DE112012006192B4 - Fahrzeug-Antriebsvorrichtung - Google Patents

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Abstract

Fahrzeug-Antriebsvorrichtung (1-1; 1-2), aufweisend:eine erste Welle (20, 30; 70, 80), welche derart konfiguriert ist, dass diese eine Maschine (1) mit einer Antriebswelle verbindet und mit der Maschine (1) verbunden oder von dieser getrennt werden kann;eine zweite Welle (30, 20; 80, 70), welche derart konfiguriert ist, dass diese die Maschine (1) mit der Antriebswelle verbindet und mit der Maschine (1) verbunden oder von dieser getrennt werden kann; undeinen Differentialmechanismus (10), welcher derart konfiguriert ist, dass dieser die erste Welle (20, 30; 70, 80), die zweite Welle (30, 20; 80, 70) und eine rotierende elektrische Maschine (3) miteinander verbindet, wobeider Differentialmechanismus (10) ein Sonnenrad (11), ein erstes Ritzel (12a), ein zweites Ritzel (12b), ein Hohlrad (13) und einen Träger (14) umfasst,wobei das Sonnenrad (11) koaxial zu der ersten Welle (20, 30; 70, 80) gelagert ist, um relativ zu der ersten Welle (20, 30; 70, 80) rotierbar zu sein, und mit der zweiten Welle (30, 20; 80, 70) verbunden ist,das Hohlrad (13) mit einer Drehwelle (3a) der rotierenden elektrischen Maschine (3) verbunden ist, undder Träger (14) mit der ersten Welle (20, 30; 70, 80) verbunden ist,zu dem Zeitpunkt des Hochschaltens hin zu einer Gangwechselstufe der zweiten Welle (30, 20; 80, 70) ausgehend von einem Zustand, bei welchem die erste Welle (20, 30; 70, 80) mit der Maschine (1) verbunden ist und die Maschine (1) über eine Gangwechselstufe der ersten Welle (20, 30; 70, 80) mit der Antriebswelle verbunden ist,die Leistungsübertragung zu der Antriebswelle über die zweite Welle (30, 20; 80, 70) blockiert wird,die zweite Welle (30, 20; 80, 70) mit der Maschine (1) verbunden wird,die Leistung der Maschine (1) durch eine Ausgangs-Steuerung der rotierenden elektrischen Maschine (3) zu der zweiten Welle (30, 20; 80, 70) übertragen wird,die erste Welle (20, 30; 70, 80) von der Maschine (1) getrennt wird, unddie Maschine (1) über die Gangwechselstufe der zweiten Welle (30, 20; 80, 70) mit der Antriebswelle verbunden wird.

Description

  • Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung für ein Fahrzeug.
  • Hintergrund
  • Ein Fahrzeug mit einer rotierenden elektrischen Maschine und einer Mehrzahl von Getriebemechanismen ist herkömmlich bekannt. Beispielsweise offenbart die JP 2005 - 014 797 A eine Technologie einer Steuerungsvorrichtung eines Getriebes mit einem ersten Übertragungs-Getriebezug, welcher auf einer ersten Eingangswelle vorgesehen ist, einem zweiten Übertragungs-Getriebezug, welcher auf einer zweiten Eingangswelle vorgesehen ist, und einem Motor, welcher ein Drehmoment zwischen den ersten und zweiten Eingangswellen relativ aufbringt. Die vorstehend beschriebene Steuerungsvorrichtung des Getriebes der JP 2005 - 014 797 A ist derart konfiguriert, dass diese ein Drehmoment und eine Drehzahl des Motors steuert, um einen Maschinenausgang hin zu einem nächsten Gang zu schalten, während der Maschinenausgang verringert wird, und den Maschinenausgang hin zu einem ursprünglichen Wert wiederherstellt bzw. zurückführt, wenn das Umschalten in einem aktiven Gangwechselsystem abgeschlossen ist.
  • Darüber hinaus offenbart die US 2007 / 0 197 343 A1 ein Getriebesystem in einem Fahrzeug unter Verwendung eines Motors zur Leistungsübertragung, das die Beschleunigung unterstützen kann, indem zusätzlich zum Gangwechsel durch den Motor während einer Beschleunigung eine Hilfsmaschinenleistung erzeugt wird.
  • Ferner offenbart die DE 10 2007 043 173 A1 ein elektrisch verstellbares Getriebe mit einem einzigen Motor/Generator, das einen elektrisch verstellbaren Leistungsfluss entlang doppelter Leistungsstrecken bereitstellt und einen elektrisch verstellbaren Rückwärtsbetriebsmodus bietet. Das Getriebe umfasst einen zusammengesetzten Differenzialzahnradsatz, der zumindest vier Zahnradelemente aufweist, die funktional miteinander verbunden sind. Ein Getriebeantriebselement und der einzige Motor/Generator liefern über den Differenzialzahnradsatz selektiv Leistung an ein Getriebeabtriebselement. Das Getriebe umfasst mehrere kämmende Zahnräder, die ein Umkehrzahnrad und Zahnräder umfassen, die zur Rotation mit dem Abtriebselement verbunden sind, um den Differenzialzahnradsatz funktional mit dem Abtriebselement zu verbinden. Drehmomentübertragungsmechanismen sind selektiv einrückbar, um einen Leistungsfluss zwischen dem Antriebselement und dem Abtriebselement in mehreren Betriebsmodi bereitzustellen, die einen elektrisch verstellbaren Parallelhybrid-Rückwärtsbetriebsmodus umfassen, der das Umkehrzahnrad verwendet. Es wird ferner ein Verfahren zum Betreiben eines Getriebes offenbart, das ein Schalten zwischen unterschiedlichen Zahnradanordnungsabschnitten des Getriebes erlaubt.
  • Kurzfassung
  • Technisches Problem
  • Wenn hierin ein hoher Ausgang der rotierenden elektrischen Maschine während eines Gangwechsels erforderlich ist, tritt das Problem auf, dass die rotierende elektrische Maschine groß wird. Es wird gewünscht, dass der Ausgang der rotierenden elektrischen Maschine während des Gangwechsels gesenkt werden kann.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Fahrzeug-Antriebsvorrichtung vorzusehen, welche in der Lage ist, den Ausgang der rotierenden elektrischen Maschine während des Gangwechsels zu verringern.
  • Lösung des Problems
  • Die vorstehende Aufgabe wird durch den Gegenstand von Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der sich daran anschließenden abhängigen Ansprüche.
  • Eine Antriebsvorrichtung für ein Fahrzeug bzw. eine Fahrzeug-Antriebsvorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung enthält eine erste Welle, welche derart konfiguriert ist, dass diese eine Maschine mit einer Antriebswelle verbindet und mit der Maschine verbunden bzw. von dieser getrennt werden kann; eine zweite Welle, welche derart konfiguriert ist, dass diese die Maschine mit der Antriebswelle verbindet und mit der Maschine verbunden bzw. von dieser getrennt werden kann; und einen Differentialmechanismus, welcher derart konfiguriert ist, dass dieser die erste Welle, die zweite Welle und eine rotierende elektrische Maschine miteinander verbindet, wobei zum Zeitpunkt des Hochschaltens zu einer Gangwechselstufe der zweiten Welle ausgehend von einem Zustand, bei welchem die erste Welle mit der Maschine verbunden ist und die Maschine über eine Gangwechselstufe der ersten Welle mit der Antriebswelle verbunden ist, die Leistungsübertragung zu der Antriebswelle über die zweite Welle blockiert wird, die zweite Welle mit der Maschine verbunden wird, die Leistung der Maschine durch eine Ausgangs-Steuerung der rotierenden elektrischen Maschine zu der zweiten Welle übertragen wird, die erste Welle von der Maschine getrennt wird, und die Maschine über die Gangwechselstufe der zweiten Welle mit der Antriebswelle verbunden wird.
  • Bei der Fahrzeug-Antriebsvorrichtung ist es vorzuziehen, dass zwei aufeinanderfolgende Gangwechselstufen auf einer der ersten und zweiten Wellen angeordnet sind, und eine Zwischen-Gangwechselstufe auf der anderen Welle angeordnet ist, wobei ein Getriebe-Übersetzungsverhältnis der Zwischen-Gangwechselstufe dem Getriebe-Übersetzungsverhältnis zwischen Getriebe-Übersetzungsverhältnissen der beiden aufeinanderfolgenden Gangwechselstufen entspricht, und das Hochschalten zwischen den beiden aufeinanderfolgenden Gangwechselstufen über die Zwischen-Gangwechselstufe erfolgt.
  • Bei der Fahrzeug-Antriebsvorrichtung ist es vorzuziehen, dass die Zwischen-Gangwechselstufe für eine Gruppe von Gangwechselstufen vorgesehen ist, bei welchen ein Gangstufen-Verhältnis der beiden aufeinanderfolgenden Gangwechselstufen nicht kleiner als ein vorbestimmter Wert ist.
  • Bei der Fahrzeug-Antriebsvorrichtung ist es vorzuziehen, dass zu dem Zeitpunkt, bei welchem das Hochschalten von der Gangwechselstufe der ersten Welle hin zu der Gangwechselstufe der zweiten Welle vorherbestimmt wird, die Leistungsübertragung zu der Antriebswelle über die zweite Welle im Vorhinein blockiert wird.
  • Bei der Fahrzeug-Antriebsvorrichtung ist es vorzuziehen, dass die rotierende elektrische Maschine zu dem Zeitpunkt des Hochschaltens von der Gangwechselstufe der ersten Welle hin zu der Gangwechselstufe der zweiten Welle eine Leistungsfahrt durchführt.
  • Vorteilhafte Effekte der Erfindung
  • Eine Fahrzeug-Antriebsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen mit einer ersten Welle, welche eine Maschine mit einer Antriebswelle verbindet und mit der Maschine verbindbar bzw. von dieser trennbar ist, eine zweite Welle, welche die Maschine mit der Antriebswelle verbindet und mit der Maschine verbindbar bzw. von dieser trennbar ist, und einen Differentialmechanismus, welcher die erste Welle, die zweite Welle und eine rotierende elektrische Maschine miteinander verbindet. Zu dem Zeitpunkt des Hochschaltens hin zu einer Gangwechselstufe der zweiten Welle ausgehend von einem Zustand, bei welchem die erste Welle mit der Maschine verbunden ist und die Maschine über eine Gangwechselstufe der ersten Welle mit der Antriebswelle verbunden ist, wird die Leistungsübertragung zu der Antriebswelle über die zweite Welle blockiert, die zweite Welle wird mit der Maschine verbunden, die Leistung der Maschine wird durch eine Ausgangs-Steuerung der rotierenden elektrischen Maschine zu der zweiten Welle übertragen, die erste Welle wird von der Maschine getrennt und die Maschine wird über die Gangwechselstufe der zweiten Welle mit der Antriebswelle verbunden. Die Fahrzeug-Antriebsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung besitzt den Effekt des Verringerns eines Ausgangs der rotierenden elektrischen Maschine während des Gangwechsels.
  • Figurenliste
    • 1 ist eine schematische Konfigurationsabbildung eines Fahrzeugs gemäß einer Ausführungsform.
    • 2 ist eine Ansicht eines Beispiels einer Konfiguration, welche mit einem Doppelritzel-Planetengetriebemechanismus vorgesehen ist.
    • 3 ist eine schematische Abbildung des Fahrzeugs gemäß dieser Ausführungsform.
    • 4 ist eine Ansicht eines Beispiels eines Nomogramms eines Differentialmechanismus zum Zeitpunkt des Gangwechsels.
    • 5 ist eine Ansicht des Antreibens in einer ersten Gangwechselstufe.
    • 6 ist eine erste Ansicht eines Vorganges einer zweiten Gangwechsel-Steuerung.
    • 7 ist eine zweite Ansicht des Vorganges der zweiten Gangwechsel-Steuerung.
    • 8 ist eine Ansicht einer Drehzahl-Steuerung der zweiten Gangwechsel-Steuerung.
    • 9 ist eine dritte Ansicht des Vorganges der zweiten Gangwechsel-Steuerung.
    • 10 ist eine Ansicht des Antreibens in einer zweiten Gangwechselstufe.
    • 11 ist eine Ansicht des Antreibens in der ersten Gangwechselstufe.
    • 12 ist eine erste Ansicht eines Vorganges der ersten Gangwechsel-Steuerung.
    • 13 ist eine zweite Ansicht des Vorganges der ersten Gangwechsel-Steuerung.
    • 14 ist eine Ansicht der Drehzahl-Steuerung der ersten Gangwechsel-Steuerung.
    • 15 ist eine dritte Ansicht des Vorganges der ersten Gangwechsel-Steuerung.
    • 16 ist eine Ansicht des Antreibens in der zweiten Gangwechselstufe.
    • 17 ist eine Ansicht eines Gesamt-Übersetzungsverhältnisses und eines Gangstufen-Verhältnisses.
    • 18 ist eine Ansicht von Beziehungen zwischen einer Fahrzeuggeschwindigkeit und einer Maschinendrehzahl.
    • 19 ist eine Ansicht eines Gangwechsel-Kennfelds gemäß dieser Ausführungsform.
    • 20 ist eine Ansicht eines Beispiels eines Übersetzungsverhältnisses.
    • 21 ist eine Ansicht eines Gesamt-Übersetzungsverhältnisses jeder Gangwechselstufe.
    • 22 ist eine Ansicht der Beziehung zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Maschinendrehzahl.
    • 23 ist eine Ansicht eines Berechnungsergebnisses gemäß der ersten Gangwechsel- Steuerung.
    • 24 ist ein Zeitdiagramm gemäß der ersten Gangwechsel-Steuerung.
    • 25 ist eine Ansicht der Veränderung des Radmoments gemäß der ersten Gangwechsel-Steuerung.
    • 26 ist eine Ansicht des Übergangs eines Maschinen-Betriebspunkts gemäß der ersten Gangwechsel-Steuerung.
    • 27 ist eine Ansicht eines Maschinen-Antriebszustandes in der ersten Gangwechselstufe.
    • 28 ist ein Nomogramm gemäß dem Maschinen-Antreiben in der ersten Gangwechselstufe.
    • 29 ist eine Ansicht eines Vorganges bei einer ersten Stufe der ersten Gangwechsel-Steuerung.
    • 30 ist ein Nomogramm gemäß dem Vorgang bei der ersten Stufe der ersten Gangwechsel-Steuerung.
    • 31 ist eine Ansicht eines Vorganges bei einer zweiten Stufe der ersten Gangwechsel-Steuerung.
    • 32 ist ein Nomogramm gemäß dem Vorgang bei der zweiten Stufe der ersten Gangwechsel-Steuerung.
    • 33 ist eine Ansicht eines Vorganges bei einer dritten Stufe der ersten Gangwechsel-Steuerung.
    • 34 ist ein Nomogramm gemäß dem Vorgang bei der dritten Stufe der ersten Gangwechsel-Steuerung.
    • 35 ist eine Ansicht eines Maschinen-Antriebszustandes in der zweiten Gangwechselstufe.
    • 36 ist ein Nomogramm gemäß dem Maschinen-Antriebszustand in der zweiten Gangwechselstufe.
    • 37 ist ein Zeitdiagramm gemäß der zweiten Gangwechsel-Steuerung.
    • 38 ist eine Ansicht eines Berechnungsergebnisses gemäß der zweiten Gangwechsel-Steuerung.
    • 39 ist eine Ansicht einer Veränderung des Radmoments gemäß der zweiten Gangwechsel-Steuerung.
    • 40 ist eine Ansicht des Übergangs eines Maschinen-Betriebspunkts gemäß der zweiten Gangwechsel-Steuerung.
    • 41 ist eine Ansicht eines Vorganges bei einer ersten Stufe der zweiten Gangwechsel-Steuerung.
    • 42 ist ein Nomogramm gemäß dem Vorgang bei der ersten Stufe der zweiten Gangwechsel-Steuerung.
    • 43 ist eine Ansicht eines Vorganges bei einer zweiten Stufe der zweiten Gangwechsel-Steuerung.
    • 44 ist ein Nomogramm gemäß dem Vorgang bei der zweiten Stufe der zweiten Gangwechsel-Steuerung.
    • 45 ist eine Ansicht eines Vorganges bei einer dritten Stufe der zweiten Gangwechsel-Steuerung.
    • 46 ist ein Nomogramm gemäß dem Vorgang bei der dritten Stufe der zweiten Gangwechsel-Steuerung.
    • 47 ist eine Ansicht eines Vorganges bei einer vierten Stufe der zweiten Gangwechsel-Steuerung.
    • 48 ist ein Nomogramm gemäß dem Vorgang bei der vierten Stufe der zweiten Gangwechsel-Steuerung.
    • 49 ist eine Ansicht des Maschinen-Antriebszustandes bei der zweiten Gangwechselstufe.
    • 50 ist ein Nomogramm gemäß dem Maschinen-Antriebszustand bei der zweiten Gangwechselstufe.
    • 51 ist eine Ansicht eines Beispiels eines Übersetzungsverhältnisses eines Vorwärts-Sechsstufen-Getriebes.
    • 52 ist eine Ansicht eines Beispiels eines Übersetzungsverhältnisses eines Vorwärts-Achtstufen-Getriebes.
    • 53 ist eine Ansicht eines Beispiels eines Gesamt-Übersetzungsverhältnisses des Achtstufen-Getriebes, welches durch Hinzufügen einer Gangwechselstufe eines Zwischen-Übersetzungsverhältnisses zu dem Sechsstufen-Getriebe erhalten wird.
    • 54 ist eine schematische Konfigurationsabbildung eines Fahrzeugs gemäß einer Variation der Ausführungsform.
    • 55 ist eine Ansicht eines Gesamt-Übersetzungsverhältnisses einer Antriebsvorrichtung für das Fahrzeug gemäß der Variation der Ausführungsform.
    • 56 ist eine Ansicht eines Berechnungsergebnisses gemäß dem Gangwechsel unter Verwendung einer Zwischen-Gangwechselstufe.
  • Beschreibung von Ausführungsform
  • Eine Fahrzeug-Antriebsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist nachfolgend mit Bezug auf die Abbildungen detailliert beschrieben. Dabei wird die vorliegende Erfindung durch die Ausführungsform nicht beschränkt. Komponenten in der nachfolgenden Ausführungsform enthalten eine Komponente, welche durch einen Fachmann leicht konzipiert werden kann, oder eine im Wesentlichen identische Komponente.
  • [Ausführungsform]
  • Mit Bezug auf die 1 bis 50 ist eine Ausführungsform beschrieben. Diese Ausführungsform bezieht sich auf eine Fahrzeug-Antriebsvorrichtung. 1 ist eine schematische Konfigurationsabbildung eines Fahrzeugs 100 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, 2 ist eine Ansicht eines Beispiels einer Konfiguration, welche mit einem Doppelritzel-Planetengetriebemechanismus vorgesehen ist, und 3 ist eine schematische Abbildung des Fahrzeugs 100 gemäß dieser Ausführungsform.
  • Das Fahrzeug 100 gemäß dieser Ausführungsform besitzt eine Hybrid-Struktur, welche einen Gangwechsel-Stoß mit einem Differentialmechanismus und einer zu einem Doppelkupplungsgetriebe (DCT) hinzugefügten rotierenden elektrischen Maschine reduziert. Die Hybrid-Struktur kann den Gangwechsel-Stoß durch das Schalten von Gängen während eine Reaktionskraft einer Maschine durch die rotierende elektrische Maschine zum Zeitpunkt des Gangwechsels empfangen wird, reduzieren. Andererseits kann das Empfangen der Maschinen-Reaktionskraft einen Ausgang der rotierenden elektrischen Maschine zum Zeitpunkt des Gangwechsels erhöhen. Eine Fahrzeug-Antriebsvorrichtung 1-1 gemäß dieser Ausführungsform kann den Ausgang der rotierenden elektrischen Maschine zum Zeitpunkt des Gangwechsels durch eine später beschriebene zweite Gangwechsel-Steuerung verringern.
  • Wie in 1 dargestellt ist, enthält das Fahrzeug 100 eine Maschine 1, eine Kupplung 2, eine rotierende elektrische Maschine 3, einen Differentialmechanismus 10, eine erste Getriebeeinheit 20, eine zweite Getriebeeinheit 30, eine erste Kupplung C1, eine zweite Kupplung C2 und ein Antriebsrad 47. Die Fahrzeug-Antriebsvorrichtung 1-1 gemäß dieser Ausführungsform enthält die erste Getriebeeinheit 20, die zweite Getriebeeinheit 30 und den Differentialmechanismus 10. Dabei kann die Fahrzeug-Antriebsvorrichtung ferner die Maschine 1, die rotierende elektrische Maschine 3, die erste Kupplung C1, die zweite Kupplung C2, eine später beschriebene ECU 50 und dergleichen enthalten.
  • Eine Verbindungs-Konfiguration, in welcher der Doppelritzel-Planetengetriebemechanismus verwendet wird, wie in 2 gezeigt, kann beispielsweise bei der Verbindungs-Konfiguration der rotierenden elektrischen Maschine 3, einer Eingangswelle 6 der ersten Getriebeeinheit 20, einer Eingangswelle 17 der zweiten Getriebeeinheit 30 und dem Differentialmechanismus 10 angewendet werden. Der Differentialmechanismus 10 der Fahrzeug-Antriebsvorrichtung 1-1 gemäß dieser Ausführungsform entspricht dem Doppelritzel-Planetengetriebemechanismus, wie in 3 dargestellt ist.
  • Die Maschine 1 wandelt Verbrennungsenergie von Kraftstoff in eine Drehbewegung einer Drehwelle 1a zu einem Ausgang. Dabei kann anstelle der Maschine 1 als eine Maschine des Fahrzeugs 100 eine andere bekannte Maschine montiert sein. Die Drehwelle 1a der Maschine 1 ist über die Kupplung 2 mit einer Drehwelle 4 verbunden. Die Drehwelle 4 ist koaxial zu der Drehwelle 1a der Maschine 1 auf einer verlängerten Linie der Drehwelle 1a angeordnet.
  • Die Kupplung 2 ist eine automatische Kupplungsvorrichtung. Die Kupplung 2 enthält ein eingangsseitiges Eingriffselement, welches mit der Drehwelle 1a verbunden ist, und ein ausgangsseitiges Eingriffselement, welches mit der Drehwelle 4 verbunden ist. Die Kupplung 2 wird durch ein durch einen Hydraulikdruck und dergleichen betätigtes Stellglied in Eingriff gebracht oder getrennt. Die Kupplung 2 kann derart gesteuert werden, dass sich diese gemäß dem aufzubringenden Hydraulikdruck in einem völligen Eingriffszustand, einem Halb-Eingriffszustand oder einem getrennten Zustand befindet.
  • Die rotierende elektrische Maschine 3 ist auf einer äußeren Seite in einer radialen Richtung der Drehwelle 4 koaxial zu der Drehwelle 4 angeordnet. Eine Drehwelle 3a der rotierenden elektrischen Maschine 3 ist derart gelagert, dass diese relativ zu der Drehwelle 4 drehbar ist. Antriebsräder 5 und 7 sind auf der Drehwelle 4 vorgesehen. Die Antriebsräder 5 und 7 sind an einem Ende der Drehwelle 4 an einer gegenüberliegenden Seite zu der Maschine 1 angeordnet. Das Antriebsrad 5 steht mit einem Abtriebsrad 43 in Eingriff. Das Abtriebsrad 43 ist auf der Eingangswelle 6 der ersten Getriebeeinheit 20 angeordnet. Das Antriebsrad 7 steht mit einem Abtriebsrad 46 in Eingriff. Das Abtriebsrad 46 ist auf der Eingangswelle 17 der zweiten Getriebeeinheit 30 angeordnet. Die Drehwelle 4, die Eingangswelle 6 der ersten Getriebeeinheit 20, die Eingangswelle 17 der zweiten Getriebeeinheit 30 und eine Ausgangswelle 19 sind derart angeordnet, dass diese parallel zueinander sind. Ein Übersetzungsverhältnis zwischen dem Antriebsrad 5 und dem Abtriebsrad 43, und dieses des Antriebsrads 7 und des Abtriebsrads 46 sind gleich.
  • Der Differentialmechanismus 10, ein Antriebsrad 16, die erste Kupplung C1, ein Antriebsrad 21, eine Hülse 24, Antriebsräder 22 und 23, und eine Hülse 25 sind auf der Eingangswelle 6 in dieser Reihenfolge ausgehend von einer Seite der Maschine 1 angeordnet.
  • Der Differentialmechanismus 10 verbindet die erste Getriebeeinheit 20, die zweite Getriebeeinheit 30 und die rotierende elektrische Maschine 3. Der Differentialmechanismus 10 enthält ein Sonnenrad 11, ein erstes Ritzel 12a, ein zweites Ritzel 12b, ein Hohlrad 13 und einen Träger 14. Das Hohlrad 13 ist auf einer äußeren Seite in einer radialen Richtung des Sonnenrads 11 koaxial zu dem Sonnenrad 11 angeordnet. Das erste Ritzel 12a und das zweite Ritzel 12b sind zwischen dem Sonnenrad 11 und dem Hohlrad 13 angeordnet. Das erste Ritzel 12a steht mit dem Sonnenrad 11 und dem zweiten Ritzel 12b in Eingriff. Das zweite Ritzel 12b steht mit dem ersten Ritzel 12a und dem Hohlrad 13 in Eingriff. Das erste Ritzel 12a und das zweite Ritzel 12b sind durch den Träger 14 drehbar gelagert.
  • Das Sonnenrad 11 ist koaxial zu der Eingangswelle 6 derart gelagert, dass dieses relativ zu der Eingangswelle 6 drehbar ist. Das Antriebsrad 16 ist auf einer Drehwelle des Sonnenrads 11 vorgesehen. Das Antriebsrad 16 steht mit einem auf der Eingangswelle 17 der zweiten Getriebeeinheit 30 angeordneten Abtriebsrad 18 in Eingriff. Ein Übersetzungsverhältnis zwischen dem Antriebsrad 16 und dem Abtriebsrad 18 beträgt 1. Die Eingangswelle 17 rotiert in einer zu der Rotationsrichtung des Sonnenrads 11 entgegengesetzten Richtung mit der gleichen Drehzahl wie diese des Sonnenrads 11.
  • Der Träger 14 ist mit der Eingangswelle 6 verbunden, um mit der Eingangswelle 6 integral zu rotieren. Daher kann sich das erste Ritzel 12a zusammen mit dem Träger 14 um eine Mittelachse der Eingangswelle 6 drehen (umlaufen), und kann sich um eine Mittelachse des ersten Ritzels 12a drehen, während dieses durch den Träger 14 gelagert ist. Das zweite Ritzel 12b kann zusammen mit dem Träger 14 um die Mittelachse der Eingangswelle 6 rotieren (umlaufen) und kann um eine Mittelachse des zweiten Ritzels 12b rotieren, während dieses durch den Träger 14 gelagert ist.
  • Ein Eingangsrad 15 ist an einer äußeren Umfangsfläche des Hohlrads 13 vorgesehen. Das Eingangsrad 15 steht mit einem auf der Drehwelle 3a der rotierenden elektrischen Maschine 3 vorgesehenen Ausgangsrad 3b in Eingriff. Die rotierende elektrische Maschine 3 besitzt eine Funktion als ein Motor (Elektromotor) und eine Funktion als ein Leistungsgenerator. Die rotierende elektrische Maschine 3 ist über einen Wechselrichter mit einer Batterie verbunden. Die rotierende elektrische Maschine 3 ist in der Lage, von der Batterie zugeführte elektrische Leistung in auszugebende mechanische Leistung zu wandeln, und wird durch eine Eingangsleistung angetrieben, um die mechanische Leistung in die elektrische Leistung umzuwandeln. Die durch die rotierende elektrische Maschine 3 erzeugte elektrische Leistung kann in der Batterie gespeichert werden. Ein AC-Synchronmotor-Generator kann beispielsweise als die rotierende elektrische Maschine 3 verwendet werden.
  • Die rotierende elektrische Maschine 3 kann durch Verbrauchen der elektrischen Leistung ein Drehmoment ausgeben, um das Eingangsrad 15 zum Zeitpunkt der Leistungsfahrt durch das ausgegebene Drehmoment rotierend anzutreiben. Die rotierende elektrische Maschine 3 kann durch das von dem Eingangsrad 15 zu dem Ausgangsrad 3b übertragene Drehmoment rotierend angetrieben werden, um die elektrische Leistung zu erzeugen und zu ermöglichen, dass ein Lastmoment entsprechend der Leistungserzeugungslast zum Zeitpunkt der Regeneration auf dem Eingangsrad 15 wirkt.
  • Die erste Kupplung C1 ist eine Kupplungsvorrichtung, welche die Drehwelle 4 mit der Eingangswelle 6 der ersten Getriebeeinheit 20 verbindet bzw. von dieser trennt. Die erste Getriebeeinheit 20 entspricht der Getriebeeinheit, welche eine ungeradzahlige Gangwechselstufe bildet. Die zweite Kupplung C2 ist eine Kupplungsvorrichtung, welche die Drehwelle 4 mit der Eingangswelle 17 der zweiten Getriebeeinheit 30 verbindet bzw. von dieser trennt. Die zweite Getriebeeinheit 30 entspricht der Getriebeeinheit, welche eine geradzahlige Gangwechselstufe bildet. Die rotierende elektrische Maschine 3, die Eingangswelle 6 der ersten Getriebeeinheit 20 und die Eingangswelle 17 der zweiten Getriebeeinheit 30 sind über den Differentialmechanismus 10 miteinander verbunden. Die erste Getriebeeinheit 20 und die zweite Getriebeeinheit 30 sind über die gemeinsame Ausgangswelle 19 mit dem Antriebsrad 47 verbunden. Dabei ist die Ausgangswelle 19 über eine Differentialvorrichtung und rechte und linke Antriebswellen mit dem Antriebsrad 47 verbunden.
  • Die erste Kupplung C1 enthält eine Hülse 41, ein festgelegtes Eingriffselement 42 und das Abtriebsrad 43. Das festgelegte Eingriffselement 42 ist mit der Eingangswelle 6 verbunden, um mit der Eingangswelle 6 integral zu rotieren. Das Abtriebsrad 43 ist koaxial zu der Eingangswelle 6 angeordnet und derart getragen bzw. gelagert, dass dieses relativ zu der Eingangswelle 6 drehbar ist. Das Abtriebsrad 43 enthält ein Eingriffselement 43a. Die Hülse 41 bringt das festgelegte Eingriffselement 42 mit dem Eingriffselement 43a des Abtriebsrads 43 dadurch in Eingriff bzw. trennt diese dadurch, dass diese durch ein Stellglied angetrieben werden, um sich in einer axialen Richtung zu bewegen.
  • Wenn das festgelegte Eingriffselement 42 mit dem Eingriffselement 43a des Abtriebsrads 43 in Eingriff gebracht ist, ist das Abtriebsrad 43 mit der Eingangswelle 6 verbunden, und das Abtriebsrad 43 und die Eingangswelle 6 rotieren integral. Daher wird die Leistung in diesem Fall zwischen der Drehwelle 4 und der Eingangswelle 6 übertragen. Andererseits, wenn das festgelegte Eingriffselement 42 von dem Eingriffselement 43a getrennt ist, ist das Abtriebsrad 43 von der Eingangswelle 6 getrennt. In diesem Fall ist die Leistungsübertragung zwischen der Drehwelle 4 und der Eingangswelle 6 über die erste Kupplung C1 blockiert.
  • Die erste Getriebeeinheit 20 enthält die Eingangswelle 6, die Antriebsräder 21, 22 und 23 von jeweiligen Gängen, die Hülsen 24 und 25, Abtriebsräder 51, 53 und 55 und die Ausgangswelle 19. Die erste Getriebeeinheit 20 kann ferner die erste Kupplung C1 enthalten. Die erste Getriebeeinheit 20 ist eine Welle, welche die Maschine 1 mit der Antriebswelle verbindet, und kann mit der Maschine 1 verbunden bzw. von dieser getrennt sein. In dieser Ausführungsform verbindet bzw. trennt die erste Kupplung C1 die Maschine 1 mit bzw. von der ersten Getriebeeinheit 20.
  • Die Antriebsräder 21, 22 und 23 sind derart gelagert, dass diese bezüglich der Eingangswelle 6 drehbar sind. Die Abtriebsräder 51, 53 und 55 sind mit der Ausgangswelle 19 verbunden, um mit der Ausgangswelle 19 integral zu rotieren.
  • Das Antriebsrad 21 und das Abtriebsrad 51 bilden ein Zahnradpaar eines ersten Gangs, welche miteinander in Eingriff stehen, das Antriebsrad 22 und das Abtriebsrad 53 bilden ein Zahnradpaar eines dritten Gangs, welche miteinander in Eingriff stehen, und das Antriebsrad 23 und das Abtriebsrad 55 bilden ein Zahnradpaar eines fünften Gangs, welche miteinander in Eingriff stehen.
  • Die erste Getriebeeinheit 20 kann durch Antreiben der Hülsen 24 und 25 durch ein Stellglied, um diese in einer axialen Richtung zu bewegen, irgendeines der Antriebsräder 21, 22 und 23 mit der Eingangswelle 6 verbinden. Demgemäß ist es möglich, die Eingangswelle 6 über das Zahnradpaar irgendeiner der ungeradzahligen Gangwechselstufen, der ersten, der dritten und der fünften Gangwechselstufe, mit der Ausgangswelle 19 zu verbinden, und die Rotation bei einem Getriebe-Übersetzungsverhältnis des Zahnradpaares zu übertragen. Die erste Getriebeeinheit 20 kann die Hülsen 24 und 25 in der axialen Richtung bewegen, um sämtliche Antriebsräder 21, 22 und 23 zu trennen, um einen neutralen Zustand zu realisieren. Die erste Getriebeeinheit 20 blockiert in dem neutralen Zustand die Übertragung der Leistung zwischen der Eingangswelle 6 und der Ausgangswelle 19.
  • Die zweite Kupplung C2 enthält eine Hülse 44, ein festgelegtes Eingriffselement 45 und das Abtriebsrad 46. Das festgelegte Eingriffselement 45 entspricht dem Eingriffselement, welches mit der Eingangswelle 17 verbunden ist, um integral mit der Eingangswelle 17 zu rotieren. Das Abtriebsrad 46 ist koaxial zu der Eingangswelle 17 angeordnet und derart gelagert, dass dieses relativ zu der Eingangswelle 17 drehbar ist. Das Abtriebsrad 46 enthält ein Eingriffselement 46a. Die Hülse 44 bringt das festgelegte Eingriffselement 45 mit dem Eingriffselement 46a des Abtriebsrads 46 dadurch in Eingriff bzw. trennt diese, dass diese durch ein Stellglied angetrieben wird, um sich in einer axialen Richtung zu bewegen.
  • Wenn das festgelegte Eingriffselement 45 mit dem Eingriffselement 46a des Abtriebsrads 46 in Eingriff steht, ist das Abtriebsrad 46 mit der Eingangswelle 17 verbunden, und das Abtriebsrad 46 und die Eingangswelle 17 rotieren integral. Daher wird die Leistung in diesem Fall zwischen der Drehwelle 4 und der Eingangswelle 17 übertragen. Andererseits, wenn das festgelegte Eingriffselement 45 von dem Eingriffselement 46a getrennt ist, ist das Abtriebsrad 46 von der Eingangswelle 17 getrennt. In diesem Fall ist der Leistungsübertragung zwischen der Drehwelle 4 und der Eingangswelle 17 über die zweite Kupplung C2 blockiert.
  • Die zweite Getriebeeinheit 30 enthält die Eingangswelle 17, Antriebsräder 31, 32 und 33 von jeweiligen Gängen, Hülsen 34 und 35, Abtriebsräder 52, 54 und 56, und die Ausgangswelle 19. Die zweite Getriebeeinheit 30 kann ferner die zweite Kupplung C2 enthalten. Das Abtriebsrad 18, die zweite Kupplung C2, das Antriebsrad 31, die Hülse 34, die Antriebsräder 32 und 33 und die Hülse 35 sind auf der Eingangswelle 17 der zweiten Getriebeeinheit 30 in dieser Reihenfolge ausgehend von einer Seite der Maschine 1 angeordnet. Die zweite Getriebeeinheit 30 entspricht einer Welle, welche die Maschine 1 mit der Antriebswelle verbindet, und kann mit der Maschine 1 verbunden bzw. von dieser getrennt werden. In dieser Ausführungsform verbindet die zweite Kupplung C2 die Maschine 1 mit der zweiten Getriebeeinheit 30 bzw. trennt diese.
  • Die Antriebsräder 31, 32 und 33 sind derart gelagert bzw. getragen, dass diese bezüglich der Eingangswelle 17 drehbar sind. Die Abtriebsräder 52, 54 und 56 sind mit der Ausgangswelle 19 verbunden, um mit der Ausgangswelle 19 integral zu rotieren.
  • Das Antriebsrad 31 und das Abtriebsrad 52 bilden ein Zahnradpaar einer zweiten Gangwechselstufe, welche miteinander in Eingriff stehen, das Antriebsrad 32 und das Abtriebsrad 54 bilden ein Zahnradpaar einer vierten Gangwechselstufe, welche miteinander in Eingriff stehen, und das Antriebsrad 33 und das Abtriebsrad 56 bilden ein Zahnradpaar einer sechsten Gangwechselstufe, welche miteinander in Eingriff stehen.
  • Die zweite Getriebeeinheit 30 kann durch Antreiben der Hülsen 34 und 35 durch ein Stellglied, um diese in der axialen Richtung zu bewegen, irgendeines der Antriebsräder 31, 32 und 33 mit der Eingangswelle 17 verbinden. Demgemäß ist es möglich, die Eingangswelle 17 über das Zahnradpaar irgendeiner der geradzahligen Gangwechselstufen, der zweiten, der vierten und der sechsten Gangwechselstufe, mit der Ausgangswelle 19 zu verbinden, und die Rotation bei dem Getriebe-Übersetzungsverhältnis des Zahnradpaares zu übertragen. Die zweite Getriebeeinheit 30 kann die Hülsen 34 und 35 in der axialen Richtung bewegen, um sämtliche Antriebsräder 31, 32 und 33 zu trennen, um den neutralen Zustand zu realisieren. Die zweite Getriebeeinheit 30 blockiert in dem neutralen Zustand die Übertragung der Leistung zwischen der Eingangswelle 17 und der Ausgangswelle 19.
  • Die ECU 50 ist auf dem Fahrzeug 100 montiert. Die ECU 50 ist eine elektronische Steuerungseinheit mit einem Computer. Die ECU 50 besitzt eine Funktion als eine Steuerungsvorrichtung, welche jede Einheit des Fahrzeugs 100 steuert. Die ECU 50 ist mit der Maschine 1, der Kupplung 2, der rotierenden elektrischen Maschine 3, der ersten Kupplung C1, der zweiten Kupplung C2, der ersten Getriebeeinheit 20 und der zweiten Getriebeeinheit 30 elektrisch verbunden, und kann die Maschine 1, die Kupplung 2, die rotierende elektrische Maschine 3, die erste Kupplung C1, die zweite Kupplung C2, die erste Getriebeeinheit 20 und die zweite Getriebeeinheit 30 steuern.
  • Das Fahrzeug 100 gemäß dieser Ausführungsform kann ein Maschinen-Antreiben und ein EV-Antreiben ausführen. Das Maschinen-Antreiben entspricht einem Antriebsmodus, um die Kupplung 2 in Eingriff zu bringen und das Fahrzeug 100 unter Verwendung der Maschine 1 als eine Leistungsquelle anzutreiben. Bei dem Maschinen-Antreiben ist es möglich, das Fahrzeug 100 durch Übertragen eines Maschinendrehmoments über irgendeine der ersten Getriebeeinheit 20 und der zweiten Getriebeeinheit 30 zu dem Antriebsrad 47 anzutreiben.
  • Das EV-Antreiben entspricht einem Antriebsmodus, um das Fahrzeug 100 unter Verwendung der rotierenden elektrischen Maschine 3 als die Leistungsquelle anzutreiben. Bei dem EV-Antreiben ist es möglich, die Kupplung 2 zu trennen und das Fahrzeug 100 anzutreiben, während die Maschine 1 angehalten wird. Bei dem EV-Antreiben ist es möglich, dass die rotierende elektrische Maschine 3 das Drehmoment durch die Leistungsfahrt ausgibt, und das Antriebsrad 47 rotierend antreibt, um das Fahrzeug 100 anzutreiben, und dass die rotierende elektrische Maschine 3 die Regeneration durchführt, um die elektrische Leistung dadurch zu erzeugen, dass diese durch das von dem Antriebsrad 47 übertragenen Drehmoment rotierend angetrieben wird.
  • Die ECU 50 kann zwischen dem Maschinen-Antreiben und dem EV-Antreiben basierend auf einer erforderlichen Antriebskraft, einer Fahrzeuggeschwindigkeit, einem Ladungszustand der Batterie und dergleichen geeignet wechseln. Das Maschinen-Antreiben und das EV-Antreiben kann außerdem basierend auf einer Anforderung von dem Benutzer gewechselt werden. Die ECU 50 kann der rotierenden elektrischen Maschine 3 außerdem ermöglichen, die Regeneration zu dem Zeitpunkt der Verzögerung des Fahrzeugs 100 durchzuführen. Beispielsweise wird diese die Regeneration ausführen, wenn ein Bremspedal niedergedrückt wird, um eine regenerative Bremskraft zu erzeugen.
  • Die ECU 50 kann eine Gangwechsel-Steuerung der ersten Getriebeeinheit 20 und der zweiten Getriebeeinheit 30 durchführen. Wenn die ECU 50 eine Ziel-Gangwechselstufe erfasst, steuert diese die erste Getriebeeinheit 20 und die zweite Getriebeeinheit 30, um den Gangwechsel hin zu der Ziel-Gangwechselstufe auszuführen. Die Ziel-Gangwechselstufe kann auf einem Schaltvorgang eines Benutzers basieren oder kann basierend auf einem Antriebszustand automatisch ausgewählt werden. Das Fahrzeug 100 gemäß dieser Ausführungsform enthält die erste Getriebeeinheit 20, welche die ungeradzahlige Gangwechselstufe bildet, und die zweite Getriebeeinheit 30, welche die geradzahlige Gangwechselstufe bildet, und kann ein Hochschalten oder Herunterschalten mit hervorragendem Ansprechverhalten ausführen. Beispielsweise bildet die ECU 50 zum Zeitpunkt des Hochschaltens zu der zweiten Gangwechselstufe während dem Antreiben in der ersten Gangwechselstufe die zweite Gangwechselstufe in der zweiten Getriebeeinheit 30 im Vorhinein aus, und wechselt einen Leistungs-Übertragungpfad von der Leistungsquelle zu dem Antriebsrad 47 von der ersten Getriebeeinheit 20 zu der zweiten Getriebeeinheit 30. Demgemäß kann der Gangwechsel im Vergleich zu einem Fall, bei welchem die Gangwechselstufe in der gleichen Getriebeeinheit geschaltet wird, in einer kürzeren Zeit abgeschlossen werden.
  • Hierin ist es möglich, Gangwechselstufen zu schalten, während die Reaktionskraft der Maschine 1 durch die rotierende elektrische Maschine 3 zum Zeitpunkt des Gangwechsels empfangen wird. 4 ist eine Ansicht eines Beispiels eines Nomogramms des Differentialmechanismus 10 zum Zeitpunkt des Gangwechsels. In 4 ist eine Drehzahl des Sonnenrads 11 entlang einer S-Achse aufgetragen, eine Drehzahl des Hohlrads 13 ist entlang einer R-Achse aufgetragen, und eine Drehzahl NA des Trägers 14 und der Eingangswelle 6 der ersten Getriebeeinheit 20 ist entlang einer C-Achse aufgetragen. Eine Drehzahl NB der Eingangswelle 17 der zweiten Getriebeeinheit 30 ist entlang einer Achse ganz links aufgetragen. 4 ist das Nomogramm, wenn die erste Kupplung C1 in Eingriff steht und die Maschine 1 mit der Eingangswelle 6 der ersten Getriebeeinheit 20 verbunden ist. Da die rotierende elektrische Maschine 3 die Reaktionskraft der Maschine 1 empfängt, wird das Maschinendrehmoment von dem Sonnenrad 11 zu der zweiten Getriebeeinheit 30 übertragen. Die rotierende elektrische Maschine 3 empfängt die Reaktionskraft, um den Übertragungspfad der Leistung zu verändern, so dass ein Stoß zum Zeitpunkt des Gangwechsels unterdrückt wird.
  • Die rotierende elektrische Maschine 3 empfängt die Reaktionskraft der Maschine 1 zum Zeitpunkt des Gangwechsels auf diese Art und Weise, so dass der Ausgang der rotierenden elektrischen Maschine 3 (Ausgang des Wechselrichters und der Batterie) bei der später beschriebenen ersten Gangwechsel-Steuerung in problematischer Art und Weise zunimmt. 11 ist eine Ansicht des Antreibens in der ersten Gangwechselstufe, 12 ist eine erste Ansicht eines Vorganges der ersten Gangwechsel-Steuerung, 13 ist eine zweite Ansicht des Vorganges der ersten Gangwechsel-Steuerung, 14 ist eine Ansicht einer Drehzahl-Steuerung der ersten Gangwechsel-Steuerung, 15 ist eine dritte Ansicht des Vorganges der ersten Gangwechsel-Steuerung, und 16 ist eine Ansicht des Antreibens in der zweiten Gangwechselstufe.
  • Das Maschinen-Antreiben in der ungeradzahligen Gangwechselstufe entspricht einem Zustand, in welchem die erste Getriebeeinheit 20 mit der Maschine 1 verbunden ist und die Maschine 1 über die Gangwechselstufe der ersten Getriebeeinheit 20 mit der Antriebswelle verbunden ist. Insbesondere sind in der ersten Gangwechselstufe beispielsweise, wie in 11 dargestellt ist, die Kupplung 2 und die erste Kupplung C1 in Eingriff und die erste Gangwechselstufe ist in der ersten Getriebeeinheit 20 ausgebildet. Die zweite Kupplung C2 ist getrennt und die rotierende elektrische Maschine 3 befindet sich in einem freien Zustand. Demgemäß wird das Maschinendrehmoment von der Drehwelle 4 über die erste Kupplung C1 zu der Eingangswelle 6 übertragen, um über die erste Getriebeeinheit 20 zu dem Antriebsrad 47 übertragen zu werden. In der zweiten Getriebeeinheit 30 ist die zweite Gangwechselstufe in Vorbereitung für das Hochschalten ausgebildet.
  • Wenn das Hochschalten zu der zweiten Gangwechselstufe ermittelt wird, wird das Maschinendrehmoment hin zu einem Ziel-Maschinendrehmoment nach dem Gangwechsel verändert. Wie in 12 dargestellt ist, empfängt die rotierende elektrische Maschine 3 die Reaktionskraft der Maschine 1, so dass der Leistungsübertragungspfad verändert wird. Die Leistung wird von der Eingangswelle 6 der ersten Getriebeeinheit 20 über den Differentialmechanismus 10 zu der Eingangswelle 17 der zweiten Getriebeeinheit 30 übertragen. Daher wird das Maschinendrehmoment über die erste Getriebeeinheit 20 und die zweite Getriebeeinheit 30 zu dem Antriebsrad 47 übertragen.
  • Nachfolgend wird die erste Getriebeeinheit 20 in den neutralen Zustand gebracht, wie in 13 dargestellt ist. Demgemäß wird das Maschinendrehmoment über die Eingangswelle 6, den Differentialmechanismus 10 und die zweite Getriebeeinheit 30 zu dem Antriebsrad 47 übertragen. Wie in 14 durch einen Pfeil Y1 angegeben ist, wird eine Maschinendrehzahl (Drehzahl NA der Eingangswelle 6) an eine Ziel-Drehzahl nach dem Gangwechsel, hierin die gleiche Drehzahl wie die Drehzahl NB der Eingangswelle 17 der zweiten Getriebeeinheit 30, angepasst. Wenn die Maschinendrehzahl angepasst wird, steht die zweite Kupplung C2 in Eingriff, wie in 15 dargestellt ist.
  • Nachfolgend empfängt die rotierende elektrische Maschine 3 die Reaktionskraft nicht mehr und der Leistungsübertragungspfad ist verändert. Da die rotierende elektrische Maschine 3 frei wird, ist der Leistungsübertragungspfad zwischen der Eingangswelle 6 und der Eingangswelle 17 durch den Differentialmechanismus 10 blockiert, und wechselt zu dem Antreiben in der zweiten Gangwechselstufe, wie in 16 dargestellt ist. Das Maschinendrehmoment wird über die zweite Kupplung C2 von der Drehwelle 4 zu der Eingangswelle 17 übertragen, um über die zweite Getriebeeinheit 30 zu dem Antriebsrad 47 übertragen zu werden, wie in 16 dargestellt ist.
  • Bei der ersten Gangwechsel-Steuerung, bei welcher der Gangwechsel mit dieser Methode durchgeführt wird, wird die rotierende elektrische Maschine 3 während des Gangwechsels in einen Zustand gebracht, in welchem diese ein negatives Drehmoment ausgibt und normal rotiert, das heißt, einen regenerativen Zustand, wie in 14 dargestellt ist. Hierin entspricht eine normale Rotation der Rotation in einer Rotationsrichtung des Trägers 14, wenn die erste Kupplung C1 zum Zeitpunkt einer Vorwärtsbewegung des Fahrzeugs 10 in Eingriff steht. Die rotierende elektrische Maschine 3 führt die Regeneration durch, so dass die bei dem Antriebsrad 47 ausgegebene Energie kleiner wird als die von der Maschine 1 ausgegebene Energie. Daher ist es erforderlich, das Maschinendrehmoment während des Gangwechsels zu vergrößern bzw. zu erhöhen, so dass der Ausgang der rotierenden elektrischen Maschine 3 dementsprechend zunimmt.
  • Die Fahrzeug-Antriebsvorrichtung 1-1 gemäß dieser Ausführungsform kann ermöglichen, dass die rotierende elektrische Maschine 3 die Leistungsfahrt während des Gangwechsels in der Gangwechsel-Steuerung durchführt, wie nachfolgend beschrieben ist. Dementsprechend wird die bei dem Antriebsrad 47 ausgegebene Energie größer als die von der Maschine 1 ausgegebene Energie. Daher ist es möglich, das Maschinendrehmoment zu verringern und den Ausgang der rotierenden elektrischen Maschine 3 dementsprechend zu verringern. In dieser Spezifikation ist die Gangwechsel-Steuerung gemäß dieser nachfolgend beschriebenen Ausführungsform ebenso als „zweite Gangwechsel-Steuerung“ bezeichnet.
  • In dieser Ausführungsform entspricht die erste Getriebeeinheit 20 beim Hochschalten von der ungeradzahligen Gangwechselstufe zu der geradzahligen Gangwechselstufe einer ersten Welle, und die zweite Getriebeeinheit 30 entspricht einer zweiten Welle. Andererseits entspricht die zweite Getriebeeinheit 30 beim Hochschalten von der geradzahligen Gangwechselstufe zu der ungeradzahligen Gangwechselstufe der ersten Welle und die erste Getriebeeinheit 20 entspricht der zweiten Welle.
  • 5 ist eine Ansicht des Antreibens in der ersten Gangwechselstufe, 6 ist eine erste Ansicht eines Vorganges der zweiten Gangwechsel-Steuerung, 7 ist eine zweite Ansicht des Vorganges der zweiten Gangwechsel-Steuerung, 8 ist eine Ansicht der Drehzahl-Steuerung der zweiten Gangwechsel-Steuerung, 9 ist eine dritte Ansicht des Vorganges der zweiten Gangwechsel-Steuerung, und 10 ist eine Ansicht des Antreibens in der zweiten Gangwechselstufe.
  • Wenn das Hochschalten hin zu der zweiten Gangwechselstufe während des Antreibens in der ersten Gangwechselstufe (5) ermittelt wird, bringt die ECU 50 die zweite Getriebeeinheit 30 in den neutralen Zustand, gleicht die Drehzahl NB der Eingangswelle 17 der zweiten Getriebeeinheit 30 der Drehzahl NA der Eingangswelle 6 der ersten Getriebeeinheit 20 an, und bringt die zweite Kupplung C2 in Eingriff, wie in 6 dargestellt ist. Die Drehzahl wird durch die rotierende elektrische Maschine 3 angepasst. Die zweite Getriebeeinheit 30 wird in den neutralen Zustand gebracht, so dass die Leistungsübertragung zu der Antriebswelle über die zweite Getriebeeinheit 30 blockiert ist. Da die zweite Kupplung C2 in Eingriff steht, ist die zweite Getriebeeinheit 30 mit der Maschine 1 verbunden.
  • Ferner verringert die ECU 50 das Maschinendrehmoment und ermöglicht es der rotierenden elektrischen Maschine 3, dass diese die Reaktionskraft von der Maschine 1 empfängt. Demgemäß ist der Leistungsübertragungspfad verändert. Das heißt, die ECU 50 überträgt die Leistung der Maschine 1 durch eine Ausgangs-Steuerung der rotierenden elektrischen Maschine 3 zu der Eingangswelle 17 der zweiten Getriebeeinheit 30. Insbesondere wird, wie in 6 dargestellt ist, das Maschinendrehmoment nicht nur von der Drehwelle 4 über die erste Kupplung C1 zu der Eingangswelle 6 übertragen, sondern ebenso von der Drehwelle 4 über die zweite Kupplung C2 zu der Eingangswelle 17. Die zu der Eingangswelle 17 eingegebene Leistung wird über den Differentialmechanismus 10 zu der Eingangswelle 6 übertragen. Eine Größe der zu der Eingangswelle 17 übertragenen Leistung verändert sich gemäß dem Ausgang der rotierenden elektrischen Maschine 3. Je größer das durch die rotierende elektrische Maschine 3 als Motor ausgegebene Drehmoment ist, umso größer ist die von der Drehwelle 4 zu der Eingangswelle 17 übertragene Leistung. Dabei kann ebenso gesagt werden, dass die ECU 50 die Leistung der Maschine 1 durch die Ausgangs-Steuerung der Maschine 1 und der rotierenden elektrischen Maschine 3 zu der Eingangswelle 17 der zweiten Getriebeeinheit 30 überträgt.
  • Nachfolgend bringt die ECU 50 die erste Kupplung C1 in den neutralen Zustand und verändert die Maschinendrehzahl. Wie in 7 dargestellt, ist, da die erste Kupplung C1 in den neutralen Zustand gebracht ist, die erste Getriebeeinheit 20 von der Maschine 1 getrennt und die Leistungsübertragung durch die erste Kupplung C1 ist blockiert. Demgemäß wird das Maschinendrehmoment von der Drehwelle 4 über die zweite Kupplung C2, die Eingangswelle 17 und den Differentialmechanismus 10 zu der Eingangswelle 6 übertragen, um durch die erste Getriebeeinheit 20 zu dem Antriebsrad 47 ausgegeben zu werden. Die ECU 50 verändert die Drehzahl NB der Eingangswelle 17 der zweiten Getriebeeinheit 30 hin zu der Drehzahl entsprechend der zweiten Gangwechselstufe, wie in 8 durch Pfeil Y2 angegeben ist.
  • Nachfolgend schaltet die ECU 50 die Gangwechselstufe der zweiten Getriebeeinheit 30 zu der zweiten Gangwechselstufe. Demgemäß wird, wie in 9 dargestellt ist, das über die zweite Kupplung C2 zu der Eingangswelle 17 übertragene Maschinendrehmoment nicht nur über den Differentialmechanismus 10 und die erste Getriebeeinheit 20 zu dem Antriebsrad 47 übertragen, sondern ebenso über die zweite Getriebeeinheit 30 zu dem Antriebsrad 47 übertragen. Das heißt, die Maschine 1 ist über die Gangwechselstufe der zweiten Getriebeeinheit 30 mit der Antriebswelle verbunden. Die ECU 50 ermöglicht es ferner, dass die rotierende elektrische Maschine 3 die Reaktionskraft nicht mehr empfängt, um den Leistungsübertragungspfad zu verändern. Da die rotierende elektrische Maschine 3 frei wird, ist die Leistungsübertragung zwischen der Eingangswelle 6 und der Eingangswelle 17 durch den Differentialmechanismus 10 blockiert, und diese schaltet zu dem Antreiben in der zweiten Gangwechselstufe, wie in 10 dargestellt ist. Das Maschinendrehmoment wird von der Drehwelle 4 zu der Eingangswelle 17 übertragen, um durch die zweite Getriebeeinheit 30 zu dem Antriebsrad 47 übertragen zu werden, wie in 10 dargestellt ist.
  • Bei der Gangwechsel-Steuerung (zweite Gangwechsel-Steuerung) gemäß dieser Ausführungsform, wie in 8 dargestellt, wird die rotierende elektrische Maschine 3 während des Gangwechsels in einen Zustand gebracht, in welchem diese ein normales Drehmoment ausgibt und normal rotiert, das heißt, in einen Leistungs-Fahr-Zustand. Daher ist es möglich, das Maschinendrehmoment zum Zeitpunkt des Gangwechsels im Vergleich zu einem Fall, bei dem die erste Gangwechsel-Steuerung durchgeführt wird und die rotierende elektrische Maschine 3 in den regenerativen Zustand gebracht wird, zu verringern, und folglich ist es möglich, den Ausgang der rotierenden elektrischen Maschine 3 zu verringern.
  • Obwohl die zweite Gangwechsel-Steuerung hierin einen Vorteil dahingehend besitzt, dass der Ausgang der rotierenden elektrischen Maschine 3 klein sein kann, ist die Anzahl von Schritten bei dem Vorgang des Gangwechsels größer als diese der ersten Gangwechsel-Steuerung. Bei der zweiten Gangwechsel-Steuerung wird ein Vorgang, bei welchem die zweite Getriebeeinheit 30 in den neutralen Zustand gebracht wird, die Drehzahl NB der Eingangswelle 17 der zweiten Getriebeeinheit 30 an die Drehzahl NA der Eingangswelle 6 angeglichen wird, und die zweite Kupplung C2 in Eingriff gebracht wird (nachfolgend ebenso als „vorbestimmter Vorgang“ bezeichnet), durchgeführt, wenn der Gangwechsel gestartet wird. Durch die Ausführung des vorbestimmten Vorganges wird die Zeit für den Gangwechsel bei der zweiten Gangwechsel-Steuerung länger als diese bei der ersten Gangwechsel-Steuerung, und die Fahrbarkeit kann verschlechtert sein.
  • Daher ist es beispielsweise ebenso möglich, die zweite Gangwechsel-Steuerung auszuführen, wenn der Ausgang der rotierenden elektrischen Maschine 3 zum Zeitpunkt des Gangwechsels größer als ein vorbestimmter Ausgang W0 in der ersten Gangwechsel-Steuerung ist, und die erste Gangwechsel-Steuerung auszuführen, wenn dieser nicht größer als der vorbestimmte Ausgang W0 ist. Der vorbestimmte Ausgang W0 wird ausgehend von einem Standpunkt der Kostenwirtschaftlichkeit des Kraftstoffverbrauchs nach Wunsch ermittelt. Wenn die rotierende elektrische Maschine 3 beispielsweise für einen großen Ausgang zum Zeitpunkt des Gangwechsels durch die erste Gangwechsel-Steuerung vergrößert ist, sind die Kosten erhöht, so dass dies nicht vorzuziehen ist. Daher ist es vorzuziehen, einen zulässigen maximalen Ausgang der rotierenden elektrischen Maschine 3 ausgehend von einem Standpunkt der Kostenwirtschaftlichkeit zu ermitteln. Der vorbestimmte Ausgang W0 kann als ein Wert ermittelt werden, welcher nicht größer als der zulässige maximale Ausgang ist.
  • Hierin verändert sich der Ausgang der rotierenden elektrischen Maschine 3 zum Zeitpunkt des Gangwechsels gemäß der Gangwechselstufe und der Gaspedal-Öffnung bzw. -Betätigung ACC. 17 ist eine Ansicht eines Gesamt-Übersetzungsverhältnisses und eines Gangstufen-Verhältnisses, 18 ist eine Ansicht der Beziehung zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Maschinendrehzahl, und 19 ist eine Ansicht eines Gangwechsel-Kennfelds gemäß dieser Ausführungsform.
  • Wie in 17 dargestellt, ist das Gangstufen-Verhältnis in einer niedrigen Gangwechselstufe größer und eine Maschinendrehzahl-Variation zum Zeitpunkt des Gangwechsels ist größer als bei einer hohen Gangwechselstufe. Das Gangstufen-Verhältnis ist ein Verhältnis von Übersetzungsverhältnissen von zwei Gangwechselstufen. Beispielsweise wird das Gangstufen-Verhältnis zwischen der ersten Gangwechselstufe (Übersetzungsverhältnis G1st) und der zweiten Gangwechselstufe (Übersetzungsverhältnis G2nd) durch G1st/G2nd berechnet. 18 stellt eine Beziehung 201 zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Maschinendrehzahl in der ersten Gangwechselstufe, eine Beziehung 202 zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Maschinendrehzahl in der zweiten Gangwechselstufe, eine Beziehung 203 zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Maschinendrehzahl in der dritten Gangwechselstufe, eine Beziehung 204 zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Maschinendrehzahl in der vierten Gangwechselstufe, und eine Beziehung 205 zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Maschinendrehzahl in der fünften Gangwechselstufe dar. Wie aus 18 ersichtlich ist, ist die Maschinendrehzahl-Variation gemäß dem Gangwechsel, wenn die Gaspedal-Öffnung ACC groß ist, größer als die Maschinendrehzahl-Variation gemäß dem Gangwechsel, wenn die Gaspedal-Öffnung ACC klein ist. Wenn die Gaspedal-Öffnung ACC groß ist, ist das von der Maschine 1 zu dem Antriebsrad 47 übertragene Drehmoment ebenso groß und das Maschinendrehmoment ist dementsprechend groß.
  • Das heißt, der Ausgang der rotierenden elektrischen Maschine 3 ist bei dem Gangwechsel groß, wenn die Gaspedal-Öffnung ACC in der niedrigen Gangwechselstufe groß ist, und der Ausgang der rotierenden elektrischen Maschine ist bei dem Gangwechsel klein, wenn die Gaspedal-Öffnung ACC in der hohen Gangwechselstufe klein ist. Daher kann der Ausgang W der rotierenden elektrischen Maschine zum Zeitpunkt des Gangwechsels basierend auf den Gangwechselstufen vor und nach dem Gangwechsel und der Gaspedal-Öffnung ACC vorherbestimmt werden. Es ist möglich, das Gangwechsel-Kennfeld im Vorhinein zu schaffen, welches angibt, ob die erste Gangwechsel-Steuerung oder die zweite Gangwechsel-Steuerung ausgeführt wird.
  • Gangwechsel-Linien 211, 212, 213 und 214 sind bei dem in 19 dargestellten Gangwechsel-Kennfeld ermittelt. Bereiche, in welchen die zweite Gangwechsel-Steuerung durchgeführt wird (nachfolgend als „vorbestimmte Gangwechsel-Bereiche“ bezeichnet) 211a, 212a und 213a, werden bei der Gangwechsel-Linie 211 der ersten und zweiten Gangwechsel-Stufen, der Gangwechsel-Linie 212 der zweiten und dritten Gangwechsel-Stufen, bzw. der Gangwechsel-Linie 213 der dritten und vierten Gangwechsel-Stufen ermittelt. Die vorbestimmten Gangwechsel-Bereiche 211a, 212a und 213a entsprechend den Bereichen großer Gaspedal-Öffnung bei den Gangwechsel-Linien 211, 212 bzw. 213. Wenn eine Bahn eines Betriebspunktes des Fahrzeugs 100 die vorbestimmten Gangwechsel-Bereiche 211a, 212a und 213a überschneidet, wird die zweite Gangwechsel-Steuerung durchgeführt. Andererseits, wenn die Bahn des Betriebspunktes des Fahrzeugs 100 einen anderen Bereich als die vorbestimmten Gangwechsel-Bereiche 211a, 212a und 213a bei den Gangwechsel-Linien 211, 212 bzw. 213 überschneidet, wird die erste Gangwechsel-Steuerung durchgeführt.
  • Die Breiten in einer Gaspedal-Öffnungs-Achsenrichtung der vorbestimmten Gangwechsel-Bereiche 211a, 212a und 213a sind bei den niedrigen Gangwechselstufen größer. Gangwechsel-Vorbereitungs-Bereiche 221, 222 und 223 werden für die vorbestimmten Gangwechsel-Bereiche 211a, 212a bzw. 213a ermittelt. Die Gangwechsel-Vorbereitungs-Bereiche 221, 222 und 223 sind derart vorgesehen, dass sich diese auf einer Seite niedrigerer Fahrzeuggeschwindigkeit benachbart zu den vorbestimmten Gangwechsel-Bereichen 211a, 212a bzw. 213a befinden. Die Breiten in einer Fahrzeuggeschwindigkeits-Achsenrichtung der Gangwechsel-Vorbereitungs-Bereiche 221, 222 und 223 können beispielsweise konstant sein. Die Gangwechsel-Vorbereitungs-Bereiche 221, 222 und 223 entsprechen den Bereichen, in welchen vorherbestimmt wird, dass die zweite Gangwechsel-Steuerung ausgeführt wird, dem Bereich, in welchem die zweite Gangwechsel-Steuerung höchstwahrscheinlich ausgeführt wird.
  • Die ECU 50 führt den vorstehend beschriebenen vorbestimmten Vorgang aus, wenn der Betriebspunkt des Fahrzeugs 100 zu dem Betriebspunkt in den Gangwechsel-Vorbereitungs-Bereichen 221, 222 und 223 wird. Wenn der Betriebspunkt beispielsweise während des Antreibens in der ersten Gangwechselstufe in den Gangwechsel-Vorbereitungs-Bereich 221 eintritt, wird der vorbestimmte Vorgang durchgeführt. Dementsprechend wird es möglich, im Vorhinein, vor der Gangwechsel zum Hochschalten ermittelt wird, die zweite Getriebeeinheit 30 in den neutralen Zustand zu versetzen, die Drehzahl NB der Eingangswelle 17 der zweiten Getriebeeinheit 30 an die Drehzahl NA der Eingangswelle 6 anzugleichen, und die zweite Kupplung C2 in Eingriff zu bringen. Daher wird die Zeit, welche von der Ermittlung des Gangwechsels bis zum Abschluss des Gangwechsels erforderlich ist, verkürzt. Beispielsweise kann das Hochschalten innerhalb der Zeit durchgeführt werden, welche mit dieser der ersten Gangwechsel-Steuerung vergleichbar ist.
  • Dabei kann ein Fall vorliegen, bei welchem ein Teil des vorbestimmten Vorganges nicht ausgeführt wird oder ein Teil des vorbestimmten Vorganges nicht ausgeführt werden kann, bevor der Gangwechsel ermittelt wird, wenn der Betriebspunkt des Fahrzeugs 100 zu dem Betriebspunkt in den Gangwechsel-Vorbereitungs-Bereichen 221, 222 und 223 wird. Beispielsweise ist es möglich, dass lediglich der Schritt zum Versetzen der zweiten Getriebeeinheit 30 in den neutralen Zustand und Blockieren der Leistungsübertragung zu der Antriebswelle durch die zweite Welle aus dem vorbestimmten Vorgang ausgeführt wird, und auf den Eingriff der zweiten Kupplung C2 verzichtet wird.
  • Die Vorherbestimmung des Hochschaltens ist nicht auf diese unter Verwendung der Gangwechsel-Vorbereitungs-Bereiche 221, 222 und 223 beschränkt. Das Hochschalten kann außerdem durch ein anderes Verfahren vorherbestimmt werden. Der vorbestimmte Vorgang kann nicht nur dann ausgeführt werden, wenn das Hochschalten durch die zweite Gangwechsel-Steuerung vorherbestimmt wird, sondern ebenso dann, wenn das Hochschalten zwischen zwei aufeinanderfolgenden Gangwechselstufen mit einer Zwischen-Gangwechselstufe, welche zwischen diesen angeordnet ist, vorherbestimmt wird.
  • Dabei verändert sich die Lade/Entlade-Fähigkeit und dergleichen der Batterie für einen Moment in Abhängigkeit eines Parameters, wie einem Ladezustand SOC und einer Umgebungstemperatur, so dass eine Bedingung zum Durchführen der Gangwechsel-Steuerung dieser Ausführungsform basierend auf dem Parameter verändert sein kann.
  • Nachfolgend ist mit Bezug auf ein Beispiel einer tatsächlichen Anzahl ein Effekt durch die zweite Gangwechsel-Steuerung beschrieben. 20 ist eine Ansicht eines Beispiels des Übersetzungsverhältnisses, 21 ist eine Ansicht des Gesamt-Übersetzungsverhältnisses jeder Gangwechselstufe, 22 ist eine Ansicht einer Beziehung zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Maschinendrehzahl, 23 ist eine Ansicht eines Berechnungsergebnisses gemäß der ersten Gangwechsel-Steuerung, 24 ist ein Zeitdiagramm gemäß der ersten Gangwechsel-Steuerung, 25 ist eine Ansicht der Veränderung des Radmoments gemäß der ersten Gangwechsel-Steuerung, und 26 ist eine Ansicht des Übergangs des Maschinen-Betriebspunkts gemäß der ersten Gangwechsel-Steuerung.
  • Das in 23 dargestellte Berechnungsergebnis unter der Bedingung berechnet, dass die rotierende elektrische Maschine 3 an dem Hohlrad 13 befestigt ist, und die rotierende elektrische Maschine 3 und das Hohlrad 13 integral rotieren. Tatsächlich existiert zwischen der rotierenden elektrischen Maschine 3 und dem Hohlrad 13 ein Übersetzungsverhältnis, so dass sich das Berechnungsergebnis gemäß dem Übersetzungsverhältnis verändert.
  • Wenn das Übersetzungsverhältnis jeder Gangwechsel-Stufe und ein Reduktions-Verhältnis der Differentialvorrichtung (Differential-Verhältnis) ermittelt werden, wie in 20 dargestellt, ist das Gesamt-Übersetzungsverhältnis (Übersetzungsverhältnis jeder Gangwechselstufe · Differential-Verhältnis) so, wie dies in 21 dargestellt ist. Der Ausgang der rotierenden elektrischen Maschine 3 zum Zeitpunkt des Hochschaltens, wenn die Gaspedal-Öffnung ACC = 100% (nachfolgend als „Zeitpunkt von WOT“ bezeichnet) bei der ersten Gangwechsel-Steuerung, kann in der nachfolgenden Art und Weise berechnet werden. Zum Zeitpunkt von WOT wird das Hochschalten bei 5000 U/min durchgeführt. Wenn die Gangwechselstufen vor und nach dem Gangwechsel auf eine X-te Gangwechselstufe und eine Y-te Gangwechselstufe eingestellt sind, ist das Berechnungsergebnis bei der ersten Gangwechsel-Steuerung so, wie dies in 23 dargestellt ist. Dabei stellen die Indexe Ist, 2nd, 3rd, 4th, 5th und 6th (1., 2., 3., 4., 5., bzw. 6.) von Variablen die erste Gangwechselstufe, die zweite Gangwechselstufe, die dritte Gangwechselstufe, die vierte Gangwechselstufe, die fünfte Gangwechselstufen bzw. die sechste Gangwechselstufe dar.
  • Eine Maschinendrehzahl Ne­_Y nach dem Gangwechsel wird durch die folgende Gleichung (1) berechnet. Hierin stellt GX ein Übersetzungsverhältnis der X-ten Gangwechselstufe dar und GY stellt eine Übersetzungsverhältnis der Y-ten Gangwechselstufe dar. N e _ Y = 5000 ⋅ G Y / G X
    Figure DE112012006192B4_0001
  • Eine Drehzahl Ng_x der rotierenden elektrischen Maschine 3 vor dem Gangwechsel wird durch die nachfolgende Gleichung (2) berechnet. Dies liegt daran, da die Drehzahl der zweiten Welle der Drehzahl entsprechend der Gangwechselstufe nach dem Gangwechsel entspricht. Beispielsweise wird bei dem Gangwechsel von der ersten Gangwechselstufe hin zu der zweiten Gangwechselstufe die zweite Gangwechselstufe in der zweiten Getriebeeinheit 30 gebildet, und die Drehzahl NB der Eingangswelle 17 entspricht der Drehzahl Ne­_Y entsprechend der zweiten Gangwechselstufe. Dabei beträgt ein Übersetzungsverhältnis (Anzahl der Zähne des Sonnenrads 11/Anzahl der Zähne des Hohlrads 13) des Differentialmechanismus 10 1/2. In der nachfolgenden Beschreibung ist die Drehzahl der rotierenden elektrischen Maschine 3 einfach als „MG-Drehzahl“ bezeichnet, und das Ausgangs-Drehmoment der rotierenden elektrischen Maschine 3 ist einfach als „MG-Drehmoment“ bezeichnet. N g _ X = ( 5000 − N e _ Y ) / 2
    Figure DE112012006192B4_0002
  • Die MG-Drehzahl beträgt nach dem Gangwechsel 0 U/min, wie in 14 dargestellt ist. Das Maschinendrehmoment Te_x bevor die Maschinendrehzahl verändert wird, befindet sich bei einer Überschneidung einer WOT-Schutzlinie mit 5000 U/min in 26. Die WOT-Schutzlinie ermittelt einen oberen Grenz-Schutzwert des Maschinendrehmoments. 25 stellt ein Radmoment To in jedem der ersten, zweiten, dritten, vierten und fünften Gangwechselstufen bezüglich jeder Fahrzeuggeschwindigkeit zum Zeitpunkt von WOT dar. Eine gekrümmte Linie, welche das Radmoment To in jeder Gangwechselstufe angibt, kann durch eine Multiplikation des Übersetzungsverhältnisses jeder Gangwechselstufe mit der WOT-Schutzlinie in 26 berechnet werden.
  • Beispielsweise entspricht das Maschinendrehmoment Te_1st in der ersten Gangwechselstufe vor dem Gangwechsel einem Drehmomentwert bei der Überschneidung der Maschinendrehzahl Ne = 5000 U/min mit der WOT-Schutzlinie, wie in 26 dargestellt ist, und das Maschinendrehmoment Te_2nd in der zweiten Gangwechselstufe nach dem Gangwechsel entspricht einem Drehmomentwert bei der Überschneidung der Maschinendrehzahl Ne = 2714 U/min mit der WOT-Schutzlinie. Das Radmoment To_ist in der ersten Gangwechselstufe wird durch (Maschinendrehmoment Te_1st) · (Übersetzungsverhältnis G1st) berechnet, und das Radmoment To_2nd in der zweiten Gangwechselstufe wird durch (Maschinendrehmoment Te_2nd) · (Übersetzungsverhältnis G2nd) berechnet. Bei dem Hochschalten von der ersten Gangwechselstufe zu der zweiten Gangwechselstufe zum Zeitpunkt von WOT tritt eine Veränderung des Radmoments To auf, wie in 25 durch einen Pfeil angegeben ist.
  • Das Maschinendrehmoment Te_h, wenn die Maschinendrehzahl verändert wird, entspricht dem gleichen Wert wie das Maschinendrehmoment Te_Y nach dem Gangwechsel. Das Maschinendrehmoment Te_Y nach dem Gangwechsel befindet sich bei der Überschneidung der Maschinendrehzahl Ne­_Y nach dem Gangwechsel und der WOT-Schutzlinie, wie in 26 dargestellt ist.
  • Das MG-Drehmoment Tg_h, wenn die Maschinendrehzahl verändert wird, wird durch die nachfolgende Gleichung (3) berechnet. T g _ h = T e _ h ⋅ 2
    Figure DE112012006192B4_0003
  • Ein maximaler MG-Ausgang Wg_max wird durch die nachfolgende Gleichung (4) berechnet. W g _ m a x = N g _ x ⋅ T g _ h ⋅ 2 π ÷ 60 ÷ 1000
    Figure DE112012006192B4_0004
  • Der Ausgang der rotierenden elektrischen Maschine 3 bei der ersten Gangwechsel-Steuerung ist mit Bezug auf das Zeitdiagramm in 24 bei Annahme eines Falls des Hochschaltens von der ersten Gangwechselstufe hin zu der zweiten Gangwechselstufe als ein Beispiel beschrieben. In 24 stellen To, No, Te, Ne, Tg, Ng und Wg das Radmoment, eine Raddrehzahl, das Maschinendrehmoment, die Maschinendrehzahl, das MG-Drehmoment, die MG-Drehzahl bzw. den MG-Ausgang dar. 27 ist eine Ansicht eines Maschinen-Antriebszustandes in der ersten Gangwechselstufe und 28 ist ein Nomogramm gemäß dem Maschinen-Antreiben in der ersten Gangwechselstufe. In 24 wird der Gangwechsel hin zu der zweiten Gangwechselstufe zum Zeitpunkt t1 während dem Maschinen-Antreiben in der ersten Gangwechselstufe ermittelt.
  • Bei dem Maschinen-Antreiben in der ersten Gangwechselstufe, wie in 23 dargestellt, betragen das Maschinendrehmoment Te_x und die Maschinendrehzahl vor dem Gangwechsel 230 Nm bzw. 5000 U/min. Wie in 28 dargestellt ist, beträgt die Drehzahl NA der Eingangswelle 17 der zweiten Getriebeeinheit 30 2714 U/min entsprechend der zweiten Gangwechselstufe.
  • Wenn das Hochschalten hin zu der zweiten Gangwechselstufe zu dem Zeitpunkt t1 in diesem Zustand ermittelt wird, wird das Maschinendrehmoment ausgehend von dem Maschinendrehmoment Te_x vor dem Gangwechsel von 230 Nm hin zu dem Maschinendrehmoment Te_Y nach dem Gangwechsel von 219 Nm verändert. 29 ist eine Ansicht eines Vorganges bei einer ersten Stufe der ersten Gangwechsel-Steuerung, und 30 ist ein Nomogramm gemäß dem Vorgang bei der ersten Stufe der ersten Gangwechsel-Steuerung.
  • Wie in 29 dargestellt ist, wird das Maschinendrehmoment verändert und die rotierende elektrische Maschine 3 empfängt die Maschinen-Reaktionskraft. Wie in 24 dargestellt ist, verändert sich eine Größe des MG-Drehmoments Tg der rotierenden elektrischen Maschine 3, welche die Maschinen-Reaktionskraft aufnimmt, von 0 Nm bevor der Gangwechsel gestartet wird, hin zu dem MG-Drehmoment Tg_h von 439 Nm, wenn die Maschinendrehzahl verändert wird. Wie in 30 dargestellt ist, empfängt die rotierende elektrische Maschine 3 die Maschinen-Reaktionskraft in dem regenerativen Zustand, bei welchem diese normal rotiert und das negative Drehmoment erzeugt.
  • 31 ist eine Ansicht eines Vorganges bei einer zweiten Stufe der ersten Gangwechsel-Steuerung, und 32 ist ein Nomogramm gemäß dem Vorgang bei der zweiten Stufe der ersten Gangwechsel-Steuerung. Dem Vorgang bei der ersten Stufe folgend bringt die ECU 50 die erste Getriebeeinheit 20 in den neutralen Zustand, verändert die Maschinendrehzahl und bringt die zweite Kupplung C2 in Eingriff. Da die erste Getriebeeinheit 20 in den neutralen Zustand gebracht wird, ist die Leistungsübertragung durch die erste Getriebeeinheit 20 blockiert, wie in 31 dargestellt ist. Die Maschinendrehzahl Ne wird ausgehend von der Maschinendrehzahl Ne_X vor dem Gangwechsel von 5000 U/min hin zu der Maschinendrehzahl Ne­_Y nach dem Gangwechsel von 2714 U/min verändert. In 24 beginnt die Maschinendrehzahl sich zu dem Zeitpunkt t2 zu verändern und die Veränderung der Maschinendrehzahl ist zu dem Zeitpunkt t3 abgeschlossen und die zweite Kupplung C2 wird in Eingriff gebracht.
  • 33 ist eine Ansicht eines Vorganges bei einer dritten Stufe der ersten Gangwechsel-Steuerung, und 34 ist ein Nomogramm gemäß dem Vorgang bei der dritten Stufe der ersten Gangwechsel-Steuerung. Die zweite Kupplung C2 wird in dem Vorgang bei der zweiten Stufe in Eingriff gebracht, so dass der Leistungsübertragungspfad verändert wird. Ein Teil des Maschinendrehmoments wird über die zweite Kupplung C2 zu der zweiten Getriebeeinheit 30 übertragen. Dem Vorgang bei der zweiten Stufe folgend ermöglicht die ECU 50, dass die rotierende elektrische Maschine 3 die Reaktionskraft nicht mehr empfängt, und verändert ferner den Leistungsübertragungspfad. Demgemäß ist das Umschalten zu dem Antreiben in der zweiten Gangwechselstufe abgeschlossen. In 24 nimmt die Größe des MG-Drehmoments Tg von dem Zeitpunkt t3 bis zu dem Zeitpunkt t4 ab, und der Leistungsübertragungspfad wird verschoben bzw. gewechselt.
  • 35 ist eine Ansicht eines Maschinen-Antriebszustandes in der zweiten Gangwechselstufe, und 36 ist ein Nomogramm gemäß dem Maschinen-Antriebszustand in der zweiten Gangwechselstufe. Der Ausgang der rotierenden elektrischen Maschine 3 wird auf 0 eingestellt und die Reaktionskraft-Aufnahme wird beendet, so dass die Leistungsübertragung über den Differentialmechanismus 10 blockiert ist. Demgemäß wird das Maschinendrehmoment von der Drehwelle 4 über die zweite Kupplung C2 und die zweite Getriebeeinheit 30 zu dem Antriebsrad 47 übertragen.
  • Bei der vorstehend beschriebenen ersten Gangwechsel-Steuerung ist das MG-Drehmoment, wenn die Maschinen-Reaktionskraft während dem Gangwechsel empfangen wird, größer als 439 Nm. Dabei ist in dem Zeitdiagramm in 24 ein Fall dargestellt, bei welchem das Maschinendrehmoment Te_1st vor dem Gangwechsel (erste Gangwechselstufe) größer ist als das Maschinendrehmoment Te_2nd nach dem Gangwechsel (zweite Gangwechselstufe). Wenn das Maschinendrehmoment Te_1st vor dem Gangwechsel im Gegensatz dazu kleiner ist als das Maschinendrehmoment Te_2nd nach dem Gangwechsel, kann diese derart konfiguriert sein, dass das Maschinendrehmoment Te nicht verändert wird, wenn der Übertragungspfad von dem Zeitpunkt t1 zu dem Zeitpunkt t2 verändert wird, und das Maschinendrehmoment Te verändert wird, wenn der Übertragungspfad von dem Zeitpunkt t3 bis zu t4 verändert wird.
  • Obwohl die Massenträgheit bei diesem Zeitdiagramm in 24 nicht berücksichtigt wird, nimmt das Radmoment To tatsächlich zu, wenn die Maschinendrehzahl von dem Zeitpunkt t2 bis zu t3 verändert wird. Daher ist es ebenso möglich, eine Steuerung durchzuführen, um das Radmoment To durch Verringern des Maschinendrehmoments Te konstant zu machen.
  • Nachfolgend ist der Ausgang der rotierenden elektrischen Maschine 3 zu dem Zeitpunkt des Hochschaltens von der ersten Gangwechselstufe hin zu der zweiten Gangwechselstufe bei der zweiten Gangwechsel-Steuerung mit Bezug auf ein Zeitdiagramm in 37 beschrieben. 37 ist das Zeitdiagramm gemäß der zweiten Gangwechsel-Steuerung. 38 ist eine Ansicht eines Berechnungsergebnisses gemäß der zweiten Gangwechsel-Steuerung, 39 ist eine Ansicht der Veränderung des Radmoments gemäß der zweiten Gangwechsel-Steuerung, und 40 ist eine Ansicht des Übergangs des Maschinen-Betriebspunkts gemäß der zweiten Gangwechsel-Steuerung.
  • 41 ist eine Ansicht eines Vorganges bei einer ersten Stufe der zweiten Gangwechsel-Steuerung, und 42 ist ein Nomogramm gemäß dem Vorgang bei der ersten Stufe der zweiten Gangwechsel-Steuerung. Wenn der Gangwechsel zu dem Zeitpunkt t11 während des Antreibens in der ersten Gangwechselstufe ermittelt wird (27 und 28), bringt die ECU 50 die zweite Getriebeeinheit 30 in den neutralen Zustand, gleicht die Drehzahl NB der Eingangswelle 17 der Drehzahl NA der Eingangswelle 6 an, und bringt die zweite Kupplung C2 in Eingriff. Die ECU 50 bringt die zweite Getriebeeinheit 30 in den neutralen Zustand, um die Leistungsübertragungspfad zwischen dem Antriebsrad 47 und der Eingangswelle 17 zu blockieren, und erhöht die Drehzahl NB der Eingangswelle 17 auf 5000 U/min, der Drehzahl NA der Eingangswelle 6, durch die Drehzahl-Steuerung der rotierenden elektrischen Maschine 3. Wenn die Drehzahl-Steuerung abgeschlossen ist, bringt die ECU 50 die zweite Kupplung C2 in Eingriff.
  • 43 ist eine Ansicht eines Vorganges bei einer zweiten Stufe der zweiten Gangwechsel-Steuerung, und 44 ist ein Nomogramm gemäß dem Vorgang bei der zweiten Stufe der zweiten Gangwechsel-Steuerung. Die ECU 50 verringert das Maschinendrehmoment Te und verändert den Leistungsübertragungspfad bei der zweiten Stufe. Das Maschinendrehmoment Te verringert sich ausgehend von dem Maschinendrehmoment Te_h vor dem Gangwechsel von 230 Nm, hin zu dem Maschinendrehmoment Te_h von 119 Nm, wenn die Maschinendrehzahl verändert wird, wie in 38 dargestellt ist. Andererseits nimmt die Größe des MG-Drehmoments Tg der rotierenden elektrischen Maschine 3, welche die Maschinen-Reaktionskraft aufnimmt, von 0 Nm bevor der Gangwechsel gestartet wird, hin zu dem MG-Drehmoment Tg_h von 238 Nm, wenn die Maschinendrehzahl verändert wird, zu. In dem Zeitdiagramm von 37 nimmt das Maschinendrehmoment Te von dem Zeitpunkt t12 bis zu t13 ab und das MG-Drehmoment Tg nimmt zu.
  • Die zweite Kupplung C2 wird bei dem Vorgang bei der ersten Stufe in Eingriff gebracht, und die rotierende elektrische Maschine 3 empfängt die Maschinen-Reaktionskraft bei der zweiten Stufe, so dass ein Teil des Maschinendrehmoments von der Drehwelle 4 über die zweite Kupplung C2 und den Differentialmechanismus 10 zu der Eingangswelle 6 übertragen wird, wie in 43 dargestellt ist.
  • 45 ist eine Ansicht eines Vorganges bei einer dritten Stufe der zweiten Gangwechsel-Steuerung, und 46 ist ein Nomogramm gemäß dem Vorgang bei der dritten Stufe der zweiten Gangwechsel-Steuerung. Die ECU 50 trennt bei der dritten Stufe die erste Kupplung C1, verändert die Maschinendrehzahl Ne und schaltet die zweite Getriebeeinheit 30 hin zu der zweiten Gangwechselstufe. Da die erste Kupplung C1 getrennt ist, ist die Leistungsübertragung zwischen der Drehwelle 4 und der Eingangswelle 6 über die erste Kupplung C1 blockiert. Die ECU 50 verringert die Maschinendrehzahl Ne ausgehend von der Maschinendrehzahl Ne_x vor dem Gangwechsel von 5000 U/min, hin zu der Maschinendrehzahl Ne­_Y von 2714 U/min nach dem Gangwechsel. In dem Zeitdiagramm von 37 nimmt die Maschinendrehzahl Ne von dem Zeitpunkt t13 hin zu dem Zeitpunkt t14 ab, und das Zahnradpaar der zweiten Gangwechselstufe wird zu dem Zeitpunkt t14 in Eingriff gebracht.
  • 47 ist eine Ansicht eines Vorganges einer vierten Stufe der zweiten Gangwechsel-Steuerung, und 48 ist ein Nomogramm gemäß dem Vorgang bei der vierten Stufe der zweiten Gangwechsel-Steuerung. Die ECU 50 ermöglicht bei der vierten Stufe, dass die rotierende elektrische Maschine 3 die Maschinen-Reaktionskraft nicht länger empfängt, und verändert den Leistungsübertragungspfad. Die ECU 50 Erhöht das Maschinendrehmoment Te ausgehend von dem Maschinendrehmoment Te_h von 119 Nm, wenn die Maschinendrehzahl verändert wird, hin zu dem Maschinendrehmoment Te_Y nach dem Gangwechsel von 219 Nm, und verringert das MG-Drehmoment Tg ausgehend von dem MG-Drehmoment Tg_h von 238 Nm, wenn die Maschinendrehzahl verändert wird, hin zu 0. Wenn die Veränderung des Leistungsübertragungspfads zu dem Zeitpunkt t15 abgeschlossen ist, wird der Maschinen-Antriebszustand in der zweiten Gangwechselstufe realisiert.
  • 49 ist eine Ansicht des Maschinen-Antriebszustandes in der zweiten Gangwechselstufe, und 50 ist ein Nomogramm gemäß dem Maschinen-Antriebszustand in der zweiten Gangwechselstufe. Der Ausgang der rotierenden elektrischen Maschine 3 wird auf 0 eingestellt und die Reaktionskraft-Aufnahme wird beendet, so dass die Leistungsübertragung über den Differentialmechanismus 10 blockiert ist. Demgemäß wird das Maschinendrehmoment von der Drehwelle 4 über die zweite Kupplung C2 und die zweite Getriebeeinheit 30 zu dem Antriebsrad 47 übertragen.
  • Wie vorstehend beschrieben ist, betragen das Maschinendrehmoment Te und das MG-Drehmoment Tg bei der ersten Gangwechsel-Steuerung während dem Gangwechsel zu dem Zeitpunkt des Hochschaltens von der ersten Gangwechselstufe hin der zweiten Gangwechselstufe 219 Nm bzw. 439 Nm; das Maschinendrehmoment Te und das MG-Drehmoment Tg nehmen bei der zweiten Gangwechsel-Steuerung während des Gangwechsels auf 119 Nm bzw. 238 Nm signifikant ab.
  • Die zweite Gangwechsel-Steuerung und die erste Gangwechsel-Steuerung unterscheiden sich voneinander in dem Maschinendrehmoment Te_h, wenn die Maschinendrehzahl verändert wird. Diese unterscheiden sich voneinander darin, dass für das Radmoment To_2nd der zweiten Gangwechselstufe das Maschinendrehmoment Te_h, wenn die Maschinendrehzahl verändert wird, bei der ersten Gangwechsel-Steuerung auf Te_2nd eingestellt wird, das Maschinendrehmoment Te_h, wenn die Maschinendrehzahl verändert wird, bei der zweiten Gangwechsel-Steuerung jedoch auf Te_2nd · G2nd/G1st eingestellt wird. Das heißt, diese unterscheiden sich voneinander darin, dass, obwohl eine Seite des Antriebsrads 47 von dem Differentialmechanismus 10 sich bei der ersten Gangwechsel-Steuerung in der zweiten Gangwechselstufe befindet, sich diese bei der zweiten Gangwechsel-Steuerung in der ersten Gangwechselstufe befindet.
  • Das zum Ausgeben des gleichen Drehmoments bei dem Antriebsrad 47 erforderliche Maschinendrehmoment Te unterscheidet sich durch die Differenz zwischen dem Übersetzungsverhältnis Gist der ersten Gangwechselstufe und dem Übersetzungsverhältnis G2nd der zweiten Gangwechselstufe. Bei der zweiten Gangwechsel-Steuerung macht die Verbindung zu der Antriebswelle über die erste Gangwechselstufe das erforderliche Maschinendrehmoment Te und das MG-Drehmoment Tg entsprechend kleiner als diese bei der ersten Gangwechsel-Steuerung. Von einem energetischen Standpunkt aus betrachtet kann beschrieben werden, dass die Differenz auftritt, da die rotierende elektrische Maschine 3 die Regeneration bei der ersten Gangwechsel-Steuerung durchführt, und die rotierende elektrische Maschine 3 bei der zweiten Gangwechsel-Steuerung die Leistungsfahrt durchführt.
  • Das Maschinendrehmoment Te_h, wenn die Maschinendrehzahl von der zweiten Gangwechsel-Steuerung verändert wird, entspricht G2nd/G1st = 1/1,84 -mal dem Maschinendrehmoment Te_h, wenn die Maschinendrehzahl von der ersten Gangwechsel-Steuerung verändert wird. Das MG-Drehmoment Tg wird durch das Maschinendrehmoment Teh · 2 berechnet, so dass das MG-Drehmoment Tg ebenso das 1/1,84 -fache beträgt. Der maximale MG-Ausgang Wg_max zu dem Zeitpunkt des Hochschaltens von der ersten Gangwechselstufe hin zu der zweiten Gangwechselstufe beträgt bei der zweiten Gangwechsel-Steuerung 28,5 kW, was dem 1/1,84 -fachen diesem bei der ersten Gangwechsel-Steuerung von 52,5 kW entspricht, so dass der MG-Ausgang Wg signifikant verringert wird.
  • Dabei kann, obwohl vorstehend das Hochschalten von der ersten Gangwechselstufe hin zu der zweiten Gangwechselstufe beschrieben ist, das Hochschalten von der ungeradzahligen Gangwechselstufe hin zu der geradzahligen Gangwechselstufe durch einen ähnlichen Vorgang ausgeführt werden.
  • Das Hochschalten von der geradzahligen Gangwechselstufe hin zu der ungeradzahligen Gangwechselstufe wird durch Verändern der ersten Getriebeeinheit 20 und der zweiten Getriebeeinheit 30, und durch Verändern der ersten Kupplung C1 und der zweiten Kupplung C2 des Hochschalt-Vorganges von der ungeradzahligen Gangwechselstufe hin zu der geradzahligen Gangwechselstufe realisiert.
  • [Variation der Ausführungsform]
  • Eine Variation der Ausführungsform ist beschrieben. Wie bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform beschrieben ist, verändert sich ein Ausgang einer rotierenden elektrischen Maschine 3 zu dem Zeitpunkt eines Gangwechsels gemäß einem Gangstufen-Verhältnis. Im Allgemeinen wird das Gangstufen-Verhältnis von einer niedrigeren Gangwechselstufen-Seite hin zu einer hohen Gangwechselstufen-Seite kleiner. Dies wird beispielsweise durch eine Einschränkung der Fahrbarkeit und dergleichen ermittelt. Wie aus 38 klar ersichtlich ist, ist ein Ausgang Wg der rotierenden elektrischen Maschine 3 zu dem Zeitpunkt des Gangwechsels in der niedrigen Gangwechselstufe größer als der Ausgang Wg der rotierenden elektrischen Maschine 3 zu dem Zeitpunkt des Gangwechsels in der hohen Gangwechselstufe.
  • Um den Ausgang Wg der rotierenden elektrischen Maschine 3 in der niedrigen Gangwechselstufe zu verringern, gibt es ein Verfahren zum Erhöhen der Anzahl der Gangwechselstufen, um das Gangstufen-Verhältnis zwischen den Gangwechselstufen zu verringern. 51 ist eine Ansicht eines Beispiels eines Übersetzungsverhältnisses eines Vorwärts-Sechsstufen-Getriebes, und 52 ist eine Ansicht eines Beispiels des Übersetzungsverhältnisses eines Vorwärts-Achtstufen-Getriebes. Das in 51 dargestellte gestufte Getriebe und das in 52 dargestellte gestufte Getriebe besitzen die gleichen Gesamt-Übersetzungsverhältnisse in einer niedrigsten Gangwechselstufe und einer höchsten Gangwechselstufe.
  • In jedem der gestuften Getriebe wird das Übersetzungsverhältnis jeder Gangwechselstufe ermittelt, um der Einschränkung gerecht zu werden, dass das Gangstufen-Verhältnis von der niedrigen Gangwechselstufe hin zu der hohen Gangwechselstufe kleiner wird. Bei den in den 51 und 52 dargestellten Beispielen betragen die Gangstufen-Verhältnisse zwischen der ersten Gangwechselstufe und der zweiten Gangwechselstufe 1,8 bzw. 1,55. Daher, wenn die Anzahl der Gangwechselstufen von sechs auf acht erhöht wird, tritt ein Effekt des Verringerns des MG-Ausganges Wg zu dem Zeitpunkt des Gangwechsel von 1,55/1,8-mal diesem auf. Das Verfahren zeigt das Problem, dass sich das Gangstufen-Verhältnis der niedrigen Gangwechselstufen lediglich geringfügig verändert, selbst wenn die Anzahl der Gangwechselstufen erhöht wird, so dass ein Effekt des Verringerns des MG-Ausganges Wg bezüglich der Zunahme in der Anzahl der Gangwechselstufen klein ist.
  • Um den Effekt des Verringerns des MG-Ausganges Wg durch die Zunahme der Anzahl der Gangwechselstufen zu maximieren, existiert beispielsweise ein Verfahren zum Hinzufügen der Gangwechselstufe mit einem Zwischen-Übersetzungsverhältnis zwischen der ersten Gangwechselstufe und der zweiten Gangwechselstufe und zwischen der zweiten Gangwechselstufe und der dritten Gangwechselstufe mit großen Gangstufen-Verhältnissen. 53 ist eine Ansicht eines Beispiels des Gesamt-Übersetzungsverhältnisses des Achtstufen-Getriebes, welches durch Hinzufügen der Gangwechselstufen mit dem Zwischen-Übersetzungsverhältnis zu dem Sechsstufen-Getriebe erhalten wird. Wie in 53 dargestellt ist, wird das Achtstufen-Getriebe durch Hinzufügen der Gangwechselstufen mit den Zwischen-Übersetzungsverhältnissen zwischen der ersten Gangwechselstufe und der zweiten Gangwechselstufe und zwischen der zweiten Gangwechselstufe und der dritten Gangwechselstufe des Sechsstufen-Getriebes erhalten. Obwohl es möglich ist, das Gangstufen-Verhältnis in den niedrigen Gangwechselstufen durch Hinzufügen der Gangwechselstufe in dieser Art und Weise zu verringern, wird das Gangstufen-Verhältnis in den niedrigen Gangwechselstufen kleiner als das Gangstufen-Verhältnis in den hohen Gangwechselstufen, so dass ein Fall vorliegt, bei welchem dies mit Blick auf die Fahrbarkeit nicht vorzuziehen ist.
  • Als weiteres Verfahren zum Verringern des MG-Ausganges Wg zu dem Zeitpunkt des Gangwechsels wird das Verwenden einer Gangwechselstufe überprüft, welche für den Gangwechsel zu dem Zeitpunkt des Gangwechsels reserviert ist. Beispielsweise sind in einem Fahrzeug mit ersten und zweiten Getriebeeinheiten, fünf Gangwechselstufen von einer ersten Gangwechselstufe bis zu einer fünften Gangwechselstufe zum Fahren in der ersten Getriebeeinheit angeordnet, und vier Gangwechselstufen, eine 1,5-te Gangwechselstufe, eine 2,5-te Gangwechselstufe, eine 3,5-te Gangwechselstufe und eine 4,5-te Gangwechselstufe, sind als Zwischen-Gangwechselstufen, welche für den Gangwechsel reserviert sind, in der zweiten Getriebeeinheit angeordnet. Das Übersetzungsverhältnis der Zwischen-Gangwechselstufe entspricht einem Zwischenwert der Übersetzungsverhältnisse der Gangwechselstufen zum Fahren neben dieser. Beispielsweise entspricht das Übersetzungsverhältnis der 1,5-ten Gangwechselstufe einem Zwischenwert eines Übersetzungsverhältnisses G1st der ersten Gangwechselstufe und eines Übersetzungsverhältnisses G2nd der zweiten Gangwechselstufe.
  • Die Gangwechselstufen der ersten Getriebeeinheit werden über die Zwischen-Gangwechselstufe der zweiten Getriebeeinheit geschaltet. Beispielsweise wird zu dem Zeitpunkt des Hochschaltens von der ersten Gangwechselstufe hin zu der zweiten Gangwechselstufe in der ersten Getriebeeinheit die erste Gangwechselstufe zu der zweiten Gangwechselstufe über die 1,5-te Gangwechselstufe geschaltet. Es ist möglich, den MG-Ausgang Wg durch Schalten über die Zwischen-Gangwechselstufe auf diese Art und Weise zu verringern. Hierbei können, falls alle Gangwechselstufen über die Zwischen-Gangwechselstufe geschaltet werden, die Kosten hoch sein. Dies liegt daran, da es erforderlich ist, die Zwischen-Gangwechselstufe für jede Gangwechselstufe zum Fahren einzustellen. Falls beispielsweise der Gangwechsel zwischen der vierten Gangwechselstufe und der fünften Gangwechselstufe über die 1,5-te Gangwechselstufe durchgeführt wird, wird die Veränderung der Maschinendrehzahl Ne groß und dies erhöht den MG-Ausgang Wg. Daher muss eine erste Fünfstufen-Getriebeeinheit mit vier Zwischen-Gangwechselstufen vorgesehen sein.
  • Bei einer Fahrzeug-Antriebsvorrichtung 1-2 gemäß dieser Variation ist die Zwischen-Gangwechselstufe für den Gangwechsel für die Gangwechselstufen mit einem großen Gangstufen-Verhältnis vorgesehen, und die Zwischen-Gangwechselstufe für den Gangwechsel ist für die Gangwechselstufen mit einem kleinen Gangstufen-Verhältnis nicht vorgesehen. Demgemäß sind die Verringerung des MG-Ausganges Wg während des Gangwechsels und die Verringerung in der Anzahl der Gangwechselstufen voneinander abhängig. 54 ist eine schematische Konfigurationsabbildung eines Fahrzeugs 200 gemäß der Variation der Ausführungsform, und 55 ist eine Ansicht eines Gesamt-Übersetzungsverhältnisses der Fahrzeug-Antriebsvorrichtung 1-2 gemäß dieser Variation. Das Fahrzeug 200 gemäß der Variation ist hinsichtlich der Unterschiede zu dem Fahrzeug 100 der Ausführungsform beschrieben.
  • Eine erste Getriebeeinheit 70 des Fahrzeugs 200 gemäß dieser Variation enthält eine erste Gangwechselstufe, eine zweite Gangwechselstufe, eine dritte Gangwechselstufe und eine fünfte Gangwechselstufe. In dieser Art und Weise sind die ersten und zweiten Gangwechselstufen und die zweiten und dritten Gangwechselstufen als zwei aufeinanderfolgende Gangwechselstufen in der ersten Getriebeeinheit 70 angeordnet. Hierbei können die aufeinanderfolgenden Gangwechselstufen zwei Gangwechselstufen sein, welche durch einen Schaltvorgang eines Fahrers auswählbar sind, und welche sich beispielsweise in der Reihenfolge der Getriebe-Übersetzungsverhältnisse benachbart zueinander befinden. Alternativ können die aufeinanderfolgenden Gangwechselstufen außerdem die Gangwechselstufen zum Antreiben sein, welche in der Reihenfolge der Getriebe-Übersetzungsverhältnisse benachbart zueinander sind.
  • Eine zweite Getriebeeinheit 80 des Fahrzeugs 200 enthält eine 1,5-te Gangwechselstufe, eine 2,5-te Gangwechselstufe, eine vierte Gangwechselstufe und eine sechste Gangwechselstufe. Von den Gangwechselstufen der ersten Getriebeeinheit 70 und den Gangwechselstufen der zweiten Getriebeeinheit 80 sind die Gangwechselstufen zum Antreiben die erste Gangwechselstufe, die zweite Gangwechselstufe, die dritte Gangwechselstufe, die vierte Gangwechselstufe, die fünfte Gangwechselstufen und die sechste Gangwechselstufe. Die Gangwechselstufen für den Gangwechsel, mit anderen Worten die Zwischen-Gangwechselstufen, sind die 1,5-te Gangwechselstufe und die 2,5-te Gangwechselstufe. Die 1,5-te Gangwechselstufe ist die Zwischen-Gangwechselstufe entsprechend den ersten und zweiten Gangwechselstufen. Das Übersetzungsverhältnis der 1,5-ten Gangwechselstufe entspricht beispielsweise dem Übersetzungsverhältnis zwischen dem Übersetzungsverhältnis der ersten Gangwechselstufe und dem Übersetzungsverhältnis der zweiten Gangwechselstufe, dem Zwischen-Übersetzungsverhältnis.
  • Die 2,5-te Gangwechselstufe ist die Zwischen-Gangwechselstufe entsprechend den zweiten und dritten Gangwechselstufen. Das Übersetzungsverhältnis der 2,5-ten Gangwechselstufe entspricht beispielsweise dem Übersetzungsverhältnis zwischen dem Übersetzungsverhältnis der zweiten Gangwechselstufe und dem Übersetzungsverhältnis der dritten Gangwechselstufe, dem Zwischen-Übersetzungsverhältnis. Die beiden aufeinanderfolgenden Gangwechselstufen und die Zwischen-Gangwechselstufe entsprechend diesen sind in unterschiedlichen Getriebeeinheiten angeordnet. Beispielsweise sind die ersten und zweiten Gangwechselstufen und die 1,5-te Gangwechselstufe in den unterschiedlichen Getriebeeinheiten angeordnet. Wenn die Zwischen-Gangwechselstufe zwischen den beiden aufeinanderfolgenden Gangwechselstufen vorgesehen ist, erfolgt das Hochschalten zwischen den beiden Gangwechselstufen über die entsprechende Zwischen-Gangwechselstufe. Wenn eine ECU 50 beispielsweise von der ersten Gangwechselstufe hin zu der zweiten Gangwechselstufe hoch schaltet, schaltet dies von der ersten Gangwechselstufe hoch zu der 1,5-te Gangwechselstufe und weiter hoch von der 1,5-ten Gangwechselstufe hin zu der zweiten Gangwechselstufe.
  • Die Zwischen-Gangwechselstufe ist zwischen den ersten und zweiten Gangwechselstufen und zwischen den zweiten und dritten Gangwechselstufen angeordnet, bei welchen die Gangstufen-Verhältnisse der beiden aufeinanderfolgenden Gangwechselstufen groß sind. Die Gangwechselstufen von der dritten Gangwechselstufe bis zu der sechsten Gangwechselstufe sind abwechselnd in den ersten und zweiten Getriebeeinheiten 70 und 80 angeordnet. In Abhängigkeit davon, ob ein maximaler MG-Ausgang Wg_max während des Gangwechsels größer als eine basierend auf dem Kraftstoffverbrauch ermittelten Schwelle des Ausganges ist, ist es möglich zu ermitteln, ob die Zwischen-Gangwechselstufe für den Gangwechsel vorgesehen werden soll.
  • Beispielsweise wird für das Berechnungsergebnis in 38 angenommen, dass die Schwelle des MG-Ausganges, welche basierend auf dem Kraftstoffverbrauch ermittelt wird, 25 kW beträgt. In diesem Fall ist der maximale MG-Ausgang Wg_max bei dem Gangwechsel von der ersten Gangwechselstufe hin zu der zweiten Gangwechselstufe (Wg_max = 28,5 kW), und bei dem Gangwechsel von der zweiten Gangwechselstufe hin zu der dritten Gangwechselstufe (Wg_max = 27,8 kW), größer als die Schwelle von 25 kW, so dass ermittelt wird, dass die Zwischen-Gangwechselstufe erforderlich ist. Der maximale MG-Ausgang Wg_max verändert sich gemäß dem Gangstufen-Verhältnis der Gangwechselstufen vor und nach dem Gangwechsel. Daher wird die Zwischen-Gangwechselstufe bei dieser Ausführungsform für eine Gruppe der Gangwechselstufen vorgesehen, bei welchen das Gangstufen-Verhältnis der beiden aufeinanderfolgenden Gangwechselstufen nicht kleiner als ein vorbestimmter Wert ist.
  • 56 ist eine Ansicht eines Berechnungsergebnisses gemäß dem Gangwechsel unter Verwendung der Zwischen-Gangwechselstufe. Der Gangwechsel von der Gangwechselstufe zum Antreiben hin zu der Zwischen-Gangwechselstufe (beispielsweise von der ersten zu der 1,5-ten), und der Gangwechsel von der Zwischen-Gangwechselstufe hin zu der Gangwechselstufe zum Antreiben (beispielsweise von der 1,5-te zu der zweiten) kann durch den vorstehend beschriebenen Vorgang der zweiten Gangwechsel-Steuerung durchgeführt werden.
  • Wie in 56 dargestellt ist, wird eine positive MG-Drehzahl vor dem Gangwechsel zu einer negativen MG-Drehzahl nach dem Gangwechsel. Bei dem Hochschalten über die Zwischen-Gangwechselstufe dieser Variation nimmt das Maschinendrehmoment Te_h, wenn die Maschinendrehzahl verändert wird, ausgehend von diesem in einem Fall, bei dem das Fahrzeug 100 ohne die Zwischen-Gangwechselstufe die erste Gangwechsel-Steuerung ausführt (23), ab. Insbesondere beträgt das Maschinendrehmoment Te_h, wenn die Maschinendrehzahl verändert wird, zu dem Zeitpunkt des Hochschaltens über die Zwischen-Gangwechselstufe bei dieser Variation GY/((GX + GY)/2)-mal das Maschinendrehmoment Te_h, wenn die Maschinendrehzahl verändert wird, in einem Fall, bei welchem die erste Gangwechsel-Steuerung bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform ausgeführt wird.
  • Der maximale MG-Ausgang Wg_max nimmt ab. Der maximale MG-Ausgang Wg_max zu dem Zeitpunkt des Hochschaltens über die Zwischen-Gangwechselstufe in dieser Variation verringert sich ausgehend von dem maximalen MG-Ausgang Wg_max, wenn die zweite Gangwechsel-Steuerung ohne die Zwischen-Gangwechselstufe durchgeführt wird (38), signifikant. Daher ist gemäß der Fahrzeug-Antriebsvorrichtung 1-2 gemäß dieser Variation ein Effekt des Verringerns des MG-Ausganges Wg bezüglich dem Hinzufügen der Gangwechselstufe groß und es ist möglich, die Anzahl von hinzuzufügenden Gangwechselstufen zu minimieren. Da eine Drehzahlvariation des Getriebe-Übersetzungsverhältnisses kleiner wird, ist es möglich, die Zeit für den Gangwechsel zu verkürzen.
  • Dabei entspricht die Zwischen-Gangwechselstufe der Gangwechselstufe für den Gangwechsel und unterscheidet sich von der Gangwechselstufe zum Antreiben, jedoch kann das Antreiben des Fahrzeugs 200 in der Zwischen-Gangwechselstufe ermöglicht werden, wenn eine Bedingung, wie kein Problem bezüglich der Fahrbarkeit, erfüllt ist. Wenn beispielsweise der Kraftstoffverbrauch durch das Antreiben in der Zwischen-Gangwechselstufe verbessert werden kann und wenn kein Problem bezüglich der Fahrbarkeit vorliegt, kann das Antreiben in der Zwischen-Gangwechselstufe ermöglicht werden.
  • Die in der vorstehend beschriebenen Ausführungsform und der Variation offenbarten Inhalte können zum Ausführen geeignet kombiniert werden.
  • Bezugszeichenliste
    • 1-1, 1-2
    Fahrzeug-Antriebsvorrichtung
    1
    Maschine
    3
    Rotierende elektrische Maschine
    10
    Differentialmechanismus
    20
    Erste Getriebeeinheit
    30
    Zweite Getriebeeinheit
    47
    Antriebsrad
    50
    ECU
    100
    Fahrzeug
    C1
    Erste Kupplung
    C2
    Zweite Kupplung

Claims (5)

  1. Fahrzeug-Antriebsvorrichtung (1-1; 1-2), aufweisend: eine erste Welle (20, 30; 70, 80), welche derart konfiguriert ist, dass diese eine Maschine (1) mit einer Antriebswelle verbindet und mit der Maschine (1) verbunden oder von dieser getrennt werden kann; eine zweite Welle (30, 20; 80, 70), welche derart konfiguriert ist, dass diese die Maschine (1) mit der Antriebswelle verbindet und mit der Maschine (1) verbunden oder von dieser getrennt werden kann; und einen Differentialmechanismus (10), welcher derart konfiguriert ist, dass dieser die erste Welle (20, 30; 70, 80), die zweite Welle (30, 20; 80, 70) und eine rotierende elektrische Maschine (3) miteinander verbindet, wobei der Differentialmechanismus (10) ein Sonnenrad (11), ein erstes Ritzel (12a), ein zweites Ritzel (12b), ein Hohlrad (13) und einen Träger (14) umfasst, wobei das Sonnenrad (11) koaxial zu der ersten Welle (20, 30; 70, 80) gelagert ist, um relativ zu der ersten Welle (20, 30; 70, 80) rotierbar zu sein, und mit der zweiten Welle (30, 20; 80, 70) verbunden ist, das Hohlrad (13) mit einer Drehwelle (3a) der rotierenden elektrischen Maschine (3) verbunden ist, und der Träger (14) mit der ersten Welle (20, 30; 70, 80) verbunden ist, zu dem Zeitpunkt des Hochschaltens hin zu einer Gangwechselstufe der zweiten Welle (30, 20; 80, 70) ausgehend von einem Zustand, bei welchem die erste Welle (20, 30; 70, 80) mit der Maschine (1) verbunden ist und die Maschine (1) über eine Gangwechselstufe der ersten Welle (20, 30; 70, 80) mit der Antriebswelle verbunden ist, die Leistungsübertragung zu der Antriebswelle über die zweite Welle (30, 20; 80, 70) blockiert wird, die zweite Welle (30, 20; 80, 70) mit der Maschine (1) verbunden wird, die Leistung der Maschine (1) durch eine Ausgangs-Steuerung der rotierenden elektrischen Maschine (3) zu der zweiten Welle (30, 20; 80, 70) übertragen wird, die erste Welle (20, 30; 70, 80) von der Maschine (1) getrennt wird, und die Maschine (1) über die Gangwechselstufe der zweiten Welle (30, 20; 80, 70) mit der Antriebswelle verbunden wird.
  2. Fahrzeug-Antriebsvorrichtung (1-1; 1-2) nach Anspruch 1, ferner aufweisend: zwei aufeinanderfolgende Gangwechselstufen, welche auf einer der ersten und zweiten Wellen angeordnet sind, und eine Zwischen-Gangwechselstufe, welche auf der anderen Welle angeordnet ist, wobei ein Getriebe-Übersetzungsverhältnis der Zwischen-Gangwechselstufe dem Getriebe-Übersetzungsverhältnis zwischen Getriebe-Übersetzungsverhältnissen der beiden aufeinanderfolgenden Gangwechselstufen entspricht, und das Hochschalten zwischen den beiden aufeinanderfolgenden Gangwechselstufen über die Zwischen-Gangwechselstufe erfolgt.
  3. Fahrzeug-Antriebsvorrichtung (1-1; 1-2) nach Anspruch 2, wobei die Zwischen-Gangwechselstufe für eine Gruppe von Gangwechselstufen vorgesehen ist, bei welchen ein Gangstufen-Verhältnis der beiden aufeinanderfolgenden Gangwechselstufen nicht kleiner als ein vorbestimmter Wert ist.
  4. Fahrzeug-Antriebsvorrichtung (1-1; 1-2) nach Anspruch 1, wobei zu dem Zeitpunkt, bei welchem das Hochschalten von der Gangwechselstufe der ersten Welle (20, 30; 70, 80) hin zu der Gangwechselstufe der zweiten Welle (30, 20; 80, 70) vorherbestimmt wird, die Leistungsübertragung zu der Antriebswelle über die zweite Welle (30, 20; 80, 70) im Vorhinein blockiert wird.
  5. Fahrzeug-Antriebsvorrichtung (1-1; 1-2) nach Anspruch 1, wobei die rotierende elektrische Maschine (3) zu dem Zeitpunkt des Hochschaltens von der Gangwechselstufe der ersten Welle (20, 30; 70, 80) hin zu der Gangwechselstufe der zweiten Welle (30, 20; 80, 70) eine Leistungsfahrt durchführt.
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