DE112009005406B4

DE112009005406B4 - Hybridfahrzeug-steuervorrichtung

Info

Publication number: DE112009005406B4
Application number: DE112009005406.4T
Authority: DE
Inventors: Hiroaki Ebuchi; Hideaki Komada; Michinobu Suzuki; Tomohito Ono; Hirotatsu Kitabatake; Kensei Hata
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2009-11-30
Filing date: 2009-11-30
Publication date: 2023-02-09
Anticipated expiration: 2029-12-01
Also published as: DE112009005406T8; JPWO2011064890A1; DE112009005406T5; US20110231043A1; CN102666235A; WO2011064890A1; CN102666235B; US8463476B2; JP4888613B2

Abstract

Hybridfahrzeug-Steuervorrichtung, aufweisend:einen Verbrennungsmotor;eine sich drehende elektrische Maschine;eine Speicherbatterieeinrichtung, die elektrische Leistung zu der sich drehenden elektrischen Maschine liefern kann und die mit einer regenerativen elektrischen Leistung von der sich drehenden elektrischen Maschine aufgeladen werden kann; undeinen Leistungsübertragungsmechanismus, der eine Vielzahl von sich drehenden Elementen aufweist, die jeweils ein Spiel in ihrer Drehrichtung haben, und die ein Drehmoment zwischen einer Antriebswelle, die mit einer Radachse verkoppelt ist,und dem Verbrennungsmotor oder der sich drehenden elektrischen Maschine übertragen können,wobei die Hybridfahrzeug-Steuervorrichtung aufweist:eine Beurteilungseinrichtung zum Beurteilen, ob ein Eingangs-/Ausgangsdrehmoment der sich drehenden elektrischen Maschine zur Antriebswelle eine Vermeidungsregion kreuzt, die als eine eingestellt ist, in der durch das Spiel des Leistungsübertragungsmechanismus ein Klappern bewirkt wird, während sich das Eingangs-/Ausgangsdrehmoment einem Solldrehmoment angleicht; undeinen Reduzierungseinrichtung zum vorübergehenden Aufheben einer Basis-Konvergenzsteuerung, mit der bewirkt wird, dass das Eingangs-/Ausgangsdrehmoment sich einem ursprünglichen Solldrehmoment annähert, das auf Basis eines vorgegebenen, vorab entwickelten Standards eingestellt wird, undzum Reduzieren eines Durchkreuzungszeitraums als eines Zeitraums, der in einem Fall, wo geurteilt wird, dass das Eingangs-/Ausgangsdrehmoment die Vermeidungsregion kreuzt, dauert, bis das Eingangs-/Ausgangsdrehmoment die Vermeidungsregion durchkreuzt hat, in Bezug auf eine Bezugszeit als ein Zeitraum,der in einem Fall der Basis-Konvergenzsteuerung, wo das Eingangs-/Ausgangsdrehmoment die Vermeidungsregion nicht kreuzt, dauert, bis das Eingangs-/Ausgangsdrehmoment eine Drehmomentregion durchkreuzt hat, die der Vermeidungsregion entspricht.

Description

Gebiet der Technik
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Hybridfahrzeug-Steuervorrichtung zur Steuerung eines Hybridfahrzeugs, die mit einem Leistungsübertragungsmechanismus ausgestattet ist, der ein sich drehendes Element zwischen einem Verbrennungsmotor, einer sich drehenden elektrischen Maschine und einer Antriebswelle aufweist, das ein Spiel in seiner Drehrichtung hat.
Technischer Hintergrund
Als derartige Vorrichtung wurde eine Vorrichtung vorgeschlagen, die ein Klappergeräusch gemäß einem SOC (Ladungszustand) einer Batterie unterdrückt (siehe z.B. JP 2004 - 328 824 A ). Gemäß der dort offenbarten Vorrichtung wird in einem Fall, wo das Klappergeräusch auftritt, das Klappern wohl durch Senken der Verbrennungsmotorleistung und Ansteuern eines Motorgenerators auf einer Antriebsleistungsseite, falls Raum für den SOC ist, und durch Erhöhen der Verbrennungsmotorleistung und Ansteuern des Motorgenerators auf der Regenerationsseite, wenn kein Raum für den SOC ist, unterdrückt.
Es wurde auch eine Vorrichtung zur Steuerung des Motorgenerators als Reaktionselement vorgeschlagen, um von einer Bedingung, unter der ein Klappergeräusch auftritt, zu abzuweichen, falls das Eingangs-/Ausgangsdrehmoment eines Elektromotors in einem Fall, wo eine Motorstartanforderung oder eine Motorstoppanforderung erfasst wird, in einer Klapperereignisregion liegt (siehe z.B. JP 2008 - 006 945 A ).
DE 10 2007 000 331 A1 beschreibt eine Hybridfahrzeug-Steuervorrichtung mit einem Verbrennungsmotor, eine sich drehende elektrische Maschine, einer Speicherbatterie und einem Leistungsübertragungsmechanismus. Die Hybridfahrzeug-Steuervorrichtung beurteilt, ob ein Eingangs-/Ausgangsdrehmoment der sich drehenden elektrischen Maschine zur Antriebswelle durch das Spiel des Leistungsübertragungsmechanismus ein Klappern bewirkt, während sich das Eingangs-/Ausgangsdrehmoment einem Solldrehmoment angleicht.
DE 10 2007 055 727 A1 betrifft eine weitere Hybridfahrzeug-Steuervorrichtung, die das Auftreten einer Motorgeräuschentwicklung und/oder einer Getriebegeräuschentwicklung unterdrückt, indem der Betriebspunkt der elektrischen Maschine in eine Region mit geringer Geräuschentwicklung verlegt wird.
Offenbarung der Erfindung
Problem, das von der Erfindung gelöst werden soll
In der in JP 2008 - 006 945 A offenbarten Vorrichtung wird ein Klappern dadurch unterdrückt, dass das Eingangs-/Ausgangsdrehmoment des Elektromotors auf außerhalb der Klapperereignisregion eingestellt wird, falls das Klappern bzw. Klappergeräusch im Verlauf einer Systemsteuerung auftritt. Jedoch wird im oben beschriebenen Patentdokument nicht erörtert, wie das Eingangs-/Ausgangsdrehmoment des Elektromotors in einem Fall gesteuert werden soll, wo das Eingangs-/Ausgangsdrehmoment des Elektromotors die Klapperereignisregion kreuzt. Auch wenn vermieden wird, dass das Eingangs-/Ausgangsdrehmoment des Elektromotors in der Klapperereignisregion bleibt, kann es daher manchmal vorkommen, dass ein Geräusch oder eine Vibration in dem Zeitraum, in dem das Eingangs-/Ausgangsdrehmoment die Klapperereignisregion kreuzt, nicht ausreichend unterdrückt wird. Insbesondere ist in einem Hybridfahrzeug oder dergleichen, in dem die Antriebsbedingung des Elektromotors so bestimmt wird, dass der Verbrennungsmotor eine gute Kraftstoffausnutzung hat, die Häufigkeit, mit der das Eingangs-/Ausgangsdrehmoment des Elektromotors die Klapperereignisregion kreuzt, nicht gering. Eine solche Schwingung bzw. Vibration und ein solches Geräusch kann ein Faktor sein, der die Fahreigenschaften des Hybridfahrzeugs verschlechtert. Anders ausgedrückt, bei der herkömmlichen Steuerung, welche die im oben beschriebenen Patentdokument offenbarte Steuerung beinhaltet, wird die Verschlechterung der Fahreigenschaften des Hybridfahrzeugs nicht immer ausreichend unterdrückt, was technisch problematisch ist.
Angesichts der oben genannten Probleme ist es daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Hybridfahrzeug-Steuervorrichtung zu schaffen, die in der Lage ist, die Verschlechterung der Fahreigenschaften aufgrund des Klapperns zu unterdrücken.
Mittel zur Lösung der Aufgabe
Das oben genannte Ziel der vorliegenden Erfindung kann durch eine Hybridfahrzeug-Steuervorrichtung erreicht werden, die mit folgendem versehen ist: einem Verbrennungsmotor; einer sich drehenden elektrischen Maschine; einer Speicherbatterieeinrichtung, die elektrische Leitung zur sich drehenden elektrischen Maschine liefern kann und die mit einer regenerativen elektrischen Leistung der sich drehenden elektrischen Maschine aufgeladen werden kann; und einen Leistungsübertragungsmechanismus, der mit einer Vielzahl von sich drehenden Elementen versehen ist, die jeweils ein Spiel in ihrer Drehrichtung aufweisen, und der ein Drehmoment zwischen einer Antriebswelle, die mit einer Radachse verkuppelt ist, und dem Verbrennungsmotor oder der sich drehenden elektrischen Maschine übertragen kann, wobei die Hybridfahrzeug-Steuervorrichtung aufweist: eine Beurteilungseinrichtung, die beurteilt, ob ein Eingangs-/Ausgangsdrehmoment von der sich drehenden elektrischen Maschine zur Antriebswelle eine eingestellte Vermeidungsregion kreuzt, in der ein Klappergeräusch entstehen kann, das durch das Spiel im Leistungsübertragungsmechanismus bewirkt wird, während das Eingangs-/Ausgangsdrehmoment sich einem Ziel-Drehmoment nähert; und eine Reduzierungseinrichtung zum vorübergehenden Aufheben einer Basis-Konvergenzsteuerung, mit der bewirkt wird, dass das Eingangs-/ Ausgangsdrehmoment sich einem ursprünglichen Solldrehmoment annähert, das auf Basis eines vorgegebenen, vorab entwickelten Standards eingestellt wird, und zur Verkürzung einer Durchkreuzungszeit als Zeit, die es in einem Fall, wo geurteilt wird, dass das Eingangs-/Ausgangsdrehmoment die Vermeidungsregion kreuzt, dauert, bis das Eingangs-/Ausgangsdrehmoment die Vermeidungsregion durchkreuzt hat, in Bezug auf eine Bezugszeit als Zeit, die es in einem Fall der Basis-Konvergenzsteuerung, wo das Eingangs-/Ausgangsdrehmoment die Vermeidungsregion nicht kreuzt, dauert, bis das Eingangs-/Ausgangsdrehmoment eine Drehmomentregion durchkreuzt hat, die der Vermeidungsregion entspricht.
Die Hybridfahrzeug-Steuervorrichtung der vorliegenden Erfindung ist versehen mit: dem Verbrennungsmotor als Maschine, die in der Lage ist, durch Verbrennen von Kraftstoff Leistung zu erzeugen, und die unabhängig von ihrer physikalischen, mechanischen oder elektrischen Gestaltung verschiedene Aspekte annehmen kann, beispielsweise den Kraftstofftyp, den Kraftstoff-Zufuhraspekt, den Kraftstoff-Verbrennungsaspekt, den Aufbau der Ansaug- und Abgassysteme und die Zylinderanordnung, als Leistungselement, das die Leistung zur Antriebswelle liefern kann; und der sich drehenden elektrische Maschine, wie beispielsweise verschiedenen Motorgeneratoren, die in der Lage sind, Antriebsleistung oder elektrische Leistung zu erzeugen (d.h. elektrische Leistung zu regenerieren). Die sich drehende elektrische Maschine kann in einer positiven Umlaufregion, falls die Leistung über die Antriebswelle, die Radachse und die Antriebswelle in einen Leistungsübertragungsweg eingegeben wird, (d.h. in einem Fall, wo es sich um ein negatives Drehmoment handelt) oder in ähnlichen Fällen das Eingangsdrehmoment als elektrische Leistung regenerieren. Darüber hinaus kann die sich drehende elektrische Maschine in der positiven Drehungsregion mindestens einen Teil des Antriebswellen-Drehmoments als Drehmoment, das der Antriebswelle durch Zuführen eines positiven Drehmoments zur Antriebswelle zugeführt wird, empfangen. Anders ausgedrückt kann die sich drehende elektrische Maschine der vorliegenden Erfindung das Drehmoment in die Antriebswelle eingeben und aus der Antriebswelle holen.
Darüber hinaus ist das Hybridfahrzeug der vorliegenden Erfindung mit folgendem versehen: dem Verbrennungsmotor und der sich drehenden elektrischen Maschine als Leistungselementen; und dem Leistungsübertragungsmechanismus, der eine Drehmomentübertragung durchführen kann, wenn die Antriebswelle über verschiedene Getriebemechanismen direkt oder indirekt mit der Radachse verkuppelt ist. Der Leistungsübertragungsmechanismus weist die Vielzahl von sich drehenden Elementen (vorzugsweise Zahnräder) auf, und jedes aus der Vielzahl von sich drehenden Elementen weist in seiner Drehrichtung das Spiel, beispielsweise ein totes Spiel, auf.
Die sich drehenden Elemente, aus denen der Leistungsübertragungsmechanismus aufgebaut ist, können als eine bevorzugte Form ein erstes sich drehendes Element, ein zweites sich drehendes Element, das mit der Antriebswelle verkuppelt ist, und ein drittes sich drehendes Element, das mit dem Verbrennungsmotor verkuppelt ist, aufweisen, und sie können in der Lage sein, einen Differentialbetrieb in Bezug aufeinander durchzuführen. In diesem Fall ermöglicht der Differentialbetrieb die Drehmomentübertragung zwischen den Leistungselementen und der Antriebswelle gemäß dem Zustand der einzelnen sich drehenden Elemente (wozu einfach gesagt gehört, ob sie sich drehen können oder nicht, oder ob sie mit einem anderen sich drehenden Element oder feststehenden Element verkuppelt sind oder nicht, usw.). Darüber hinaus kann in diesem Fall der Leistungsübertragungsmechanismus mit einem oder mehreren verschiedenen Differentialgetriebemechanismen versehen sein. Falls er eine Vielzahl von Planetengetriebemechanismen beinhaltet, kann ein Teil der sich drehenden Elemente, aus denen die einzelnen Planetengetriebemechanismen bestehen, je nach Bedarf von mehreren Planetengetriebemechanismen gemeinsam genutzt werden.
Wenn der Leistungsübertragungsmechanismus als eine Art von Differentialmechanismus eingerichtet ist, wie oben beschrieben, kann das Hybridfahrzeug darüber hinaus auch mit einer weiteren sich drehenden elektrischen Maschine, zusätzlich zur sich drehenden elektrischen Maschine der vorliegenden Erfindung, ausgestattet sein. Die andere sich drehende elektrische Maschine kann als Reaktionselement wirken, das ein Reaktionsdrehmoment an den Verbrennungsmotor abgibt. In diesem Fall kann wegen der anderen sich drehenden elektrischen Maschine der Betriebspunkt des Verbrennungsmotors zumindest in einem vorgegebenen Bereich kontinuierlich variabel sein. Darüber hinaus wird in diesem Fall ein Teil des Motordrehmoments des Verbrennungsmotors von der anderen sich drehenden elektrischen Maschine für die elektrische Leistungsregeneration (Regeneration elektrischer Leistung) verwendet, und ein anderer Teil, d.h. ein direktes Drehmoment, das dem Reaktionsdrehmoment entspricht, das von der anderen sich drehenden elektrischen Maschine abgegeben wird, wird an die Antriebswelle übertragen. Das Antriebswellen-Drehmoment kann durch das direkte Drehmoment und das Eingangs-/Ausgangsdrehmoment zwischen der Antriebswelle und der sich drehenden elektrischen Maschine der vorliegenden Erfindung definiert werden (das Eingangs-/Ausgangsdrehmoment entspricht der Regenerierung elektrischer Leistung).
In dem Aufbau, in dem die Vielzahl von sich drehenden Maschinen vorgesehen ist, kann mehr als eine sich drehende elektrische Maschine als Reaktionselement dienen. Abhängig vom jeweiligen Aufbau der sich drehenden Elemente des Leistungsübertragungsmechanismus kann selektiv bewirkt werden, dass eine aus der Vielzahl von sich drehenden elektrischen Maschinen als Reaktionselement oder als Antriebselement wirkt, und kann bewirkt werden, dass das jeweils andere als Antriebselement oder als Reaktionselement wirkt. Bei diesem Aufbau kann unter einer sich drehenden elektrischen Maschine der vorliegenden Erfindung eine sich drehende elektrische Maschine auf der Seite, auf der sie zu diesem Zeitpunkt als Antriebselement dient, verstanden werden.
Die Hybridfahrzeug-Steuervorrichtung der vorliegenden Erfindung ist eine Steuervorrichtung zum Steuern eines solchen Hybridfahrzeugs, und sie kann die Form verschiedener Computersysteme haben, beispielsweise die Form von Steuereinrichtungen oder Mikrocomputer-Vorrichtungen, verschiedenen Verarbeitungseinrichtungen, wie einer ECU oder einer Vielzahl von ECUs (elektronischen Steuereinheiten), die zweckmäßigerweise eine oder mehrere CPUs (zentrale Verarbeitungseinheiten), MPUs (Mikroverarbeitungseinheiten), verschiedene Prozessoren oder verschiedene Controller oder verschiedene Speichervorrichtungen, wie einen ROM (Festwertspeicher), einen RAM (Schreib-/Lesespeicher), einen Zwischenspeicher oder einen Flash-Speicher usw. aufweist bzw. aufweisen.
Hierbei ist der Leistungsübertragungsmechanismus im Leistungsübertragungsweg zwischen dem Verbrennungsmotor und der Antriebswelle angeordnet, so dass der Leistungsübertragungsmechanismus verschiedenen Graden einer physikalischen Schwingung mit dem Verbrennungsmotor als Erregungsquelle ausgesetzt ist. Jedes der sich drehenden Elemente des Leistungsübertragungsmechanismus hat ein Spiel, beispielsweise ein totes Spiel, in der Drehrichtung. Falls die sich drehenden Elemente während der physikalischen Schwingung oder in ähnlichen Fällen in einem Bereich zum Schwingen gebracht werden, der dem Spiel entspricht, kann es in dem Leistungsübertragungsmechanismus zu einem Klappern kommen, das in der Praxis kaum ignoriert werden kann, (einfach gesagt, in einem Maß, in dem ein Fahrer es als Geräusch wahrnehmen kann). Das Klappergeräusch kann ein Faktor sein, der die Fahreigenschaften des Fahrzeugs erheblich verschlechtert.
Wenn das Eingangs-/Ausgangsdrehmoment der sich drehenden elektrischen Maschine der vorliegenden Erfindung (d.h. der sich drehenden elektrischen Maschine als dem Antriebselement) so niedrig ist, dass diese Art von Klappergeräusch bewirkt wird (d.h. nicht hoch genug ist, um die Schwingung, die das Klappergeräusch bewirkt, zu unterdrücken), vibriert hierbei genauer gesagt hauptsächlich das sich drehende Element in der Nähe der sich drehenden elektrischen Maschine (das natürlich nicht auf die Nähe der sich drehenden elektrischen Maschine beschränkt ist, sondern je nach Aufbau des Leistungsübertragungsmechanismus variieren kann) oder dergleichen im Bereich des Spiels und bewirkt mit hoher Wahrscheinlichkeit diese Art von Klappergeräusch. In der vorliegenden Erfindung wird der Bereich des Eingangs-/Ausgangsdrehmoments der sich drehenden elektrischen Maschine, der das Klappergeräusch entstehen lassen kann, als „Vermeidungsregion“ bezeichnet. Die Vermeidungsregion ist vorzugsweise eine Region, die eine positive Drehmomentseite und eine negative Drehmomentseite, zwischen denen sich ein Drehmoment von null befindet, kreuzt oder abdeckt.
Dagegen kann im Hinblick auf den Praxisbetrieb, beispielsweise wenn bewirkt wird, dass die sich drehende elektrische Maschine als Hilfsleistungselement wirkt, oder in ähnlichen Fällen, das Soll-Drehmoment als das Soll-Drehmoment des Eingangs-/Ausgangsdrehmoments der sich drehenden elektrischen Maschine gemäß einer Größenbeziehung zwischen einem von einem Fahrer geforderten Drehmoment als benötigtem Wert des Antriebswellen-Drehmoments und dem Verbrennungsmotor-Drehmoment des Verbrennungsmotors (oder des direkten Drehmoments als Komponente, die aus dem Verbrennungsmotor-Drehmoment auf die Antriebswelle wirkt) oder dergleichen eingestellt werden. Wenn beispielsweise das direkte Drehmoment niedriger ist als das vom Fahrer geforderte Drehmoment, kann das positive Drehmoment (das heißt die Abgabe) als Soll-Drehmoment eingestellt werden, und wenn das direkte Drehmoment höher ist als das vom Fahrer angeforderte Drehmoment, kann das negative Drehmoment (das heißt, die elektrische Leistungserzeugung) als Soll-Drehmoment eingestellt werden.
Daher kommt es in dem Hybridfahrzeug nicht selten vor, dass das Eingangs-/ Ausgangsdrehmoment die Vermeidungsregion kreuzt, während das Eingangs-/Ausgangsdrehmoment sich dem Soll-Drehmoment annähert. Hierbei bedeutet „das Eingangs-/Ausgangsdrehmoment kreuzt die Vermeidungsregion“, dass das Eingangs-/Ausgangsdrehmoment von einer der Drehmomentregionen auf den positiven und negativen Seiten, zwischen denen sich die Vermeidungsregion befindet, aus durch die Vermeidungsregion hindurch geht. Beispielsweise kann dies passieren, wenn das Soll-Drehmoment auf die andere Drehmomentregion eingestellt wird, wenn das Eingangs-/ Ausgangsdrehmoment in der einen Drehmomentregion liegt, oder dergleichen. In einem Durchkreuzungszeitraum, in dem das Eingangs-/Ausgangsdrehmoment die Vermeidungsregion durchkreuzt, kann angesichts des Aufbaus des Leistungsübertragungsmechanismus ein Klappergeräusch kaum vermieden werden. Wenn keine Maßnahmen ergriffen werden, kann es somit leicht passieren, dass das Fahrverhalten des Hybridfahrzeugs aufgrund des Klappergeräuschs verschlechtert wird.
Somit wird in der Hybridfahrzeug-Steuervorrichtung die klappergeräuschbedingte Verschlechterung des Fahrverhaltens wie nachstehend beschrieben verhindert.
Das heißt, gemäß der Hybridfahrzeug-Steuervorrichtung der vorliegenden Erfindung beurteilt die Beurteilungseinrichtung während des Betriebs zuerst, ob das Eingangs-/Ausgangsdrehmoment von der sich drehenden elektrischen Maschine zur Antriebswelle die Vermeidungsregion kreuzt, während das Eingangs-/Ausgangsdrehmoment sich dem Soll-Drehmoment nähert. Dabei kann die Beurteilungseinrichtung die Beurteilung beispielsweise auf Basis des zu dieser Zeit vom Fahrer geforderten Antriebsdrehmoments, der Zustandsgröße, die einem Ladungszustand der Speicherbatterieeinrichtung entspricht (die den SOC (Ladungszustand) vorzugsweise als quantitativen Index des Speicherzustands anzeigt, definiert als Vollaufladungszustand von 100 (%) und Vollentladungszustand von 0 (%)) (übrigens wird der SOC auch als Ausdruck verwendet, der den Speicherzustand an sich bezeichnet), oder eines Anpassungsdrehmoments, das zur Zeit eines Wechsels bzw. einer Änderung eines Gangwechselmodus benötigt wird (einfach gesagt, eines Drehmoments zur Kompensierung einer Änderung des direkten Drehmoments, wenn das Reaktionsdrehmoment geändert wird), oder dergleichen, durchführen.
Gemäß der Hybridfahrzeug-Steuervorrichtung der vorliegenden Erfindung verkürzt die Reduzierungseinrichtung die Durchkreuzungszeit als Zeit, die es tatsächlich dauert, bis das Eingangs-/Ausgangsdrehmoment die Vermeidungsregion in einem Fall durchkreuzt hat, wo von der Beurteilungseinrichtung geurteilt wird, dass das Eingangs-/Ausgangsdrehmoment der sich drehenden elektrischen Maschine die Vermeidungsregion kreuzt. Somit wird durch Verkürzen der Durchkreuzungszeit der Zeitraum, in dem ein Klappergeräusch auftritt, verkürzt, und eine Beeinflussung durch das Klappergeräusch wird verringert. Anders ausgedrückt kann die Verschlechterung des Fahrverhaltens unterdrückt werden.
Hierbei ist die „Bezugszeit“, die einen Bezug für die Verkürzung der Durchkreuzungszeit liefert, eine Zeit, die es dauert, bis das Eingangs-/Ausgangsdrehmoment in dem Fall, wo das Eingangs-/Ausgangsdrehmoment die Vermeidungsregion nicht kreuzt, die Drehmomentregion, welche der Vermeidungsregion entspricht, gekreuzt hat. Sie ist sozusagen eine Zeit, die benötigt wird, wenn das Eingangs-/Ausgangsdrehmoment die Vermeidungsregion unter dem normalen Steueraspekt kreuzt.
Anders ausgedrückt soll die Reduzierungseinrichtung voraussagen, dass das Eingangs-/Ausgangsdrehmoment die Vermeidungsregion kreuzt, um im Durchkreuzungszeitraum, in dem das Eingangs-/Ausgangsdrehmoment die Vermeidungsregion kreuzt (Durchkreuzungszeit bedeutet eine Dauer des Durchkreuzungszeitraums), eine Basis-Konvergenzsteuerung (z.B. eine Steuerlogik zum Halten der vorgenannten Zustandsgröße der Speicherbatterieeinrichtung auf einem Bezugswert, eine Steuerlogik zur Maximierung der Systemleistung des Hybridfahrzeugs oder eine Steuerlogik zum Angleichen einer Summe aus der direkten Komponente des Verbrennungsmotor-Drehmoments des Verbrennungsmotors und dem Eingangs-/Ausgangsdrehmoment der sich drehenden elektrischen Maschine an das vom Fahrer angeforderte Drehmoment oder dergleichen), mit der bewirkt wird, dass das Eingangs-/Ausgangsdrehmoment sich dem ursprünglichen Soll-Drehmoment annähert, das auf Basis eines vorgegebenen, vorab entwickelten Standards eingestellt wird, aufzuheben und eine spezielle Drehmomentsteuerung anzuwenden, die für den Fall spezifiziert ist, wo das Eingangs-/Ausgangsdrehmoment die Vermeidungsregion kreuzt. Solange die tatsächliche Durchkreuzungszeit in Bezug auf die Zeit (oder Bezugszeit), die nötig ist, wenn die Reduzierungseinrichtung die Durchkreuzungszeit nicht verkürzt, in einem gewissen Maß verkürzt werden kann, ist ihr praktischer Aspekt eigentlich auf keine Weise beschränkt.
Selbstverständlich existiert auch für die Bezugszeit ein Steuerstandard zur Definierung der Bezugszeit, und die Bezugszeit ist eine vernünftige Zeit (anders ausgedrückt, falls eine Zeit für die Annäherung an das Soll-Drehmoment in Bezug auf das Eingangs-/Ausgangsdrehmoment in der Drehmomentregion, welche die Vermeidungsregion nicht kreuzt, extrem kurz angesetzt wird, steigt beispielsweise das Maß der Fluktuation des Eingangs-/Ausgangsdrehmoments und bewirkt eine unangenehme Empfindung, wie einen Drehmomentstoß, was unvernünftig ist). Falls beispielsweise das Eingangs-/Ausgangsdrehmoment der sich drehenden elektrischen Maschine durch eine Drehmoment-Rückkopplungssteuerung auf Basis einer Abweichung zwischen dem Soll-Drehmoment und dem Eingangs-/Ausgangsdrehmoment zum gegenwärtigen Zeitpunkt oder dergleichen gesteuert wird (wobei das Soll-Drehmoment auch gemäß verschiedenen Standards eingestellt werden kann, beispielsweise gemäß der vorgenannten Zustandsgröße der Speicherbatterieeinrichtung), werden die Antriebsbedingungen der sich drehenden elektrischen Maschine gemäß verschiedenen Steuerzielen, wie einem Rückkopplungsgewinn im Zusammenhang mit der Drehmoment-Rückkopplung, bestimmt, und notwendigerweise kann eine Zeit, die es dauert, bis das Soll-Drehmoment erreicht wird, bis zu einem gewissen Grad bestimmt werden. Diese Zeit kann die Bezugszeit sein. Falls ein vorläufiges Soll-Drehmoment auf der Seite eingestellt wird, die eine Drehmomentabweichung über das ursprüngliche Soll-Drehmoment hinaus wachsen lässt, oder falls die Rückkopplungsverstärkung so korrigiert wird, dass das Eingangs-/Ausgangsdrehmoment sich dem Soll-Drehmoment früher annähert, oder in ähnlichen Fällen, wird in diesem Fall bewirkt, dass die Durchkreuzungszeit in Bezug auf die Bezugszeit deutlich verkürzt ist.
In einem Aspekt der Hybridfahrzeug-Steuervorrichtung der vorliegenden Erfindung ist diese ferner mit einer Steuervorrichtung zur gemeinsamen Steuerung des Eingangs-/Ausgangsdrehmoments und eines Verbrennungsmotor-Drehmoments, das vom Verbrennungsmotor geliefert wird, versehen, um ein von einem Fahrer gefordertes Drehmoment, das für die Antriebswelle benötigt wird, aufrechtzuerhalten.
Gemäß diesem Aspekt stimmt durch die Betätigung der Steuervorrichtung eine Summe des Verbrennungsmotor-Drehmoments und des Eingangs-/Ausgangsdrehmoments idealerweise mit dem vom Fahrer geforderten Drehmoment überein. Daher wird bei der Durchführung der Steuerung des Eingangs-/Ausgangsdrehmoments für dieReduzierungsvorrichtung, welche die Durchkreuzungszeit verkürzt (z.B. einer Steuerung zum Korrigieren des Motordrehmoments des Verbrennungsmotors auf eine Verkürzungsseite, zum Fördern der Abgabe aus der Speicherbatterieeinrichtung durch Erhöhen des Ausgangsdrehmoments der sich drehenden elektrischen Maschine, zum Vergrößern einer SOC-Abweichung im Zusammenhang mit einer SOC-Rückkopplungssteuerung und dergleichen, falls das Eingangs-/Ausgangsdrehmoment eine positive Drehmomentregion ist (d.h. falls das ursprüngliche Drehmoment eine negative Drehmomentregion ist)), der benötigte Wert für das Antriebswellen-Drehmoment aufrechterhalten. Daher wird ein gutes Fahrverhalten gewährleistet.
In einem anderen Aspekt der Hybridfahrzeug-Steuervorrichtung der vorliegenden Erfindung wird das Soll-Drehmoment gemäß einer Bezugsabweichung so eingestellt, dass der Umfang der Bezugsabweichung der Höhe des Soll-Drehmoments entspricht, wobei die Bezugsabweichung eine Abweichung zwischen einer Zustandsgröße, die einem Speicherzustand der Speicherbatterieeinrichtung entspricht, und einem Bezugswert der Zustandsgröße ist, und die Reduzierungseinrichtung verkürzt die Durchkreuzungszeit dadurch, dass sie das Einstellen des Soll-Drehmoments gemäß der Bezugsabweichung vorübergehend unterbricht und das Eingangs-/Ausgangsdrehmoment vorübergehend in einer Drehmomentregion außerhalb der Vermeidungsregion hält, um die Bezugsabweichung zu vergrößern.
Gemäß diesem Aspekt wird das Soll-Drehmoment des Eingangs-/Ausgangsdrehmoments gemäß der Standardabweichung als der Abweichung zwischen der Zustandsgröße, die dem Speicherzustand der Speicherbatterieeinrichtung entspricht (was vorzugsweise den oben genannten SOC meint), und dem Bezugswert eingestellt, und die Rückkopplungssteuerung der Zustandsgröße wird durchgeführt. Wenn die Durchkreuzungszeit verkürzt wird, unterbricht die Reduzierungseinrichtung vorübergehend das Einstellen des Soll-Drehmoments gemäß der Bezugsabweichung, d.h. die Rückkopplungssteuerung der Zustandsgröße der Speicherbatterieeinrichtung, und hält das Eingangs-/Ausgangsdrehmoment in der Drehmomentregion außerhalb der Vermeidungsregion.
Falls das Eingangs-/Ausgangsdrehmoment in der Drehmomentregion außerhalb der Vermeidungsregion gehalten wird, ohne dass es die Vermeidungsregion kreuzt, nimmt die Bezugsabweichung, bei der es sich um die Abweichung vom ursprünglichen Bezugswert handelt, zu. Dadurch wird die elektrische Antriebsleistung der sich drehenden elektrischen Maschine beim Neustarten der Rückkopplungssteuerung der Zustandsgröße erhöht, und die Zeit für das Durchqueren der Vermeidungsregion wird verkürzt. Wie oben beschrieben, wird durch Anwenden der Rückkopplungssteuerung der Zustandsgröße der Speicherbatterieeinrichtung, wobei es sich um einen Teil des existierenden Steuerverfahrens handelt, die Steuerlast der Reduzierungseinrichtung verkleinert.
Der Aspekt der vorübergehenden Unterbrechung der Rückkopplungssteuerung ist nicht auf einen einzigen beschränkt. Beispielsweise kann sie durch eine Maßnahme wie eine vorübergehende Einstellung des Bezugswerts auf einen Wert, welcher der aktuellen Zustandsgröße entspricht, im Wesentlichen unterbrochen werden (d.h. durch Einstellen der Bezugsabweichung auf null oder fast null). Alternativ dazu kann die Rückkopplungssteuerung unterbrochen werden.
In diesem Aspekt existiert ferner kein Durchkreuzungszeitraum, solange das Eingangs-/Ausgangsdrehmoment außerhalb der Vermeidungsregion gehalten wird; das heißt, die Durchkreuzungszeit ist null. Somit wird ein Klappergeräusch verhindert.
In einem Aspekt der Hybridfahrzeug-Steuervorrichtung, mit der die Bezugsabweichung vergrößert wird wie oben beschrieben, startet die Reduzierungseinrichtung das Einstellen des Soll-Drehmoments gemäß der Bezugsabweichung neu, sobald die Bezugsabweichung größer wird.
Gemäß diesem Aspekt wird die Rückkopplungssteuerung der Zustandsgröße neu gestartet, sobald die Bezugsabweichung größer wird. Da die Bezugsabweichung größer wird, wird zu dieser Zeit das Soll-Drehmoment tendenziell ebenfalls größer, und eine Konvergenzgeschwindigkeit, mit der das Eingangs-/Ausgangsdrehmoment dem Soll-Drehmoment angeglichen wird (einfach ausgedrückt, die Drehmoment-Änderungsrate), nimmt ebenfalls zu. Somit kann abgesehen von der Zeit, die für die Annäherung nötig ist, zumindest die Durchkreuzungszeit, die zum Durchqueren der Vermeidungsregion nötig ist, verkürzt werden.
Außerdem wird in diesem Fall verhindert, dass die Zustandsgröße der Speicherbatterieeinrichtung erheblich in eine Richtung geändert wird (d.h. in eine Richtung, in der die Zustandsgröße verkleinert oder vergrößert wird). Somit kann die Zustandsgröße in einem gewünschten Bereich gehalten werden, was in der Praxis nützlich ist.
In diesem Aspekt kann die Reduzierungseinrichtung in einem Fall, wo das Einstellen des Soll-Drehmoments gemäß der Bezugsabweichung neu gestartet wird, das Einstellen des Soll-Drehmoments gemäß der Bezugsabweichung neu starten, wenn die Durchkreuzungszeit unter einem vorgegebenen Wert liegt.
In diesem Fall kann so früh wie möglich zum normalen Steueraspekt zurückgekehrt werden, ohne das Fahrverhalten zu beeinflussen, indem man eine Maßnahme ergreift wie ein Vorab-Einstellen eines Schwellenwerts (eines vorgegebenen Werts) der Durchkreuzungszeit auf Basis von Versuchen, Erfahrungen, Theorien oder Simulationen, so dass ein Einfluss des Klappergeräuschs auf das Fahrverhalten in einem in der Praxis annehmbaren Bereich liegt.
In einem anderen Aspekt der Hybridfahrzeug-Steuervorrichtung der vorliegenden Erfindung verkürzt die Reduzierungseinrichtung eine Zeit, über die das Eingangs-/Ausgangsdrehmoment in der Vermeidungsregion bleibt, durch wiederholtes Einstellen des Soll-Drehmoments zwischen einer positiven Drehmomentregion und einer negativen Drehmomentregion, zwischen denen die Vermeidungsregion liegt, falls das Soll-Drehmoment in der Vermeidungsregion liegt, und die Reduzierungseinrichtung verkürzt die Durchkreuzungszeit beim Kreuzen der Vermeidungsregion im Verlauf der Annäherung des Eingangs-/Ausgangsdrehmoments an das wiederholt eingestellte Soll-Drehmoment.
Abhängig von der Betriebsbedingung des Hybridfahrzeugs und dem Speicherzustand der Speicherbatterieeinrichtung zu diesem Zeitpunkt kann das Ziel-Drehmoment der sich drehenden elektrischen Maschine in manchen Fällen auf die Vermeidungsregion eingestellt werden. In diesem Fall liegt der Stetigbetriebswert (Konvergenzwert) des Eingangs-/Ausgangsdrehmoments der sich drehenden elektrischen Maschine in der Vermeidungsregion, so dass es schwierig ist, das Problem im Zusammenhang mit dem Auftreten eines Klapperns grundlegend zu lösen, beispielsweise sogar dann, wenn das Soll-Drehmoment vorübergehend auf außerhalb der Vermeidungsregion eingestellt wird.
Gemäß diesem Aspekt wird, wenn das ursprüngliche Soll-Drehmoment in der Vermeidungsregion sich ändert, ein vorübergehendes Soll-Drehmoment wiederholt zwischen der positiven Drehmomentregion und der negativen Drehmomentregion eingestellt, zwischen denen sich die Vermeidungsregion befindet. Somit wechselt das Eingangs-/Ausgangsdrehmoment nacheinander von der positiven Drehmomentseite zur negativen Drehmomentseite oder von der negativen Drehmomentseite zur positiven Drehmomentseite, während es die Vermeidungsregion kreuzt. Hierbei kommt es in dem Zeitraum, über den das Eingangs-/Ausgangsdrehmoment außerhalb der Vermeidungsregion in der positiven Drehmomentregion oder in der negativen Drehmomentregion liegt, nicht zu einem Klappergeräusch, so dass das Klappergeräusch durch lediglich die einschlägige Steuerung unterdrückt werden kann, anders als in einem Fall, wo das Eingangs-/Ausgangsdrehmoment immer in der Vermeidungsregion bleibt.
Gemäß diesem Aspekt gibt es andererseits neben der Verkürzung einer solchen Haltezeit Maßnahmen im Zusammenhang mit einer Verkürzung der ursprünglichen Durchkreuzungszeit. Anders ausgedrückt wird beim Durchqueren der Vermeidungsregion im Verlauf des Wechsels des Eingangs-/Ausgangsdrehmoments von einer Drehmomentregion in eine andere Drehmomentregion außerhalb der Vermeidungsregion die Durchkreuzungszeit durch die Reduzierungseinrichtung verkürzt. Daher wird selbst in einem Fall, wo das ursprüngliche Soll-Drehmoment in der Vermeidungsregion liegt, die Verschlechterung des Fahrverhaltens verhindert.
Durch wiederholtes Umkehren des Vorzeichens des Eingangs-/Ausgangsdrehmoments zwischen der positiven Drehmomentregion und der negativen Drehmomentregion wie oben beschrieben, kann der Speicherzustand der Speicherbatterieeinrichtung in einem annehmbaren Bereich gehalten werden, in dem das Hybridfahrzeug in der Praxis problemlos betrieben werden kann, und es ist möglich, die Verschlechterung des Fahrverhaltens zu verhindern, ohne die Speicherbatterie in einen Überladungs- oder Tiefentladungszustand zu bringen.
In einem anderen Aspekt der Hybridfahrzeug-Steuervorrichtung der vorliegenden Erfindung ist das Hybridfahrzeug ferner mit einer Sperreinrichtung versehen, die in der Lage ist, einen Zustand eines sich drehenden Elements aus der Vielzahl von sich drehenden Elementen selektiv zwischen einem nicht-umlauffähigen Sperrzustand und einem umlauffähigen Nicht-Sperrzustand zu wechseln, wobei das Hybridfahrzeug einen Gangwechselmodus zwischen einem stufenlosen Gangwechselmodus und einem starren Gangwechselmodus umschalten kann, wobei der stufenlose Gangwechselmodus dem Nicht-Sperrzustand entspricht, in dem ein Übersetzungsverhältnis, bei dem es sich um das Verhältnis zwischen einer Drehzahl des Verbrennungsmotors und einer Drehzahl der Antriebswelle handelt, kontinuierlich variabel ist, wobei der starre Gangwechselmodus dem Sperrzustand entspricht, in dem das Übersetzungsverhältnis festgelegt ist, wobei die Beurteilungseinrichtung beurteilt, ob das Eingangs-/Ausgangsdrehmoment während einer Änderung des Gangwechselmodus die Vermeidungsregion kreuzt, und die Reduzierungseinrichtung die Durchkreuzungszeit verkürzt, falls geurteilt wird, dass das Eingangs-/Ausgangsdrehmoment während der Änderung des Gangwechselmodus die Vermeidungsregion kreuzt.
Gemäß diesem Aspekt ist das Hybridfahrzeug der vorliegenden Erfindung mit einem Sperrmechanismus ausgestattet. Der Sperrmechanismus ist ein Mechanismus, der in der Lage ist, den Zustand eines sich drehenden Elements, das für den Leistungsübertragungsmechanismus vorgesehen ist, zwischen einem nicht-umlauffähigen Sperrzustand, in dem das sich drehende Element durch verschiedene physikalische, mechanische, elektrische oder magnetische Haltekräfte (einfach ausgedrückt z.B. eine hydraulische Haltekraft, eine elektromagnetische Haltekraft oder dergleichen) nicht-umlauffähig an einem vorgegebenen feststehenden Element festgelegt ist, und einem umlauffähigen Nicht-Sperrzustand, in dem der Einfluss der Haltekräfte im Zusammenhang mit dem Sperrzustand zumindest nicht in einem erheblichem Maße aufgenommen wird, zu ändern. Der Sperrmechanismus kann verschiedene Aspekte annehmen, wie eine gekapselte Mehrscheiben-Bremsvorrichtung oder Kupplungsvorrichtung, eine elektromagnetische Klauenkupplungsvorrichtung oder eine elektromagnetische Nocken-Sperrkupplungsvorrichtung.
Darüber hinaus kann das Hybridfahrzeug der vorliegenden Erfindung durch Betätigen des Sperrmechanismus den Gangwechselmodus selektiv zwischen dem stufenlosen Gangwechselmodus und dem starren Gangwechselmodus ändern. Der starre Gangwechselmodus wird in dem Zustand ausgewählt, wo das sich drehende Element als Sperrobjekt verriegelt ist, und der stufenlose Gangwechselmodus wird in dem Zustand ausgewählt, wo das sich drehende Element als Sperrobjekt gelöst ist (Nicht-Sperrzustand).
Genauer kann der stufenlose Gangwechselmodus als Gangwechselmodus oder dergleichen definiert werden, der das Übersetzungsverhältnis, bei dem es sich um das Verhältnis zwischen der Drehzahl des Verbrennungsmotors und der Drehzahl der Antriebswelle handelt, substanziell, theoretisch oder innerhalb von vorab definierten physikalischen, mechanischen, mechanistischen oder elektrischen Beschränkungen kontinuierlich ändern kann (was in der Praxis einen Stufen-Aspekts ebenso wie einen kontinuierlichen beinhaltet), indem er bewirkt, dass die sich drehende elektrische Maschine des Reaktionselements als Drehzahl-Steuerungsmechanismus des Verbrennungsmotors wirkt, falls das Hybridfahrzeug mit der Vielzahl von sich drehenden elektrischen Maschinen ausgestattet ist, wie oben beschrieben, und falls der Leistungsübertragungsmechanismus ein Differentialmechanismus mit zwei Drehungsfreiheitsgraden ist.
In diesem Fall wird in einer bevorzugten Form der Betriebspunkt des Verbrennungsmotors (z.B. ein Punkt zum Definieren einer bestimmten Betriebsbedingung des Verbrennungsmotors, die von einer Drehzahl und einem Drehmoment des Verbrennungsmotors definiert wird, theoretisch, substanziell oder innerhalb gewisser Grenzen willkürlich ausgewählt. Beispielsweise kann der Betriebspunkt theoretisch, substanziell oder innerhalb gewisser Grenzen auf einen Betriebspunkt mit optimaler Kraftstoffausnutzung oder dergleichen gesteuert werden, bei dem ein Kraftstoffverbrauch minimiert ist oder bei dem die Systemleistung des Hybridfahrzeugs (z.B. eine Gesamtleistung, die auf Basis der Übertragungsleistung des Leistungsübertragungsmechanismus, des thermischen Wirkungsgrads des Verbrennungsmotors oder dergleichen berechnet wird), theoretisch, substanziell oder innerhalb gewisser Grenzen am höchsten ist.
Dagegen ist der starre Gangwechselmodus ein Gangwechselmodus, in dem das Übertragungsverhältnis eindeutig definiert ist, und der durch Halten des sich drehenden Elements als Sperrobjekt im Sperrzustand in einem Fall umgesetzt wird, in dem der Differentialmechanismus mit den zwei Drehungsfreiheitsgraden auf die gleiche Weise betrachtet wird. Anders ausgedrückt, falls das sich drehende Element sich im Sperrzustand befindet, wird die Drehzahl des verbliebenen sich drehenden Elements eindeutig aus der Drehzahl (d.h. null) des sich drehenden Elements, welches das Sperrobjekt darstellt, und der Drehzahl des sich drehenden Elements (oder des sich drehenden Elements, das mit der Antriebswelle verkoppelt ist), das einen eindeutigen Drehzustand auf eine Fahrzeuggeschwindigkeit anlegt, definiert, und die Drehzahl des Verbrennungsmotors kann diesem eindeutig definierten Wert angeglichen werden.
Die Situation, dass das Eingangs-/Ausgangsdrehmoment der sich drehenden elektrischen Maschine die Vermeidungsregion kreuzt, kann besonders dann auftreten, wenn der Gangwechselmodus geändert wird, wobei das vom Fahrer geforderte Drehmoment relativ klein ist. Darüber hinaus geht die Änderung des Gangwechselmodus mit der physischen Betätigung des Sperrmechanismus einher, so dass die Änderung selbst von einem Geräusch begleitet sein kann. Obwohl das Geräusch seine Stärke abhängig vom physikalischen Aufbau des Sperrmechanismus ändern kann, gibt es grundsätzlich keine Änderung, da das Geräusch während der Änderung des Gangwechselmodus auftritt. Daher ist die Verkürzung der Durchkreuzungszeit durch die Reduzierungseinrichtung während der einer derartigen Änderung des Gangwechselmodus wirksam.
Die Wirkungsweise und die anderen Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus den nachstehend beschriebenen Ausführungsformen deutlicher.
Figurenliste

1 ist eine Aufbauskizze, die schematisch den Aufbau eines Hybridfahrzeugs in einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
2 ist eine Aufbauskizze, die schematisch den Aufbau einer Hybridantriebsvorrichtung im Hybridfahrzeug von 1 zeigt.
3 sind kollineare Betriebsdiagramme, die ein Beispiel für einen Betriebszustand der Hybridantriebsvorrichtung von 2 zeigen.
4 ist ein Ablaufschema, das eine Klappergeräusch-Unterdrückungssteuerung zeigt, die von einer ECU im Hybridfahrzeug von 1 durchgeführt wird.
5 ist ein Ablaufschema, das einen Klappergeräusch-Unterdrückungsprozess darstellt, der in der Klappergeräusch-Unterdrückungssteuerung von 4 durchgeführt wird.
6 ist ein weiteres Ablaufschema, das einen weiteren Klappergeräusch-Unterdrückungsprozess zeigt, der in der Klappergeräusch-Unterdrückungssteuerung von 4 durchgeführt wird.
7 ist ein Schema, das ein Beispiel für einen zu einer Zeit stattfindenden Übergang eines MG2-Drehmoments Tm und einer geforderten Verbrennungsmotorleistung Pne darstellt, während die Klappergeräusch-Unterdrückungssteuerung von 4 durchgeführt wird.
8 ist ein Schema, das ein Beispiel für einen zu einer anderen Zeit stattfindenden Übergang des MG2-Drehmoments Tm und der geforderten Motorleistung Pne darstellt, während die Klappergeräusch-Unterdrückungssteuerung von 4 durchgeführt wird.
9 ist ein Schema, das ein Beispiel für einen zu einer Zeit stattfindenden Übergang des SOC einer Batterie und des MG-Drehmoments Tm darstellt, während die Klappergeräusch-Unterdrückungssteuerung von 4 durchgeführt wird.
10 ist eine Aufbauskizze, die schematisch den Aufbau einer anderen Hybridantriebsvorrichtung in einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
11 ist eine Aufbauskizze, die schematisch den Aufbau einer anderen Hybridsteuervorrichtung in einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.

Beste Weise zur Ausführung der Erfindung
<Ausführungsformen der Erfindung>
Im Folgenden werden die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Zeichnung erläutert.
<Aufbau der Ausführungsform>
Zunächst wird mit Bezug auf 1 der Aufbau eines Hybridfahrzeugs 1 in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert. 1 ist eine Aufbauskizze, die schematisch den Aufbau des Hybridfahrzeugs 1 darstellt.
In 1 ist das Hybridfahrzeug 1 ein Beispiel für das „Hybridfahrzeug“ der vorliegenden Erfindung, das ausgestattet ist mit: einer ECU 100; einer PCU (Leitungssteuereinheit) 11; einer Batterie 12, einem Bechleunigungselement-Öffnungssensor 13; einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 14 und einer Hybridantriebsvorrichtung 10.
Die ECU 100 ist mit einer CPU (zentralen Verarbeitungseinheit), einem ROM (Festwertspeicher), einem RAM und dergleichen ausgestattet. Die ECU 100 ist eine elektronische Steuereinheit, die die Funktionen jedes Teils des Hybridfahrzeugs 1 steuern kann. Die ECU 100 ist ein Beispiel für die „Hybridfahrzeug-Steuervorrichtung“ der vorliegenden Erfindung. Die ECU 100 kann eine nachstehend beschriebene Klappergeräusch-Unterdrückungssteuerung gemäß einem im ROM gespeicherten Steuerprogramm ausführen.
Die ECU 100 ist eine vereinheitlichte oder in einem Körper enthaltene elektronische Steuereinheit, die als ein Beispiel für sowohl die „Beurteilungseinrichtung“, die „Reduzierungseinrichtung“ und die „Steuervorrichtung“ der vorliegenden Erfindung dient, und sämtliche Betätigungen jeder Vorrichtung werden von der ECU 100 ausgeführt. Jedoch sind die physikalischen, mechanischen und elektrischen Gestaltungen jeder der Vorrichtungen der vorliegenden Erfindung nicht darauf beschränkt. Beispielsweise kann jede der Vorrichtungen als verschiedene Computersysteme aufgebaut sein, wie verschiedene Controller oder Mikrocomputer-Vorrichtungen, verschiedene Verarbeitungseinheiten, eine Vielzahl von ECUs und dergleichen.
Die Hybridantriebsvorrichtung 10 ist eine Antriebsvorrichtung zum Antreiben des Hybridfahrzeugs 1 durch Zuführen eines Antriebsdrehmoments als Antriebskraft zu einer linken Radachse SFL (die einem linken Vorderrad FL entspricht) und einer rechten Radachse SFR (die einem rechten Vorderrad FR entspricht) als Radachse des Hybridfahrzeugs 1. Der Aufbau der Hybridantriebsvorrichtung 10 wird später ausführlich beschrieben.
Die PCU 11 weist einen nicht-dargestellten Wechselrichter auf, der eine Gleichstrom (DC)-Leistung, die aus der Batterie 12 gezogen wird, in eine Wechselstrom (AC)-Leistung umwandeln kann und diese zu später beschriebenen Motorgeneratoren MG1 und MG2 liefert, und der Wechselstromleistung, die vom Motorgenerator MG1 und vom Motorgenerator MG2 erzeugt wird, in Gleichstromleistung umwandelt und diese in die Batterie 12 liefert. Die PCU 11 ist eine Steuereinheit, welche die Ein-/Ausgabe der elektrischen Leistung zwischen der Batterie 12 und den einzelnen Motorgeneratoren oder die Ein-/Ausgabe der elektrischen Leistung zwischen den Motorgeneratoren steuern kann (d.h. im letztgenannten Fall wird die elektrische Leistung ohne Umweg über die Batterie 12 zwischen den Motorgeneratoren gegeben und empfangen). Die PCU 11 ist elektrisch mit der ECU 100 verbunden, und die Betätigungen der PCU 11 werden von der ECU 100 gesteuert.
Die Batterie 12 ist eine Batterieeinheit, di so aufgebaut ist, dass eine Vielzahl von Einheitsbatteriezellen in Reihe geschaltet sind, und die im Zusammenhang mit der elektrischen Leistung für die Erzeugung von Fahrantriebsleistung durch den Motorgenerator MG1 und den Motorgenerator MG2 als elektrische Leistungsquelle dient. Die Batterie 12 ist ein Beispiel für die „Speicherbatterieeinrichtung“ der vorliegenden Erfindung.
Der Beschleunigungselement-Öffnungssensor 13 ist ein Sensor, der einen Beschleunigungselement-Öffnungsgrad Ta erfassen kann, bei dem es sich um das Maß handelt, in dem ein nicht dargestelltes Gaspedal des Hybridfahrzeugs 1 betätigt wird. Der Beschleunigungselement-Öffnungssensor 13 ist elektrisch mit der ECU 100 verbunden, und die ECU 100 bezieht sich in konstanten oder unregelmäßigen Zeitabständen auf den erfassten Beschleunigungselement-Öffnungsgrad Ta.
Der Fahrzeug-Geschwindigkeitssensor 14 ist ein Sensor, der eine Fahrzeuggeschwindigkeit V des Hybridfahrzeugs 1 erfassen kann. Der Fahrzeug-Geschwindigkeitssensor 14 ist elektrisch mit der ECU 100 verbunden, und die ECU 100 bezieht sich in konstanten oder unregelmäßigen Zeitabständen auf die erfasste Fahrzeuggeschwindigkeit V.
Nun wird mit Bezug auf 2 der Aufbau der Hybridantriebsvorrichtung 10 ausführlich beschrieben. 2 ist eine Aufbauskizze, die schematisch den Aufbau der Hybridantriebsvorrichtung 10 zeigt. In 2 weisen Dinge, die sie mit 1 gemeinsam hat, die gleichen Bezugszahlen auf, und auf ihre Erklärung wird gelegentlich verzichtet.
In 2 ist die Hybridantriebsvorrichtung 10 mit einem Verbrennungsmotor 200, einem Leistungsteilungsmechanismus 300, einem Motorgenerator MG1 (im Folgenden gelegentlich als „MG1“ bezeichnet), einem Motorgenerator MG2 (im Folgenden gelegentlich als „MG2“ bezeichnet), einer Antriebswelle 400, einem Sperrmechanismus 500, einem MG2-Reduktionsmechanismus 600 und einem Reduktionsgetriebemechanismus 700 ausgestattet.
Der Verbrennungsmotor 200 ist ein Reihen-Vierzylinderottomotor als ein Beispiel für den „Verbrennungsmotor“ der vorliegenden Erfindung, der als Hauptleistungsquelle des Hybridfahrzeugs 1 dient. Der Verbrennungsmotor 200 ist ein bekannter Ottomotor, und sein Aufbau wird nicht im Einzelnen erläutert. Ein Verbrennungsmotor-Drehmoment Te als Ausgangsleistung des Verbrennungsmotors 200 wird über eine nicht dargestellte Kurbelwelle an die Eingangswelle 400 der Hybridantriebsvorrichtung 200 ausgegeben. Der Verbrennungsmotor 200 ist dabei nur ein Beispiel für den praktischen Aspekt, der vom Verbrennungsmotor der vorliegenden Erfindung angenommen werden kann. Als praktischer Aspekt des Verbrennungsmotors der vorliegenden Erfindung kann nicht nur der Verbrennungsmotor 200, sondern es können auch verschiedene bekannte Verbrennungsmotoren übernommen werden.
Der Motorgenerator MG1 ist ein Motorgenerator, der mit einer Fahrantriebsleistungsfunktion zum Umwandeln von elektrischer Energie in kinetische Energie und mit einer Regenerierungsfunktion zum Umwandeln von kinetischer Energie in elektrische Energie ausgestattet ist.
Der Motorgenerator MG2 ist ein Motorgenerator als ein Beispiel für die „sich drehende elektrische Maschine“ der vorliegenden Erfindung, deren Körper größer ist als der des Motorgenerators MG1. Wie beim Motorgenerator MG1 ist der Motorgenerator MG2 mit der Fahrantriebsleistungsfunktion zum Umwandeln von elektrischer Energie in kinetische Energie und mit der Regenerierungsfunktion zum Umwandeln kinetischer Energie in elektrische Energie ausgestattet.
Die Motorgeneratoren MG1 und MG2 können als synchrone Motorgeneratoren konstruiert sein, und jeder von ihnen kann so aufgebaut sein, dass er mit einem Rotor, der eine Vielzahl von Dauermagneten auf einer Außenumfangsfläche aufweist, und einem Stator ausgestattet ist, in dem eine Dreiphasenspule zur Ausbildung eines drehenden Magnetfelds gewickelt ist. Natürlich kann er auch einen anderen Aufbau haben.
Der Leistungsteilungsmechanismus 300 ist ein Planetengetriebemechanismus als ein Beispiel für den „Leistungsteilungsmechanismus“ der vorliegenden Erfindung.
Der Leistungsteilungsmechanismus 300 ist ausgestattet mit: einem Sonnenrad S1 als einem Beispiel für das „sich drehende Element“ der vorliegenden Erfindung, das im mittleren Teil angeordnet ist; einem Hohlrad R1 als einem anderen Beispiel für das „sich drehende Element“ der vorliegenden Erfindung, das konzentrisch am Außenumfang des Sonnenrads S1 angeordnet ist; einer Vielzahl von Ritzeln (nicht dargestellt), die zwischen dem Sonnenrad S1 und dem Hohlrad R1 angeordnet sind und die am Außenumfang des Sonnenrads S1 um das Sonnenrad S1 laufen, während sie sich um ihre Achse drehen; und einem Träger C1 als einem anderen Beispiel für das „sich drehende Element“ der vorliegenden Erfindung, zum schwenkbaren Lagern der Drehwelle jedes Ritzels.
Hierbei ist das Sonnenrad S1 so mit dem Rotor des Motorgenerators MG1 verkoppelt, dass es dessen Drehwelle mitnutzt und dass seine Drehzahl der Drehzahl des MG1, d.h. einer Drehzahl Nmg1, gleich ist. Darüber hinaus ist das Hohlrad R1 mit dem Untersetzungsgetriebemechanismus 700 und einem später beschriebenen Hohlrad R2 des MG2-Reduzierungsmechanismus 600 verkoppelt, und seine Drehzahl ist der Drehzahl der Antriebswelle, d.h. einer Ausgangsdrehzahl Nout, gleich. Außerdem ist der Träger C1 mit der Eingangswelle 400 verkoppelt, die mit der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors 200 verkoppelt ist, und seine Drehzahl ist der Verbrennungsmotor-Drehzahl NE des Verbrennungsmotors 200 gleich.
Der MG2-Reduzierungsmechanismus 600 ist der gleiche Planetengetriebemechanismus wie der Leistungsteilungsmechanismus 300. Der MG2-Reduzierungsmechanismus 600 ist versehen mit: einem Sonnenrad S2, das im mittleren Teil angeordnet ist; einem Hohlrad R2, das konzentrisch am Außenumfang des Sonnenrads S2 angeordnet ist; einer Vielzahl von (nicht dargestellten) Ritzeln, die zwischen dem Sonnenrad S2 und dem Hohlrad R2 angeordnet sind und die am Außenumfang des Sonnenrads S2 um das Sonnenrad S2 laufen, während sie sich um ihre Achse drehen; und einem Träger C2, der die Drehwelle jedes Ritzels schwenkbar lagert. Der Rotor des Motorgenerators MG2 ist mit dem Sonnenrad S2 verkoppelt.
Hierbei ist das Hohlrad R2 des MG2-Reduzierungsmechanismus 600 mit dem Hohlrad R1 des Leistungsteilungsmechanismus 300 verkoppelt wie oben beschrieben und zeigt einen Drehungszustand, der für die Radachse eindeutig ist. Darüber hinaus ist der Träger C2 an einem feststehenden Element befestigt, so dass er sich nicht drehen kann. Daher wird auf den Motorgenerator MG2, der an dem einen verbliebenen sich drehenden Element, d.h. dem Sonnenrad S2, befestigt ist, die Drehung der Antriebswelle in der Form übertragen, dass sie gemäß einem Drehzahl-Untersetzungsverhältnis, das gemäß einem Zähnezahlverhältnis zwischen den Zahnrädern, die den MG2-Reduzierungsmechanismus 600 bilden, reduziert wird. Darüber hinaus ist der MG2-Reduzierungsmechanismus 600 nur ein Untersetzungsmechanismus, und ein Planetengetriebe-Verbundmechanismus, der vom MG2-Reduzierungsmechanismus 600 und dem Leistungsteilungsmechanismus 300 definiert wird, stellt einen Differentialmechanismus mit zwei Drehungsfreiheitsgraden dar, und die Drehzahl des Motorgenerators MG2, d.h. eine MG2-Drehzahl Nmg2, ist entsprechend der Fahrzeuggeschwindigkeit V eindeutig.
Der Reduzierungsmechanismus 700 ist ein Getriebemechanismus, der die Antriebswelle (deren Bezugszahl weggelassen wurde), die den für die Radachse eindeutigen Drehungszustand zeigt, ein Untersetzungszahnrad (dessen Bezugszahl weggelassen wurde), das mit der Antriebswelle verbunden ist, und ein Differential (dessen Bezugszahl weggelassen wurde), aufweist. Durch den Reduzierungsmechanismus 700 wird die Drehzahl jeder Radachse in dem Zustand, dass sie gemäß einem vorgegebenen Zähnezahlverhältnis reduziert ist, auf die Antriebswelle übertragen. Das Hohlrad R1 und das Hohlrad R2 sind wie oben beschrieben mit der Antriebswelle verkoppelt, und jedes Hohlrad zeigt einen Drehungszustand, der für die Fahrzeuggeschwindigkeit V eindeutig ist.
Der Motorgenerator MG2 kann sein Ausgangsdrehmoment, d.h. ein MG2-Drehmoment Tm, an die Antriebswelle anlegen, im Gegensatz zum Motorgenerator MG 1 und zum Verbrennungsmotor 200. Daher kann der Motorgenerator MG2 durch Hinzufügen des Drehmoments der Antriebswelle auch das Fahren des Hybridfahrzeugs 1 unterstützen, und kann die elektrische Leistung durch Eingeben des Drehmoments von der Antriebsquelle regenerieren. Das Eingangs-/Ausgangsdrehmoment des Motorgenerators MG2, d.h. das MG2-Drehmoment Tm, wird in erster Linie durch die ECU 100 über die PCU11 zusammen mit dem Eingangs-/Ausgangsdrehmoment des Motorgenerators MG1, d.h. eines MG1-Drehmoments Tg, gesteuert.
Im Hybridantriebsmechanismus 10 sind Drehungssensoren, wie ein Drehmelder, in Regionen befestigt, die Rahmen A1 und A2 entsprechend, die von gestrichelten Linien dargestellte werden. Die Drehsensoren sind elektrisch mit der ECU 100 verbunden, und jede der erfassten Drehzahlen wird mit konstanten oder unregelmäßigen Zeitabständen an die ECU 100 geschickt. Außerdem ist die Drehzahl der Region, die dem von einer gestrichelten Linie dargestellten Rahmen A1 entspricht, die MG2-Drehzahl Nmg2, und die Drehzahl der Region, die dem von einer gestrichelten Linie dargestellten Rahmen A2 entspricht, ist die MG1-Drehzahl Nmg1.
Der Leistungsteilungsmechanismus 300 kann bei der oben beschriebenen Gestaltung das Verbrennungsmotor-Drehmoment Te, das vom Verbrennungsmotor 200 zur Eingangswelle 400 geliefert wird, unter Verwendung des Trägers C1 bei einem vorgegebenen Verhältnis (Verhältnis gemäß dem Zähnezahlverhältnis zwischen den Zahnrädern) auf das Sonnenrad S1 und das Hohlrad R1 aufteilen und kann die Leistung des Verbrennungsmotors 200 auf zwei Systeme aufteilen. Zur Erleichterung des Verständnisses der Funktion des Leistungsteilungsmechanismus 300: falls ein Zähnezahlverhältnis ρ als die Zahl der Zähne des Sonnenrads S1 in Bezug auf die Zahl der Zähne des Hohlrads R1 definiert ist, wird ein Drehmoment Tes, das auf das Sonnenrad S1 wirkt, wenn das Verbrennungsmotor-Drehmoment Te vom Verbrennungsmotor 200 an den Träger C1 angelegt wird, durch die folgende Gleichung (1) ausgedrückt, und ein direktes Verbrennungsmotor-Drehmoment Ter, das an der Antriebswelle erscheint, wird durch die folgende Gleichung (2) ausgedrückt. $Tes = - Te \times ρ/ (1 + ρ)$
$Ter = Te \times 1/ (1 + ρ)$
Der Aufbau in der Ausführungsform des „Leistungsübertragungsmechanismus“ der vorliegenden Erfindung ist nicht auf den des Leistungsteilungsmechanismus 300 beschränkt. Beispielsweise kann der Leistungsübertragungsmechanismus der vorliegenden Erfindung ein Verbund-Planetengetriebemechanismus sein, bei dem eine Vielzahl von Planetengetrieben kombiniert sind.
Der Sperrmechanismus 500 ist ein bekannter gekapselter Mehrscheiben-Kupplungsmechanismus als ein Beispiel für die „Sperreinrichtung“ der vorliegenden Erfindung. Der Sperrmechanismus 500 ist mit einer ersten Kupplungsscheibe, die mit der Drehwelle des Motorgenerators MG1 verkuppelt ist, und einer zweiten Kupplungsscheibe, die mit dem feststehenden Element verkuppelt ist, ausgestattet. Der Einrückungszustand der Kupplungsscheiben wird von einem nicht dargestellten hydraulischen Steuermechanismus gesteuert. Dabei wird der Motorgenerator MG1 in dem Zustand, in dem die Kupplungsscheiben mit einander in Eingriff stehen, verriegelt, so dass er sich nicht drehen kann und der sogenannte MG1-Sperrzustand verwirklicht ist. Dagegen kann sich der Motorgenerator MG1 in dem Zustand, wo die Kupplungsscheiben freigegeben sind, frei drehen. Der Motorgenerator MG1 ist mit dem Sonnenrad S1 des Leistungsteilungsmechanismus 300 verkuppelt, und das Verriegeln des Motorgenerators MG1 ist gleichbedeutend mit der Verriegelung des Sonnenrads S1. Anders ausgedrückt - falls die Kupplungsscheiben des Sperrmechanismus 500 ineinander greifen, kommt das Sonnenrad S1 in den Sperrzustand der vorliegenden Erfindung, und falls die Kupplungsscheiben freigegeben werden, kommt das Sonnenrad in den Nicht-Sperrzustand der vorliegenden Erfindung.
Der Sperrmechanismus 500 ist nur ein Beispiel für den praktischen Aspekt, der von der Sperreinrichtung der vorliegenden Erfindung angenommen werden kann. Die Sperreinrichtung der vorliegenden Erfindung kann eine andere Eingriffsvorrichtung, wie ein elektromagnetischer Klauenkupplungsmechanismus und ein elektromagnetischer Nocken-Sperrmechanismus, sein.
<Funktionsweise der Ausführungsform>
<Der Gangwechselmodus im Einzelnen>
Das Hybridfahrzeug 1 dieser Ausführungsform kann als ein Beispiel für den Gangwechselmodus der vorliegenden Erfindung gemäß dem Zustand des Sonnenrads S1 des Leistungsteilungsmechanismus 300, bei dem es sich ein Sperrobjekt handelt, einen starren Gangwechselmodus und einen stufenlosen Gangwechselmodus auswählen.
Mit Bezug auf 3 wird nun der Gangwechselmodus des Hybridfahrzeugs 1 erläutert. 3 sind kollineare Betriebsdiagramme, die Beispiele für einen Betriebszustand der Hybridantriebsvorrichtung 10 darstellen. In 3 haben Dinge, die 2 entsprechen, die gleichen Bezugszahlen, und auf ihre Erklärung wird fallweise verzichtet.
In 3(a) stellt die vertikale Achse die Drehzahl dar, und die horizontale Achse stellt in der Reihenfolge von links nach rechts den Motorgenerator MG1 (der für das Sonnenrad S1 eindeutig ist), den Verbrennungsmotor 200 (der für den Träger C1 eindeutig ist) und den Motorgenerator MG2 (der für die Antriebswelle eindeutig ist) dar.
Der Leistungsteilungsmechanismus 300 ist hier ein Planetengetriebemechanismus mit zwei Drehungsfreiheitsgraden, der aus einer Vielzahl von sich drehenden Elementen besteht, die eine gegenseitige Differentialbeziehung aufweisen. Falls die Drehzahlen von zweien der Elemente Sonnenrad S1, Träger C1 und Hohlrad R1, ist damit die Drehzahl des verbliebenen Elements notwendigerweise bestimmt. Anders ausgedrückt, in dem kollinearen Betriebsdiagramm kann der Betriebszustand jedes sich drehenden Elements von einer kollinearen Betriebslinie dargestellt werden, die einem Betriebszustand der Hybridantriebsvorrichtung 10 eins-zu-eins entspricht.
In 3(a) wird angenommen, dass der Betriebspunkt des Motorgenerators MG2, der eine eindeutige Beziehung zur Fahrzeuggeschwindigkeit V und zur Ausgangsdrehzahl Nout hat, ein Betriebspunkt m1 ist. In diesem Fall ist, falls der Betriebspunkt des Motorgenerators MG1 ein Betriebspunkt g1 ist, der Betriebspunkt des Verbrennungsmotors 200, der mit dem Träger C1 verkoppelt ist, bei dem es sich um eines der verbliebenen Drehelemente handelt, ein Betriebspunkt e1. Falls der Betriebspunkt des Motorgenerators MG1 in einen Betriebspunkt g2 und einen Betriebspunkt g3 geändert wird, während die Ausgangsdrehzahl Nout als die Drehzahl der Antriebswelle beibehalten wird, ändert sich dabei der Betriebspunkt des Verbrennungsmotors 200 in einen Betriebspunkt e2 bzw. einen Betriebspunkt e3.
Anders ausgedrückt kann in diesem Fall der Verbrennungsmotor 200 bei einem gewünschten Betriebspunkt betrieben werden, indem man bewirkt, dass der Motorgenerator MG1 als Drehzahl-Steuerungsmechanismus wirkt. Der Gangwechselmodus, der diesem Zustand entspricht, ist der stufenlose Gangwechselmodus. Im stufenlosen Gangwechselmodus wird der Betriebspunkt des Verbrennungsmotors 200 (wobei Betriebspunkt in diesem Fall eine Betriebsbedingung des Verbrennungsmotors 200 meint, die von einer Kombination der Verbrennungsmotor-Drehzahl NE und des Verbrennungsmotor-Drehmoments Te definiert wird) auf einen optimalen Kraftstoffverbrauchs-Betriebspunkt gesteuert, bei dem die Kraftstoffverbrauchsrate des Verbrennungsmotors 200 grundsätzlich minimal ist.
Im stufenlosen Gangwechselmodus muss die MG1-Drehzahl Nmg1 offensichtlich variabel sein. Falls der stufenlose Gangwechselmodus ausgewählt wird, wird daher der Antriebszustand des Sperrmechanismus 500 so gesteuert, dass das Sonnenrad S1 den Nicht-Sperrzustand einnimmt.
Um das Drehmoment Ter, das dem oben beschriebenen Verbrennungsmotor-Drehmoment Te entspricht, zur Antriebswelle zu liefern, muss im Leistungsverteilungsmechanismus 300 ein Reaktionsdrehmoment, das die gleiche Größe aufweist wie das des genannten Drehmoments Tes, und das ein anderes Vorzeichen hat als das genannte Drehmoment Tes (d.h. ein negatives Drehmoment), und das an der Drehwelle des Sonnenrads S1 (zu Beschreibungszwecken hier als „Sonnenradwelle“ bezeichnet) erscheint, vom Motorgenerator MG1 an die Sonnenradwelle geliefert werden. In diesem Fall ist ein Betriebspunkt in einer positiven Drehregion, wie der Betriebspunkt g1 oder der Betriebspunkt g2, der MG1 in einem Zustand, in dem elektrische Leistung regeneriert wird (d.h. einem Elektrizitätserzeugungszustand), mit positiver Drehung und negativem Drehmoment. Wie oben beschrieben, wird im stufenlosen Gangwechselmodus dadurch, dass bewirkt wird, dass der Motorgenerator MG1 als Reaktionselement wirkt, die Regenerierung elektrischer Leistung (oder die Elektrizitätserzeugung) in einem Teil des Verbrennungsmotor-Drehmoments Te durchgeführt, das auf die Sonnenradwelle verteilt wird, während ein Teil des Verbrennungsmotor-Drehmoments Te der Antriebswelle zugeführt wird. Falls das direkte Drehmoment vom Verbrennungsmotor 200 nicht für das Drehmoment reicht, das für die Antriebswelle gefordert wird (d.h. das für das Hybridfahrzeug 1 geforderte Drehmoment), wird im Bedarfsfall unter Verwendung der regenerierten elektrischen Leistung oder dadurch, dass eine elektrische Leistung von der Batterie 12 angemessen bereitgestellt wird, das MG2-Drehmoment Tm vom Motorgenerator MG2 als Hilfsdrehmoment an die Antriebswelle geliefert.
Während eines Fahrens mit hoher Drehzahl und niedriger Last oder dergleichen befindet sich andererseits der MG1 an einem Betriebspunkt in einer negativen Drehungsregion, beispielsweise am Betriebspunkt g3 unter einer solchen Betriebsbedingung, dass die Verbrennungsmotor-Drehzahl Ne niedrig ist, obwohl die ausgegebene Drehzahl Nout hoch ist. Der Motorgenerator MG1 gibt das negative Drehmoment als Reaktionsdrehmoment des Verbrennungsmotor-Drehmoments Te aus. Somit befindet sich in diesem Fall der MG1 in einem Zustand einer negativen Drehung und eines negativen Drehmoments, und in einem Antriebsleistungserzeugungszustand. Anders ausgedrückt, das Eingangs-/Ausgangsdrehmoment Tg des Motorgenerators MG1 wird in diesem All als Antriebsdrehmoment des Hybridfahrzeugs 1 auf die Antriebswelle übertragen.
Andererseits werden in der Hybridantriebsvorrichtung 10 der Verbrennungsmotor 200, der MG1 und der MG2 gemeinsam so gesteuert, dass eine Summe des direkten Verbrennungsmotor-Drehmoments Ter und des MG2-Drehmoments Tm einer Anforderung vom Fahrer entspricht, und falls der MG1 im Fahrleistungserzeugungszustand ist, ist der Motorgenerator MG2 im negativen Drehmomentzustand, da er ein Drehmoment absorbiert, das größer ist als das benötigte Drehmoment, das an die Antriebswelle geliefert wird. In diesem Fall befindet sich der Motorgenerator MG2 im Zustand einer positiven Drehung und im Zustand, in dem elektrische Leistung erzeugt wird. In diesem Zustand entsteht ein ineffizienter elektrischer Weg in Bezug auf einen sogenannten Leistungskreislauf, bei dem die Antriebskraft vom MG1 für die Erzeugung elektrischer Leistung am MG2 verwendet wird, und bei dem die Fahrleistungserzeugungs-Ansteuerung des MG1 durch die Erzeugung elektrischer Leistung durchgeführt wird. In dem Zustand, wo es zu einem Leistungskreislauf kommt, sinkt die Systemleistung der Hybridantriebsvorrichtung 10.
Somit wird im Hybridfahrzeug 1 in einer Betriebsregion, die vorab so bestimmt wird, dass sie in einer Region liegt, in der es zu einem Leistungskreislauf kommen kann, das Sonnenrad S1 so gesteuert, dass es vom Sperrmechanismus 500 in den Sperrzustand gebracht wird. Die Situation ist in 3(b) dargestellt. Falls das Sonnenrad S1 sich in den Zustand bewegt, wo es vom Sperrmechanismus 500 gesperrt wird, wird der Betriebspunkt des Motorgenerators MG1 auf einem dargestellten Betriebspunkt g4 festgelegt, der einer Drehzahl null entspricht.
In diesem Fall bewirken die Ausgangsdrehzahl Nout und die Nulldrehung, dass die verbliebene Verbrennungsmotor-Drehzahl Ne eindeutig festgelegt ist, und ihr Betriebspunkt e4 ist, der in 3(b) dargestellt ist. Anders ausgedrückt, falls das Sonnenrad S1 verriegelt wird, wird die Verbrennungsmotor-Drehzahl Ne eindeutig von der MG2-Drehzahl Nmg2 bestimmt, die für die Fahrzeuggeschwindigkeit V eindeutig ist (d.h. ein Übersetzungsverhältnis wird konstant). Der Gangwechselmodus, der diesem Zustand entspricht, ist der starre Gangwechselmodus.
Im starren Gangwechselmodus kann das Reaktionsdrehmoment des Verbrennungsmotor-Drehmoments Te, das ursprünglich vom Motorgenerator MG1 aufgenommen wird, durch die physikalische Haltekraft des Sperrmechanismus 500 ersetzt werden. Anders ausgedrückt, in diesem Fall muss der Motorgenerator MG1 nicht im Zustand, in dem elektrische Leistung erzeugt wird, und im Zustand, in dem Fahrantriebsleistung erzeugt wird, gesteuert werden, und der Motorgenerator MG1 kann angehalten werden. Daher ist es grundsätzlich auch nicht nötig, den Motorgenerator MG2 zu betätigen, und der MG2 kommt in den sogenannten Leerlaufzustand. Schließlich ist im starren Gangwechselmodus das Antriebsdrehmoment, das an der Antriebswelle erscheint, nur das direkte Drehmoment Ter, das aus dem Verbrennungsmotor-Drehmoment vom Leistungsteilungsmechanismus 300 auf die Antriebswellenseite verteilt wird, und die Hybridantriebsvorrichtung 10 führt nur eine mechanische Leistungsübertragung durch, so dass die Übertragungsleistung verbessert wird.
Im starren Gangwechselmodus muss der Motorgenerator MG2 nicht unbedingt angehalten werden. Beispielsweise ist das Hybridfahrzeug 1 mit verschiedenem elektrischem Zubehör ausgestattet, und eine angemessene elektrische Antriebskraft ist nötig, um das elektrische Zubehör anzutreiben. Der Motorgenerator MG2 kann in geringem Umfang eine Regenerierung elektrischer Leistung durchführen, um eine elektrische Leistung, die der elektrischen Antriebsleistung entspricht, an die Batterie 12 zu liefern. In diesem Fall steuert die ECU 100 das Verbrennungsmotor-Drehmoment Te so, dass die direkte Komponente des Verbrennungsmotor-Drehmoments Te das Drehmoment, das nötig ist, um das Fahrzeug zu fahren, übersteigt, und das überschüssige Drehmoment wird am Motorgenerator MG2 regeneriert. Falls das direkte Verbrennungsmotor-Drehmoment Ter als Drehmoment der Antriebswelle nicht ausreicht, dann wird als Alternative selbstverständlich der Fahrleistungserzeugungsantrieb des Motorgenerators MG2 durchgeführt, und das Antriebsdrehmoment wird vom MG2-Drehmoment Tm unterstützt, je nach Bedarf.
Daneben führt die ECU 100 auch noch eine SOC-Rückkopplungssteuerung zum fortgesetzten Halten des SOC der Batterie 12 auf einem Sollwert SOCtag durch. Im stufenlosen Gangwechselmodus oder im starren Gangwechselmodus steuert die ECU 100 die Menge an regenerierter elektrischer Leistung im Motorgenerator MG1 und im Motorgenerator MG2 so, dass der SOC der Batterie 12 auf einem Sollwert von etwa 70 bis 80 % (einem vorab bestimmten Voreinstellungswert) gehalten wird. Beispielsweise werden die Betriebszustände des Verbrennungsmotors 200, des MG1 und des MG2 so gesteuert, dass die Menge an regenerierter elektrischer Leistung relativ groß ist, falls der SOC unter dem Sollwert liegt, und so, dass die Menge von der Batterie 12 gelieferter elektrischer Leistung zunimmt, falls der SOC über dem Sollwert liegt.
<Einzelheiten der Klappergeräusch-Unterdrückungssteuerung>
Der Leistungsteilungsmechanismus 300 ist hier ein mechanischer Getriebemechanismus, daher hat jedes Getrieberad, bei dem es sich um ein sich drehendes Element handelt, ein Spiel, beispielsweise ein totes Spiel, in seiner Drehrichtung. Obwohl das Spiel den reibungslosen Betrieb des sich drehenden Elements fördern kann, bewirkt das Spiel ein Geräusch, das als Klappern bezeichnet wird.
Genauer ist der Leistungsteilungsmechanismus 300 über die Eingangswelle 400 mit dem Verbrennungsmotor 200 als Erregungsquelle verbunden, und eine physikalische Schwingung, die vom Verbrennungsmotor 200 als Erregungsquelle ausgeht, wird über die Eingangswelle 400 auf die sich drehenden Elemente des Leistungsteilungsmechanismus 300 übertragen. Falls ein Drehmoment, das die physikalische Schwingung unterdrücken kann, an die einzelnen sich drehenden Elemente angelegt wird, bewirkt die physikalische Schwingung kein Klappern. Daher wird das Sonnenrad S1, das dem Motorgenerator MG1 entspricht, der im Grunde das Reaktionsdrehmoment für den Verbrennungsmotor 200 liefert, kaum zur Quelle dieser Art von Klappergeräusch.
Jedoch kann der Motorgenerator MG2, der mit der Antriebswelle verkoppelt ist, und der seine relative Steuerungsunabhängigkeit beibehält, einen Nicht-Betätigungszustand oder einen Zustand einnehmen, in dem relativ wenig elektrische Leistung regeneriert wird, um die Zubehörgeräte anzusteuern, beispielsweise in einem extremen Fall einen Betriebszustand, in dem nur das direkte Drehmoment Te als die direkte Komponente des Verbrennungsmotor-Drehmoments Te als das vom Fahrer geforderte Drehmoment ausreicht. Falls beispielsweise das MG-Drehmoment Tm nahe an einem Nulldrehmoment liegt, bewirkt die physikalische Schwingung mit dem Verbrennungsmotor 200 als Erregungsquelle wahrscheinlich, dass beispielsweise das Hohlrad R1 im Bereich seines Spiels vibriert, und bewirkt wahrscheinlich ein Klappergeräusch. Ein solches Klappergeräusch ist ein Faktor, der das Fahrverhalten des Hybridfahrzeugs 1 verschlechtert. Somit ist das Hybridfahrzeug 1 so aufgebaut, dass die Klappergeräusch-Unterdrückungssteuerung, die von der ECU 100 durchgeführt wird, die klappergeräuschbedingte Verschlechterung des Fahrverhaltens unterdrückt.
Mit Bezug auf 4 werden nun die Einzelheiten der Klappergeräusch-Unterdrückungssteuerung erläutert. 4 ist hierbei ein Ablaufschema, das die Klappergeräusch-Unterdrückungssteuerung zeigt.
In 4 beurteilt die ECU 100, ob ein Klappergeräusch-Unterdrückungsprozess, der später beschrieben wird, abläuft oder nicht (Schritt S101).
Falls der Klappergeräusch-Unterdrückungsprozess abläuft (Schritt S101: JA), setzt die ECU 100 den Klappergeräusch-Unterdrückungsprozess fort (Schritt S200).
Falls der Klappergeräusch-Unterdrückungsprozess ausgeführt wird, beurteilt die ECU 100, ob ein Gangwechselstart-Flag abgesetzt ist oder nicht (Schritt S110). Hierbei ist das Gangwechselstart-Flag ein Flag, das aufgestellt wird, wenn eine Änderung im Gangwechselmodus durch den Sperrmechanismus 500 gefordert wird (zeitlich vor dem eigentlichen Beginn der Änderung des Gangwechselmodus), und dessen Zustand von der ECU 100 gesteuert wird.
Falls das Gangwechselstart-Flag abgesetzt ist (Schritt S110: JA), beurteilt die ECU 100, ob eine Änderung des Gangwechselmodus abläuft oder nicht (Schritt S111). Falls keine Änderung des Gangwechselmodus abläuft (Schritt S111: NEIN), bringt die ECU 100 den Prozess zu Schritt S101 zurück.
Falls das Gangwechselstart-Flag gesetzt bzw. aufgestellt ist (Schritt S110: NEIN), oder falls gerade eine Änderung des Gangwechselmodus abläuft (Schritt S111: JA), startet die ECU 100 die Änderung des Gangwechselmodus oder setzt diese fort (Schritt S112), setzt das Gangwechselstart-Flag ab (Schritt S113) und bringt den Prozess zum Schritt S101 zurück.
Im Schritt S101 beurteilt die ECU 100, falls nicht gerade der Klappergeräusch-Unterdrückungsprozess abläuft (Schritt S101: NEIN), ob das MG2-Drehmoment Tm eine Vermeidungsregion kreuzt oder nicht (Schritt S102).
Hierbei ist die Vermeidungsregion ein Beispiel für die „Vermeidungsregion“ der vorliegenden Erfindung und ist eine Klapperereignisregion in der Nähe eines Nulldrehmoments, das positive oder negative Drehmomentregionen kreuzt oder abdeckt, deren Mittelpunkt das Nulldrehmoment ist. Die Vermeidungsregion wird vorab durch Versuche als eine Region bestimmt, die eine Verschlechterung des Fahrverhaltens bewirkt, was in der Praxis wegen des Klappergeräuschs ungern zugelassen wird. Das Klappergeräusch kann natürlich nicht nur in einem Fall auftreten, wo das MG2-Drehmoment Tm sich in der Vermeidungsregion befindet, sondern auch in einem Fall, wo das MG2-Drehmoment Tm einen Zustand annimmt, der als Nulldrehmoment-Durchkreuzung bezeichnet wird, in dem das MG2-Drehmoment Tm von einer Drehmomentregion zu einer anderen Drehmomentregion außerhalb der Vermeidungsregion wandert. Andererseits ist diese Nulldrehmoment-Durchkreuzung ein Phänomen, das je nach dem Aufbau der Hybridantriebsvorrichtung 10 auch bei einer nicht-niedrigen Frequenz auftreten kann.
Falls das MG2-Drehmoment Tg die Vermeidungsregion nicht kreuzt (Schritt S102: NEIN), müssen keine Maßnahmen gegen das Klappern ergriffen werden, und daher kehrt der Prozess zu Schritt S101 zurück.
Falls das MG2-Drehmoment Tm die Vermeidungsregion kreuzt (Schritt S102: JA), beurteilt die ECU 100, ob der Gangwechselmodus zu diesem Zeitpunkt der starre Gangwechselmodus ist oder nicht (Schritt 103). Falls das Hybridfahrzeug 1 im starren Gangwechselmodus fährt (Schritt S103: JA), ermittelt die ECU 100 den SOC (ein Beispiel für die „Zustandsgröße, die dem Speicherzustand entspricht“ der vorliegenden Erfindung, quantifiziert als Vollentladungszustand von 0 (%) und als Vollaufladungszustand von 100 (%)), der den Ladungszustand der Batterie 12 darstellt, von einem SOC-Sensor (auf dessen Darstellung verzichtet wurde), der an der Batterie 12 befestigt ist, und beurteilt, ob der ermittelte SOC in einem Bezugsbereich, der als Bereich zwischen einem unteren Grenzwert SOCtag - α und einem oberen Grenzwert SOCtag + α definiert ist, liegt oder nicht (Schritt S104). Hierbei ist SOCtag der Bezugswert des SOC, beispielsweise ein Wert von 70 bis 80 (%); jedoch kann der Bezugswert SOCtag auf beliebige Weise bestimmt werden.
Darüber hinaus ist α zur Bestimmung des Bezugsbereichs ein Wert, der mit einem MG2-Zieldrehmoment Tmtag als dem Sollwert des MG2-Drehmoments Tm kollationiert, und ist ein Schwellenwert zur Definierung, ob das MG2-Solldrehmoment Tmtag als der Sollwert des MG2-Drhemoments Tm zum Halten des SOC der Batterie 12 auf dem Bezugswert SOCtag auf die Drehmomentregion außerhalb der Vermeidungsregion eingestellt ist oder nicht. Falls der ermittelte SOC nicht im Bezugsbereich liegt (Schritt S104: NEIN), bringt die ECU 100 den Prozess zum Schritt S200 und startet den Klappergeräusch-Unterdrückungsprozess oder setzt ihn fort.
Falls dagegen der ermittelte SOC im Bezugsbereich liegt (Schritt S104: JA), führt die ECU 100 einen Standby-Prozess für außerhalb der Vermeidungsregion durch (Schritt S105). Der Standby-Prozess für außerhalb der Vermeidungsregion ist ein Prozess, der eine Annäherung an das MG2-Solldrehmoment Tm in der Drehmomentregion außerhalb der Vermeidungsregion vorübergehend unterbricht und das MG2-Drehmoment Tm in der Drehmomentregion außerhalb der Vermeidungsregion hält. Das Verfahren des vorübergehenden Unterbrechens der Annäherung an das MG2-Solldrehmoment Tmtag muss nicht nur das Unterbrechen der Rückkopplungssteuerung beinhalten, mit der das MG2-Drehmoment Tm sich dem MG2-Solldrehmoment Tmtag annähert, sondern kann auch einen vorläufigen Schritt oder dergleichen zum Einstellen des ermittelten SOC als Bezugswert SOCtag beinhalten. Anders ausgedrückt, im letztgenannten Fall ist eine scheinbare Abweichung in der SOC-Rückkopplungssteuerung null, so dass das MG2-Solldrehmoment Tmtag auf einem aktuellen Wert gehalten wird. Die Wirkung des Standby-Prozess für außerhalb der Vermeidungsregion wird später beschrieben.
Im Standby-Prozess für außerhalb der Vermeidungsregion wird das MG2-Drehmoment Tm im Grunde so gesteuert, dass es nicht von der Drehmomentregion zu diesem Zeitpunkt abweicht. Anders ausgedrückt ist es verboten, dass das MG2-Drehmoment von der aktuellen Drehmomentregion (einer positiven oder negativen Drehmomentregion) aus die Vermeidungsregion kreuzt, und es wird im Drehmoment in der negativen oder positiven Drehmomentregion gehalten. Falls der Standby-Prozess für außerhalb der Vermeidungsregion durchgeführt wird, geht der Prozess dann zur Schritt S112 weiter, der aktuelle Gangwechselmodus (d.h. in diesem Fall der starre Gangwechselmodus) wird fortgesetzt, und der Prozess kehrt über Schritt S113 zu Schritt S101 zurück.
In Schritt S103 beurteilt die ECU 100, falls der aktuelle Gangwechselmodus der stufenlose Gangwechselmodus ist (Schritt S103: NEIN), ob gerade eine Änderung des Gangwechselmodus durchgeführt wird oder nicht (Schritt S106).
Falls gerade eine Änderung des Gangwechselmodus durchgeführt wird (Schritt S106: JA), beurteilt die ECU 100, ob der ermittelte SOC der Batterie 12 über einem Schwellenwert β liegt oder nicht (Schritt S 107). Der Schwellenwert β ist ein Vergleichswert, der in Versuchen bestimmt wird, so dass die Senkung des SOC in einem annehmbaren Bereich bleibt, auch wenn die Vermeidungsregiondurchkreuzung des MG2-Drehmoments Tm im Zeitraum der Änderung des Gangwechselmodus verboten ist. Falls der SOC der Batterie 12 höchstens so hoch ist wie ein Schwellenwert β (Schritt S107: NEIN), startet die ECU 100 den Klappergeräusch-Unterdrückungsprozess oder setzt ihn fort (Schritt S200). Falls der SOC der Batterie 12 über dem Schwellenwert β liegt (Schritt S107: JA), setzt die ECU 100 die Änderung des Gangwechselmodus fort (Schritt S112). Dabei wird das MG2-Drehmoment Tm als Wert zu diesem Zeitpunkt beibehalten.
Dagegen beurteilt die ECU 100, falls das Hybridfahrzeug 1 im stufenlosen Gangwechselmodus fährt und keine Änderung des Gangwechselmodus durchgeführt wird (Schritt S106: NEIN), ob das Gangwechselstart-Flag aufgestellt ist oder nicht (Schritt S 108). Falls das Gangwechselstart-Flag abgesetzt ist (Schritt S108: NEIN), wird der Prozess zu Schritt S200 gebracht, und der Klappergeräusch-Unterdrückungsprozess wird gestartet oder fortgesetzt.
Falls das Gangwechselstart-Flag aufgestellt ist (Schritt S108: JA), d.h. falls eine Gangwechselforderung zur Änderung des starren Gangwechselmodus während des Fahrens im stufenlosen Gangwechselmodus gestellt wird, beurteilt die ECU 100, ob der ermittelte SOC der Batterie 12 unter einem Schwellenwert γ (γ > β) liegt oder nicht (Schritt S109). Der Schwellenwert γ im Schritt S109 ist ein Bezugswert, der zum Vergleichen mit der Zustandsgröße (d.h. dem SOC) verwendet wird, die dem Speicherzustand der Batterie 12 als der Speicherbatterieeinrichtung entspricht, und ist ein Wert der die Priorität zwischen der Änderung des Gangwechselmodus und der Vermeidungsregiondurchkreuzung des MG2-Drehmoments Tm definiert. Der Schwellenwert γ ist der SOC, der eine Vermeidungsregiondurchkreuzung des MG2-Drehmoments Tm im gesamten Zeitraum einer Änderung des Gangwechselmodus verbieten kann, und der oben genannte Schwellenwert β ist der SOC, der die Vermeidungsregiondurchkreuzung in einem Teil des Zeitraums der Änderung des Gangwechselmodus verbieten kann. Daher ist der Schwellenwert γ größer als der Schwellenwert β.
Die ECU 100 führt den Standby-Prozess für außerhalb der Vermeidungsregion (den Schritt S105) durch, falls der ermittelte SOC höchstens so groß ist wie der Schwellenwert γ (Schritt S109: NEIN), und führt den Klappergeräusch-Unterdrückungsprozess (den Schritt S200) aus, falls der ermittelte SOC kleiner ist als der Schwellenwert γ (Schritt S109: JA).
Im erstgenannten Fall wird hierbei die Änderung des Gangwechselmodus vor der Vermeidungsregiondurchkreuzung des MG2-Drehmoments Tm im Schritt S112 durchgeführt, dann wird Schritt S101 „NEIN“, Schritt S102 wird „JA“, Schritt S103 wird „JA“ und Schritt S104 wird „NEIN“, und dann wird der Klappergeräusch-Unterdrückungsprozess in Schritt S200 durchgeführt. Anders ausgedrückt, das MG2-Drehmoment Tm beginnt seine Annäherung an den ursprünglichen Sollwert, nachdem der Gangwechselmodus geändert wurde. Im letztgenannten Fall dagegen wird die Vermeidungsregiondurchkreuzung des MG2-Drehmoments Tm vor der Änderung des Gangwechselmodus in Schritt S200 durchgeführt, dann wird Schritt S110 „NEIN“, so dass die Änderung des Gangwechselmodus in Schritt S112 gestartet wird. Die Klappergeräusch-Unterdrückungssteuerung wird durchgeführt wie oben beschrieben.
Die Klappergeräusch-Unterdrückungssteuerung in 4 sorgt für einen Ablauf, bei dem die Vermeidungsregiondurchkreuzung von der positiven Drehmomentregion aus als Vermeidungsregiondurchkreuzung des MG2-Drehmoments Tm angenommen wird, und wobei die Änderung des Gangwechselmodus aus dem stufenlosen Gangwechselmodus in den starren Gangwechselmodus als Änderung des Gangwechselmodus angenommen wird. Es ist jedoch offensichtlich, dass die Klappergeräusch-Unterdrückungssteuerung auch auf eine andere Änderung des Gangwechselmodus oder eine andere Richtung der Vermeidungsregiondurchkreuzung auf Basis des gleichen Konzepts durchgeführt werden kann.
Wenn beispielsweise die Vermeidungsregiondurchkreuzung aus der negativen Drehmomentregion in die positive Drehmomentregion angenommen wird, kann der Prozess, der dem Beurteilungsergebnis und dem Wert des Schwellenwerts γ in Schritt S109 entspricht, anders sein. Genauer kann in der negativen Drehmomentregion, d.h. einer Regenerierungsregion, die Vermeidungsregiondurchkreuzung durch den Klappergeräusch-Unterdrückungsprozess vor der Änderung des Gangwechselmodus durchgeführt werden, falls der SOC der Batterie 12 hoch ist (falls der Schritt S109 zur NEIN-Seite abzweigt), da die Möglichkeit besteht, dass der SOC der Batterie 12 im Zeitraum der Änderung des Gangwechselmodus einen annehmbaren Wert überschreitet. Falls der SOC der Batterie 12 niedrig ist (falls der Schritt S109 zur JA-Seite abzweigt), kann die Änderung des Gangwechselmodus vor der Vermeidungsregiondurchkreuzung durch den Klappergeräusch-Unterdrückungsprozess durchgeführt werden, da kein Problem damit besteht, dass die SOC der Batterie 12 im Zeitraum der Änderung des Gangwechselmodus steigt.
Nun werden mit Bezug auf 5 die Einzelheiten des Klappergeräusch-Unterdrückungsprozesses erläutert. 5 ist ein Ablaufschema, das den Klappergeräusch-Unterdrückungsprozess zeigt.
In 5 beurteilt die ECU 100 die positiven und negativen Zustände eines Vermeidungsdrehmoments (Schritt S201). Das Vermeidungsdrehmoment ist ein Drehmoment, das in einem Zeitraum ausgegeben werden soll, in dem die Vermeidungsregiondurchkreuzung des MG2-Drehmoments vermieden wird, und normalerweise wird der Wert des MG2-Drehmoments Tm zu diesem Zeitpunkt übernommen. Falls die positiven und negativen Zustände des Vermeidungsdrehmoments beurteilt werden, werden dann die hohen und tiefen Zustände des SOC für die Erzeugung des Vermeidungsdrehmoments beurteilt (Schritt S202). Anders ausgedrückt, es wird beurteilt, auf welcher Seite des ursprünglichen Bezugswerts SOCtag der vorläufige Sollwert der SOC-Rückkopplungssteuerung liegt. Der vorläufige Sollwert ist nämlich der SOC der Batterie zu diesem Zeitpunkt.
Nach den Beurteilungen ändert die ECU 100 den Sollwert der SOC-Rückkopplungssteuerung vom ursprünglichen Sollwert SOCtag in den vorläufigen Sollwert, hält vorübergehend die Abweichung der SOC-Rückkopplungssteuerung auf null und unterbricht die SOC-Rückkopplungssteuerung im Wesentlichen (Schritt S203).
Dann berechnet die ECU 100 ein virtuelles Solldrehmoment Tmtgvtl, bei dem es sich um den virtuellen Sollwert für das MG2-Drehmoment Tm handelt (Schritt S204). Das virtuelle Solldrehmoment Tmtghvtl ist dabei der ursprüngliche Wert des MG2-Drehmoments Tm, der gemäß der Abweichung (d.h. der Bezugsabweichung) zwischen dem ursprünglichen Sollwert SOCtag und dem SOC der Batterie 12 gesetzt wird, falls die SOC-Rückkopplungssteuerung neu gestartet wird. Falls das virtuelle Solldrehmoment Tmtgvtl berechnet wird, berechnet die ECU 100 ferner eine virtuelle Haltezeit T_tmtgvtl (Schritt S205).
Hierbei ist die virtuelle Haltezeit T_tmtgvtl eine Zeit, die es dauert, bis das MG2-Drehmoment Tm die Vermeidungsregion durchlaufen hat, wenn das MG2-Drehmoment Tm sich dem virtuellen Solldrehmoment Tmtgvtl angleicht, das in Schritt S204 ermittelt wurde, d.h. ein Beispiel für die „Durchkreuzungszeit“ der vorliegenden Erfindung. Die virtuelle Haltezeit T_tmtgvtl sich in der Vermeidungsregion befindet. Falls das virtuelle Solldrehmoment Tmtgvtl sich in der Drehmomentregion außerhalb der Vermeidungsregion befindet, wird die virtuelle Haltezeit T_tmtgvtl umso kürzer, je weiter sie von einem Wert abweicht, der die Grenze der Vermeidungsregion definiert, d.h. je größer die Abweichung zwischen der Vermeidungsregion und dem virtuellen Solldrehmoment Tmtgvtl wird. Darüber hinaus verändert sich das virtuelle Solldrehmoment Tmtgvtl in eine Richtung, in der die Abweichung zwischen dem Vermeidungsdrehmoment und dem virtuellen Solldrehmoment Tmtgvt zunimmt, weil der SOC vom ursprünglichen Bezugswert SOCtag abweicht (d.h. die Bezugsabweichung zunimmt), wenn das MG2-Drehmoment über längere Zeit auf dem Vermeidungsdrehmoment gehalten wird.
Die ECU 100 beurteilt, ob die virtuelle Haltezeit T_tmtgvtl unter einem vorgegebenen Schwellenwert T_tmtgvtlth liegt oder nicht (Schritt S206). Falls die virtuelle Haltezeit T_tmtgvtl bei oder über dem vorgegebenen Schwellenwert T_tmtgvtlth liegt (Schritt S206: NEIN), werden die Prozesse ab Schritt S203 bis Schritt S206 wiederholt. Der vorgegebene Schwellenwert T_tmtgvtlth ist ein Vergleichswert, der vorab in Versuchen bestimmt wird, so dass das Klappern, das beim Durchkreuzen der Vermeidungsregion erzeugt wird, das Fahrverhalten in der Praxis nicht verschlechtert.
Falls die virtuelle Haltezeit T_tmtgvtl unter dem vorgegebenen Schwellenwert T_tmtgvtlth liegt (Schritt S206: JA), startet die ECU 100 die SOC-Rückkopplungssteuerung neu (Schritt S207). Der Klappergeräusch-Unterdrückungsprozess wird durchgeführt wie oben beschrieben.
Der Klappergeräusch-Unterdrückungsprozess kann auch einen anderen Aspekt annehmen als den in 5 dargestellten. Nun wird mit Bezug auf 6 ein anderer Aspekt des Klappergeräusch-Unterdrückungsprozesses erläutert. 6 ist ein anderes Ablaufschema, das einen anderen Klappergeräusch-Unterdrückungsprozess zeigt. In 6 haben Dinge, die denen in 5 gleich sind, die gleichen Bezugszahlen, und auf ihre Erklärung wird fallweise verzichtet.
In 6 beurteilt die ECU 100, ob der absolute Wert des virtuellen Solldrehmoments Tmtgvtl, das in Schritt S204 berechnet wird, größer ist als ein vorgegebener Schwellenwert Tmtgvtlth oder nicht (Schritt S208). Hierbei ist der vorgegebene Schwellenwert Tmtgvtlth ein Wert zum Definieren der oberen und unteren Grenzen für die Vermeidungsregion (falls die Vermeidungsregion in den positiven und negativen Drehmomentregionen gleich eingestellt wird).
Falls der absolute Wert des virtuellen Solldrehmoments Tmtgvtl höchstens so groß ist wie der vorgegebene Schwellenwert Tmtgvtlth (Schritt S208: NEIN), d.h. wenn das virtuelle Solldrehmoment Tmtgvtl das Drehmoment in der Vermeidungsregion ist, dann führt die ECU 100 die Schritte S203, S204 und S208 wiederholt aus. Falls der absolute Wert des virtuellen Solldrehmoments Tmtgvtl größer ist als der vorgegebene Schwellenwert Tmtgvtlth (Schritt S208: JA), d.h. falls das virtuelle Solldrehmoment Tmtgvtl das Drehmoment außerhalb der Vermeidungsregion ist, dann stellt die ECU 100 die Änderungsrate im MG2-Drehmoment Tm auf der schnelleren Drehungsseite ein als Drehung gemäß dem normalen Steuerstandard (Schritt S209).
Die ECU 100 führt eine Steuerung durch, mit der die Summe des direkten Verbrennungsmotor-Drehmoments Ter und des MG2-Drehmoments Tm bei der vom Fahrer geforderten Drehzahl gehalten wird, so dass die Änderungsrate des MG2-Drehmoments Tm zusammen mit der Änderungsrate des Verbrennungsmotor-Drehmoments Te gesteuert wird. Andererseits hängt das Verbrennungsmotor-Drehmoment Te vom Drehmoment des Motorgenerators MG1 ab, der das Reaktionsdrehmoment anlegt. Somit entspricht am Ende die Steuerung der Änderungsrate des MG2-Drehmoments Tm im Wesentlichen der Steuerung der Änderungsrate des MG2-Drehmoments Tg.
Außerdem wird zu einer normalen Zeit, wo die Klappergeräusch-Unterdrückung nicht nötig ist, die Änderungsrate auf der schnelleren Drehungsseite nicht übernommen (die Zeit, die für die Durchkreuzung der Vermeidungsregion benötigt wird, ist in diesem Fall eine Bezugszeit). Der Grund dafür ist, dass die Hochgeschwindigkeitssteuerung des Drehmoments einen hohe Steuerlast trägt, und dass eine hohe Steuergenauigkeit nötigt ist, und dass die Hochgeschwindigkeitssteuerung des Drehmoments vom Fahrer leicht als unangenehm empfunden werden kann. Anders ausgedrückt bringt die Übernahme der Hochgeschwindigkeitssteuerung keinen praktischen Nutzen, außer in einem Fall, wo eine Klappergeräusch-Unterdrückung erzielt werden soll (die unangenehme Empfindung beeinflusst das Fahrverhalten im Vergleich mit dem Geräusch, das von dem Klappern erzeugt wird, nicht).
Falls die Änderungsrate des MG2-Drehmoments Tm in Schritt S209 auf die Hochgeschwindigkeitsseite gesteuert wird, und das MG2-Drehmoment aus der Vermeidungsregion kommt, wird der Prozess zu Schritt S207 gebracht, um dadurch die SOC-Rückkopplungssteuerung neu zu starten. Selbst auf diese Weise kann das Klappern unterdrückt werden.
<Wirkung der Klappergeräusch-Unterdrückungssteuerung>
Nun wird die Wirkung der Klappergeräusch-Unterdrückungssteuerung erläutert. Zunächst wird mit Bezug auf 7 die Wirkung des Klappergeräusch-Unterdrückungsprozesses erläutert. 7 ist eine schematische Darstellung eines Übergangs des MG2-Drehmoments Tm und einer Verbrennungsmotorleistungs-Forderung Pne zu einer Zeit in einem Prozess der Durchführung der Klappergeräusch-Unterdrückungssteuerung.
In 7 zeigt der obere Teil die Zeitkennlinie des MG2-Drehmoments Tm, und der untere Teil zeigt die Zeitkennlinie der geforderten Verbrennungsmotor-Ausgangsleistung Pne. 7 zeigt den zeitlichen Übergang während eines normalen Fahrens gemäß dem stufenlosen Gangwechselmodus, wobei es sich nicht um den Zeitraum handelt, in dem der Gangwechselmodus geändert wird. Ob es zu einer Vermeidungsregiondurchkreuzung des MG2-Drehmoments kommt oder nicht, wird abhängig von der Größe des MG2-Drehmoments Tm bestimmt, so dass in der Betriebsregion, in der schon das direkte Verbrennungsmotor-Drehmoment Ter für das vom Fahrer geforderte Drehmoment weitgehend ausreichend ist, der notwendige Wert des MG2-Drehmoments Tm nicht unbedingt hoch sein muss. Darüber hinaus kann die Vermeidungsregiondurchkreuzung des MG2-Drehmoments Tm auch abhängig von den Betriebszuständen des elektrischen Zubehörs des Hybridfahrzeugs 1 oder vom SOC der Batterie 12 stattfinden.
In 7 ist PRF_Refl (siehe die gestrichelte Linie) ein Kennwert, der einem Vergleichsbeispiel zur Verdeutlichung der Wirkung dieser Ausführungsform ähnlich ist, und einem Kennwert in dem Fall, dass keine Maßnahmen ergriffen werden, um das Klappern zu unterdrücken. Darüber hinaus ist PRF_TmA (siehe eine durchgezogene Linie) ein Kennwert in einem Fall, wo eine Maßnahme entsprechend dem Schritt 200 für die Klappergeräusch-Unterdrückungssteuerung dieser Ausführungsform ergriffen wird.
Hierbei wird angenommen, dass vor einem Zeitpunkt T1 das MG2-Solldrehmoment Tmtg als der Sollwert des MG2-Drehmoments Tm von Tmtg1 in Tmtg2 geändert wird. In diesem Fall beginnt in dem Vergleichsbeispiel das MG2-Drehmoment Tm sich zum Zeitpunkt T1 zu einer Senkungsseite hin zu verändern, erreicht zu einem Zeitpunkt T2 die Vermeidungsregion (eine schraffierte Fläche, die durch die dargestellten Tmth und -Tmth definiert ist), durchläuft die Vermeidungsregion zu einem Zeitpunkt T3 und nähert sich schließlich zu einem Zeitpunkt T6 dem MG2-Solldrehmoment Tmtg2 an.
Falls dagegen der Klappergeräusch-Unterdrückungsprozess dieser Ausführungsform durchgeführt wird, behält das MG2-Drehmoment Tm den aktuellen Wert auch nach dem Zeitpunkt T1 weiterhin bei. Zu dieser Zeit wird das vom Fahrer geforderte Drehmoment aufrechterhalten, so dass die geforderte Verbrennungsmotor-Ausgangsleistung Pne vorübergehend auf einer tieferen Seite eingestellt wird als der ursprüngliche Wert (siehe den dargestellten PRF_PneA). Wie oben beschrieben, beginnt der SOC der Batterie 12, vom Bezugswert SOCtag, bei dem es sich um den ursprünglichen Sollwert handelt, abzuweichen, falls das MG2-Drehmoment Tm auf dem Drehmoment gehalten wird, das vom ursprünglichen Solldrehmoment (dem Drehmoment auf der Regenerierungsregionsseite) abweicht, und die Abweichung nimmt zu.
Falls ein solcher Prozess durchlaufen wird und die SOC-Rückkopplungssteuerung neu gestartet wird, beispielsweise durch Erfüllen des oben beschriebenen Schritts 206 in 5 zu einem Zeitpunkt T4, dann verändert sich das MG2-Drehmoment Tm schneller als im Vergleichsbeispiel und nähert sich schließlich Tmtg2 als dem ursprünglichen Solldrehmoment an, da das vorläufige MG2-Solldrehmoment als der absolute Wert, der größer als Tmtg2 ist, während der vergrößerten Abweichung des SOC eingestellt wird.
Hier wird die Durchkreuzungszeit, die für einen Durchlauf durch die Vermeidungsregion nötig ist, zwischen dem Vergleichsbeispiel und dieser Ausführungsform verglichen. Die Durchkreuzungszeit ist eine Zeit, die im Vergleichsbeispiel „T3 - T2“ entspricht, und ist eine Zeit, die in dieser Ausführungsform „T5 - T4“ entspricht. Wie in 7 zu sehen ist, ist Letztere offensichtlich kürzer. Anders ausgedrückt, falls die Maßnahme im Zusammenhang mit dieser Ausführungsform ergriffen wird, wird die Durchkreuzungszeit dramatisch verkürzt, und das Auftreten eines Klappergeräuschs wird wirkungsvoll unterdrückt.
Nun wird mit Bezug auf 8 die Wirkung des Klappergeräusch-Unterdrückungsprozesses noch weiter erläutert. 8 ist eine schematische Darstellung, die ein Beispiel für einen anderen zeitlichen Übergang des MG2-Drehmoments Tm und der geforderten Verbrennungsmotor-Ausgangsleistung Pne im Prozess der Durchführung der Klappergeräusch-Unterdrückungssteuerung zeigt. In 8 haben Dinge, die 7 entsprechen, die gleichen Bezugszahlen, und auf ihre Erläuterung wird gelegentlich verzichtet.
8 ist ein Beispiel für die Zeitkennlinie des MG2-Drehmoments Tm und der geforderten Verbrennungsmotor-Ausgangsleistung Pne hauptsächlich vor und nach der Änderung des Gangwechselmodus und während der Änderung des Gangwechselmodus, wie in Schritt S107 oder Schritt S109 in 4.
Hierbei wird angenommen, dass die Änderung des Gangwechselmodus zu einem Zeitpunkt T10 gestartet wird (d.h. zuvor wird das Gangwechselstart-Flag aufgestellt, und es bleibt viel Zeit, um die Beurteilung in Schritt S109 durchzuführen). Hierbei ist die Kennlinie für den Fall, dass der Klappergeräusch-Unterdrückungsprozess in Schritt S200 während der Änderung des Gangwechselmodus durchgeführt wird (d.h. dem Fall entsprechend, wo der Schritt S107 NEIN ist) PRF_TmA (siehe eine durchgezogene Linie). Die Kennlinie für den Fall, dass der Klappergeräusch-Unterdrückungsprozess vor der Änderung des Gangwechselmodus durchgeführt wird (d.h. entsprechend dem Fall, wo Schritt S109 NEIN ist) ist PRF_TmB (siehe eine gestrichelte Linie). Die Kennlinie in dem Fall, dass der Klappergeräusch-Unterdrückungsprozess nach der Änderung des Gangwechselmodus durchgeführt wird (d.h. entsprechend dem Fall, dass der Schritt 109 JA ist), ist PRF_TmC (siehe eine Punkt/Strich-Linie). Darüber hinaus sind die entsprechenden Zeitkennlinien der Verbrennungsmotorleistungs-Forderung Pne als PRF_PnA (durchgezogene Linie), PRF_PnB (gestrichelte Linie) und PRF_Pnc (Punkt/Strich-Linie) im unteren Teil dargestellt.
Wie in 8 dargestellt, ist selbst dann, wenn der Klappergeräusch-Unterdrückungsprozess zu jedem Zeitpunkt durchgeführt wird, die Zeit, die zum Durchkreuzen der Vermeidungsregion nötig ist, im Vergleich zum Vergleichsbeispiel verkürzt, und die Verschlechterung des Fahrverhaltens durch das Klappern ist erfreulicherweise unterdrückt. Hierbei wird insbesondere in dieser Ausführungsform vor einer Änderung des Gangwechselmodus grundsätzlich geschätzt, ob die Änderungen des Gangwechselmodus oder die Durchkreuzung der Vermeidungsregion durch das MG2-Drehmoment Tm zuerst durchgeführt wird. Wenn es die Änderung des Gangwechselmodus ist, ändert sich das MG2-Drehmoment Tm wie PRF_TmC oder PRF_TmB.
Anders ausgedrückt überschneidet sich bei der Klappergeräusch-Unterdrückungssteuerung dieser Ausfuhrungsform der Zeitraum, in dem eine Änderung des Gangwechselmodus durchgeführt wird, nicht mit dem Zeitraum, in dem das MG2-Drehmoment die Vermeidungsregion kreuzt, und eine Zunahme der Geräusche aufgrund ihrer Überschneidung wird vermieden. Daher wird die Verschlechterung des Fahrverhaltens unterdrückt. Es ist jedoch auch denkbar, dass plötzliche Störungen oder dergleichen eine Notwendigkeit für eine Durchkreuzung der Vermeidungsregion während der Änderung des Gangwechselmodus mit sich bringen. Auch in einem solchen Fall ist jedoch die Durchkreuzungszeit verkürzt, wie PRF_TmA, wodurch die Verschlechterung des Fahrverhaltens durch die Überschneidung zwischen der Änderung des Gangwechselmodus und der Durchquerung der Vermeidungsregion durch das MG2-Drehmoments Tm minimiert wird.
Nun wird mit Bezug auf 9 eine andere Wirkung der Klappergeräusch-Unterdrückungssteuerung der vorliegenden Erfindung erläutert. 9 ist eine schematische Darstellung eines zeitlichen Übergangs des SOC der Batterie und des MG-Drehmoments Tm während der Durchführung der Klappergeräusch-Unterdrückungssteuerung. 9 zeigt dabei den zeitlichen Übergang, der dem Prozess in Schritt S104 in 4 entspricht.
9 zeigt einen Fall, wo der Sollwert des MG2-Drehmoments zum Halten des Bezugswerts des SOC, SOCtag, im Bezugsbereich (dem Bereich, der durch SOCtag + α und SOCtag -α definiert wird), in der Vermeidungsregion liegt (siehe eine schraffierte Fläche zwischen den dargestellten Tmth und -Tmth). In diesem Fall verändert sich das MG2-Drehmoment Tm entsprechend der Klappergeräusch-Unterdrückungssteuerung dieser Ausführungsform allmählich zwischen der positiven Drehmomentregion und der negativen Drehmomentregion, zwischen denen die Vermeidungsregion liegt. Darüber hinaus wird während der Änderung, falls das MG2-Drehmoment Tm die Vermeidungsregion kreuzt, die Durchkreuzungszeit von dem gleichen Klappergeräusch-Unterdrückungsprozess wie oben beschrieben verkürzt. Daher kann das Auftreten eines Klapperns so weit wie möglich unterdrückt werden.
Falls keine Maßnahme ergriffen wird, die der Klappergeräusch-Unterdrückungssteuerung der vorliegenden Erfindung ähnelt, kann ferner die Durchkreuzungszeit (d.h. ein Beispiel für die Bezugszeit) al die Zeit, in der das MG2-Drehmoment Tm die Vermeidungsregion kreuzt, als gesamte Region der dargestellten Region betrachtet werden. Im Gegensatz dazu ist, wenn die Aufladung und die Entladung der Batterie 12 allmählich wiederholt werden, wie von einer dargestellten durchgezogenen Linie gezeigt, die Durchkreuzungszeit auf einen endlichen Zeitbereich, in dem das MG2-Drehmoment Tm in der Vermeidungsregion bleibt, begrenzt. Daher ist die Durchkreuzungszeit erfreulicherweise verkürzt, und das Fahrverhalten ist deutlich verbessert. Darüber hinaus kann durch Verkürzen der Durchkreuzungszeit im Klappergeräusch-Unterdrückungsprozess wie dargestellt, die Durchkreuzungszeit wirksamer verkürzt werden.
<Zweite Ausführungsform>
Der Aspekt des Leistungsübertragungsmechanismus der vorliegenden Erfindung ist nicht auf den in 2 dargestellten beschränkt. Nun wird mit Bezug auf 10 der Aufbau einer Hybridantriebsvorrichtung 20 einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert. 10 ist eine Aufbauskizze, die schematisch den Aufbau der Hybridantriebsvorrichtung 20 darstellt. In 10 sind Teile, die denen in 2 gleich sind, mit den gleichen Bezugszahlen versehen, und auf ihre Erläuterung wird fallweise verzichtet.
In 10 unterscheidet sich die Hybridantriebsvorrichtung 20 von der Hybridantriebsvorrichtung 10 darin, dass sie mit einem Leistungsteilungsmechanismus 800 und einem MG2-Getriebeschaltmechanismus 900 ausgestattet ist.
Der Leistungsteilungsmechanismus 800 ist ein Verbund-Planetengetriebemechanismus als ein Beispiel für den „Leistungsverteilungsmechanismus“ der vorliegenden Erfindung, in dem ein erster Planetengetriebemechanismus und ein zweiter Planetengetriebemechanismus kombiniert sind.
Der erste Planetengetriebemechanismus ist ausgestattet mit: einem Sonnenrad S3, das im mittleren Teil angeordnet ist; einem Hohlrad R3, das konzentrisch am Außenumfang des Sonnenrads S3 angeordnet ist; einer Vielzahl von Ritzeln (nicht dargestellt), die zwischen dem Sonnenrad S3 und dem Hohlrad R3 angeordnet sind und die am Außenumfang des Sonnenrads S3 um das Sonnenrad S3 laufen, während sie sich um ihre Achse drehen; und einem Träger C3 zum schwenkbaren Lagern der Drehwelle jedes Ritzels.
Der zweite Planetengetriebemechanismus ist ausgestattet mit: einem Sonnenrad S4, das im mittleren Teil angeordnet ist; einem Hohlrad R4, das konzentrisch am Außenumfang des Sonnenrads S4 angeordnet ist; einer Vielzahl von Ritzeln (nicht dargestellt), die zwischen dem Sonnenrad S4 und dem Hohlrad R4 angeordnet sind und die am Außenumfang des Sonnenrads S4 um das Sonnenrad S4 laufen, während sie sich um ihre Achse drehen; und einem Träger C4 zum schwenkbaren Lagern der Drehwelle jedes Ritzels.
Andererseits ist das Sonnenrad S4 des zweiten Planetengetriebemechanismus mit dem Sperrmechanismus 500 verkoppelt, und der Zustand des Sonnenrads S4 kann durch Betätigen des Sperrmechanismus selektiv zwischen dem Sperrzustand und dem Nicht-Sperrzustand gewechselt werden.
Hierbei ist das Sonnenrad S3 so mit dem Rotor des Motorgenerators MG1 verkoppelt, dass sie dessen Drehwelle gemeinsam nutzen und dass seine Drehzahl der Drehzahl des MG1, d.h. der MG1-Drehzahl Nmg1, gleich ist. Darüber hinaus ist das Hohlrad R3 über eine Antriebswelle 1000 und den MG2-Getriebeschaltmechanismus 900 mit dem Rotor des Motorgenerators MG2 verkoppelt, und seine Drehzahl ist der oben genannten Ausgangsdrehzahl Nout gleich. Außerdem ist der Träger C3 mit der Eingangswelle verkoppelt, die mit der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors 200 verkoppelt ist, und seine Drehzahl ist der Verbrennungsmotor-Drehzahl NE des Verbrennungsmotors 200 gleich.
Der MG2-Getriebeschaltmechanismus 900 ist ein Mehrstufen-Getriebeschaltmechanismus, der zwischen der Antriebswelle 1000 und dem Motorgenerator MG2 angeordnet ist. Der MG2-Getriebeschaltmechanismus 900 kann ein Drehzahlverhältnis zwischen der Antriebswelle 1000 und dem Motorgenerator MG2 gemäß dem Zähnezahlverhältnis einer Getriebeschaltstufe, die zu diesem Zeitpunkt ausgewählt ist, ändert.
Dank dieser Konstruktion wird, wenn sich das Sonnenrad S4 im Sperrzustand befindet (wobei der Sperrzustand als O/D-Sperre bezeichnet wird), der starre Gangwechselmodus als Gangwechselmodus ausgewählt, und wenn das Sonnenrad S4 den Nicht-Sperrzustand einnimmt, wird der stufenlose Gangwechselmodus als Gangwechselmodus ausgewählt.
Auch bei einer Hybridantriebsvorrichtung 20, die so aufgebaut ist, ist die praktische Wirkung, die mit der oben beschriebenen Klapperunterdrückungssteuerung einhergeht, gewährleistet.
<Dritte Ausführungsform>
Der Aspekt des Leistungsübertragungsmechanismus der vorliegenden Erfindung ist nicht auf die in 2 und 10 dargestellten beschränkt. Nun wird mit Bezug auf 11 der Aufbau einer Hybridantriebsvorrichtung 30 einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert. 11 ist eine Aufbauskizze, die schematisch den Aufbau der Hybridantriebsvorrichtung 30 darstellt. In 11 sind Teile, die denen in 10 gleich sind, mit den gleichen Bezugszahlen versehen, und auf ihre Erläuterung wird gelegentlich verzichtet.
In 11 unterscheidet sich die Hybridantriebsvorrichtung 30 von der Hybridantriebsvorrichtung 20 darin, dass sie mit einem Leistungsteilungsmechanismus 1100 ausgestattet ist.
Der Leistungsteilungsmechanismus 1100 ist ausgestattet mit: einem Sonnenrad S5, das im mittleren Teil angeordnet ist; einem Hohlrad R5, das konzentrisch am Außenumfang des Sonnenrads S5 angeordnet ist; einer Vielzahl von Ritzeln (nicht dargestellt), die zwischen dem Sonnenrad S5 und dem Hohlrad R5 angeordnet sind und die am Außenumfang des Sonnenrads S5 um das Sonnenrad S5 laufen, während sie sich um ihre Achse drehen; und einem Träger C5 zum schwenkbaren Lagern der Drehwelle jedes Ritzels.
Hierbei sind der MG1, der MG2 und der Verbrennungsmotor 200 mit dem Sonnenrad S5, dem Hohlrad R5 bzw. dem Träger C5 verkoppelt. Dank der Differentialfunktion jedes der Getrieberäder, wird der stufenlose Gangwechselmodus verwirklicht, wenn sich das Sonnenrad im Nicht-Sperrzustand befindet. Wenn das Sonnenrad S5 sich dagegen im Sperrzustand befindet, wird eine Sperrform verwirklicht, die als MG1-Sperre bezeichnet wird, wie bei der Hybridantriebsvorrichtung 10, und es wird der starre Gangwechselmodus verwirklicht.
Auch für die Hybridantriebsvorrichtung 30, die solchermaßen aufgebaut ist, ist die praktische Wirkung im Zusammenhang mit der oben beschriebenen Klappergeräusch-Unterdrückungssteuerung sichergestellt.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben genannten Ausführungsformen beschränkt, sondern es können verschiedene Änderungen an ihr vorgenommen werden, ohne vom Wesen oder Gedanken der Erfindung abzuweichen, der aus den Ansprüchen und der gesamten Patentschrift hervorgeht. Eine Hybridfahrzeug-Steuervorrichtung, die solche Änderungen beinhaltet, soll auch im technischen Bereich der vorliegenden Erfindung liegen.
Industrielle Anwendbarkeit
Die vorliegende Erfindung kann auf ein Hybridfahrzeug angewendet werden, bei dem ein Gangwechselmodus zwischen einem stufenlosen Gangwechselmodus und einem starren Gangwechselmodus gewechselt werden kann.
Bezugszeichenliste

1: Hybridfahrzeug
10: Hybridantriebsvorrichtung
100: ECU
200: Verbrennungsmotor
300: Leistungsteilungsvorrichtung
400: Antriebswelle
500: Sperrmechanismus
600: MG2-Reduzierungsmechanismus
700: Untersetzungsgetriebemechanismus
800: Leistungsteilungsmechanismus
900: MG2-Getriebeschaltmechanismus
1000: Antriebswelle
1100: Leistungsteilungsmechanismus

Claims

Hybridfahrzeug-Steuervorrichtung, aufweisend: einen Verbrennungsmotor; eine sich drehende elektrische Maschine; eine Speicherbatterieeinrichtung, die elektrische Leistung zu der sich drehenden elektrischen Maschine liefern kann und die mit einer regenerativen elektrischen Leistung von der sich drehenden elektrischen Maschine aufgeladen werden kann; und einen Leistungsübertragungsmechanismus, der eine Vielzahl von sich drehenden Elementen aufweist, die jeweils ein Spiel in ihrer Drehrichtung haben, und die ein Drehmoment zwischen einer Antriebswelle, die mit einer Radachse verkoppelt ist, und dem Verbrennungsmotor oder der sich drehenden elektrischen Maschine übertragen können, wobei die Hybridfahrzeug-Steuervorrichtung aufweist: eine Beurteilungseinrichtung zum Beurteilen, ob ein Eingangs-/Ausgangsdrehmoment der sich drehenden elektrischen Maschine zur Antriebswelle eine Vermeidungsregion kreuzt, die als eine eingestellt ist, in der durch das Spiel des Leistungsübertragungsmechanismus ein Klappern bewirkt wird, während sich das Eingangs-/Ausgangsdrehmoment einem Solldrehmoment angleicht; und einen Reduzierungseinrichtung zum vorübergehenden Aufheben einer Basis-Konvergenzsteuerung, mit der bewirkt wird, dass das Eingangs-/Ausgangsdrehmoment sich einem ursprünglichen Solldrehmoment annähert, das auf Basis eines vorgegebenen, vorab entwickelten Standards eingestellt wird, und zum Reduzieren eines Durchkreuzungszeitraums als eines Zeitraums, der in einem Fall, wo geurteilt wird, dass das Eingangs-/Ausgangsdrehmoment die Vermeidungsregion kreuzt, dauert, bis das Eingangs-/Ausgangsdrehmoment die Vermeidungsregion durchkreuzt hat, in Bezug auf eine Bezugszeit als ein Zeitraum, der in einem Fall der Basis-Konvergenzsteuerung, wo das Eingangs-/Ausgangsdrehmoment die Vermeidungsregion nicht kreuzt, dauert, bis das Eingangs-/Ausgangsdrehmoment eine Drehmomentregion durchkreuzt hat, die der Vermeidungsregion entspricht.
Hybridfahrzeug-Steuervorrichtung nach Anspruch 1, ferner eine Steuervorrichtung aufweisend zur gemeinsamen Steuerung des Eingangs-/Ausgangsdrehmoments und eines Verbrennungsmotor-Drehmoments, das vom Verbrennungsmotor geliefert wird, um ein von einem Fahrer gefordertes Drehmoment, das für die Antriebswelle notwendig ist, aufrechtzuerhalten.
Hybridfahrzeug-Steuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Solldrehmoment gemäß einer Bezugsabweichung so eingestellt wird, dass die Größe der Bezugsabweichung der Größe des Solldrehmoments entspricht, wobei die Bezugsabweichung eine Abweichung zwischen einer Zustandsgröße, die einem Speicherzustand der Speicherbatterievorrichtung entspricht, und einem Bezugswert für die Zustandsgröße ist, und die Reduzierungseinrichtung den Durchkreuzungszeitraum durch vorübergehendes Unterbrechen der Einstellung des Solldrehmoments gemäß der Bezugsabweichung und durch vorübergehendes Halten des Eingangs-/Ausgangsdrehmoments in einer Drehmomentregion außerhalb der Vermeidungsregion, um die Bezugsabweichung zu vergrößern, verkürzt.
Hybridfahrzeug-Steuervorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Reduzierungseinrichtung das Einstellen des Solldrehmoments gemäß der Bezugsabweichung neu startet, sobald die Bezugsabweichung zunimmt.
Hybridfahrzeug-Steuervorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Reduzierungseinrichtung das Einstellen des Solldrehmoments entsprechend der Bezugsabweichung neu startet, falls in einem Fall, wo das Einstellen des Solldrehmoments entsprechend der Bezugsabweichung neu gestartet wird, der Durchkreuzungszeitraum kürzer ist als ein vorgegebener Wert.
Hybridfahrzeug-Steuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Reduzierungseinrichtung eine Zeit, über die das Eingangs-/Ausgangsdrehmoment in der Vermeidungsregion bleibt, durch wiederholtes Einstellen des Solldrehmoments zwischen einer positiven Drehmomentregion und einer negativen Drehmomentregion, zwischen denen sich die Vermeidungsregion befindet, falls das Solldrehmoment in der Vermeidungsregion liegt, verkürzt, und die Reduzierungseinrichtung den Durchkreuzungszeitraum beim Durchkreuzen der Vermeidungsregion in einem Prozess, in dem das Eingangs-/Ausgangsdrehmoment sich dem wiederholt eingestellten Solldrehmoment angleicht, verkürzt.
Hybridfahrzeug-Steuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Hybridfahrzeug ferner eine Sperreinrichtung aufweist, die in der Lage ist, einen Zustand eines sich drehenden Elements aus der Vielzahl von sich drehenden Elementen selektiv zwischen einem nicht-drehfähigen Sperrzustand und einem drehfähigen Nicht-Sperrzustand zu wechseln, wobei das Hybridfahrzeug einen Gangwechselmodus zwischen einem stufenlosen Gangwechselmodus und einem starren Gangwechselmodus wechseln kann, wobei der stufenlose Gangwechselmodus dem Nicht-Sperrzustand entspricht, in dem ein Übersetzungsverhältnis, bei dem es sich um ein Verhältnis zwischen einer Drehzahl des Verbrennungsmotors und einer Drehzahl der Antriebswelle handelt, stufenlos variabel ist, wobei der starre Gangwechselmodus dem Sperrzustand entspricht, in dem das Übersetzungsverhältnis festgelegt ist, wobei die Beurteilungseinrichtung beurteilt, ob das Eingangs-/Ausgangsdrehmoment die Vermeidungsregion während einer Änderung des Gangwechselmodus kreuzt oder nicht, und wobei die Reduzierungsvorrichtung den Durchkreuzungszeitraum verkürzt, falls geurteilt wird, dass das Eingangs-/Ausgangsdrehmoment die Vermeidungsregion während der Änderung des Gangwechselmodus kreuzt.