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Dokumentenidentifikation DE102004046194A1 09.06.2005
Titel Hybridfahrzeug-Steuerungsgerät
Anmelder Aisin AW Co., Ltd., Anjo, Aichi, JP;
Toyota Jidosha K.K., Toyota, Aichi, JP
Erfinder Takami, Shigeki, Anjo, Aichi, JP;
Miura, Kiyotomo, Anjo, Aichi, JP;
Wakuta, Satoru, Anjo, Aichi, JP;
Ozeki, Tatsuya, Toyota, Aichi, JP;
Endo, Hiroatsu, Toyota, Aichi, JP
Vertreter Tiedtke, Bühling, Kinne & Partner GbR, 80336 München
DE-Anmeldedatum 23.09.2004
DE-Aktenzeichen 102004046194
Offenlegungstag 09.06.2005
Veröffentlichungstag im Patentblatt 09.06.2005
IPC-Hauptklasse B60K 41/28
IPC-Nebenklasse B60K 41/04   
Zusammenfassung Ein Steuerungsgerät eines Hybridfahrzeugs weist eine erste Antriebseinheit (10a), eine zweite Antriebseinheit (10b), eine HV-Batterie (13), eine Schaltsteuerungseinrichtung (37), eine Batteriezustandserfassungseinrichtung (35) und eine Schaltzeitantriebssteuerungseinrichtung (45) auf. Weiterhin ist in dem Steuerungsgerät eine Batteriebilanzsteuerungseinrichtung (31, 32, 33, 45) durch eine Maschinensteuerungseinrichtung (31), eine erste Motorsteuerungseinrichtung (32), eine zweite Motorsteuerungseinrichtung (33) und die Schaltzeitantriebssteuerungseinrichtung (45) gebildet. Falls die Schaltsteuerungseinrichtung bestimmt, dass es ein Bedarf nach einem Schalten gibt, das durch ein Stufengtriebe auszuführen ist, berechnet die Batteriebilanzsteuerungseinrichtung die Erhöhungs-/Verringerungsgröße der Ladungsmenge der HV-Batterie entsprechend dem Zustand der HV-Batterie und ändert den Maschinenbetriebspunkt auf der Grundlage der berechneten Erhöhungs-/Verringerungsmenge der Batterieladung vor dem Schalten.

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Steuerungsgerät eines Hybridfahrzeugs, das mit zwei unterschiedlichen Antriebseinheiten ausgerüstet ist, die Kraft auf ein Antriebsrad übertragen. Genauer betrifft die vorliegende Erfindung ein Steuerungsgerät eines Hybridfahrzeugs, das in der Lage ist, Fluktuationen der Ausgangsleistung beim durch ein in einem der zwei Antriebseinheiten vorgesehenes Stufengetriebe ausgeführten Schalten zu verhindern.

In letzter Zeit wurden verschiedene Typen von Hybridfahrzeugen vorgeschlagen, um die Kraftstoffwirtschaftlichkeit im Hinblick auf nachteilige Umwelteinflüsse und dergleichen zu verbessern. In Bezug auf derartige Hybridfahrzeuge wurde ein Hybridfahrzeug der Bauart mit zwei Teilmotoren (two-motor split type hybrid vehicle) vorgeschlagen (vgl. beispielsweise japanische Offenlegungsschrift Nr. 8-207601), bei dem ein Rotationselement eines Planetengetriebes mit einer Ausgangswelle einer Brennkraftmaschine verbunden ist, und zwei andere Rotationselemente des Planetengetriebes mit einem ersten elektrischen Motor und mit einer mit Antriebsrädern verbundenen Übertragungswelle verbunden sind, und ein zweiter elektrischer Motor mit der Übertragungswelle verbunden ist.

In diesem Hybridfahrzeug empfängt der erste elektrische Motor hauptsächlich einen Teil der Antriebskraft der Brennkraftmaschine und erzeugt dadurch Elektrizität und erzeugt gleichzeitig eine Reaktionskraft auf das Rotationselement des Plantetengetriebes. Der Rest der Antriebskraft der Brennkraftmaschine wird auf die Übertragungswelle über das Rotationselement ausgegeben, an dem die Reaktionskraft durch den ersten elektrischen Motor erzeugt wird. Weiterhin kann die Antriebskraft des zweiten elektrischen Motors auf die Übertragungswelle ausgegeben werden. Das heißt, dass die Rotation der Brennkraftmaschine in kontinuierlicher oder stufenloser Weise durch Steuerung des ersten elektrischen Motors gesteuert werden kann, so dass die Brennkraftmaschine in einem Bereich mit einem hohen Wirkungsgrad angetrieben werden kann. Weiterhin kann die Ausgangsleistung zu den Antriebsrädern über den zweiten elektrischen Motor gesteuert werden. Das heißt, dass auf der Grundlage der flexiblen Steuerung des ersten elektrischen Motors und des zweiten elektrischen Motors die Brennkraftmaschine effizient angetrieben werden, und dass Antriebskraft den Antriebsrädern in Reaktion auf eine angeforderte Ausgangsleistung von dem Fahrer beaufschlagt werden kann.

In dem vorstehend beschriebenen herkömmlichen Hybridfahrzeug (vgl. beispielsweise japanische Offenlegungsschrift Nr. 8-207601) wird der zweite elektrische Motor in Zusammenhang mit den Antriebsrädern betrieben. Das heißt, dass die Rotation des zweiten elektrischen Motors mit Erhöhung der Fahrzeuggeschwindigkeit erhöht wird. Im allgemeinen verringert sich in einem Bereich mit hoher Drehzahl eines elektrischen Motors die Ausgangsleistung (das Drehmoment) des elektrischen Motors entsprechend dessen Drehzahl. Wenn beispielsweise das Fahrzeug in einem Bereich mit einer mittleren bis hohen Geschwindigkeit fährt, verringert sich die Ausgangsleistung des zweiten elektrischen Motors mit Erhöhung der Drehzahl des zweiten elektrischen Motors. Weiterhin ist es in den Fällen von Fahrzeugen, die eine große Ausgangsleistung benötigen (beispielsweise Fahrzeuge mit einem Brennkraftmaschinenhubraum von 300cc, 4000cc oder dergleichen) es erforderlich, dass die Kapazität (Ausgangsleistung) des zweiten elektrischen Motors groß ist. Um eine Anforderung nach einer großen Ausgangsleistung in einem Bereich mit hoher Drehzahl zu entsprechen, ist eine Erhöhung der Größe des zweiten elektrischen Motors erforderlich, wodurch das Problem auftritt, dass der einfache Einbau in ein Fahrzeug beeinträchtigt wird.

Zum Lösen des vorstehend beschriebenen Problems ist es denkbar, ein Stufengetriebe zwischen dem zweiten elektrischen Motor und der Übertragungswelle vorzusehen. Falls beispielsweise die Drehzahl des zweiten elektrischen Motors entsprechend einem Bereich mit niedriger bis mittlerer Fahrzeuggeschwindigkeit und einem Bereich mit mittlerer bis hoher Fahrzeuggeschwindigkeit geschaltet werden kann, wird es möglich, den zweiten elektrischen Motor mit niedrigen Drehzahlen zu verwenden, so dass der zweite elektrische Motor eine kompakte Größe aufweisen kann, weshalb der Einbau des zweiten elektrischen Motors in das Fahrzeug verbessert wird.

Jedoch bewirkt die bloße Ausführung einer Gangschaltung durch das Stufengetriebe eine stufenweise Änderung zwischen der Ausgangsleistung vor der Schaltung und nach der Schaltung des zweiten elektrischen Motors. Selbst falls beispielsweise die Ausgangsleistungsanteile der Brennkraftmaschine, des ersten elektrischen Motors und des zweiten elektrischen Motors derart bestimmt werden, dass eine Fahreranforderungsausgangsleistung (eine vom Fahrer angeforderte Ausgangsleistung) nach dem Schalten erzielt wird, und falls deren Ausgangsleistungen dementsprechend erneut gesteuert werden, besteht die Möglichkeit, dass eine zeitweilige Drehmomentfluktuation, die nicht dem Fahreranforderungsdrehmoment entspricht, während des Schaltens auftritt, was ein Unbehagen bei dem Fahrer auslösen wird.

Um dieses Unbehagen zu verringern, ist es denkbar, das Drehmoment des zweiten elektrischen Motors während des Schalten zu erhöhen oder zu verringern. Jedoch kann es in einem derartigen Fall aufgrund eines Ladezustands (SOC, State of Charge) einer Batterie, die Leistung zuführt und regenerative Leistung in Zusammenhang mit dem zweiten elektrischen Motor speichert, schwierig sein, die elektrische Energieversorgung sowie das Speichern regenerativer Leistung durchzuführen. Somit besteht eine Möglichkeit, dass eine Situation auftritt, in der eine geeignete Leistungsversorgung für den zweiten elektrischen Motor nicht ausgeführt wird, weshalb die zum Ausgleich von Drehmomentfluktuation der bei dem durch das Stufengetriebe ausgeführte Schalten erforderliche Antriebskraft des zweiten elektrischen Motors nicht erzielt wird.

Daher liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Steuerungsgerät eines Hybridfahrzeugs anzugeben, das die Ausgangsleistung eines elektrischen Motors schrittweise über ein Stufengetriebe schaltet, und die Ausgangsleistung des elektrische Motors mit einem Brennkraftmaschinenabtrieb kombiniert sowie die kombinierte Ausgangsleistung auf ein Antriebsrad überträgt. Dieses Steuerungsgerät soll derart ausgelegt sein, dass es in der Lage ist, eine Ausgangsleistung stabil stets zuzuführen, die zum Ausgleich von Drehmomentfluktuationen beim Schalten des Stufengetriebes erforderlich ist, um die Ausgangsleistungsfluktuation auf Seiten des Antriebsrads beim Schalten zu eliminieren oder zu minimieren, indem die Einschränkungen auf die Ausgangsleistungserhöhungs-/-verringerungsgröße, die aufgrund des Batterieverhaltens (des Batterieleistungsvermögens) und dergleichen auferlegt sind, gelockert werden, und die dadurch die vorstehend beschriebenen Probleme der Stanzertechnik löst.

In einem Steuerungsgerät eines Hybridfahrzeugs gemäß einer ersten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung berechnet, falls bestimmt wird, dass es einen Bedarf nach einem durch ein Stufengetriebe ausgeführten Schalten gibt, eine Batteriebilanzssteuerungseinrichtung eine Erhöhungs-/Verringerungsgröße der Ladungsmenge einer Batterie entsprechend einem Zustand der Batterie und ändert einen Betriebspunkt einer Brennkraftmaschine auf der Grundlage der Erhöhungs-/Verringerungsgröße der Ladungsmenge vor dem Schalten des Stufengetriebes. Daher wird auf Seiten einer zweiten Antriebseinheit die Zufuhr elektrischer Leistung zu einem zweiten elektrischen Motor stets korrekt durchgeführt, ungeachtet des Zustands der Batterie, so dass eine ausreichende Antriebskraftgröße des zweiten elektrischen Motors erzielt wird, um eine Drehmomentfluktuation beim Schalten des Stufengetriebes zu verhindern. Auf Seiten einer ersten Antriebseinheit kann ein erster elektrischer Motor geeignet innerhalb eines zulässigen Bereichs der Batterieladungsmenge in Zusammenhang mit der zugeführten elektrischen Leistung oder der wiedergewonnenen elektrischen Leistung betrieben werden, da die Brennkraftmaschine auf der Grundlage des auf der Grundlage der Erhöhungs-/Verringerungsmenge in der Batterieladung geänderten Maschinenbetriebspunkt angetrieben wird. Daher wird es möglich, die Ausgangsfluktuationen auf Seiten des Antriebsrads beim Schalten der Getriebestufe zu minimieren.

Gemäß einer zweiten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung führt bei der Änderung des Betriebspunkts der Brennkraftmaschine die Batteriebilanzsteuerungseinrichtung eine derartige Steuerung durch, dass das Maschinendrehmoment ohne Änderung der Maschinendrehzahl geändert wird. Daher kann, falls das Maschinendrehmoment, das die berechnete Ladungsmenge ohne Einbringen einer Änderung in der Maschinendrehzahl erzielt, durch Berechnung alleine oder durch Verwendung eines Maschinenwirkungsgradkennfeldes Ma (vgl. 6) bestimmt wird, eine Änderung des Maschinenbetriebspunkts von beispielsweise einem Punkt A zu einem Punkt D in 6 korrekt durchgeführt werden. Daher kann der erste elektrische Motor korrekt innerhalb eines zulässigen Bereichs der Ladungsmenge in Verbindung mit der zugeführten Leistung oder der wiedergewonnen Leistung betrieben werden.

Gemäß einer dritten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung führt bei der Änderung des Betriebspunkts der Brennkraftmaschine die Batteriebilanzssteuerungseinrichtung eine derartige Steuerung durch, dass die Maschinendrehzahl ohne Änderung des Maschinendrehmoments geändert wird. Daher kann, falls die Maschinendrehzahl, die die berechnete Ladungsmenge ohne Einbringen einer Änderung in den Maschinendrehmoment erzielt, durch Berechnung alleine oder durch Verwendung des Maschinenwirkungsgradkennfelds Ma (vgl. 6) bestimmt wird, eine Änderung des Maschinenbetriebspunkts von beispielsweise dem Punkt A zu dem Punkt E in 6 korrekt durchgeführt werden. Daher kann der erste elektrische Motor korrekt innerhalb eines zulässigen Bereichs der Ladungsmenge in Verbindung mit der zugeführten Leistung oder der wiedergewonnen Leistung betrieben werden.

Gemäß einer vierten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist ein Maschinenwirkungsgradkennfeld vorgesehen, in dem Betriebspunkte der Brennkraftmaschine vorab eingestellt sind, um die beste Kraftstoffwirtschaftlichkeit (optimale Kraftstoffwirtschaftlichkeit) für jeweils verschiedene Drehzahlen der Brennkraftmaschine zu erreichen, und die Batteriebilanzssteuerungseinrichtung führt eine Steuerung derart durch, dass der Betriebspunkt der Brennkraftmaschine auf einen Punkt auf einer Linie der besten Kraftstoffwirtschaftlichkeit geändert wird. Daher kann, falls das Maschinenwirkungsgradkennfeld Ma (vgl. 6) verwendet wird, die Schnittpunkte der Linie der besten Kraftstoffwirtschaftlichkeit L (6) und der Linien mit konstanter Maschinenleistung Ch1, Ch2 (vgl. 6) zum Erzielen der berechneten Erhöhungs-/Verringerungsgröße der Batterieladung bestimmt werden, der Maschinenbetriebspunkt korrekt von dem Punkt A zu dem Punkt B in 6 geändert werden. Daher kann durch Ausführen einer Steuerung auf der Linie der besten Kraftstoffwirtschaftlichkeit L in dem Maschinenwirkungsgradkennfeld Ma oder in der Nähe der Linie der besten Kraftstoffwirtschaftlichkeit L der erste elektrische Motor korrekt innerhalb eines zulässigen Bereichs der Ladungsmenge in Zusammenhang mit der zugeführten Leistung oder der wiedergewonnenen Leistung betrieben werden.

Gemäß einer fünften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung führt die Batteriebilanzssteuerungseinrichtung eine derartige Rückführungssteuerung aus, dass ein Drehmoment des elektrischen Motors und ein Drehmoment der Brennkraftmaschine entsprechend dem Betriebspunkt der Brennkraftmaschine, der vor dem Schalten eingestellt war, auf der Grundlage des Zustands der Batterie wiederaufgenommen werden, nachdem das Schalten des Stufengetriebes geendet hat. Daher werden das Maschinendrehmoment und das erste Motordrehmoment, dessen Ausgleich (Balance) während des Schaltens geändert wurde, schnell zu den Werten zurückgeführt, die vor dem Schalten aufgetreten sind. Beispielsweise wird das Maschinendrehmoment, das während des Schaltens erhöht wird, prompt verringert, um den Kraftstoffverbrauch zu verringern, so dass die Kraftstoffwirtschaftlichkeit verbessert wird.

Gemäß einer sechsten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung berechnet die Batteriebilanzssteuerungseinrichtung einen elektrischen Leistungsverbrauch, der zur Durchführung des Schaltens erforderlich ist, und bestimmt, ob es möglich ist, den elektrischen Leistungsverbrauch aus der Batterie abzugeben. Falls bestimmt wird, dass es möglich ist, die Größe der elektrischen Leistung aus der Batterie auszugeben, vermeidet die Batteriebilanzssteuerungseinrichtung eine Änderung des Betriebspunkts der Brennkraftmaschine. Falls bestimmt wird, dass es unmöglich ist, die Größe der elektrischen Leistung aus der Batterie auszugeben, führt die Batteriebilanzssteuerungseinrichtung eine derartige Steuerung durch, dass der Betriebspunkt der Brennkraftmaschine geändert wird. Daher ist das Steuerungsgerät in der Lage, stets eine korrekte Steuerung entsprechend dem Zustand der Batterie auszuführen.

Nachstehend ist die Zeichnung kurz beschrieben. Es zeigen:

1 ein schematisches Blockschaltbild eines Steuerungsgeräts eines Hybridfahrzeugs gemäß der vorliegenden Erfindung,

2A eine schematische Darstellung eines Antriebsstrangs eines Hybridfahrzeugs gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei 2B eine Tabelle von Bremseingriffen eines Getriebes in einem Antriebsstrang gemäß 2A zeigt,

3 ein Flussdiagramm einer Leistungsverbrauchsänderungssteuerung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,

4 Zeitverläufe, die Änderungen in den Zeitverlauf verschiedener Elemente und dergleichen angibt, wenn die Leistungsverbrauchsänderungssteuerung beim Heraufschalten ausgeführt wird,

5 einen Graphen, der den Inhalt eines Schaltkennfeldes zur Durchführung einer Schaltbestimmung und einer vorläufigen Schaltbestimmung über die Schaltsteuerungseinrichtung angibt,

6 ein Beispiel für ein Maschinenwirkungsgradkennfeld, und

7 Zeitverläufe, die ein Vergleichsbeispiel zum Vergleich mit dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung angeben.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind nachstehend unter Bezugnahme auf 1 bis 6 beschrieben. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Steuerungsgeräts eines Hybridfahrzeugs gemäß der vorliegenden Erfindung. 2A und 2B zeigen ein System zum Antrieb des Hybridfahrzeugs gemäß der vorliegenden Erfindung. 2A zeigt eine schematische Darstellung des Antriebssystems, und 2B zeigt eine Eingriffstabelle. 3 zeigt ein Flussdiagramm, das eine Leistungsverbrauchsänderungssteuerung (Steuerung zur Änderung des elektrischen Leistungsverbrauchs) gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. 4 zeigt Zeitverläufe, die Änderungen in dem Zeitverlauf verschiedener Elemente und dergleichen angeben, wenn die Leistungsverbrauchsänderungssteuerung beim Heraufschalten (von einer niedrigen Gangstufe (Lo) zu einer hohen Gangstufe (Hi)) ausgeführt wird. 5 zeigt einen Graphen, der den Inhalt eines Schaltkennfeldes zur Durchführung einer Schaltbestimmung und einer vorläufigen Schaltbestimmung über eine Schaltsteuerungseinrichtung (Schaltbestimmungseinrichtung) angibt. 6 zeigt ein Diagramm, das ein Maschinenwirkungsgradkennfeld veranschaulicht.

Zunächst ist ein Beispiel für ein Hybridfahrzeug, auf das die vorliegende Erfindung anwendbar ist, unter Bezugnahme auf 1, 2A und 2B beschrieben. Wie es in 1 gezeigt ist, ist das Hybridfahrzeug ein Hybridfahrzeug der Bauart mit einer Aufteilung in zwei Motoren (two-motor split type hybrid vehicle). Das Hybridfahrzeug weist eine Brennkraftmaschine (E/G) 2, die in der Lage ist, eine Antriebskraft abzugeben, eine mit der Brennkraftmaschine 2 verbundene Antriebseinheit C und Antriebsräder (Hinterräder) 16 auf, die mit der Antriebseinheit 10 über eine Differenzialvorrichtung 15 verbunden sind.

Die Antriebseinheit 10 weist eine erste Antriebseinheit 10A und eine zweite Antriebseinheit 10B zur Abgabe von Antriebskraft auf die Antriebsräder 16 auf. Die erste Antriebseinheit 10A weist ein Leistungsverteilungsplanetengetriebe 5, das mit der Brennkraftmaschine 2 über eine (nicht gezeigte) Dämpfervorrichtung oder dergleichen verbunden ist, und einen ersten elektrischen Motor (MG1) 3 auf, der mit dem Leistungsverteilungsplanetengetriebe 5 verbunden ist. Die erste Antriebseinheit 10a ist mit einer Übertragungswelle 21 über das Leistungsverteilungsplanetengetriebe 5 verbunden. Die zweite Antriebseinheit 10b weist einen zweiten elektrischen Motor (MG2) 4 und ein Stufengetriebe 6 auf, das zwischen dem zweiten Motor 4 und der Übertragungswelle 21 angeordnet ist. Somit ist die zweite Antriebseinheit 10b mit der Übertragungswelle 21 über das Stufengetriebe 6 verbunden. Der erste Motor 3 und der zweite Motor 4 können jeweils als Motor-Generator aufgebaut sein, der beispielsweise durch einen Wechselstrom-Synchronmotor gebildet ist.

Wie es 2A gezeigt ist, ist eine Eingangswelle 17 der Antriebseinheit 10 mit einer Kurbelwelle 2A der Brennkraftmaschine 2 über eine (nicht gezeigte) Dämpfervorrichtung oder dergleichen verbunden. Ein Träger CR1 des Leistungsverteilungsplanetengetriebes 5, das ein einfaches Planetengetriebe ist, ist mit der Eingangswelle 17 über ein Nabenteil 18 verbunden. Der Träger CR1 ist mit Ritzel P1 versehen, die drehbar durch eine (nicht gezeigte) Seitenplatte gestützt sind. Ein Sonnenrad S1, das sich im Eingriff mit den Ritzeln P1 befindet, ist mit einer Rotorwelle 19 des ersten Motors 3 verbunden. Weiterhin ist ein Ringrad R1 im Eingriff mit den Ritzeln P1 vorgesehen. Ein trommelförmiges Stützteil 20 ist mit dem Ringzahnrad R1 verbunden. Das Ringzahnrad R1 ist mit der Übertragungswelle 21 über das Stützteil 20 verbunden.

Das Stufengetriebe 6, das eine Planetengetriebeeinheit 6A aufweist, ist mit dem hinteren Teil der Übertragungswelle 21 (die rechte Seite in 2) verbunden. Insbesondere ist ein Träger CR2 der Planetengetriebeeinheit 6A mit der Übertragungswelle 21 über ein Nabenteil 22 verbunden. Der Träger CR2 weist lange Ritzel P2, P4 sowie kurze Ritzel P3 (die nachstehend einfach als Ritzel P3 bezeichnet sind) auf, die drehbar durch eine (nicht gezeigte) Seitenplatte gestützt sind. Jeder lange Ritzel P2 und P4 weist einen Abschnitt mit kleinem Durchmesser als Ritzel P2 sowie einen Abschnitt mit großem Durchmesser als Ritzel P4 auf, die einstückig miteinander gebildet sind. Die Ritzel mit kleinem Durchmesser P2 befinden sich im Eingriff mit den Ritzeln P3.

Ein Sonnenrad S2 befindet sich in Eingriff mit den Ritzeln P3. Das Sonnenrad S2 ist mit einer Rotorwelle 23 des zweiten Motors 4 verbunden. Ein Sonnenrad S3 befindet sich in Eingriff mit den Ritzeln P4. Ein Nabenteil 24 ist mit dem Sonnenrad S3 verbunden. Das Nabenteil 24 befindet sich im Keilverzahnungseingriff (spline-engaged) mit einer Reibungsplatte einer ersten Bremse B1, bei der es sich um eine Mehrscheibenbremse handelt. Die erste Bremse B1 kann geeigneter Weise durch Zuführen von Hydraulikdruck zu einem (nicht gezeigten) Hydraulikservo in Eingriff gebracht werden.

Ein Ringszahnrad R2 greift in die Ritzel P3 ein. Ein Nabenteil 25 ist mit dem Ringzahnrad R2 verbunden. Das Nabenteil 25 befindet sich im Keilverzahnungseingriff (spline-engaged) mit einer Reibungsplatte einer zweiten Bremse B2, bei der es sich um eine Mehrscheibenbremse handelt. Die zweite Bremse B2 kann in geeigneter Weise durch Zuführen von Hydraulikdruck zu einem (nicht gezeigten) Hydraulikservo in Eingriff gebracht werden.

Die Übertragungswelle 21 ist mit einer Ausgangswelle 26 der Antriebseinheit 10 verbunden. Die Ausgangswelle 26 ist mit der Differenzialvorrichtung 15 (vgl. 1) über eine (nicht gezeigte) Kupplung, eine (nicht gezeigte) Vortriebswelle usw, verbunden. Die Verbindung ist weiterhin zu den Antriebsrädern 16 über rechte und linke Antriebswellen ausgedehnt (vgl. 1).

Wie es in 1 gezeigt ist, ist die Eingangswelle 17 (oder die Kurbelwelle 2A der Brennkraftmaschine 2) mit der Antriebseinheit 10 (vgl. 2A) verbunden. Die Antriebseinheit 10 weist eine mechanische Ölpumpe 8, die in Zusammenhang mit der Brennkraftmaschine 2 betrieben wird, und eine Hydraulikdrucksteuerungseinheit 7 auf. Wenn Hydraulikdruck aus der mechanischen Ölpumpe 8 zu der Hydraulikdrucksteuerungseinheit 7 zugeführt wird, kann die Hydraulikdrucksteuerungseinheit 7 Schmieröl, Kühlöl und Hydraulikdruck für die zwei Hydraulikdruckservos zu dem Stufengetriebe 6 und dem zweiten Motor 4 zuführen.

Das Hybridfahrzeug weist eine elektrische Ölpumpe 9 auf, die getrennt und unabhängig von der mechanischen Ölpumpe 8 betrieben wird. Die elektrische Ölpumpe 9 wird in geeigneter Weise durch aus einem elektrischen Ölpumpenumrichter (Umrichter für die elektrische Ölpumpe) 11 zugeführte elektrische Leistung angetrieben. Der Umrichter 11 wird durch eine nachstehend beschriebene elektrische Ölpumpensteuerungseinrichtung (Steuerungseinrichtung für die elektrische Ölpumpe) 41 gesteuert. Wenn die Brennkraftmaschine 2 sich in einem gestoppten Zustand, beispielsweise in einem Leerlaufstop oder dergleichen befindet, ist die zur Zusammenarbeit mit der Brennkraftmaschine 2 vorgesehene mechanische Ölpumpe 8 ebenfalls gestoppt. Daher wird die elektrische Ölpumpe 9 hauptsächlich während eines gestoppten Zustands der mechanischen Ölpumpe 8 angetrieben, um einen Hydraulikdruck für die Hydraulikdrucksteuerungseinheit 7 zu gewährleisten.

Weiterhin weist das Hybridfahrzeug einen Umrichter 12 und eine nachstehend als HV-Batterie bezeichnete Hybridfahrzeug-Batterie (Batterie für den Hybridantrieb) 13 auf, die mit dem Umrichter 12 verbunden ist. Der Umrichter 12 ist mit dem ersten Motor 3 und dem zweiten Motor 4 verbunden. Der Umrichter 12 wird durch eine erste Motorsteuerungseinrichtung 32 und eine zweite Motorsteuerungseinrichtung 33 gesteuert, wie es nachstehend beschrieben ist. Der Umrichter 12 treibt in geeigneter Weise den ersten Motor 3 und den zweiten Motor 4 derart an, dass ein regenerativer Betrieb oder eine Leistungsunterstützung durchgeführt wird. Dabei wird die durch den regenerativen Motorbetrieb erzeugte elektrische Leistung in geeigneter Weise in die HV-Batterie 13 geladen, oder die elektrische Motorantriebsleistung wird in geeigneter Weise aus der HV-Batterie 13 zugeführt.

Die Antriebskraftübertragung in dem vorstehend beschriebenen Hybridfahrzeug ist nachstehend unter Bezugnahme auf 1, 2A und 2B beschrieben. Wie es in 2A gezeigt ist, wird ein (nachstehend ebenfalls als "Maschinendrehmoment" (vgl. 4) bezeichnetes) Drehmoment TE aus der Brennkraftmaschine 2 als Antriebskraft ausgegeben. Das Drehmoment TE wird dem Träger CR1 des Leistungsverteilungsplanetengetriebes 5 über die Kurbelwelle 2A, die Eingangswelle 17 und das Nabenteil 18 zugeführt. Demgegenüber wird als Ergebnis einer Steuerung eines Drehmoments TMG1 (vgl. 4) des ersten Motors 3 (das nachstehend auch als "erstes Motordrehmoment" bezeichnet ist), ein Teil des Maschinendrehmoments TE zu dem ersten Motor 3 verteilt, und das Drehmoment TMG1 des ersten Motors 3 wird als Reaktionskraft, die dem Maschinendrehmoment TE entgegengesetzt ist, (über die Rotorwelle 19 und das Sonnenrad S1) übertragen. Diese Reaktionskraft des Sonnenrads S1 bewirkt eine Rotation des Ringzahnrads R1, und der Rest des Drehmoments des Maschinendrehmoments TE wird verteilt, das heißt, es wird eine Antriebskraft (die nachstehend auch als "erstes Antriebsdrehmoment" bezeichnet ist) TOUT1 aus der ersten Antriebseinheit 10a zu der Übertragungswelle 21 (vgl. 1) ausgegeben.

Wenn in Reaktion auf ein Signal aus der nachstehend beschriebenen Schaltsteuerungseinrichtung (Schaltbestimmungseinrichtung 37) die Hydraulikdrucksteuerungseinheit 7 Hydraulikdruck dem Hydraulikservo der ersten Bremse B1 des Stufengetriebes 6 oder dem Hydraulikservo der zweiten Bremse B2 des Stufengetriebes 6 zuführt, wird die erste Bremse B1 oder die zweite Bremse B2 in Eingriff gebracht, so dass das Stufengetriebe 6 ein Schalten durchführt. Das heißt, dass, wie es in 2A und 2B gezeigt ist, wenn die erste Bremse B1 sich im Eingriff befindet und die zweite Bremse B2 gelöst ist, die Rotation des Sonnenrads S3 durch die erste Bremse B1 gestoppt ist. Dementsprechend nimmt, wenn das Sonnenrad S3 vom Rotieren gestoppt wird und das Sonnenrad S2 sich mit der Drehzahl NMG2 des zweiten Motors 4 (vgl. 4) dreht, das Stufengetriebe 6 einen Zustand hoher Drehzahl (Hi) an, in dem der Träger CR2 mit hoher Drehzahl rotiert.

Wenn weiterhin die zweite Bremse B2 sich in Eingriff befindet und die erste Bremse B1 gelöst ist, wie es in 2A und 2B gezeigt ist, wird die Rotation des Ringzahnrads R2 durch die zweite Bremse B2 gestoppt.

Dementsprechend nimmt das Stufengetriebe 6 einen Zustand mit niedriger Drehzahl (Lo) an, in dem der Träger CR2 mit niedriger Drehzahl rotiert, da das Ringzahnrad R2 vom Drehen gestoppt ist und das Sonnenrad S2 sich mit der Drehzahl NMG2 des zweiten Motors 4 (vgl. 4) dreht.

Wenn sowohl die erste als auch die zweite Bremse B1 und B2 gelöst sind, drehen sich sowohl das Sonnenrad S3 als auch das Ringzahnrad R2 im Leerlauf, weshalb das Stufengetriebe 6 einen neutralen Zustand (N) annimmt, in dem die Rotation des Sonnenrads S2, d.h., die Rotation NMG2 (vgl. 4) des zweiten Motors 4 und die Rotation des Trägers CR2 nicht miteinander verbunden sind.

Falls ein Drehmoment des zweiten Motors 4 (der nachstehend ebenfalls als "zweites Motordrehmoment" bezeichnet ist) NMG2 (vgl. 4) ausgegeben wird, wird das Drehmoment NMG2 auf das Sonnenrad S2 über die Rotorwelle 23 übertragen. Dabei wird, falls eine niedrige Gangstufe (Lo) in dem Stufengetriebe 6 ausgewählt worden ist, das Drehmoment NMG2 in ein relativ großes Drehmoment umgewandelt. Falls eine hohe Gangstufe (Hi) in den Stufengetriebe 6 ausgewählt worden ist, wird das Drehmoment NMG2 in ein relativ kleines Drehmoment umgewandelt. Das auf diese Weise umgewandelte Drehmoment wird zu dem Träger CR2 und dem Nabenteil 22 ausgegeben. Somit wird eine aus der zweiten Antriebseinheit 10b ausgegebene Antriebskraft (die nachstehend auch als "zweites Antriebsdrehmoment" bezeichnet ist) TOUT2 zu der Übertragungswelle 21 (vgl. 1) ausgegeben.

Wie es in 1 gezeigt ist, wird, wenn das erste Antriebsdrehmoment TOUT1 aus der ersten Antriebseinheit 10a und das zweite Antriebsdrehmoment TOUT2 aus der zweiten Antriebseinheit 10b zu der Übertragungswelle 21 ausgegeben werden, das Gesamtausgangsdrehmoment TOUT1 + TOUT2 (zu den Antriebsrädern auszugebende Antriebskraft) aus der Ausgangswelle 26 der Antriebseinheit 10 ausgegeben. Das Gesamtausgangsdrehmoment wird dann zu der Differenzialvorrichtung 15 über eine (nicht gezeigte) Kupplung, eine (nicht gezeigte) Kaderwelle oder dergleichen übertragen und wird dann aus der Differenzialvorrichtung 15 zu den Antriebsrädern 16 über die rechten und linken Antriebswellen ausgegeben.

Nachstehend ist ein Steuerungsgerät 1 des Hybridfahrzeugs gemäß der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 1 beschrieben. Das Steuerungsgerät 1 des Hybridfahrzeugs weist eine Steuerungseinheit (ECU) auf. Die Steuerungseinheit U weist eine Maschinensteuerungseinrichtung 31, eine erste Motorsteuerungseinrichtung 32, eine zweite Motorsteuerungseinrichtung 33, eine Batteriezustandserfassungseinrichtung 35, eine Motorrotationserfassungseinrichtung 36, eine Schaltsteuerungseinrichtung 37, eine Hydraulikdruckerfassungseinrichtung 38, eine Öltemperaturerfassungsseinrichtung 39, eine Fahrzeuggeschwindigkeitserfassungseinrichtung 40, eine elektrische Ölpumpenantriebssteuerungseinrichtung 41, eine Maschinendrehzahlerfassungseinrichtung 42, eine Fahreranforderungsdrehmomenterfassungseinrichtung 43, eine Schaltzeitverlaufantriebssteuerungseinrichtung 45, eine Drehmomentverteilungseinstellungseinrichtung 46, eine Drehmomentphasenerfassungseinrichtung 47 und eine Trägheitsmomentphasenerfassungseinrichtung 48 auf.

Die Maschinensteuerungseinrichtung 31 ist mit der Brennkraftmaschine 2 verbunden. Die Antriebskraft der Brennkraftmaschine 2, d.h. das Maschinendrehmoment TE kann geeignet durch geeignetes Ändern des Drosselklappenöffnungsgrads oder der Kraftstoffeinspritzmenge der Brennkraftmaschine 2 gesteuert werden.

Die erste Motorsteuerungseinrichtung 32 ist mit dem Umrichter 12 zur Steuerung des Umrichters 12 verbunden. Durch Steuern des Umrichters 12 steuert die erste Motorsteuerungseinrichtung 32 geeignet die Zufuhr elektrischer Leistung zum Antrieb des ersten Motors 3 aus der HV-Batterie 13 sowie das Speichern von elektrischer Leistung, die durch den ersten Motor 3 wiedergewonnen wird, in die Batterie 13, und steuert dadurch geeignet die Antriebskraft des ersten Motors 3, d.h., das erste Motordrehmoment TMG1• Gleichermaßen ist die zweite Motorsteuerungseinrichtung 33 mit dem Umrichter 12 verbunden. Durch Steuerung des Umrichters 12 steuert die zweite Motorsteuerungseinrichtung 33 geeignet die Zufuhr elektrischer Leistung zum Antrieb des zweiten Motors 4 aus der HV-Batterie 13 sowie das Speichern elektrischer Leistung, die durch den zweiten Motor 4 wiedergewonnen wird, in die HV-Batterie 13, und steuert dadurch geeignet die Antriebskraft des zweiten Motors 4, d.h. das zweite Motordrehmoment TMG2. Die Batteriezustandserfassungseinrichtung 35 ist mit der HV-Batterie 13 zur Erfassung der Spannung und des Stroms der HV-Batterie 13 verbunden. Weiterhin erfasst die Batteriezustandserfassungseinrichtung 35 auf der Grundlage der erfassten Spannung und des erfassten Stroms den Ladezustand (SOC) der HV-Batterie 13 verschiedene andere Zustände der HV-Batterie 13 wie den Gesundheitszustand der HV-Batterie 13, deren Temperatur usw. Der Gesundheitszustand der Batterie kann beispielsweise auf der Grundlage eines Spannungsabfalls erfasst werden.

Weiterhin erfasst die Batteriezustandserfassungseinrichtung 35 den Ladezustand (SOC) beispielsweise durch Integrieren des Stroms während eines ständigen Fahrens des Fahrzeugs auf der Grundlage von Strom-Spannungs-Kennliniendaten von Strom und Spannung oder dergleichen, während eines Leerlaufstoppzustands, in dem die Brennkraftmaschine während eines Fahrzeugstopps wegen eines Verkehrssignals oder dergleichen gestoppt ist. Weiterhin kann die Batteriezustandserfassungseinrichtung 35 das Drehmoment, das von dem ersten Motor 3 und dem zweiten Motor 4 ausgegeben werden kann, auf der Grundlage des Ladezustands und verschiedener anderer Zustände wie vorstehend beschrieben sowie der durch die Motorrotationserfassungseinrichtung 36 erfasste Drehzahl erfassen. Die Motorrotationserfassungseinrichtung 36 ist mit (nicht gezeigten) Drehzahlsensoren verbunden, die getrennt für den ersten Motor 3 und den zweiten Motor 4 vorgesehen sind. Auf der Grundlage der Ergebnisse der durch die Drehzahlsensoren ausgeführten Erfassungen erfasst die Motorrotationserfassungseinrichtung 36 die Drehzahlen des ersten Motors 3 und des zweiten Motors 4.

Die Schaltsteuerungseinrichtung 37 ist beispielsweise mit einem (nicht gezeigten) Linear-Elektromagnetventil für die erste Bremse B1 und einem (nicht gezeigten) Linear-Elektromagnetventil (-Solenoidventil) für die zweite Bremse B2 verbunden, die in der Hydraulikdrucksteuerungseinheit 7 vorgesehen sind. Die Schaltsteuerungseinrichtung 37 steuert die Linear-Elektromagnetventile derart, dass die Hydraulikdrücke eines (nicht gezeigten) Hydraulikservos der ersten Bremse B1 und eines (nicht gezeigten) Hydraulikservos der zweiten Bremse B2 gesteuert werden. Dementsprechend ist die Schaltsteuerungseinrichtung 37 in der Lage, eine geeignete Steuerung zur (a) Bildung der hohen Schaltstufe (Hi), der niedrigen Schaltstufe (Lo) oder des Neutralzustands (N) des Stufengetriebes 6 zu bilden, und (b) Durchführen des Umschaltens des Eingriffs zwischen der ersten Bremse B1 und der zweiten Bremse B2 durchzuführen.

Wenn ein von einem Fahrer angefordertes Drehmoment durch die Fahreranforderungsdrehmomenterfassungseinrichtung 43 erfasst wird, bestimmt die Schaltsteuerungseinrichtung 37 auf der Grundlage der durch die Fahrzeuggeschwindigkeitserfassungseinrichtung 40 erfassten Fahrzeuggeschwindigkeit und des Fahrpedalbetätigungsgrads, ob ein Schalten notwendig ist oder nicht. Der Fahrpedalbetätigungsgrad wird auf der Grundlage eines Ergebnisses einer Erfassung erfasst, die durch einen in der Nähe eines (nicht gezeigten) Fahrersitzes vorgesehenen Fahrpedalbetätigungssensor 50 ausgeführt wird. Das Bestimmungsergebnis wird zu der Schaltzeitantriebssteuerungseinrichtung 45 übertragen. Die Schaltsteuerungseinrichtung 37 bildet nämlich eine Schaltbestimmungseinrichtung zur Bestimmung, ob ein Schalten des Stufengetriebes 6 notwendig ist oder nicht, auf der Grundlage des Fahreranforderungsdrehmoments und des Fahrzustands des Fahrzeugs. Beispiele für Bedingungen zur Bestimmung des Fahreranforderungsdrehmoments umfassen die Fahrzeuggeschwindigkeit und den Fahrpedalbetätigungsgrad.

Die Schaltsteuerungseinrichtung 37 kann in unterschiedlichen Schaltbestimmungsbetriebsarten arbeiten, nämlich eine Schaltbestimmungsbetriebsart zur tatsächlichen Durchführung des Schaltens, und eine vorläufige Schaltbestimmungsbetriebsart zur Durchführung einer vorläufigen Schaltbestimmung vor der Schaltbestimmung in der Schaltbestimmungsbetriebsart. Die Vorgänge in der Schaltbestimmungsbetriebsart und der vorläufigen Schaltbestimmungsbetriebsart werden entsprechen einem in 5 angegebenen Schaltkennfeld ausgeführt. Es sei angenommen, dass die Schaltsteuerungseinrichtung 37 den Fahrpedalbetätigungsgrad und die Fahrzeuggeschwindigkeit als vorbestimmte Bedingungen zur Durchführung der Schaltbestimmungen verwendet. Falls auf der Grundlage einer schnellen Änderung des Fahrpedalbetätigungsgrads (d.h. des Grads des Niederdrückens des Fahrpedals oder dergleichen) bestimmt wird, dass der Fahrer eine relativ schnelle Beschleunigung anfordert, muss das Schalten schnell ausgeführt werden. In diesem Fall führt daher die Schaltsteuerungseinrichtung 37 die Schaltbestimmung in der Schaltbestimmungsbetriebsart anstelle der vorläufigen Schaltbestimmungsbetriebsart aus und sendet Ergebnisse der Bestimmung zu der Schaltzeitantriebssteuerungseinrichtung 45. Wenn die Änderung des Fahrpedalbetätigungsgrads relativ behutsam ist und bestimmt wird, dass der Fahrer keine schnelle Beschleunigung anfordert, führt die Schaltsteuerungseinrichtung 37 eine vorläufige Schaltbestimmung in der vorläufigen Schaltbestimmungsbetriebsart vor Ausführung der Schaltbestimmung in der Schaltbestimmungsbetriebsart aus. Die Schaltsteuerungseinrichtung 37 sendet Ergebnisse der Schaltbestimmung zu der Schaltzeitantriebssteuerungseinrichtung 45.

Falls beispielsweise die Änderung des Fahrpedalbetätigungsgrads beispielsweise beim Kickdown in einem Fahrzeug mit Automatikgetriebe (AT-Fahrzeug) sehr schnell ist, tritt die Schaltsteuerungseinrichtung 37 in keine der zwei Schaltbestimmungsbetriebsarten ein, sondern gibt unmittelbar einen Befehl zur Ausführung einer Schaltsteuerung zu der Schaltzeitantriebssteuerungseinrichtung 45 aus. Falls zu diesem Zeitpunkt die Änderung des Fahrpedalbetätigungsgrads, der eine Bedingung zur Bestimmung des Fahrerantriebsdrehmoments ist, gleich oder größer als ein vorbestimmter Schwellwert ist, steuert die Schaltzeitantriebssteuerungseinrichtung 45 die Maschinensteuerungseinrichtung 31, die erste Motorsteuerungseinrichtung 32 und die zweite Motorsteuerungseinrichtung 33, um (a) einen Anstieg in dem Ausgangsdrehmoment der ersten Antriebseinheit 10a und (b) eine Verringerung in dem Ausgangsdrehmoment der zweiten Antriebseinheit 10b zu verhindern. Somit wird, wenn bestimmt wird, dass eine schnelle Beschleunigung durch den Fahrer angefordert wird, das Schalten schnell ausgeführt wird, um der Fahreranforderung unmittelbar zu entsprechen.

Die Schaltsteuerungseinrichtung 37 kann verschiedene Bestimmungsverfahren für die Schaltbestimmung verwenden. Beispiele für das Bestimmungsverfahren umfassen ein Verfahren, das die Änderungsrate des Fahrpedalbetätigungsgrads verwendet, ein Verfahren, das ein Fahreranforderungsdrehmoment verwendet, usw. Falls die Änderungsrate des Fahrpedalbetätigungsgrads oder die Änderungsrate des Fahreranforderungsdrehmoments gleich oder größer als ein jeweiliger Schwellwert ist, wird bestimmt, dass eine relativ schnelle Beschleunigung angefordert wird. Falls im Gegensatz dazu die Änderungsrate des Fahrpedalbetätigungsgrads oder die Änderungsrate des Fahreranforderungsdrehmoments geringer als der Schwellwert ist, wird bestimmt, dass eine relativ langsame Beschleunigung angefordert wird.

Die Schaltbestimmungen der Schaltsteuerungseinrichtung 37 werden auf der Grundlage des Verhältnisses zwischen einer angeforderten Ausgangsleistung des zweiten Motors 4, der auf der Grundlage des Fahrpedalbetätigungsgrads bestimmt wird, und der gegenwärtigen Drehzahl NMG2 des zweiten Motors 4 durchgeführt. Falls beispielsweise die Drehzahl NMG2 sich erhöht hat, bestimmt die Schaltsteuerungseinrichtung 37, dass ein Heraufschalten von der niedrigen Schaltstufe zu der hohen Schaltstufe durchgeführt werden muss. Falls die Drehzahl NMG2 sich verringert hat, bestimmt die Schaltsteuerungseinrichtung 37, dass ein Herabschalten von der hohen Schaltstufe zu der niedrigen Schaltstufe durchgeführt werden muss. Falls weiterhin das angeforderte Drehmoment des zweiten Motors 4 verringert wird, bestimmt die Schaltsteuerungseinrichtung 37, das ein Heraufschalten von der niedrigen Gangsstufe zu der hohen Gangstufe durchgeführt werden muss. Falls das angeforderte Drehmoment des zweiten Motors 4 erhöht wird, bestimmt die Schaltsteuerungseinrichtung 37, dass ein Herabschalten von der hohen Gangstufe zu der niedrigen Gangstufe durchgeführt werden muss. Auf der Grundlage der Bestimmung steuert die Schaltsteuerungseinrichtung 37 das Schalten des Stufengetriebes 6.

Die Hydraulikdruckerfassungseinrichtung 38 ist mit der Hydraulikdrucksteuerungseinheit 7 verbunden und erfasst beispielsweise den dem Hydraulikservo der ersten Bremse B1 von dem Linear-Elektromagnetventil für die erste Bremse B1 zugeführten Hydraulikdruck und den dem Hydraulikservo der zweiten Bremse B2 von dem Linear-Elektromagnetventil für die zweite Bremse B2 zugeführten Hydraulikdruck. Weiterhin erfasst die Öltemperaturerfassungseinrichtung 39 die Öltemperatur in der Hydraulikdrucksteuerungseinheit 7. Auf der Grundlage der durch die Hydraulikdruckerfassungseinrichtung 38 erfassten Hydraulikdrücke und der durch die Öltemperaturerfassungseinrichtung 39 erfassten Öltemperatur ist es möglich, die jeweiligen Positionen von (nicht gezeigten) Kolben der Hydraulikservos der ersten und zweiten Bremsen B1, B2 zu erfassen (berechnen). Somit können die Eingriffszustände der ersten und der zweiten Bremsen B1, B2 erfasst werden.

Die Fahrzeuggeschwindigkeitserfassungseinrichtung 40 ist beispielsweise mit einem (nicht gezeigten) Drehzahlsensor verbunden, der an der Ausgangswelle 26 der Antriebseinheit 10 vorgesehen ist. Die Fahrzeuggeschwindigkeitserfassungseinrichtung 40 erfasst die Fahrzeuggeschwindigkeit auf der Grundlage der Drehzahl der Ausgangswelle 26.

Die elektrische Ölpumpenantriebssteuerungseinrichtung 41 ist mit dem elektrischen Ölpumpenumrichter 11 verbunden. Die elektrische Ölpumpenantriebssteuerungseinrichtung 41 steuert den Umrichter 11 zur Steuerung der Leistungszufuhr zu der elektrischen Ölpumpe 9 aus einer (nicht gezeigten) Batterie und steuert dadurch geeignet den Antrieb der elektrischen Ölpumpe 9. Wenn die Maschinenrotationserfassungseinrichtung 42 erfasst, dass die Maschinendrehzahl NE sich auf oder unterhalb einer vorbestimmten Drehzahl verringert hat, treibt die elektrische Ölpumpenantriebssteuerungseinrichtung 41 die elektrische Ölpumpe 9 derart an, dass Hydraulikdruck der Hydraulikdrucksteuerungseinheit 7 zugeführt wird, und dadurch zumindest ein vorbestimmter Hydraulikdruck gewährleistet wird. Auf diese Weise ist es möglich, ein Vorkommnis zu verhindern, in dem eine Verringerung des Hydraulikdrucks der mechanischen Ölpumpe 8 zu einem Versagen beim Beibehalten von zumindest einem vorbestimmten Pegel des Hydraulikdrucks führt.

Die Maschinenrotationserfassungseinrichtung 42 ist beispielsweise mit einem (nicht gezeigten) Drehzahlsensor verbunden, der an der Kurbelwelle 2A der Brennkraftmaschine 2 vorgesehen ist, und erfasst die Maschinendrehzahl NE der Brennkraftmaschine 2.

Die Fahreranforderungsdrehmomenterfassungseinrichtung 43 ist beispielsweise mit dem Fahrpedalbetätigungssensor 50 verbunden, der den Fahrpedalbetätigungsgrad und genauer das Ausmaß der Betätigung (Niederdrücken) eines Fahrpedals oder dergleichen erfasst, der in der Nähe des (nicht gezeigten) Fahrersitzes vorgesehen ist. Die Einrichtung 43 erfasst (berechnet) das von dem Fahrer angeforderte Drehmoment (Antriebskraft) auf der Grundlage des Ausmaßes der Betätigung des Fahrpedals oder dergleichen und der durch die Fahrzeuggeschwindigkeitserfassungseinrichtung 40 erfassten Fahrzeuggeschwindigkeit.

Falls die Schaltsteuerungseinrichtung 37 bestimmt, dass ein Schalten erforderlich ist, berechnet die Schaltzeitantriebssteuerungseinrichtung 45 vor dem Schalten des Stufengetriebes 6 die Erhöhungs- oder Verringerungsmenge in der Ladung der HV-Batterie 13 (Batterieladungserhöhungs-/-verringerungsmenge) entsprechend dem Zustand der Batterie 13 (d.h. entsprechend Erfassungsergebnissen in Bezug auf verschiedene Zustände der Batterie 13 wie deren Ladezustand, der durch die Batteriezustandserfassungseinrichtung 35 erfasst wird, usw.). Auf der Grundlage der berechneten Batterieladungserhöhungs-/-verringerungsmenge gibt die Schaltzeitantriebssteuerungseinrichtung 45 Befehle zu der Maschinensteuerungseinrichtung 31, der ersten Motorsteuerungseinrichtung 32 und der zweiten Motorsteuerungseinrichtung 33 zur Änderung des Betriebspunkts der Brennkraftmaschine 2 aus. Auf diese Weise wird die elektrische Leistungsverbrauchsänderungssteuerung durchgeführt. Das heißt, dass in der Leistungsverbrauchsänderungssteuerung der Betriebspunkt der Brennkraftmaschine 2 geeignet geändert wird (beispielsweise von einem Punkt A zu einem Punkt B oder C oder zu einem Punkt D oder E in 6 geändert wird), um die dem ersten Motor 3 zuzuführende elektrische Motorantriebsleistung oder die beim Regenerativbetrieb des ersten Motors 3 wiedergewonnene elektrische Leistung (Ladungsmenge) zu steuern. Auf diese Weise wird die elektrische Leistungsbilanz der HV-Batterie 13 auf die Entladungsseite oder die Ladungsseite geändert.

Die Schaltzeitantriebssteuerungseinrichtung 45 steuert zentral die Maschinensteuerungseinrichtung 31, die erste Motorsteuerungseinrichtung 32 und die zweite Motorsteuerungseinrichtung 33 zur Verringerung des von dem zweiten Motor 4 abgegebenen zweiten Motordrehmoments TMG2 (vgl. 4), so dass es möglich ist, das Auftreten einer Fluktuation des Gesamtausgangsdrehmoments TOUT1 + TOUT2 (vgl. 4) auf Seiten der Antriebsräder 16 beim Schalten des Stufengetriebes 6 zu minimieren. Während des Schaltens des Stufengetriebes 6 steuert die Schaltzeitantriebssteuerungseinrichtung 45 der Ausgangsleistung (Antriebskraft) der zweiten Antriebseinheit 10b unter Verwendung der Maschinensteuerungseinrichtung 31, der ersten Motorsteuerungseinrichtung 32 und der zweiten Motorsteuerungseinrichtung 33, so dass die Antriebskräfte der ersten und zweiten Antriebseinheiten 10a und 10b geeignet beispielsweise derart justiert werden, dass die Summe derer Ausgangsdrehmomente (Gesamtausgangsdrehmoment TOUT1 + TOUT2) im Wesentlichen gleich dem Fahreranforderungsdrehmoment (vom Fahrer angeforderten Drehmoment) wird. Auf diese Weise kann ein Ausgangsdrehmoment, das gleich oder nahe dem Fahreranforderungsdrehmoment ist, schnell erzielt werden, während die jeweiligen Drehmomente der ersten und zweiten Antriebseinheiten 10a und 10b in geeigneter ausgeglichener Weise ausgegeben werden.

Zu dem Zeitpunkt, zu dem das Ergebnis der vorläufigen Schaltbestimmung von der Schaltsteuerungseinrichtung 37 zu der Schaltzeitantriebssteuerungseinrichtung 45 gesendet wird, berechnet die Schaltzeitantriebssteuerungseinrichtung 45 eine Erhöhung oder Verringerung in der Ladungsmenge der Batterie auf der Grundlage des Zustands der Batterie (SOC), und die Größe der für die Drehmomenterhöhung oder -verringerung des zweiten Motors 4 während des Schaltens erforderliche elektrische Leistung, und bestimmt dann den vorstehend erwähnten Maschinenbetriebspunkt auf der Grundlage der Erhöhung oder Verringerung in der Batterieladung.

Weiterhin gibt die Schaltzeitantriebssteuerungseinrichtung 45 Befehle zu der Maschinensteuerungseinrichtung 31, der ersten Motorsteuerungseinrichtung 32 und der zweiten Motorsteuerungseinrichtung 33 zum Betrieb der Brennkraftmaschine 2, des ersten Motors 2 und des zweiten Motors 4 entsprechend dem wie vorstehend beschrieben bestimmten Maschinenbetriebs aus.

Insbesondere gibt die Schaltzeitantriebssteuerungseinrichtung 45 ein Steuerungsbefehl zu der Maschinensteuerungseinrichtung 31 zur Steuerung der Brennkraftmaschine 2 derart aus, dass ein Soll-Maschinendrehmoment (beispielsweise TE2 oder TE3 in 6) ausgegeben wird. Gleichzeitig gibt die Schaltzeitantriebssteuerungseinrichtung 45 ein Drehzahlsteuerungsbefehl zu der ersten Motorsteuerungseinrichtung 32 zur Steuerung des ersten Motors 3 aus, so dass die Maschinendrehzahl gleich einer Soll-Maschinendrehzahl (beispielsweise NE4 oder NE1 in 6) wird. Weiterhin gibt die Schaltzeitantriebssteuerungseinrichtung 45 ein Drehmomentsteuerungsbefehl zu der zweiten Motorsteuerungseinrichtung 33 zur Steuerung des Drehmoments des zweiten Motors 4 auf der Grundlage des Fahreranforderungsdrehmoments und des Ausgangsdrehmoments des Ringzahnrad R1 aus. (Es sei bemerkt, dass das Ausgangsdrehmoment des Ringzahnrads R1 ausgegeben wird, falls das erste Motordrehmoment als Reaktionskraft gegenüber dem Maschinendrehmoment verwendet wird, wenn der erste Motor 3 entsprechend der Drehzahlsteuerung angetrieben wird).

Das heißt, dass die Schaltzeitantriebssteuerungseinrichtung 45 eine Steuerung der Änderung des Maschinenbetriebspunkts unter Bezugnahme auf das Maschinenwirkungsgradkennfeld Ma gemäß 6 oder durch Berechnung auf der Grundlage von beispielsweise der Größe der elektrischen Leistung, die die HV-Batterie 13 speichern kann, wenn elektrische Leistung durch den regenerativen Betrieb des ersten Motors 3 erzeugt wird, und der Größe der elektrischen Leistung, die aus der HV-Batterie 13 zu dem ersten Motor 3 und dem zweiten Motor 4 ausgegeben werden kann, die über die Batteriezustandserfassungseinrichtung 35 erfasst werden, zu dem Zeitpunkt ausführt, wenn das Ergebnis der vorläufigen Schaltbestimmung von der Schaltsteuerungseinrichtung 37 zu der Schaltzeitantriebssteuerungseinrichtung 45 gesendet wird. Auf das Maschinenwirkungsgradkennfeld Ma wird wie nachstehend beschrieben zugegriffen. Das heißt, dass, falls der gegenwärtige Maschinenbetriebspunkt vor der Maschinenbetriebspunktänderungssteuerung beispielsweise der Punkt A in 6 ist, die Schaltzeitantriebssteuerungseinrichtung 45 einen Maschinenbetriebspunkt, der so nah wie möglich an einer Linie mit bester Kraftstoffwirtschaftlichkeit (optimaler Kraftstoffwirtschaftlichkeit) wie möglich liegt, aus einer Vielzahl von Maschinenbetriebspunkten (beispielsweise Punkte B – E) auswählt, die jeweils durch eine Kombination des Maschinendrehmoments TE[Nm] und der Maschinendrehzahl NE[U/min] definiert sind. Weiterhin gibt die Schaltzeitantriebssteuerungseinrichtung 45 Befehle zu der Maschinensteuerungseinrichtung 31, der ersten Motorsteuerungseinrichtung 32 und der zweiten Motorsteuerungseinrichtung 33 zum Betrieb der Brennkraftmaschine 2, des ersten Motors 3 und des zweiten Motors 4 entsprechend dem ausgewählten Betriebspunkt aus. In diesem Betrieb schließt die Schaltzeitantriebssteuerungseinrichtung 45 in den vorstehend beschriebenen Befehlen aus der Schaltzeitantriebssteuerungseinrichtung 45 einen Befehl für die Maschinensteuerungseinrichtung 31 zu einer so behutsam wie möglichen Erhöhung der Drehzahl der Brennkraftmaschine 2 ein, so dass das Leistungsverteilungsplanetengetriebe 5 durch Rotationsänderungen der Brennkraftmaschine 2 oder dergleichen verursachte Trägheitsdrehmomente absorbiert und keine Ausgangsdrehmomentfluktuationen auf Seiten der Ausgangswelle 26 ausgibt.

In dem vorstehend beschriebenen Beispiel wird, wenn das Soll-Maschinendrehmoment auf TE2 oder TE3 gemäß 6 eingestellt wird, und die Soll-Maschinendrehzahl auf NE4 oder NE1 eingestellt wird, der Maschinenbetriebspunkt zu dem Punkt B oder C geändert. Die Erfindung ist nicht auf dieses Beispiel beschränkt. Beispielsweise kann der Maschinenbetriebspunkt zu dem Punkt D oder E gemäß 6 durch einen nachstehend beschriebenen Vorgang geändert werden.

Das heißt, dass, falls der gegenwärtige Maschinenbetriebspunkt beispielsweise der Punkt A ist, die Maschinendrehzahl NE2 unverändert gehalten wird, und das Maschinendrehmoment TE2, das die erhaltene Ladungsmenge bereitstellt, durch Berechnung oder unter Bezugnahme auf das Maschinenwirkungsgradkennfeld Ma bestimmt wird. Falls auf das Maschinenwirkungsgradkennfeld Ma zugegriffen wird, wird der Punkt D durch Bestimmung der Schnittpunkte der gegenwärtigen Maschinendrehzahl NE und den Linien mit konstanter Maschinenleistung Ch1 oder Ch2 festgelegt.

Falls weiterhin der gegenwärtige Maschinenbetriebspunkt beispielsweise der Punkt A ist, wird das Maschinendrehmoment TE1 unverändert gehalten, und die Maschinendrehzahl NE, die die erhaltene Ladungsmenge bereitstellt, wird durch Berechnung oder unter Bezugnahme auf das Maschinenwirkungsgradkennfeld Ma bestimmt. Falls auf das Maschinenwirkungsgradkennfeld Ma zugegriffen wird, wird der Punkt E mit der Maschinendrehzahl NE5 durch Bestimmung der Schnittpunkte des gegenwärtigen Maschinendrehmoments TE1 und der Linien mit konstanter Maschinenleistung Ch1, Ch2 ermittelt.

Danach führt nach dem Verstreichen einer vorbestimmten Zeit nach der Ausführung der Steuerung die Schaltzeitantriebssteuerungseinrichtung 45 eine Rückführung des geänderten Betriebspunkts zu dem Betriebspunkt vor der Änderung (beispielsweise den Punkt A) aus, wodurch eine Leistungsverbrauchsrückführungssteuerung (Steuerung zur Rückführung des elektrischen Leistungsverbrauchs) ausgeführt wird. Das heißt, dass die Schaltzeitantriebssteuerungseinrichtung 45 eine Steuerung zur Rückführung der Ausgangsleistungen des ersten Motors 3, des zweiten Motors 4 und der Brennkraftmaschine 2 zu deren Ausgangsleistungen vor dem Schalten unter Bezugnahme auf das Maschinenwirkungsgradkennfeld Ma gemäß 6 auf der Grundlage des Zustands der HV-Batterie 13 (d.h. der Ladungsmenge, die gespeichert werden kann, die Größe der elektrischen Leistung, die ausgegeben werden kann, usw.) ausführt, der durch die Batteriezustandserfassungseinrichtung 35 erfasst wird.

Insbesondere steuert die Schaltzeitantriebssteuerungseinrichtung 45 die Kraftstoffeinspritzmenge oder den Drosselklappenöffnungsgrad in Bezug auf die Brennkraftmaschine 2 unter Verwendung der Maschinensteuerungseinrichtung 31 derart, dass sich das Maschinendrehmoment TE und/oder die Maschinendrehzahl NE auf den entsprechenden Wert verringert, der vor der Leistungsverbrauchsänderungssteuerung auftrat. Weiterhin steuert die Schaltzeitantriebssteuerungseinrichtung 45 unter Verwendung der zweiten Motorsteuerungseinrichtung 33 den Antrieb des zweiten Motors 4 derart, dass das zweite Motordrehmoment TMG2 auf das Drehmoment vor dem Schalten (Drehmoment zu dem Zeitpunkt t0 gemäß 4) geändert wird, während die verringerte Drehzahl TMG2 des zweiten Motors 4 beibehalten wird. Der Maschinenbetriebspunkt wird somit auf den Betriebspunkt vor dem Schalten zurückgeführt. Dabei wird die Steuerung des ersten Motors 3 und des zweiten Motors 4 wie im Stand der Technik durchgeführt. Das heißt, dass in Bezug auf den ersten Motor 3 dessen Drehzahl derart gesteuert wird, dass die Rückführung des Maschinendrehmoments TE oder der Maschinendrehzahl NE zu den Werten vor dem Schalten erzielt wird. In Bezug auf den zweiten Motor 4 wird dessen Drehmoment derart gesteuert, dass das Fahreranforderungsdrehmoment erreicht wird.

Die Maschinensteuerungseinrichtung 31, die erste Motorsteuerungseinrichtung 32, die zweite Motorsteuerungseinrichtung 33 und die Schaltzeitantriebssteuerungseinrichtung 45 bilden eine Batteriebilanzsteuerungseinrichtung zur Berechnung der Ladungsmengenerhöhung/-verringerung der HV-Batterie 13 entsprechend dem Zustand der HV-Batterie 13 (beispielsweise SOC (Ladezustand)) und zur Änderung des Betriebspunkts der Brennkraftmaschine 2 (beispielsweise Ändern von einem Punkt A zu dem Punkt B oder C oder zu dem Punkt D oder E gemäß 6) auf der Grundlage der Ladungsmengenerhöhung/-verringerung vor dem Schalten des Stufengetriebes 6, falls die Schaltsteuerungseinrichtung 37 bestimmt, dass ein Schalten erforderlich ist.

Die Drehmomentverteilungseinstellungseinrichtung 46 stellt eine Auswahl und Verteilung der Drehmomentsteuerung während des Schaltens sowie vor und nach dem Schalten ein. Die Drehmomentverteilungseinstellungseinrichtung 46 berechnet das Drehmoment, das bei der Drehmomentsteuerung während des Schaltens ausgegeben werden kann, (das nachstehend als "verfügbares Drehmoment" bezeichnet ist) auf der Grundlage der berechneten erforderlichen Größe des Gesamtausgangsdrehmoments TOUT1 + TOUT2 und der elektrischen Leistung, die aus der HV-Batterie 13 ausgegeben werden kann. Nach Berechnung des verfügbaren Drehmoments, das durch die Drehmomentsteuerung erzielt werden kann, erfasst die Drehmomentverteilungseinstellungseinrichtung 46 das Fahreranforderungsdrehmoment unter Verwendung der Fahreranforderungsdrehmomenterfassungseinrichtung 43 und stellt die Auswahl und Verteilung auf der Grundlage des Fahreranforderungsdrehmoments und des berechneten verfügbaren Drehmoments ein.

Die Drehmomentphasenerfassungseinrichtung 47 erfasst Eingriffszustände der ersten Bremse B1 und der zweiten Bremse B2 auf der Grundlage eines aus der Schaltsteuerungseinrichtung 37 zu den Linear-Elektromagnetventilen der Hydraulikdrucksteuerungseinheit 7 ausgegebenen Befehls oder der Hydraulikdrücke der Hydraulikdruckservos der ersten und zweiten Bremsen B1 und B2, die durch die Hydraulikdruckerfassungseinrichtung 38 erfasst werden, oder der durch die Öltemperaturerfassungseinrichtung 39 erfassten Öltemperatur. Dann erfasst die Drehmomentphasenerfassungseinrichtung 47 eine Drehmomentphase während eines Schaltens, das eine Änderung des Eingriffs (Eingriffsumschaltens) zwischen der ersten Bremse B1 und der zweiten Bremse B2 mit sich bringt.

Die Drehmomentphase bezieht sich auf einen Zustand, in dem lediglich die Drehmomentorientierung (torque bearing) zwischen den ersten und zweiten Bremsen B1, B2 während eines Schaltens geändert wird, das durch ein Umschalten des Eingriffs zwischen den ersten und zweiten Bremsen B1, B2 ausgeführt wird.

Die Trägheitsphasenerfassungseinrichtung 48 erfasst die Änderung der Drehzahl des zweiten Motors 4 auf der Grundlage der Drehzahl NMG2 (vgl. 4) des zweiten Motors 4, die durch die Motorrotationserfassungseinrichtung 36 erfasst wird, und der durch die Fahrzeuggeschwindigkeitserfassungseinrichtung 40 erfassten Fahrzeuggeschwindigkeit (nämlich die Drehzahl der Ausgangswelle 26 oder der Übertragungswelle 21). Auf der Grundlage der erfassten Änderung der Drehzahlen des zweiten Motors 4 erfasst die Trägheitsphasenerfassungseinrichtung 48 eine Trägheitsphase während eines Schaltens, das durch das Umschalten des Eingriffs zwischen der ersten Bremse B1 und der zweiten Bremse B2 ausgeführt wird.

Es sei bemerkt, dass die Trägheitsphase ein Zustand ist (während des Schaltens, in dem das Umschalten zwischen der ersten Bremse 81 und der zweiten Bremse B2 stattfindet), in dem die Trägheit (Trägheitskraft) des zweiten Motors 4 sich aufgrund einer Änderung der Drehzahl des zweiten Motors 4 in Bezug auf die Ausgangswelle 26 der Antriebseinheit 10 ändert, die aus einer Änderung des Übersetzungsverhältnisses des Stufengetriebes 6 resultiert. Das heißt, dass die Trägheitsphase ein Zustand ist, in dem es eine Änderung in dem Übertragungsverhältnis zwischen der Drehzahl der Rotorwelle 23 (vgl. 2), die als Eingangswelle des Stufengetriebes 6 agiert, und der Drehzahl des Nabenteils 22 (vgl. 2) vorhanden ist, das als Ausgangswelle des Stufengetriebes 6 agiert.

Nachstehend ist ein Beispiel für eine durch die Schaltsteuerungseinrichtung 37 und dergleichen während des Fahrt des Hybridfahrzeugs mit dem Steuerungsgerät 1 gemäß der vorliegenden Erfindung durchgeführte Schaltsteuerung unter Bezugnahme auf ein Flussdiagramm gemäß 3, Zeitverläufe in 4, dem Schaltkennfeld in 5 und dem Maschinenwirkungsgradkennfeld in 6 beschrieben.

Die Zeitverläufe gemäß 4 geben die Zeitverläufe von Änderungen in verschiedenen Parametern in Bezug auf verschiedene Komponenten des Hybridfahrzeugs an, die stattfinden, wenn der Maschinenbetriebspunkt von A zu B geändert wird und dann zurück zu A zurückgeführt wird. Insbesondere gibt 4 von oben an: Änderungen in den Drehmomenten TE, TMG2 und TMG1 der Brennkraftmaschine 2, des zweiten Motors 4 und des dritten Motors 3, Änderungen in den Gesamtausgangsdrehmoment TOUT1 + TOUT2 des ersten Antriebsdrehmoments TOUT1 aus der ersten Antriebseinheit 10a und dem zweiten Antriebsdrehmoment TOUT2 aus der zweiten Antriebseinheit 10b, Änderungen in der Drehzahl NMG1 des ersten Motors 3, der Drehzahl NE der Brennkraftmaschine 2 und der Drehzahl NMG2 des zweiten Motors 4, Änderungen in dem Leistungsverbrauch PMG2 des zweiten Motors 4, des Gesamtleistungsverbrauchs PMG1 + PMG2 und des Leistungsverbrauchs PMG1 des ersten Motors 3, sowie Änderungen in dem der ersten Bremse B1 zugeführten Hydraulikdruck PB1 und in dem der zweiten Bremse B2 zugeführten Hydraulikdruck PB2. Es sei bemerkt, dass in der Darstellung gemäß 4 angenommen wird, dass der Fahrpedalbetätigungsdraht konstant ist, das Fahreranforderungsdrehmoment konstant ist und die Fahrzeuggeschwindigkeit im Wesentlichen konstant ist.

In dem Schaltkennfeld gemäß 5 gibt die horizontale Achse die Fahrzeuggeschwindigkeit [km/h] an, und gibt die vertikale Achse die Antriebskraft [N] an, die das Fahreranforderungsdrehmoment ist. Die dicke durchgezogene Linie Lo gibt die Änderung der Antriebskraft bei niedriger Drehzahl an, und die dicke gestrichelte Linie Hi gibt die Änderung in der Antriebskraft bei hoher Drehzahl an. Die dünne durchgezogene Linie UP1 gibt eine Schaltbestimmung an, und die dünne gestrichelte Linie UP2 gibt eine vorläufige Schaltbestimmung an. Die vorläufige Schaltbestimmung in der vorläufigen Schaltbestimmungsbetriebszahl wird durchgeführt, wenn die Größen der jeweiligen Änderungen des Fahreranforderungsdrehmoments und der Fahrzeuggeschwindigkeit (die vorbestimmte Bedingungen für die Bestimmungen sind) relativ klein im Vergleich zu den Größen der jeweiligen Änderungen der vorbestimmten Bedingungen in dem Fall der Schaltbestimmung in der Schaltbestimmungsbetriebsart sind.

In dem Maschinenwirkungsgradkennfeld Ma gemäß 6 gibt die horizontale Achse die Maschinendrehzahl NE[U/min] an, und gibt die vertikale Achse des Maschinendrehmoments TE[Nm] an. In 6 gibt der Punkt A einen Maschinenbetriebspunkt vor Ändern des Betriebspunkts an, und gibt der Punkt B einen Maschinenbetriebspunkt nach der Änderung an, der erreicht wird, falls keine Beschränkung auf die Ladungsmenge in die HV-Batterie 13 vorhanden ist.

Der Punkt B, der auf der Linie mit bester Kraftstoffwirtschaftlichkeit L angeordnet ist, ist ein Maschinenbetriebspunkt, zu dem der Betriebspunkt sich von dem Punkt A aus ändern kann, falls die Maschinendrehzahl NE und das Maschinendrehmoment TE jeweils auf NE4 und TE5 erhöht werden, wobei die Ladungsmenge in die HV-Batterie 13 erhöht wird.

Der Punkt C ist ein Maschinenbetriebspunkt nach der Änderung, der erreicht wird, falls es eine Beschränkung auf die Ladungsmenge in die HV-Batterie 13 gibt. Der Punkt C, der auf der Linie mit bester Kraftstoffwirtschaftlichkeit L liegt, ist ein Maschinenbetriebspunkt, zu dem der Betriebspunkt sich von dem Punkt A ändern kann, falls die Maschinendrehzahl NE und das Maschinendrehmoment TE auf NE1, TE1 jeweils unterhalb des Maschinenbetriebspunkts A verringert werden, wobei die Ladungsmenge in die HV-Batterie 13 verringert wird. Der Punkt D ist ein Maschinenbetriebspunkt, der ein Zwischenpunkt zwischen dem Maschinenbetriebspunkt D und dem Maschinenbetriebspunkt C ist. Der Punkt E ist ein Maschinenbetriebspunkt, der erreicht wird, falls bei Beibehaltung des Maschinendrehmoments TE1 des Betriebspunkts A die Maschinendrehzahl NE auf NE5 erhöht wird und die Ladungsmenge durch Erhöhung der Drehzahl NMG1 des ersten Motors 3 erhöht wird.

In 6 gibt die Kurve mit gestrichelter Linie MT das maximale Drehmoment an, und ist die Kurve mit der durchgezogenen Linie L die Linie mit der besten Kraftstoffwirtschaftlichkeit. Weiterhin sind die geschlossenen Kreise, die durch F1 – F3 angegeben sind, Linien mit konstanter Kraftstoffverbrauchsrate. Die Linien F1 – F3 werden durch Verbinden von Punkten mit derselben Kraftstoffverbrauchsrate (beispielsweise Gramm von Kraftstoff, der pro Pferdestärke (0,735 KW) für eine Stunde verbraucht wird (g/ps·h)) in Umrisslinienweise erzeugt. Falls der Index eines geschlossenen Kreises F1, F2, F3 kleiner ist, gibt dies an, dass die Kraftstoffverbrauchsrate geringer ist, d.h., dass die Kraftstoffwirtschaftlichkeit besser ist. Die Kurven, die durch Ch1, Ch2 bezeichnet sind, (Linien mit konstanter Maschinenleistung) geben Erhöhungen und Verringerungen der Ladungsmenge der HV-Batterie 13 an. Die Ladungsmenge erhöht sich progressiv mit Übergang von Ch1 auf Ch2.

Die Linie mit bester Kraftstoffwirtschaftlichkeit L wird durch Maschinencharakteristiken bestimmt. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird aufgrund des Vorhandenseins des Stufengetriebes 6 die Maschinendrehzahl NE zu einem gegebenen Zeitpunkt im Wesentlichen entsprechend der Fahrzeuggeschwindigkeit und dem Übersetzungsverhältnis der ausgewählten Gangstufe (der hohen Gangstufe oder der niedrigen Gangstufe) bestimmt. Insbesondere ist die Linie mit der besten Kraftstoffwirtschaftlichkeit L vorab als eine Linie eingestellt, auf der ein Verhältnis zwischen der Maschinendrehzahl NE und dem Maschinendrehmoment TE derart bestimmt ist, dass (A) das Ausgangsmaschinendrehmoment TE sich gleichförmig entsprechend einer Änderung in der Maschinendrehzahl NE (d.h. der Änderung in der Fahrzeuggeschwindigkeit) ändert und (B) ein Zustand mit bester Kraftstoffwirtschaftlichkeit erzielt wird. Dementsprechend ist die Brennkraftmaschine 2 in der Lage, das Maschinendrehmoment TE zu einem gegebenen Zeitpunkt in den effizientesten Zustand abzugeben. Das Maschinendrehmoment TE kann frei durch Steuerung des Drosselklappenöffnungsgrads der Brennkraftmaschine 2 durch eine elektronische Drosselklappensteuerung geändert werden.

Gemäß 4 wird zumindest bis zu dem Zeitpunkt t0 der Hydraulikdruck PB2 dem Hydraulikdruckservo derart beaufschlagt, dass die zweite Bremse B2 sich in Eingriff befindet. Dementsprechend ist in dem Stufengetriebe 6 die niedrige Gangstufe Lo eingestellt. In der niedrigen Gangstufe wird der zweite Motor 4 mit der Drehzahl NMG2 entsprechend den Übersetzungsverhältnisstufengetriebe 6 und der Fahrzeuggeschwindigkeit gedreht, und das zweite Motordrehmoment TMG2 wird in Reaktion auf das durch die Fahreranforderungsdrehmomenterfassungseinrichtung 43 erfasste Fahreranforderungsdrehmoment ausgegeben.

Die Brennkraftmaschine 2 und der erste Motor 3 rotieren mit Drehzahlen NE und NMG1, die höher als die Drehzahl NMG2 des zweiten Motors 4 sind. Das Maschinendrehmoment TE entsprechend der Reaktionskraft, die aus der Ausgangsleistung des ersten Motors 3 resultiert, wird aus dem Leistungsverteilungsplanetengetriebe 5 ausgegeben.

Während das Fahrzeug in dem vorstehend beschriebenen Zustand fährt, führt beispielsweise zu dem Zeitpunkt t0 die Schaltsteuerungseinrichtung 37 eine vorläufige Schaltbestimmung (Schritt S1 in 3) in der vorläufigen Schaltbestimmungsbetriebsart (auf der Grundlage des in 5 gezeigten Schaltkennfeldes) aus. Insbesondere greift die Schaltsteuerungseinrichtung 37 auf das in 5 gezeigte Schaltkennfeld zu und macht auf der Grundlage des Fahrpedalbetätigungsgrads (des Fahreranforderungsdrehmoments), des Fahrzustands des Fahrzeugs und dergleichen eine vorläufige Schaltbestimmung dahingehend, dass ein Heraufschalten durchzuführen ist, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit [km/h] und die Antriebskraft (Fahreranforderungsdrehmoment) [N] sich gemäß 5 von X auf Y ändern.

Wenn als Ergebnis der vorläufigen Schaltbestimmung in Schritt S1 bestimmt wird, dass ein Übergang zum Schalten nicht durchzuführen ist, wird die Schaltbestimmung in Schritt S2 in derselben Weise wie in einem später beschriebenen Schritt S8 gemacht. Falls in Schritt S2 bestimmt wird, dass ein Übergang zum Schalten nicht durchzuführen ist, wird der Prozess beendet (springt zurück). Falls bestimmt wird, dass ein Übergang zum Schalten durchzuführen ist, geht der Prozess zu Schritt S3 über, in dem eine Schaltsteuerung in derselben Weise wie in dem später beschriebenen Schritt S8 durchgeführt wird. Darauffolgend wird in Schritt S4 bestimmt, ob das Schalten abzuschließen ist. Falls als Ergebnis der Schaltendbestimmung von Schritt S4 bestimmt wird, dass das Schalten abzuschließen ist, wird der Prozess beendet (springt zurück). Falls bestimmt wird, dass das Schalten nicht abzuschließen ist, wird die Schaltsteuerung von Schritt S3 wiederholt.

Falls demgegenüber durch die vorläufige Schaltbestimmung in Schritt S1 bestimmt wird, dass ein Übergang zum Schalten durchzuführen ist, geht der Prozess zu Schritt S5 über, in dem der nachstehend beschriebene Vorgang ausgeführt wird. Das heißt, dass die Schaltsteuerungseinrichtung 37 auf das Maschinenwirkungsgradkennfeld Ma gemäß 6 zugreift. Es sei dabei angenommen, dass der Maschinenbetriebspunkt während der vorläufigen Schaltbestimmung beispielsweise der Maschinenbetriebspunkt A ist. Die Schaltsteuerungseinrichtung 37 wählt beispielsweise den Maschinenbetriebspunkt 8 als einen neuen Punkt aus, zu dem der Maschinenbetriebspunkt von dem Punkt A zu ändern ist, und sendet dann das Ergebnis der Auswahl zu der Schaltzeitantriebssteuerungseinrichtung 45. In Reaktion auf das empfangene Auswahlergebnis berechnet die Schaltzeitantriebssteuerungseinrichtung 45 die Ladungserhöhungs-/-verringerungsmenge der HV-Batterie 13 entsprechend dem Zustand der HV-Batterie 13 (beispielsweise deren SOC) und berechnet auf der Grundlage der berechneten Menge eine Schaltzeitleistungsverbrauchsänderungsgröße, wie es in Schritt S5 von 3 gezeigt ist, vor dem Schalten des Stufengetriebes 6.

Danach geht die Schaltzeitantriebssteuerungseinrichtung 45 in Schritt S6 zur Ausführung einer Leistungsverbrauchsänderungssteuerung Befehle auf der Grundlage der berechneten Erhöhungs-/Verringerungsmenge der Batterieladung zu der Maschinensteuerungseinrichtung 31, der ersten Motorsteuerungseinrichtung 32 und der zweiten Motorsteuerungseinrichtung 33 aus, um die Brennkraftmaschine 2, den ersten Motor 3 und den zweiten Motor 4 derart zu betreiben, dass der Maschinenbetriebspunkt von A auf B geändert wird. Insbesondere steuert von dem Zeitpunkt t0 bis zu dem Zeitpunkt t1 gemäß 4 die Schaltzeitantriebssteuerungseinrichtung 45 unter Verwendung der Maschinensteuerungseinrichtung 31 den Drosselklappenöffnungsgrad der Brennkraftmaschine 2 durch die elektronische Drosselklappensteuerung zur Erhöhung des Maschinendrehmoments TE um eine vorbestimmte Größe. Gleichzeitig erhöht die Schaltzeitantriebssteuerungseinrichtung 45 das erste Motordrehmoment TMG1 leicht in vorbestimmter Richtung zur Erhöhung der Reaktionskraft unter Verwendung der ersten Motorsteuerungseinrichtung 32. Die Schaltzeitantriebssteuerungseinrichtung 45 arbeitet somit zur Änderung des Betriebspunkts der Brennkraftmaschine 2 von A zu B.

Gleichzeitig steuert die Schaltzeitantriebssteuerungseinrichtung 45 die zweite Motorsteuerungseinrichtung 33 zur Beibehaltung der Drehzahl NMG1 des zweiten Motors 4 und zur Verringerung des zweiten Motordrehmoments TMG2 um eine vorbestimmte Größe. Somit wird der Maschinenbetriebspunkt von A auf B geändert. In diesem Vorgang erhöht sich das Maschinendrehmoment TE während einer Zeitdauer von dem Zeitpunkt t0 bis zu dem Zeitpunkt t1 gemäß 4 (d.h. von TE1 auf TE2 in 6). Die durch den ersten Motor 3 wiedergewonnene elektrische Leistung fließt in einer derartigen Richtung, dass sie in die HV-Batterie 13 geladen wird (d.h. die Ladungsmenge erhöht sich von Ch1 auf Ch2 gemäß 6), so dass die elektrische Leistungsbilanz der HV-Batterie 13 sich zu der Ladungsseite ändert.

Dann bestimmt die Schaltsteuerungseinrichtung 37 in Schritt S7, ob seit dem Zeitpunkt t1 eine vorbestimmte Zeit verstrichen ist. Falls in Schritt S7 bestimmt wird, dass eine vorbestimmte Zeit verstrichen ist, springt der Prozess zu Schritt S10, in dem eine nachstehend beschriebene Maschinebetriebspunktwiederherstellungssteuerung ausgeführt wird. Falls demgegenüber in Schritt S7 bestimmt wird, dass die vorbestimmte Zeit noch nicht verstrichen ist, geht der Prozess zu Schritt S8 über. In Schritt S8 führt die Schaltsteuerungseinrichtung 37 auf der Grundlage des in 5 gezeigten Schaltkennfeldes oder dergleichen ein Schaltbestimmungsprozess zur Bestimmung durch, ob ein Schalten (in diesem Fall Heraufschalten) zu dem Zeitpunkt erforderlich ist, wenn das Fahreranforderungsdrehmoment sich von der Linie UP2 zu der Linie UP1 ändert (beispielsweise eine Änderung von Y zu Z in 5).

Falls in Schritt S8 bestimmt wird, dass ein Übergang zum Schalten durchzuführen ist, wird die Schaltsteuerung zu dem Zeitpunkt t2 in Schritt S9 gestartet. Diese Schaltsteuerung ist nachstehend beschrieben, wobei mit der Änderung des Hydraulikdrucks begonnen wird. Insbesondere steuert die Schaltsteuerungseinrichtung 37 vor Erreichen des Zeitpunkts t2 das (nicht gezeigte) Linear-Elektromagnetventil der Hydraulikdrucksteuerungseinheit 7 zum Starten der Erhöhung des Hydraulikdrucks PB1 des Hydraulikservos der ersten Bremse B1, so dass der Kolben des Hydraulikservos der ersten Bremse B1 und der (nicht gezeigten) Reibungsplatte der ersten Bremse B1 näher aneinander gelangen. Somit wird eine sogenannte "Spielverringerung" ausgeführt. Kurz vor dem Zeitpunkt t2 steuert die Schaltsteuerungseinrichtung 37 die Hydraulikdrucksteuerungseinheit 7 zum Starten einer Verringerung des Hydraulikdrucks PB2 des Hydraulikservos der zweiten Bremse B2 und daher zum Starten der Verringerung der auf die Reibungsplatte der zweiten Bremse B2 durch den Kolben des Hydraulikservos ausgeführte Druckkraft.

Zu dem Zeitpunkt t2 verringert die Schaltsteuerungseinrichtung 37 langsam den Hydraulikdruck PB2 des Hydraulikservos der zweiten Bremse B2 und erhöht langsam den Hydraulikdruck PB1 des Hydraulikservos der ersten Bremse B1. Somit wird die Reibungsplatte der zweiten Bremse B2 in einen rutschenden Zustand gebracht, wodurch das Übertragungsdrehmoment der zweiten Bremse B2 verringert wird. Weiterhin wird die Reibungsplatte der ersten Bremse B1 in einen rutschenden Zustand gebracht, wodurch das Übertragungsdrehmoment der ersten Bremse B1 erhöht wird. Somit ersetzt das Übertragungsdrehmoment der ersten Bremse B1 allmählich das Übertragungsdrehmoment der zweiten Bremse B2, d.h., dass die Drehmomentphase erreicht ist. In der Drehmomentphase rutschen sowohl die erste Bremse B1 als auch die zweite Bremse B2, und das Übertragungsdrehmoment des Stufengetriebes 6 insgesamt verringert sich. Daher bleibt das zweite Antriebsdrehmoment TOUT2 aus der zweiten Antriebseinheit 10b, das sich aufgrund der Verringerung des zweiten Motordrehmoments TMG2 von dem Zeitpunkt t0 an verringert hat, in dem Verringerungszustand. Während des Schaltens des Stufengetriebes 6 von dem Zeitpunkt t2 zu dem Zeitpunkt t3 führt die Schaltzeitantriebssteuerungseinrichtung 45 eine derartige Steuerung durch, dass das zweite Motordrehmoment TMG2 derart erhöht wird, dass die Antriebskräfte vor und nach dem Schalten (d.h. das Gesamtausgangsdrehmoment TOUT1 + TOUT2) gleich dem Fahrerantriebsdrehmoment sind.

Dann ersetzt das Drehmoment der ersten Bremse B1 das Drehmoment der zweiten Bremse B2. Zu dem Zeitpunkt t3, wenn sich das Übertragungsdrehmoment der zweiten Bremse B2 im Wesentlichen auf Null verringert hat, wird die Drehmomentübertragung nun lediglich durch die erste Bremse B1 verwirklicht. Die Schaltsteuerungseinrichtung 37 erhöht dann weiter den Hydraulikdruck PB1 des Hydraulikservos der ersten Bremse B1. Somit ändert sich die erste Bremse B1 allmählich von dem rutschenden Zustand zu einem in Eingriff befindlichen Zustand, und das Übersetzungsverhältnis des Stufengetriebes 6 ändert sich von der niedrigen Gangstufe (Lo) zu der hohen Gangstufe (Hi). Dementsprechend wird die Drehzahl NMG2 des zweiten Motors 4 verringert, d.h., es wird die Trägheitsphase erreicht. Dann erfasst die Trägheitsphaseerfassungseinrichtung 48 die Trägheitsphase auf der Grundlage der Änderung der Drehzahl NMG2 des zweiten Motors 4 und der Fahrzeuggeschwindigkeit. Nach dem Zeitpunkt t3 wird der Hydraulikdruck PB2 des Hydraulikservos der zweiten Bremse B2 abgebaut (entladen), so dass der Hydraulikdruck PB2 im Wesentlichen Null wird.

Von dem Zeitpunkt t3 bis zu dem Zeitpunkt t4 wird die vorstehend beschriebene Steuerung wiederholt ausgeführt, so dass die Drehzahl NMG2 des zweiten Motors 4 sich verringert. Zu dem Zeitpunkt t4 findet sich die erste Bremse 81 im Wesentlichen vollständig im Eingriff. In dieser Trägheitsphase ändert sich die Drehzahl NMG2 des zweiten Motors 4 in Bezug auf die Übertragungswelle 21 (d.h. in Bezug auf die Antriebswelle 16). Daher tritt eine Trägheitskraft in dem Stufengetriebe 6 entsprechend der Änderungsgröße der Drehzahl NMG2 auf. Das Drehmoment entsprechend der Trägheitskraft (das nachstehend auch als "Trägheitsdrehmoment" bezeichnet ist) wird aus der zweiten Antriebseinheit 10b ausgegeben. Daher steigt das zweite Antriebsdrehmoment TOUT2 der zweiten Antriebseinheit 10b zeitweilig aufgrund des Trägheitsdrehmoments zwischen den Zeitpunkten t3 und t4 gemäß 4 an und verringert sich dann allmählich mit annähernd der Drehzahl NMG2 auf Seiten der hohen Gangstufe.

Darauffolgend erhöht von dem Zeitpunkt t4 zu dem Zeitpunkt t5 die Schaltsteuerungseinrichtung 37 den Hydraulikdruck PB1 des Hydraulikservos der ersten Bremse B1 auf einen Hydraulikdruck für einen vollen Eingriff. Dann bestimmt in Schritt S10 gemäß 3 die Schaltsteuerungseinrichtung 37, ob ein Schalten abgeschlossen ist oder nicht. Falls bestimmt wird, dass das Schalten nicht abgeschlossen ist, wird die Schaltsteuerung in Schritt S9 wiederholt ausgeführt. Die Schaltsteuerungseinrichtung 37 beendet die Schaltsteuerung zu dem Zeitpunkt t5, wenn in Schritt S10 bestimmt wird, dass das Schalten abgeschlossen ist. Darauffolgend führt die Schaltsteuerungseinrichtung 37 in Schritt S11 die Leistungsverbrauchsrückführungssteuerung (Steuerung zur Rückführung des elektrischen Leistungsverbrauchs) aus.

Insbesondere steuert in der Leistungsverbrauchsrückführungssteuerung die Schaltzeitantriebssteuerungseinrichtung 45 während der Zeitdauer von dem Zeitpunkt t5 bis zu dem Zeitpunkt t6 die zweite Motorsteuerungseinrichtung 33 zur Beibehaltung der verringerten Drehzahl NMG2 des zweiten Motors 4, und steuert die Maschinensteuerungseinrichtung 31 sowie die erste Motorsteuerungseinrichtung 32 zur Beibehaltung der Drehzahl NE, NMG1 der Brennkraftmaschine 2 und des ersten Motors 3, und steuert die Brennkraftmaschine 31 zur Verringerung des Maschinendrehmoments TE auf das Drehmoment, das vor der Maschinendrehmomentsteuerung aufgetreten ist, wodurch der Maschinenbetriebspunkt von B zu A zurückgeführt wird. Gleichzeitig steuert die Schaltzeitantriebssteuerungseinrichtung 45 unter Verwendung der zweiten Motorsteuerungseinrichtung 33 den Antrieb des zweiten Motors 4 derart, dass das zweite Motordrehmoment TMG2 nahe an das Drehmoment gebracht wird, das zu dem Zeitpunkt t0 vor dem Schalten aufgetreten ist.

In der vorstehend beschriebenen Steuerung wird über der gesamten Zeitdauer von dem Zeitpunkt t0 bis zu dem Zeitpunkt t6 der elektrische Leistungsverbrauch PMG2 des zweiten Motors 4 verringert und wird ebenfalls der elektrische Leistungsverbrauch (Energieverbrauch) PMG1 des ersten Motors 3 verringert. Daher ist der gesamte Leistungsverbrauch (Energieverbrauch) PMG1 + PMG2 im Hinblick auf die elektrische Leistungsbilanz allgemein auf der Ladungsseite, obwohl der gesamte Energieverbrauch PMG1 + PMG2 sich während der Zeitdauer von dem Zeitpunkt t2 bis zu dem Zeitpunkt t3 sich etwas zu Null und zu der Endladungsseite ändert. Obwohl in dem Fall, der durch die Zeitverläufe gemäß 4 im Zusammenhang mit dem Ausführungsbeispiel angegeben ist, die elektrische Leistungsbilanz zu der Ladungsseite aufgrund der Steuerung in Bezug auf den SOC der HV-Batterie 13 oder dergleichen geändert wird, ist dies lediglich veranschaulichend. Falls beispielsweise der SOC der HV-Batterie 13 hoch ist, kann eine Steuerung derart ausgeführt werden, dass die elektrische Leistungsbilanz zu der Entladungsseite geändert wird, so dass die HV-Batterie 13 nicht geladen wird, sondern entladen wird. Der erste Motor 3 und der zweite Motor 4 werden auf diese Weise angetrieben und gesteuert.

Im Zusammenhang mit dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wurde lediglich ein Heraufschalten (von der niedrigen Gangstufe zu der hohen Gangstufe) beschrieben. Ein Herabschalten (von einer hohen Gangstufe zu einer niedrigen Gangstufe) unterscheidet sich dahingehend, dass die Drehmomentphase und die Trägheitsphase gegensätzlich auftreten, wobei die Änderung des Zustands im Wesentlichen in der zum Heraufschalten entgegengesetzten Weise auftritt.

Wie es vorstehend beschrieben worden ist, berechnet in dem Steuerungsgerät 1 des Hybridfahrzeugs gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung die Batteriebilanzsteuerungseinrichtung einschließlich der Maschinensteuerungseinrichtung 31, der ersten Motorsteuerungseinrichtung 32 und der zweiten Motorsteuerungseinrichtung 33 und der Schaltzeitantriebssteuerungseinrichtung 45 die Erhöhungs-/Verringerungsladungsmenge der HV-Batterie 13 entsprechend dem Zustand der HV-Batterie 13 (beispielsweise dem Ladezustand (SOC)) und ändert auf der Grundlage der Batterieladungserhöhungs-/-verringerungsmenge den Betriebspunkt der Brennkraftmaschine 2 vor dem Schalten des Stufengetriebes 6, falls die Schaltsteuerungseinrichtung 37 bestimmt, dass es ein Bedarf nach einem Schalten gibt. Daher wird auf Seiten der zweiten Antriebseinheit 10b die Zufuhr elektrischer Leistung zu dem zweiten Motor 4 stets ungeachtet des Ladezustands der HV-Batterie 13 korrekt durchgeführt, so dass eine ausreichende Antriebskraft des zweiten Motors 4 erzielt wird, um im Wesentlichen eine Drehmomentfluktuation des Stufengetriebes 6 beim Schalten zu vermeiden. Auf Seiten der ersten Antriebseinheit 10a kann der erste Motor 3 korrekt innerhalb eines zulässigen Bereichs der Batterieladungsmenge in Zusammenhang mit der zugeführten Leistung oder der wiedergewonnenen Leistung betrieben werden, da die Brennkraftmaschine 2 auf der Grundlage des Maschinenbetriebspunkts angetrieben wird, der auf der Grundlage der Batterieladungserhöhungs-/-verringerungsmenge geändert wurde. Daher kann die Ausgangsleistungsfluktuation auf Seiten der Antriebswelle 16 während des Schaltens minimiert werden.

Bei Änderung des Maschinenbetriebspunkts können die Steuerungseinrichtungen 31, 32, 33, 45 eine derartige Steuerung ausführen, dass das Maschinendrehmoment TE ohne Änderung der Maschinendrehzahl NE geändert wird. In diesem Fall wird das Maschinendrehmoment TE, das die berechnete Ladungsmenge ohne Einbringen einer Änderung der Maschinendrehzahl NE erzielt, durch Berechnung alleine oder durch Verwendung eines Maschinenwirkungsgradkennfeldes Ma (vgl. 6) bestimmt. Als Ergebnis kann die Änderung des Maschinenbetriebspunkts von beispielsweise dem Punkt A zu dem Punkt D in 6 korrekt durchgeführt werden. Daher kann der erste Motor 3 korrekt innerhalb eines zulässigen Bereichs für die Ladungsmenge im Zusammenhang mit der zugeführten Leistung oder der wiedergewonnenen Leistung betrieben werden.

Weiterhin können bei der Änderung des Maschinenbetriebspunkts die Steuerungseinrichtungen 31, 32, 33, 45 ebenfalls eine derartige Steuerung ausführen, dass die Maschinendrehzahl NE ohne Änderung des Maschinendrehmoments TE geändert wird. In diesem Fall wird die Maschinendrehzahl NE, die die berechnete Ladungsmenge ohne Einbringen einer Änderung des Maschinendrehmoments TE erzielt, durch Berechnung alleine oder durch Verwendung eines Maschinenwirkungsgradkennfeldes Ma (vgl. 6) bestimmt. Als Ergebnis kann die Änderung des Maschinenbetriebspunkts von beispielsweise dem Punkt A zu dem Punkt E in 6 korrekt durchgeführt werden. Daher kann der erste Motor 3 korrekt innerhalb eines zulässigen Bereichs der Ladungsmenge im Zusammenhang mit der zugeführten Leistung oder der wiedergewonnenen Leistung betrieben werden.

Dann führen die Steuerungseinrichtungen 31, 32, 33 und 45 unter Verwendung des Maschinenwirkungsgradkennfeldes Ma, in dem Maschinenbetriebspunkte vorab eingestellt sind, um die beste Kraftstoffwirtschaftlichkeit für jeweils verschiedene Drehzahlen der Brennkraftmaschine 2 zu erzielen, eine derartige Steuerung aus, dass der Maschinenbetriebspunkt auf einen Punkt auf der Linie mit bester Kraftstoffwirtschaftlichkeit L geändert wird. Dann kann, falls unter Verwendung des Maschinenwirkungsgradkennfeldes Ma (vgl. 6) die Schnittpunkte der Linie mit bester Kraftstoffwirtschaftlichkeit (vgl. 6) und der Linie mit konstanter Maschinenleistung Ch1, Ch2 (vgl. 6) zum Erzielen der berechneten Batterieladungserhöhungs-/-verringerungsmenge bestimmt werden, der Maschinenbetriebspunkt korrekt von dem Punkt A zu dem Punkt B in 6 geändert werden. Daher kann durch Ausführung einer Steuerung auf der Linie mit bester Kraftstoffwirtschaftlichkeit L in dem Maschinenwirkungsgradkennfeld Ma oder in der Nähe der Linie mit bester Kraftstoffwirtschaftlichkeit L der erste Motor 3 korrekt innerhalb eines zulässigen Bereichs einer Ladungsmenge im Zusammenhang mit der zugeführten Leistung oder der wiedergewonnenen Leistung betrieben werden.

Weiterhin führen die Steuerungseinrichtungen 31, 32, 33 und 45 nach Abschluss des Schaltens des Stufengetriebes 6 eine Rückführungssteuerung durch, um die Drehmomente TE, TMG1 und TMG2 der Brennkraftmaschine 2, der Maschinensteuerungseinrichtung 31 und der ersten Motorsteuerungseinrichtung 32 auf die Drehmomentwerte entsprechend den Maschinenbetriebspunkt vor dem Schalten (beispielsweise Punkt A) in dem Maschinenwirkungsgradkennfeld Ma auf der Grundlage der Batteriezustände einschließlich des SOC (Menge der verbliebenen Ladung) der HV-Batterie 13 und dergleichen aus. Daher werden, selbst obwohl die Bilanz zwischen dem Maschinendrehmoment TE und den ersten und zweiten Motordrehmomenten TMG1 und TMG2 sich während des Schaltens ändert, diese Drehmomente schnell zu den Werten zurückgeführt, die vor dem Schalten aufgetreten sind. Beispielsweise wird das während des Schaltens erhöhte Maschinendrehmoment TE prompt zur Verringerung des Kraftstoffverbrauchs verringert, so dass die Kraftstoffwirtschaftlichkeit verbessert wird.

In der Leistungsverbrauchsänderungssteuerung auf der Grundlage der Änderung des Maschinenbetriebspunkts wird das Maschinendrehmoment TE erhöht, um das Ausgangsdrehmoment des Leistungsverteilungsplanetengetriebes 5 zu erhöhen und daher die Größe der elektrischen Leistungserzeugung (d.h. die Aufladungsmenge) zu erhöhen, falls der SOC der HV-Batterie 13 innerhalb eines vorbestimmten Bereichs (beispielsweise in dem Bereich von Ch1 bis Ch2 in 6) liegt. In diesem Fall ist es vorzuziehen, dass die Maschine an Betriebspunkten betrieben wird, bei denen die Kraftstoffwirtschaftlichkeit optimiert ist. Falls der SOC der HV-Batterie 13 außerhalb des vorbestimmten Bereichs (außerhalb des Bereichs von Ch1 bis Ch2 in 6) liegt, kann das Ausgangsdrehmoment des Leistungsverteilungsplanetengetriebes 5 in einigen Fällen durch beispielsweise Erhöhung des Maschinendrehmoments TE bei Verringerung der Maschinendrehzahl NE erhöht werden. In einem derartigen Fall wird es schwierig, die Maschine an Maschinenbetriebspunkten zu betreiben, bei denen die Kraftstoffwirtschaftlichkeit optimiert ist, aber es wird eine Situation erreicht, in der die elektrische Leistungserzeugung nicht erhöht wird.

Obwohl gemäß dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel die Schaltsteuerungseinrichtung 37 den Schaltbestimmungsprozess nach dem vorläufigen Schaltbestimmungsprozess ausführt, ist es ebenfalls möglich, lediglich den Schaltbestimmungsprozess ohne Ausführung des vorläufigen Schaltbestimmungsprozesses durchzuführen. Obwohl der vorstehend im Zusammenhang mit dem Ausführungsbeispiel beschriebene vorläufige Schaltbestimmungsprozess nicht ausgeführt wird, können in einem derartigen Fall im Wesentlichen dieselben Vorteile wie diejenigen gemäß dem Ausführungsbeispiel erzielt werden, indem lediglich ein Schaltbestimmungsprozess ausgeführt wird, bei dem die Änderungspegel des Fahrpedalbetätigungsgrads und der Fahrzeuggeschwindigkeit zur Bestimmung, dass ein Schalten durchzuführen ist, d.h. die Bedingungen für die Bestimmung, etwas höher als die Änderungspegel in den Bedingungen für die Bestimmung sind.

Gemäß dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel ist das Stufengetriebe 6 mit der ersten Bremse B1 und der zweiten Bremse B2 ausgestattet und führt das Schalten von zwei Gangstufen, d.h. die hohe Gangstufe und die niedrige Gangstufe aus. Jedoch ist dies lediglich veranschaulichend. Es sei bemerkt, dass die vorliegende Erfindung ebenfalls auf Strukturen anwendbar ist, bei denen das Stufengetriebe ein Mehrfachganggetriebe ist, das beispielsweise ein Drei-Gang-Schalten, Vier-Gang-Schalten usw. durchführt.

Gemäß dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel wird bei dem Prozess der Erhöhung/Verringerung der Ausgangsleistungen der ersten und zweiten Antriebseinheiten 10a und 10b vor dem Schalten des Stufengetriebes 6 der Maschinenbetriebspunkt geändert und wird das erste Motordrehmoment TMG1 des ersten Motors 3 entsprechend der Änderung des Betriebspunkts erhöht oder verringert, wodurch die elektrische Leistungsbilanz der HV-Batterie 13 zu der Entladungsseite oder der Ladungsseite geändert wird. Es sei jedoch bemerkt, dass die Änderung der elektrischen Leistungsbilanz nicht nur durch die vorstehend beschriebene Erhöhung/Verringerung des Drehmoments, sondern ebenfalls durch die Erhöhung/Verringerung der Drehzahl und dergleichen erreicht werden kann.

Weiterhin berechnen gemäß dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel die Steuerungseinrichtungen 31, 32, 33 und 45 die Größe des zum Schalten erforderlichen elektrischen Leistungsverbrauchs und ändern stets den Maschinenbetriebspunkt auf der Grundlage der berechneten Größe des elektrischen Leistungsverbrauchs. Jedoch ist dieser Aufbau lediglich veranschaulichend. Es ist beispielsweise ebenfalls möglich, den nachstehend beschriebenen Aufbau zu verwenden. Das heißt, dass die Steuerungseinrichtungen 31, 32, 33 und 45 bestimmen, ob die Größe der zu verbrauchenden elektrischen Leistung aus der HV-Batterie 13 ausgegeben werden kann. Falls bestimmt wird, dass die Größe der zu verbrauchenden elektrischen Leistung aus der HV-Batterie 13 ausgegeben werden kann, wird der Maschinenbetriebspunkt nicht geändert. Falls im Gegensatz dazu bestimmt wird, dass die Größe der zu verbrauchenden elektrischen Leistung nicht aus der HV-Batterie 13 ausgegeben werden kann, wird der Maschinenbetriebspunkt geändert. Dieser Aufbau ermöglicht es, stets eine geeignete Steuerung entsprechend dem Zustand der HV-Batterie 13 durchzuführen. In diesem Aufbau kann der Maschinenbetriebspunkt im Wesentlichen in derselben Weise wie in dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel geändert werden.

Ein Vergleichsbeispiel zum Vergleich mit dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel ist nachstehend unter Bezugnahme auf 7 beschrieben. 7 zeigt Zeitverläufe, die Steuerungsinhalte in dem Vergleichsbeispiel angeben. Anfänglich befindet sich das Stufengetriebe 6 in dem Zustand mit niedriger Schaltstufe, wobei die zweite Bremse B2 sich im Eingriff befindet. Der zweite Motor 4 rotiert mit einer Drehzahl NMG2 entsprechend dem Übersetzungsverhältnis des Stufengetriebes 6 und der Fahrzeuggeschwindigkeit, und gibt das zweite Motordrehmoment TMG2 entsprechend dem Fahreranforderungsdrehmoment aus. Die Brennkraftmaschine 2 und der erste Motor 3 drehen sich mit Drehzahlen NE und NMG1, die höher als die Drehzahl NMG2 des zweiten Motors 4 sind, und das Leistungsverteilungsplanetengetriebe 5 gibt ein Maschinendrehmoment TE entsprechend der Reaktionskraft auf der Grundlage der Ausgangsleistung des ersten Motors 3 aus.

In dem Vergleichsbeispiel startet die Schaltsteuerung in dem vorstehend beschriebenen Zustand, jedoch wird eine Leistungsverbrauchsänderungssteuerung wie gemäß dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel nicht durchgeführt. Insbesondere wird die Schaltsteuerung derart ausgeführt, dass das Schalten des Stufengetriebes 6 durch Erhöhung des zweiten Motordrehmoments TMG2 alleine ausgeführt, wobei das Maschinendrehmoment TE und das erste Motordrehmoment TMG1 vor und nach dem Schalten des Stufengetriebes 6 unverändert beibehalten werden. Daher wird im Verlauf vom Start des Schaltens zu dem Zeitpunkt t11 zu dem Ende des Schaltens zu dem Zeitpunkt t13 über die Drehmomentphase und die Trägheitsphase, die zu dem Zeitpunkt t12 startet, das zweite Motordrehmoment TMG2 nicht verringert, weshalb das zweite Antriebsdrehmoment TOUT2 nicht während der Drehmomentphase vom Zeitpunkt t11 bis zu dem Zeitpunkt t12 abfällt.

Aufgrund des vorstehend beschriebenen Anstiegs des zweiten Motordrehmoments TMG2 ändert sich der elektrische Leistungsverbrauch PMG2 des zweiten Motors 4 allmählich allgemein in Form eines Hügels während der Zeitdauer von dem Zeitpunkt t11 bis zu dem Zeitpunkt t13, wobei ein Spitzenwert zu dem Zeitpunkt t12 erreicht wird. Falls beispielsweise der elektrische Leistungsverbrauch TMG1 des ersten Motors 3 in der Nähe des Zeitpunkts t12 ansteigen sollte, wenn der elektrische Leistungsverbrauch PMG2 des zweiten Motors 4 einen Spitzenwert aufweist, gibt es die Möglichkeit, dass ein Fall auftritt, in dem der Grenzwert der Zufuhr elektrischer Leistung aus der HV-Batterie 13 (der in 7 durch "Grenze" angegeben ist) überschritten wird, so dass keine korrekte Steuerung durchgeführt werden kann.

Wie aus der vorstehenden Beschreibung hervorgeht, ist das Steuerungsgerät eines Hybridfahrzeugs gemäß der vorliegenden Erfindung nützlich für Fahrzeuge der Hybridbauart, wie Personenkraftwagen, Lastkraftwagen, Busse usw. Insbesondere ist das Steuerungsgerät gemäß der Erfindung geeignet zur Verwendung bei Hybridfahrzeugen, die zur Vermeidung von Drehmomentfluktuationen beim Schalten eines Stufengetriebes ausgelegt sind.

Wie es vorstehend beschrieben worden ist, weist ein Steuerungsgerät eines Hybridfahrzeugs eine erste Antriebseinheit 10a, eine zweite Antriebseinheit 10b, eine HV-Batterie 13, eine Schaltsteuerungseinrichtung 37, eine Batteriezustandserfassungseinrichtung 35 und eine Schaltzeitantriebssteuerungseinrichtung 45 auf. Weiterhin ist in dem Steuerungsgerät eine Batteriebilanzsteuerungseinrichtung 31, 32, 33, 45 durch eine Maschinensteuerungseinrichtung 31, eine erste Motorsteuerungseinrichtung 32, eine zweite Motorsteuerungseinrichtung 33 und die Schaltzeitantriebssteuerungseinrichtung 45 gebildet. Falls die Schaltsteuerungseinrichtung bestimmt, dass es ein Bedarf nach einem Schalten gibt, das durch ein Stufengetriebe auszuführen ist, berechnet die Batteriebilanzsteuerungseinrichtung die Erhöhungs-/Verringerungsgröße der Ladungsmenge der HV-Batterie entsprechend dem Zustand der HV-Batterie und ändert den Maschinenbetriebspunkt auf der Grundlage der berechneten Erhöhungs-/Verringerungsmenge der Batterieladung vor dem Schalten.

1 6Stufengetriebe 7Hydraulikdrucksteuerungseinheit 8mechanische Ölpumpe 9elektrische Ölpumpe 11elektrischer Ölpumpenumrichters 12Umrichter 13Hybridfahrzeugbatterie (HV-Batterie) USteuerungseinheit (EUC) 31Maschinensteuerungseinrichtung 32erste Motorsteuerungseinrichtung 33zweite Motorsteuerungseinrichtung 35Batteriezustandserfassungseinrichtung 36Motordrehzahlerfassungseinrichtungs 37Schaltsteuerungseinrichtung 38Hydraulikdruckerfassungseinrichtung 39Öltemperaturerfassungseinrichtung 40Fahrzeuggeschwindigkeitserfassungseinrichtung 41elektrische Ölpumpenantriebssteuerungseinrichtung (Elektrölpumpensteuerungseinrichtung) 42Maschinendrehzahlerfassungseinrichtung 43Fahreranforderungsdrehmomenterfassungseinrichtung 45Schaltzeitantriebssteuerungseinrichtung 46Drehmomentverteilungseinstellungseinrichtung 47Drehmomentphasenerfassungseinrichtung 48Trägheitsphasenerfassungseinrichtung 50Fahrpedalbetätigungssensor 3 S1Vorläufige Schaltbestimmung S2Schaltbestimmung S3Schaltsteuerung S4Schalten beendet ? S5Änderungsgröße des elektrischen Leistungsverbrauchs während des Schaltens berechnen S6Änderungssteuerung des elektrischen Leistungsverbrauchs S7Vorab eingestellte Zeit verstrichen? S8Schaltbestimmung S9Schaltsteuerung S10Schalten beendet ? S11Steuerung zur Rückführung des elektrischen Leistungsverbrauchs

Anspruch[de]
  1. Steuerungsgerät eines Hybridfahrzeugs mit

    einer ersten Antriebseinheit (10a), die einen ersten elektrischen Motor (3) und eine Leistungsverteilungsvorrichtung (5) aufweist, die Antriebskraft auf ein Antriebsrad (16) unter Verwendung einer Brennkraftmaschine (2) und des ersten elektrischen Motors ausgibt,

    einer zweiten Antriebseinheit (10b), die einen zweiten elektrischen Motor (4) und ein Stufengetriebe (6) aufweist, das zwischen dem zweiten elektrischen Motor und dem Antriebsrad angeordnet ist,

    eine Batterie (13), die in der Lage ist, sowohl elektrische Leistung zu dem ersten elektrischen Motor als auch zu dem zweiten elektrischen Motor zuzuführen und elektrische Leistung zu speichern, die durch den ersten elektrischen Motor und den zweiten elektrischen Motor wiedergewonnen wird,

    einer Schaltbestimmungseinrichtung (37) zur Bestimmung, ob es einen Bedarf nach einem Schalten gibt, das durch das Stufengetriebe auszuführen ist, einer Batteriezustandserfassungseinrichtung (35) zur Erfassung eines Batteriezustands,

    einer Schaltzeitantriebssteuerungseinrichtung (45) zur Steuerung einer aus der zweiten Antriebseinheit ausgegebenen Antriebskraft derart, dass die aus der ersten Antriebseinheit und der zweiten Antriebseinheit zu dem Antriebsrad ausgegebene Antriebskraft im Wesentlichen ein Fahreranforderungsdrehmoment während des Schaltens des Stufengetriebes erreichen, und

    einer Batteriebilanzsteuerungseinrichtung (31, 32, 33, 45) zur Berechnung einer Erhöhungs-/Verringerungsgröße der Ladungsmenge der Batterie entsprechend dem durch die Batteriezustandserfassungseinrichtung erfassten Zustand der Batterie und zur Änderung eines Betriebspunkts des Brennkraftmaschine auf der Grundlage der Erhöhungs-/Verringerungsmenge der Ladungsmenge vor dem Schalten des Stufengetriebes, falls die Schaltbestimmungseinrichtung bestimmt, dass es ein Bedarf nach einem Schalten des Stufengetriebes gibt.
  2. Steuerungsgerät nach Anspruch 1, wobei bei der Änderung des Betriebspunkts der Brennkraftmaschine die Batteriebilanzsteuerungseinrichtung (31, 32, 33, 45) eine derartige Steuerung ausführt, dass ein Maschinendrehmoment ohne Änderung der Maschinendrehzahl geändert wird.
  3. Steuerungsgerät nach Anspruch 1, weiterhin mit einem Maschinenwirkungsgradkennfeld, in dem Betriebspunkte der Brennkraftmaschine vorab eingestellt. sind, um eine beste Kraftstoffwirtschaftlichkeit für jeweils verschiedene Maschinendrehzahlen zu erzielen, wobei die Batteriebilanzsteuerungseinrichtung (31, 32, 33, 45) eine derartige Steuerung ausführt, dass der Betriebspunkt der Brennkraftmaschine auf eine Linie mit bester Kraftstoffwirtschaftlichkeit in dem Maschinenwirkungsgradkennfeld geändert wird.
  4. Steuerungsgerät nach Anspruch 1, wobei die Batteriebilanzsteuerungseinrichtung (31, 32, 33, 45) eine derartige Rückführungssteuerung ausführt, dass ein Drehmoment des ersten elektrischen Motors und ein Drehmoment der Brennkraftmaschine entsprechend dem vor dem Schalten eingestellten Betriebspunkt der Brennkraftmaschine auf der Grundlage des Zustands der Batterie nach Enden des Schaltens des Stufengetriebes wiederaufgenommen werden.
  5. Steuerungsgerät nach Anspruch 1, wobei bei der Änderung des Betriebspunkts der Brennkraftmaschine die Batteriebilanzsteuerungseinrichtung eine derartige Steuerung ausführt, dass eine Maschinendrehzahl ohne Änderung eines Maschinendrehmoments geändert wird.
  6. Steuerungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Batteriebilanzsteuerungseinrichtung (31, 32, 33, 45) einen zur Durchführung des Schaltens erforderlichen elektrischen Leistungsverbrauch berechnet und bestimmt, ob es möglich ist, die Größe der elektrischen Leistung aus der Batterie auszugeben, und wenn bestimmt wird, dass es möglich ist, die Größe der elektrischen Leistung aus der Batterie auszugeben, die Batteriebilanzsteuerungseinrichtung eine Änderung des Betriebspunkts der Brennkraftmaschine vermeidet, und wobei, falls bestimmt wird, dass es unmöglich ist, die Größe der elektrischen Leistung aus der Batterie auszugeben, die Batteriebilanzsteuerungseinrichtung eine derartige Steuerung ausführt, dass der Betriebspunkt der Brennkraftmaschine geändert wird.
Es folgen 7 Blatt Zeichnungen






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