahrens, das die Maschine 1 als eine Leistungsquelle verwendet, durchgeführt wird. Wenn als das Bestimmungsergebnis von Schritt S1 bestimmt wird, dass der Hochschaltbetrieb durchgeführt wird (Schritt S1-Y), geht die Routine weiter zu Schritt S2. Wenn des Weiteren bestimmt wird, dass der Hochschaltbetrieb nicht durchgeführt wird (Schritt S1-N) geht die Routine weiter zu Schritt S6.
In Schritt S2 bestimmt die HV_ECU 50, ob die gegenwärtige Phase die Momentphase ist. Die HV_ECU 50 bestimmt, ob das Moment der Eingriffskupplung übertragen wird, d. h. ob die Momentphase erzeugt wird. Wie beispielsweise vorstehend durch Bezugnahme auf 14 beschrieben ist, kann die HV_ECU 50 bestimmen, ob die gegenwärtige Phase die Momentphase ist, auf der Basis des Unterschwingungsbetrags ΔdNg. Des Weiteren kann, statt auf der Basis dieser Bestimmung, auf der Basis der Verstreichzeit von dem Beginn des Gangschaltbetriebs bestimmt werden, ob die gegenwärtige Phase die Momentphase ist. Wenn als das Bestimmungsergebnis von Schritt S2 bestimmt wird, dass die gegenwärtige Phase die Momentphase ist (Schritt S2-Y), geht die Routine weiter zu Schritt S3. Wenn darüber hinaus bestimmt wird, dass die gegenwärtige Phase nicht die Momentphase ist (Schritt S2-N), geht die Routine weiter zu Schritt S6.
In Schritt S3 führt die HV_ECU 50 eine Steuerung des Verringerns des Reaktionsmoments der ersten Drehmaschine MG1 durch. Wenn das MG1-Moment sich mit Bezug auf eine Erhöhung des Moments der Eingriffskupplung nicht ändert, verringert sich die MG1-Drehzahl. Diese Änderung tritt in der Richtung entgegengesetzt zu der Änderung der Drehzahl durch das Voranschreiten des Gangschaltbetriebs auf. Das heißt ein Problem tritt darin auf, dass die Hochschaltzeit sich aufgrund des Unterschwingens leicht erhöht. Des Weiteren verringert sich, wenn sich die MG1-Drehzahl verringert, auch die Maschinendrehzahl, und daher wird der Schaltbetrieb gleicher Leistung nicht leicht durchgeführt. Die HV_ECU 50 erfasst eine Verringerung der MG1-Drehzahl bei der Momentphase und verringert das MG1-Reaktionsmoment so, dass der Unterschwingungsbetrag ΔdNg Null wird. Die HV_ECU 50 kann das MG1-Reaktionsmoment durch wenigstens eine von der F/B-Regelung auf der Basis des Unterschwingungsbetrags ΔdNg und der F/F-Steuerung auf der Basis des geschätzten Moments der Eingriffskupplung bei der Momentphase verringern. Wenn der Prozess von Schritt S3 durchgeführt wird, geht die Routine zu Schritt S4 voran.
In Schritt S4 bestimmt die HV_ECU 50, ob die gegenwärtige Phase die Trägheitsphase ist. In Schritt S4 wird bestimmt, ob die Ausgangswellendrehzahl der Getriebeeinheit geändert ist, d. h. ob die Trägheitsphase erzeugt wird. In der Ausführungsform wird bestimmt, dass die Trägheitsphase zu dem Zeitpunkt beginnt, zu dem der MG1-Drehzahlerhöhungsbetrag ein vorbestimmter Wert oder mehr wird. Wenn als das Bestimmungsergebnis von Schritt S4 bestimmt wird, dass die gegenwärtige Phase die Trägheitsphase (Schritt S4-Y) ist, geht die Routine weiter zu Schritt S5. Wenn des Weiteren bestimmt wird, dass die gegenwärtige Phase nicht die Trägheitsphase ist (Schritt S4-N), geht die Routine weiter zu Schritt S3, um eine Steuerung des Verringerns des MG1-Reaktionsmoments bei der Momentphase durchzuführen.
In Schritt S5 führt die HV_ECU 50 eine Steuerung des Verringerns des Reaktionsmoments der ersten Drehmaschine MG1 durch. Die HV_ECU 50 verringert das Reaktionsmoment der ersten Drehmaschine MG1 so, dass sich das Trägheitsmoment bei der Trägheitsphase verringert. Somit ist es möglich, den Schaltstoß bei der Trägheitsphase zu unterdrücken, der verursacht wird, wenn das Trägheitsmoment, das durch eine Schwankung der MG1-Drehzahl erzeugt wird, zu der Ausgangswelle übertragen wird. Beispielsweise kann die HV_ECU 50 die AT-Eingangswellendrehzahl (die Maschinendrehzahl) durch die F/B-Regelung des MG1-Moments steuern, um einen Stoß zu verringern, während das Moment der Eingriffskupplung auf einen konstanten Wert bei der Trägheitsphase festgelegt wird. Wenn der Prozess von Schritt S5 durchgeführt wird, endet dieser Steuerungsablauf.
In Schritt S6 führt die HV_ECU 50 eine allgemeine Reaktionskraftsteuerung durch. Die HV_ECU 50 führt eine vorbestimmte MG1-Momentsteuerung durch. Wenn der Prozess von Schritt S6 durchgeführt wird, endet dieser Steuerungsablauf.
Wie vorstehend beschrieben ist, ist es durch die Gangschaltsteuerung der Hybridfahrzeugantriebsvorrichtung 1-1 gemäß der Ausführungsform möglich, einen Effekt zu erhalten, dass eine Schwankung der Maschinendrehzahl in dem Hochschaltbetrieb unterdrückt wird, oder einen Effekt, dass der Schaltstoß, der durch eine Schwankung des Ausgangsmoments (des Moments der Ausgangswelle) in dem Hochschaltbetrieb unterdrückt wird. Des Weiteren, da die Hybridfahrzeugantriebsvorrichtung 1-1 das Unterschwingen der MG1-Drehzahl oder dergleichen in dem Hochschaltbetrieb unterdrückt, ist es möglich, einen Effekt zu erhalten, dass eine Erhöhung einer Gangschaltzeit unterdrückt wird.
Des Weiteren kann die Hybridfahrzeugantriebsvorrichtung 1-1, zusätzlich zu der Unterdrückung des Unterschwingens der MG1-Drehzahl bei der Momentphase, die MG1-Drehzahl erhöhen. Beispielsweise kann die MG1-Drehzahl bei der Momentphase innerhalb des Bereichs erhöht werden, in dem der Fahrer sich nicht unwohl fühlt. Somit kann die Hochschaltzeit verkürzt werden. Als ein Beispiel kann die MG1-Drehzahl bei der Momentphase um einen vorbestimmten Wert mit Bezug auf die MG1-Drehzahl erhöht werden, wenn der Gangschaltbetrieb beginnt. Der vorbestimmte Wert kann auf beispielsweise den Wert gleich zu dem vorbestimmten Wert festgelegt werden, der verwendet wird, um auf der Basis des Unterschwingungsbetrags ΔdNg zu bestimmen, ob die Momentphase beginnt.
Die Hybridfahrzeugantriebsvorrichtung 1-1 kann den HV-Hoch-Modus und den HV-Niedrig-Modus durch die Getriebeeinheit umschalten, die den ersten Planetengetriebemechanismus 10, die Kupplung CL1 und die Bremse BK1 hat, und kann die Übertragungseffizienz des Fahrzeugs 100 verbessern. Des Weiteren ist der zweite Planetengetriebemechanismus 20 als die Differenzialeinheit in Reihe mit der hinteren Stufe der Getriebeeinheit verbunden. Da der erste Planetengetriebemechanismus 10 in dem Overdrive-Zustand ist, gibt es einen Vorteil, dass das Moment der ersten Drehmaschine MG1 kein hohes Moment sein braucht.
Da des Weiteren die Drehung der Eingangskomponente des zweiten Planetengetriebemechanismus 20 durch den Eingriff der Kupplung CL1 und der Bremse BK1 der Getriebeeinheit reguliert werden kann, kann das Fahrzeug in dem Dualmotor-EV-Modus fahren. Aus diesem Grund gibt es keine Notwendigkeit, eine separate zusätzliche Kupplung zum Realisieren des Dualmotor-EV-Modus vorzusehen, und daher ist die Gestaltung vereinfacht. Mit der Gestaltung der Ausführungsform kann ein großes Verzögerungsverhältnis der zweiten Drehmaschine MG2 erhalten werden. Des Weiteren kann eine kompakte Anordnung durch die FF- oder die RR-Gestaltung realisiert werden.
[Zweite Ausführungsform]
Eine zweite Ausführungsform wird mit Bezug auf 17 bis 24 beschrieben. In der zweiten Ausführungsform wird das gleiche Bezugszeichen der Komponente gegeben, die die gleiche Funktion wie die erste Ausführungsform hat, und die wiederholte Beschreibung von dieser wird weggelassen. Die mechanische Gestaltung des Fahrzeugs 100 gemäß der Ausführungsform kann die gleiche sein wie die des Fahrzeugs 100 gemäß der ersten Ausführungsform.
Die zweite Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform darin, dass das MG1-Moment in dem Herunterschaltbetrieb korrigiert wird. Wenn das MG1-Moment in dem Herunterschaltbetrieb korrigiert wird, ist es möglich, eine Schwankung des Moments der Ausgangswelle oder das Unterschwingen der Maschinendrehzahl oder dergleichen während des Gangschaltbetriebs zu unterdrücken.
Wie nachstehend mit Bezug auf 17 und 18 beschrieben ist, wenn der Herunterschaltbetrieb der Getriebeeinheit durchgeführt wird, wird aufgrund einer Schwankung des Moments der Ausgangswelle das Unterschwingen erzeugt, bei dem sich die Maschinendrehzahl oder die MG1-Drehzahl verringert, oder der Schaltstoß wird erzeugt.
17 ist ein Nomogramm gemäß dem Herunterschaltbetrieb während eines HV-Fahrens, 18 ist ein Nomogramm, das eine Schwankung der Drehzahl in dem Herunterschaltbetriebs während eines HV-Fahrens darstellt, 19 ist ein erklärendes Diagramm, das das Unterschwingen und den Schaltstoß in dem Herunterschaltbetrieb darstellt, und 20 ist ein Zeitdiagramm gemäß der Herunterschaltsteuerung der Ausführungsform. 17 bis 20 stellen den Herunterschaltbetrieb dar, wenn das Fahrzeug fährt, während der Beschleunigeröffnungsgrad konstant ist.
In 19 und 20 kennzeichnet die horizontale Achse die Zeit. Des Weiteren kennzeichnet das Moment der Eingriffskupplung das Eingriffsmoment der Kupplung CL1, und das Moment der Lösekupplung kennzeichnet das Eingriffsmoment der Bremse BK1. Das Moment der Ausgangswelle kennzeichnet das Ausgangsmoment des zweiten Hohlrads 23. Die Längsbeschleunigung des Fahrzeugs 100 ist proportional zu dem Moment der Ausgangswelle. Des Weiteren wird das MG2-Moment so gesteuert, dass das Leistungsgleichgewicht im Wesentlichen Null wird für den Schaltbetrieb gleicher Leistung. Im Speziellen ist das MG2-Moment so bestimmt, dass der Wert von „MG1-Leistung + MG2-Leistung“ im Wesentlichen Null wird. Die Zeitspanne von der Zeit t21 bis zu der Zeit t22 (in 20 die Zeitspanne von der Zeit t31 bis zu der Zeit t32) ist die Momentphase, und die Zeitspanne von der Zeit t23 nach dem Ende der Momentphase bis zu der Zeit t24 (in 20 die Zeitspanne von der Zeit t33 bis zu der Zeit t34) ist die Trägheitsphase.
In 17 kennzeichnet die gestrichelte Linie den Drehzustand in dem HV-Hoch-Modus (vor dem Gangschaltbetrieb), und die durchgehende Linie kennzeichnet den Drehzustand in dem HV-Niedrig-Modus (nach dem Gangschaltbetrieb). Das Maschinenmoment, das auf den ersten Träger 14 aufgebracht wird, ist ein negatives Moment, und die Maschine 1 wird in einem Zustand aufrechterhalten, in dem die Maschine durch das Moment angetrieben wird, das von dem Antriebsrad 32 übertragen wird. Da die Bremse BK vor dem Gangschaltbetrieb im Eingriff ist und die Kupplung CL1 nach dem Gangschaltbetrieb im Eingriff ist, wird das Maschinenmoment (das negative Moment) von dem ersten Hohlrad 13 zu dem zweiten Träger 24 übertragen. Die erste Drehmaschine MG1 gibt ein Reaktionsmoment (ein positives Moment) in Bezug auf das Maschinenmoment ab und gibt das Maschinenmoment von dem zweiten Hohlrad 23 ab.
Wenn der Herunterschaltbetrieb des ersten Planetengetriebemechanismus 10 durchgeführt wird, löst die HV_ECU 50 die Bremse BK1 und bringt die Kupplung CL1 in Eingriff. Somit ist die Drehung des ersten Sonnenrads 11 gestattet und der Differenzialbetrieb des ersten Planetengetriebemechanismus 10 ist reguliert. Demzufolge verringert sich, wie in 17 dargestellt ist, die Drehzahl des ersten Hohlrads 13 (siehe den Pfeil Y3), und die Drehzahl des zweiten Trägers 24, der mit dem ersten Hohlrad 13 verbunden ist, verringert sich. Des Weiteren verringert sich die Drehzahl (die MG1-Drehzahl) des zweiten Sonnenrads 21 (siehe den Pfeil Y4) in Erwiderung auf eine Verringerung der Drehzahl des zweiten Trägers 24. Der Drehzahlverringerungsbetrag des zweiten Sonnenrads 21 ist größer als der Drehzahlverringerungsbetrag des ersten Hohlrads 13.
Hier tritt ein Problem darin auf, dass das Unterschwingen der Maschinendrehzahl oder der MG1-Drehzahl bei der Momentphase nach Beginn des Herunterschaltbetriebs erzeugt wird, wie in 18 dargestellt ist. In 18 kennzeichnet die gestrichelte Linie den Drehzustand, in dem das Moment der Eingriffskupplung als das Eingriffsmoment der Kupplung CL1 0 Nm ist (vor dem Start des Eingriffs), und die durchgehende Linie kennzeichnet den Drehzustand, in dem das Moment der Eingriffskupplung größer als 0 Nm ist (nach dem Start des Eingriffs). Wenn der Eingriff der Kupplung CL1 begonnen hat, wird das Moment der Eingriffskupplung auf das erste Sonnenrad 11 und den ersten Träger 14 aufgebracht. Somit erhöht sich das Moment der AT-Ausgangswelle, d. h. das negative Moment, das von dem ersten Hohlrad 13 zu dem zweiten Träger 24 übertragen wird.
Wie in 19 dargestellt ist, wenn die Momentphase voranschreitet, während sich das Moment der Eingriffskupplung erhöht und sich das Moment der Lösekupplung (das Eingriffsmoment der Bremse BK1) verringert, wird das Moment der AT-Ausgangswelle das niedriggangseitige Moment (das große negative Moment) im Vergleich zu dem Moment vor Beginn des Gangschaltbetriebs, und daher verringert sich die Größe des Moments der AT-Ausgangswelle. In diesem Fall, wenn das MG1-Moment (das Reaktionsmoment) konstant ist, verringert sich die Drehzahl der AT-Ausgangswelle (des zweiten Trägers 24) mit einer Verringerung des Moments der AT-Ausgangswelle, und daher wird das Unterschwingen erzeugt, bei dem sich die MG1-Drehzahl und die Maschinendrehzahl verringern. Auf diese Weise, wenn die Maschinendrehzahl schwankt, gibt eine Möglichkeit, dass der Schaltbetrieb gleicher Leistung nicht eingerichtet wird.
Wenn des Weiteren das Reaktionsmoment der ersten Drehmaschine MG1 nicht eingestellt wird, wird der Schaltstoß bei der Trägheitsphase erzeugt. Wie in 19 dargestellt ist, wenn das MG1-Moment bei dem konstanten Wert bei der Trägheitsphase aufrechterhalten wird, erhöht sich die Maschinendrehzahl. Des Weiteren wird das Trägheitsmoment, das durch eine Schwankung der Drehzahl der ersten Drehmaschine MG1 verursacht wird, zu der Ausgangswelle (dem zweiten Hohlrad 23) übertragen, und daher wird der Schaltstoß aufgrund einer Schwankung des Moments der Ausgangswelle erzeugt.
Die Hybridfahrzeugantriebsvorrichtung 1-1 gemäß der Ausführungsform korrigiert das MG1-Moment bei der Momentphase (in 20 die Zeitspanne von der Zeit t31 bis zu der Zeit t23) nach dem Beginn des Gangschaltbetriebs während eines HV-Fahrens. Somit wird eine Schwankung der Maschinendrehzahl bei der Momentphase unterdrückt. Im Speziellen korrigiert die HV_ECU 50 das Reaktionsmoment der ersten Drehmaschine MG1 so, dass eine Schwankung der MG1-Drehzahl bei der Momentphase, nachdem der Herunterschaltbetrieb des ersten Planetengetriebemechanismus 10 durch die Bremse BK1 und die Kupplung CL1 begonnen hat, während das Fahrzeug unter Verwendung der Maschine 1 als eine Leistungsquelle fährt, unterdrückt werden kann.
Wie durch Bezugszeichen R11 von 20 gekennzeichnet ist, wird eine Korrektur des Erhöhens der Größe des MG1-Moments, d. h. eine Korrektur des Erhöhens des Reaktionsmoments, bei der Momentphase durchgeführt. Die HV_ECU 50 erhöht das Reaktionsmoment der ersten Drehmaschine MG1 in Erwiderung auf den Verringerungsbetrag des Moments der AT-Ausgangswelle bei der Momentphase. 21 ist ein Diagramm, das die Unterdrückung des Unterschwingens bei der Herunterschaltmomentphase darstellt. Wie in 21 dargestellt ist, werden eine Verringerung der MG1-Drehzahl und eine Verringerung der Maschinendrehzahl durch Erhöhen des Reaktionsmoments der ersten Drehmaschine MG1 bei der Momentphase unterdrückt. Da sich des Weiteren das Reaktionsmoment der ersten Drehmaschine MG1 mit Bezug auf eine Verringerung des Moments der AT-Ausgangswelle bei der Momentphase erhöht, wird eine Schwankung des Moments der Ausgangswelle unterdrückt, und daher wird der Schaltstoß verringert.
22 ist ein Zeitdiagramm gemäß der MG1-Momentsteuerung bei der Herunterschaltmomentphase. Der Beginn der Momentphase wird auf der Basis des Unterschwingungsbetrags ΔNg der MG1-Drehzahl erfasst. Der Unterschwingungsbetrag ΔNg ist eine Drehzahldifferenz zwischen der Soll-MG1-Drehzahl und der tatsächlichen MG1-Drehzahl. Hier kann die Soll-MG1-Drehzahl auf beispielsweise die MG1-Drehzahl festgelegt sein, wenn der Gangschaltbetrieb begonnen wird.
Die HV_ECU 50 bestimmt, dass die Momentphase begonnen hat, wenn der Unterschwingungsbetrag ΔNg ein vorbestimmter Wert oder mehr wird. Der vorbestimmte Wert ist im Voraus auf einen Wert eines Niveaus festgelegt, bei dem sich der Fahrer nicht unwohl fühlt. Beispielsweise ist der Wert mehrere zehn U/min. Als ein Beispiel kann der vorbestimmte Wert auf 50 U/min festgelegt sein. Die HV_ECU 50 korrigiert das MG1-Moment bei der Momentphase auf der Basis beispielsweise der vorstehend beschriebenen Gleichungen (1) bis (3). Die HV_ECU 50 führt eine Rückkopplungs(F/B)-Regelung (PID-Regelung) des MG1-Moments so durch, dass der Unterschwingungsbetrag ΔNg bei der Momentphase Null wird.
Des Weiteren erhöht die HV_ECU 50 das MG1-Moment durch eine Feedforward(F/F)-Steuerung. Der Zustand, in dem die Momentphase beginnt, kennzeichnet einen Zustand, bei dem die Übertragung des Moments der Eingriffskupplung beginnt. Da der Eingriffsöldruck der Kupplung CL1 mit einer vorbestimmten Rate erhöht wird, kann der Übertragungsgrad des Moments der Eingriffskupplung zu einem gewissen Grad geschätzt werden. Aus diesem Grund erhöht die HV_ECU 50 das Reaktionsmoment der ersten Drehmaschine MG1 gemäß der Feedforward-Steuerung in Erwiderung auf den Betrag des geschätzten Moments der Eingriffskupplung. Der F/F-Term wird durch Multiplizieren des geschätzten Moments der Eingriffskupplung mit dem Koeffizienten des Übersetzungsverhältnisses der Planetengetriebemechanismen 10 und 20 erhalten. Die anfängliche Ansprechempfindlichkeit bei der Momentphase ist ausreichend, weil die Drehzahlberechnungsverzögerung, im Gegensatz zu dem F/B-Term, nicht existiert.
Da der Abweichungsbetrag zwischen dem geschätzten Moment der Eingriffskupplung und dem tatsächlichen Wert in einer Änderung des Unterschwingungsbetrags ΔNg in Erscheinung tritt, kann die Korrektur durch den F/B-Term durchgeführt werden. Es sei angemerkt, dass das Verfahren des Schätzens des Moments der Eingriffskupplung gleich zu dem der ersten Ausführungsform sein kann.
Des Weiteren verringert die Hybridfahrzeugantriebsvorrichtung 1-1, wie durch Bezugszeichen R12 von 20 gekennzeichnet ist, das Reaktionsmoment der ersten Drehmaschine MG1 in Erwiderung auf das Trägheitsmoment, das durch eine Schwankung der Drehzahl bei der Trägheitsphase (von der Zeit t33 bis zu der Zeit t34) verursacht wird. Somit wird eine Schwankung des Moments der Ausgangswelle unterdrückt.
23 ist ein Zeitdiagramm gemäß der MG1-Momentsteuerung bei der Trägheitsphase während des Herunterschaltbetriebs. Der Beginn der Trägheitsphase wird auf der Basis des MG1-Drehzahlverringerungsbetrags erfasst. Beispielsweise bestimmt die HV_ECU 50, dass die Trägheitsphase zu dem Zeitpunkt beginnt, zu dem der MG1-Drehzahlverringerungsbetrag mit Bezug auf die Drehzahl vor dem Gangschaltbetrieb ein vorbestimmter Wert oder mehr wird. Beispielsweise korrigiert die HV_ECU 50 das MG1-Moment bei der Trägheitsphase auf der Basis der vorstehend beschriebenen Gleichungen (4) bis (6).
Bei der Trägheitsphase wird das MG1-Moment so gesteuert, dass die Drehzahländerungsrate dNg auf ein Soll gesteuert wird. Bei dem F/F-Term wird ein Wert, der durch Multiplizieren eines Koeffizienten mit der Soll-dNg erhalten wird, als das Trägheitsmoment ausgegeben, das die Soll-dNg erfüllt. Gemäß der F/F-Steuerung ist das anfängliche Ansprechverhalten bei der Trägheitsphase zufriedenstellend, weil die Drehzahlberechnungsverzögerung nicht existiert. Der Abweichungsbetrag zwischen der Soll-dNg und der tatsächlichen dNg wird durch den F/B-Term korrigiert. Des Weiteren ist die Größe der Soll-dNg bei dem Ende der Trägheitsphase auf einen Wert festgelegt, der kleiner als vorher ist, um den Eingriffsstoß zu unterdrücken. Das heißt die HV_ECU 50 verringert die Drehzahländerungsrate dNg, wenn die Kupplung CL1 vollständig im Eingriff ist. Somit ist es möglich, den Stoß zu unterdrücken, der durch eine Änderung des Trägheitsmoments verursacht wird, wenn die Kupplung CL vollständig im Eingriff ist.
Als Nächstes wird der Betrieb der Herunterschaltsteuerung der Ausführungsform mit Bezug auf 24 beschrieben. 24 ist ein Flussdiagramm, das den Betrieb der Herunterschaltsteuerung gemäß der zweiten Ausführungsform darstellt. Der Steuerungsablauf, der in 24 dargestellt ist, wird beispielsweise bei einem vorbestimmten Intervall durchgeführt, während das Fahrzeug fährt.
In Schritt S11 bestimmt die HV_ECU 50, ob der Herunterschaltbetrieb durchgeführt wird. Die HV_ECU 50 bestimmt, ob der Herunterschaltbetrieb durchgeführt wird während eines HV-Fahrens, das die Maschine 1 als eine Leistungsquelle verwendet. Wenn als das Bestimmungsergebnis von Schritt S11 bestimmt wird, dass der Herunterschaltbetrieb durchgeführt wird (Schritt S11-Y), geht die Routine weiter zu Schritt S12. Des Weiteren, wenn bestimmt wird, dass der Herunterschaltbetrieb nicht durchgeführt wird (Schritt S11-N), geht die Routine weiter zu Schritt S16.
In Schritt S12 bestimmt die HV_ECU 50, ob die gegenwärtige Phase die Momentphase ist. Die HV_ECU 50 bestimmt, ob das Moment der Eingriffskupplung übertragen wird, d. h. ob die Momentphase erzeugt wird. Beispielsweise kann die HV_ECU 50, wie vorstehend mit Bezug auf 22 beschrieben ist, auf der Basis des Unterschwingungsbetrags ΔNg bestimmen, ob die gegenwärtige Phase die Momentphase ist. Des Weiteren kann auf der Basis der Verstreichzeit von dem Beginn des Gangschaltbetriebs, statt auf Basis dieser Bestimmung, bestimmt werden, ob die gegenwärtige Phase die Momentphase ist. Wenn als das Bestimmungsergebnis von Schritt S12 bestimmt wird, dass die gegenwärtige Phase die Momentphase ist (Schritt S12-Y), geht die Routine weiter zu Schritt S13. Wenn des Weiteren bestimmt wird, dass die gegenwärtige Phase nicht die Momentphase ist (Schritt S12-N), geht die Routine weiter zu Schritt S16.
In Schritt S13 führt die HV_ECU 50 eine Steuerung des Erhöhens des Reaktionsmoments der ersten Drehmaschine MG1 durch. Wenn sich das MG1-Moment nicht mit Bezug auf eine Erhöhung des Moments der Eingriffskupplung ändert, verringert sich die MG1-Drehzahl. Wenn sich des Weiteren die MG1-Drehzahl verringert, verringert sich auch die Maschinendrehzahl, und daher wird der Schaltbetrieb gleicher Leistung nicht gleich durchgeführt. Die HV_ECU 50 erfasst eine Verringerung der MG1-Drehzahl bei der Momentphase und erhöht das MG1-Reaktionsmoment so, dass der Unterschwingungsbetrag ΔNg Null wird. Die HV_ECU 50 kann das MG1-Reaktionsmoment durch wenigstens eine von der F/B-Regelung auf der Basis des Unterschwingungsbetrags ΔNg und der F/F-Steuerung auf der Basis des geschätzten Moments der Eingriffskupplung bei der Momentphase erhöhen. Wenn der Prozess von Schritt S13 durchgeführt wird, geht die Routine weiter zu Schritt S14.
In Schritt S14 bestimmt die HV_ECU 50, ob die gegenwärtige Phase die Trägheitsphase ist. In Schritt S14 wird bestimmt, ob die Ausgangswellendrehzahl der Getriebeeinheit geändert ist, d. h. die Trägheitsphase erzeugt wird. In der Ausführungsform wird bestimmt, dass die Trägheitsphase zu dem Zeitpunkt beginnt, zu dem der MG1-Drehzahlverringerungsbetrag ein vorbestimmter Wert oder mehr wird. Wenn als das Bestimmungsergebnis von Schritt S14 bestimmt wird, dass die gegenwärtige Phase die Trägheitsphase ist (Schritt S14-Y), geht die Routine weiter zu Schritt S15. Wenn des Weiteren bestimmt wird, dass die gegenwärtige Phase nicht die Trägheitsphase ist (Schritt S14-N), geht die Routine weiter zu Schritt S13 und eine Steuerung des Erhöhens des MG1-Reaktionsmoments bei der Momentphase wird durchgeführt.
In Schritt S15 führt die HV_ECU 50 eine Steuerung des Verringerns des Reaktionsmoments der ersten Drehmaschine MG1 durch. Die HV_ECU 50 verringert das Reaktionsmoment der ersten Drehmaschine MG1, um das Trägheitsmoment bei der Trägheitsphase zu verringern. Somit ist es möglich, den Schaltstoß bei der Trägheitsphase zu unterdrücken, der verursacht wird, wenn das Trägheitsmoment, das durch eine Schwankung der MG1-Drehzahl erzeugt wird, zu der Ausgangswelle übertragen wird. Beispielsweise kann die HV_ECU 50 die AT-Eingangswellendrehzahl (die Maschinendrehzahl) durch die F/B-Regelung des MG1-Moments steuern, um einen Stoß zu verringern, während das Moment der Eingriffskupplung auf einen konstanten Wert bei der Trägheitsphase festgelegt ist. Wenn der Prozess von Schritt S15 durchgeführt wird, endet dieser Steuerungsablauf.
In Schritt S16 wird die allgemeine Reaktionskraftsteuerung durch die HV_ECU 50 durchgeführt. Die HV_ECU 50 führt eine vorbestimmte MG1-Momentsteuerung durch. Wenn der Prozess von Schritt S16 durchgeführt wird, endet dieser Steuerungsablauf.
Wie vorstehend beschrieben ist, hat die Gangschaltsteuerung der Hybridfahrzeugantriebsvorrichtung 1-1 gemäß der Ausführungsform einen Effekt, dass eine Schwankung der Maschinendrehzahl während des Herunterschaltbetriebs unterdrückt wird, oder einen Effekt, dass der Schaltstoß, der durch eine Schwankung des Ausgangsmoments (des Moments der Ausgangswelle) während des Herunterschaltbetriebs verursacht wird, unterdrückt wird.
[Erstes modifiziertes Beispiel von Ausführungsformen]
In der ersten Ausführungsform und der zweiten Ausführungsform wird das Reaktionsmoment der ersten Drehmaschine MG1 so korrigiert, dass das Trägheitsmoment der ersten Drehmaschine MG1 entsprechend der Soll-dNg Null wird bei der Trägheitsphase (siehe die vorstehend beschriebene Gleichung (5)). Statt dieser Gestaltung kann jedoch eine Gestaltung verwendet werden, bei der das Trägheitsmoment der ersten Drehmaschine MG1 von der tatsächlichen Drehzahländerungsrate dNg berechnet wird und das Reaktionsmoment der ersten Drehmaschine MG1 so korrigiert wird, dass das Trägheitsmoment Null wird. Des Weiteren kann eine Gestaltung verwendet werden, bei der das Trägheitsmoment von der geschätzten Drehzahländerungsrate dNg berechnet wird, statt von der SolldNg, und das Reaktionsmoment der ersten Drehmaschine MG1 so korrigiert wird, dass das Trägheitsmoment Null wird.
Die Drehzahländerungsrate dNg wird von beispielsweise der Sollgangschaltzeit geschätzt. Es wird geschätzt, dass sich die Drehzahländerungsrate dNg verringert, wenn sich die Sollgangschaltzeit erhöht. Alternativ kann die Drehzahländerungsrate dNg auf der Basis der Fahrzeuggeschwindigkeit berechnet werden. Da sich die Differenzialdrehzahl während des Gangschaltbetriebs erhöht, wenn sich die Fahrzeuggeschwindigkeit erhöht, wird geschätzt, dass die Drehzahländerungsrate dNg auch groß ist.
[Zweites modifiziertes Beispiel von Ausführungsformen]
In der ersten Ausführungsform und der zweiten Ausführungsform kann der Eingriffsöldrucklernwert auf der Basis der Zeitabstimmung korrigiert werden, zu der das Unterschwingen der MG1-Drehzahl erzeugt wird. Der Eingriffsöldruck ist ein Öldruck, bei dem der Eingriff der Bremse BK1 oder der Kupplung CL1 beginnt. Eine Korrektur wird durchgeführt, bei der sich der Eingriffsöldrucklernwert verringert, wenn die Zeitabstimmung des Unterschwingens der MG1-Drehzahl früh wird, und sich der Eingriffsöldrucklernwert erhöht, wenn die Unterschwingungszeitabstimmung spät wird. Durch Verwenden der Tatsache, dass das Unterschwingen der MG1-Drehzahl erzeugt wird, wenn die Momentphase beginnt, kann der Eingriffsöldruck entsprechend einer Momentübertragungsstartzeitabstimmung mit hoher Präzision erfasst werden, und daher kann die Lernsteuerung mit hoher Präzision durchgeführt werden.
[Drittes modifiziertes Beispiel von Ausführungsformen]
In der ersten Ausführungsform und der zweiten Ausführungsform wird der Beginn der Momentphase oder der Trägheitsphase auf der Basis des Änderungsbetrags der MG1-Drehzahl erfasst, aber der Beginn der Momentphase oder der Trägheitsphase kann auf der Basis der Änderungsrate der MG1-Drehzahl erfasst werden. Beispielsweise kann bestimmt werden, dass die Momentphase oder die Trägheitsphase beginnt, wenn eine Größe der Änderungsrate der MG1-Drehzahl ein vorbestimmter Wert oder mehr ist. Der vorbestimmte Wert kann auf einen Wert festgelegt sein, bei dem sich der Fahrer nicht unwohl fühlt. Beispielsweise kann der Wert auf einen oberen Grenzwert festgelegt sein, bei dem sich der Fahrer nicht unwohl fühlt.
[Viertes modifiziertes Beispiel von Ausführungsformen]
In der ersten Ausführungsform und der zweiten Ausführungsform wird die Maschine 1 verwendet, aber eine Maschine, die anders als die Maschine 1 ist, kann an dem Fahrzeug 100 montiert sein. Des Weiteren können jeder von dem ersten Planetengetriebemechanismus 10 und dem zweiten Planetengetriebemechanismus 20 von einer Doppelritzelbauart sein. Des Weiteren können der erste Differenzialmechanismus und der zweite Differenzialmechanismus auch andere Differenzialmechanismen statt der Planetengetriebemechanismen 10 und 20 sein.
Die Verbindung der Drehkomponenten des ersten Planetengetriebemechanismus 10 mit Bezug auf die Maschine 1, die Bremse BK1, die Kupplung CL1 und den zweiten Planetengetriebemechanismus 20 ist nicht auf das Beispiel beschränkt. Beispielsweise kann die Kupplung CL1 verwendet werden, um, statt der Verbindung des ersten Sonnenrads 11 und des ersten Trägers 14, andere Drehkomponenten zu verbinden. Des Weiteren können die Maschine 1, die Bremse BK1 und der zweite Planetengetriebemechanismus 20 mit dem ersten Planetengetriebemechanismus 10 so verbunden werden, dass der erste Planetengetriebemechanismus 10 die Drehung der Maschine 1 verzögert und die Drehung zu dem zweiten Planetengetriebemechanismus 20 ausgibt.
Die Verbindung der Drehkomponenten des zweiten Planetengetriebemechanismus 20 mit Bezug auf den ersten Planetengetriebemechanismus 10, die erste Drehmaschine MG1 und das Antriebsrad 32 ist nicht auf das Beispiel beschränkt, und verschiedenartige Kombinationen können verwendet werden.
Die Umschaltvorrichtung, die den ersten Planetengetriebemechanismus 10 schaltet, ist nicht auf die beispielhafte Kombination der Kupplung CL1 und der Bremse BK1 beschränkt.
Die Inhalte, die in den Ausführungsformen und den modifizierten Beispielen offenbart sind, können in geeigneter Weise miteinander kombiniert werden.
Bezugszeichenliste

1-1: Hybridfahrzeugantriebsvorrichtung
1: Maschine
10: erster Planetengetriebemechanismus
20: zweiter Planetengetriebemechanismus
21: zweites Sonnenrad
22: zweites Ritzel
23: zweites Hohlrad
24: zweiter Träger
32: Antriebsrad
50: HV_ECU
100: Fahrzeug
BK1: Bremse
CL1: Kupplung
MG1: erste Drehmaschine
MG2: zweite Drehmaschine
ΔNg: Unterschwingungsbetrag
dNg: Drehzahländerungsrate

Claims

Hybridfahrzeugantriebsvorrichtung (1-1) mit: einem ersten Differenzialmechanismus (10), der gestaltet ist, um mit einer Maschine (1) verbunden zu werden und um eine Drehung der Maschine (1) zu übertragen; einem zweiten Differenzialmechanismus (20), der gestaltet ist, um den ersten Differenzialmechanismus (10) und ein Antriebsrad (32) zu verbinden; und einer Umschaltvorrichtung (CL1, BK1), die gestaltet ist, um den ersten Differenzialmechanismus (10) zu schalten, wobei der zweite Differenzialmechanismus (20) eine erste Drehkomponente (24), die mit einer Ausgangskomponente (13) des ersten Differenzialmechanismus (10) verbunden ist, eine zweite Drehkomponente (21), die mit einer ersten Drehmaschine (MG1) verbunden ist, und eine dritte Drehkomponente (23) hat, die mit einer zweiten Drehmaschine (MG2) und dem Antriebsrad (32) verbunden ist, wobei ein Reaktionsmoment der ersten Drehmaschine (MG1) bei einer Momentphase nach einem Beginn eines Gangschaltbetriebs des ersten Differenzialmechanismus (10) durch die Umschaltvorrichtung (CL1, BK1) korrigiert wird, während das Fahrzeug unter Verwendung der Maschine (1) als eine Leistungsquelle fährt, wobei die Umschaltvorrichtung (CL1, BK1) eine Kupplung (CL1) und eine Bremse (BK1) hat, der erste Differenzialmechanismus (10) Folgendes hat: ein erstes Sonnenrad (11); ein erstes Ritzel (12); ein erstes Hohlrad (13), das als die Ausgangskomponente (13) des ersten Differentialmechanismus (10) dient, wobei das erste Hohlrad (13) mit dem zweiten Differentialmechanismus (20) verbunden ist; und einen ersten Träger (14), der mit der Maschine (1) verbunden ist, die Kupplung (CL1) eine Kupplungsvorrichtung ist, die gestaltet ist, um das erste Sonnenrad (11) und den ersten Träger (14) zu verbinden, die Bremse (BK1) eine Bremsvorrichtung ist, die gestaltet ist, um eine Drehung des ersten Sonnenrads (11) zu regulieren, das Reaktionsmoment der ersten Drehmaschine (MG1) gemäß einem geschätzten Moment einer Eingriffskupplung der Bremse (BK1) zu einer Zeit des Schaltens des ersten Differenzialmechanismus (10) bei der Momentphase nach dem Beginn des Gangschaltbetriebs des ersten Differentialmechanismus (10) durch die Umschaltvorrichtung (CL1, BK1) korrigiert wird, während das Fahrzeug unter Verwendung der Maschine (1) als die Antriebsquelle fährt, und das Reaktionsmoment der ersten Drehmaschine (MG1) korrigiert wird, um eine Drehzahl der ersten Drehmaschine (MG1) in einem Hochschaltbetrieb des Gangschaltbetriebs zu erhöhen.
Hybridfahrzeugantriebsvorrichtung (1-1) nach Anspruch 1, wobei zu einer Zeit, zu der der erste Differenzialmechanismus (10) durch die Umschaltvorrichtung (CL1, BK1) geschaltet wird, ein Ausgangsmoment der Maschine (1) konstant ist oder eine Änderungsrate des Ausgangsmoments kleiner als ein vorbestimmter Wert ist.
Hybridfahrzeugantriebsvorrichtung (1-1) nach Anspruch 1, wobei das Reaktionsmoment korrigiert wird, um ein Unterschwingen einer Drehzahl der ersten Drehmaschine (MG1) bei der Momentphase zu unterdrücken.
Hybridfahrzeugantriebsvorrichtung (1-1) nach Anspruch 1, wobei der Gangschaltbetrieb ein Hochschaltbetrieb ist und das Reaktionsmoment durch die Korrektur des Reaktionsmoments verringert wird.
Hybridfahrzeugantriebsvorrichtung (1-1) nach Anspruch 1, wobei der Gangschaltbetrieb ein Herunterschaltbetrieb ist, und das Reaktionsmoment durch die Korrektur des Reaktionsmoments erhöht wird.