DE112013000024T5 - Steuerungsvorrichtung eines Hybridfahrzeugs - Google Patents

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DE112013000024T5
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Takeshi c/o TOYOTA JIDOSHA KABUSHIKI KAI KANAYAMA
Shinichiro c/o TOYOTA JIDOSHA KABUSHIKI SUENAGA
Masato c/o TOYOTA JIDOSHA KABUSHIKI KAIS WATANABE
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Toyota Motor Corp
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    • B60W10/06—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units including control of combustion engines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/04—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units
    • B60W10/08—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units including control of electric propulsion units, e.g. motors or generators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
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    • B60W20/00—Control systems specially adapted for hybrid vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W20/00—Control systems specially adapted for hybrid vehicles
    • B60W20/10—Controlling the power contribution of each of the prime movers to meet required power demand
    • B60W20/15—Control strategies specially adapted for achieving a particular effect
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W30/00—Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units
    • B60W30/18—Propelling the vehicle
    • B60W30/20—Reducing vibrations in the driveline
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
    • F16F15/10—Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system
    • F16F15/12—Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system using elastic members or friction-damping members, e.g. between a rotating shaft and a gyratory mass mounted thereon
    • F16F15/121—Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system using elastic members or friction-damping members, e.g. between a rotating shaft and a gyratory mass mounted thereon using springs as elastic members, e.g. metallic springs
    • F16F15/123—Wound springs
    • F16F15/1232—Wound springs characterised by the spring mounting
    • F16F15/12326—End-caps for springs
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
    • F16F15/10—Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system
    • F16F15/12—Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system using elastic members or friction-damping members, e.g. between a rotating shaft and a gyratory mass mounted thereon
    • F16F15/121—Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system using elastic members or friction-damping members, e.g. between a rotating shaft and a gyratory mass mounted thereon using springs as elastic members, e.g. metallic springs
    • F16F15/123—Wound springs
    • F16F15/12353—Combinations of dampers, e.g. with multiple plates, multiple spring sets, i.e. complex configurations
    • F16F15/1236—Combinations of dampers, e.g. with multiple plates, multiple spring sets, i.e. complex configurations resulting in a staged spring characteristic, e.g. with multiple intermediate plates
    • F16F15/12366—Combinations of dampers, e.g. with multiple plates, multiple spring sets, i.e. complex configurations resulting in a staged spring characteristic, e.g. with multiple intermediate plates acting on multiple sets of springs
    • F16F15/12373—Combinations of dampers, e.g. with multiple plates, multiple spring sets, i.e. complex configurations resulting in a staged spring characteristic, e.g. with multiple intermediate plates acting on multiple sets of springs the sets of springs being arranged at substantially the same radius
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/22—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
    • B60K6/26—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the motors or the generators
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Abstract

Vorgesehen ist eine Vorrichtung, welche in der Lage ist, die Torsionsresonanz bei dem Start einer Maschine in einem Hybridfahrzeug mit einer Dämpfungsvorrichtung, welche in einem Leistungsübertragungspfad zwischen der Maschine und einem Elektromotor angeordnet ist, zu unterdrücken. Der Torsionswinkel der Dämpfungsvorrichtung 38 in der negativen Richtung besitzt eine Mehrzahl von Resonanzfrequenzen f für die Maschinendrehzahl Ne, und beim Start der Maschine wird das Elektromotor-Drehmoment Tm1 während dem Erhöhen der Maschinendrehzahl Ne derart gesteuert, um die Resonanzfrequenz f zu wechseln, wodurch verhindert wird, dass die Maschinendrehzahl Ne mit der Drehzahl entsprechend der Resonanzfrequenz f zusammenfällt. Dadurch kann die Torsionsresonanz während des Starts der Maschine vermieden werden, um die Fahrbarkeit zu verbessern.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuerungsvorrichtung eines Hybridfahrzeugs und insbesondere eine Steuerung beim Start einer Maschine.
  • Allgemeiner Stand der Technik
  • Bekannt ist ein Hybridfahrzeug, welches eine Struktur mit einer Dämpfungsvorrichtung aufweist, die in einem Leistungsübertragungspfad zwischen einer Maschine und einem Elektromotor angeordnet ist. Der in Patentdokument 1 beschriebene Dämpfer für eine Hybrid-Antriebsvorrichtung ist ein Beispiel hierfür. Solch eine Dämpfungsvorrichtung besitzt im Allgemeinen eine Dämpfungscharakteristik, welche derart eingestellt ist, dass ein Resonanz-Rotationsbereich während dem Fahren eines Fahrzeugs kleiner oder gleich einem Maschinen-Rotationsbereich ist, um eine Torsionsresonanz in dem Maschinen-Rotationsbereich während dem Fahren des Fahrzeugs zu unterdrücken, wie beispielsweise in Patentdokument 2 beschrieben ist. Patentdokument 3 beschreibt, dass eine Torsionscharakteristik bzw. -eigenschaft einer Dämpfungsvorrichtung stufenweise verändert wird, um die Variation der Torsionssteifigkeit von einem niedrigen Drehmomentbereich zu einem hohen Drehmomentbereich zu reduzieren.
  • Dokumente des Standes der Technik
  • Patentdokumente
    • Patentdokument 1: Japanische offengelegte Patentpublikation JP 2002-13547
    • Patentdokument 2: Japanische offengelegte Patentpublikation JP 2012-62912
    • Patentdokument 3: Japanische offengelegte Patentpublikation JP 2012-67877
  • Kurzfassung der Erfindung
  • Von der Erfindung zu lösendes Problem
  • Ein Hybridfahrzeug bringt beim Start einer Maschine ein Anlassmoment von einem Elektromotor auf, welches eine Maschinendrehzahl erhöht. In diesem Fall, wenn die Maschinendrehzahl ansteigt, tritt eine Torsionsresonanz auf, welche Vibrationen und Geräusche bewirkt und die Fahrbarkeit verschlechtert, falls die Maschinendrehzahl mit einer Drehzahl entsprechend einer Resonanzfrequenz zusammenfällt. Insbesondere wiederholt ein Hybridfahrzeug den Start und das Anhalten der Maschine während einer Fahrt des Fahrzeugs häufig, was dazu führt, dass dieses Problem an Bedeutung gewinnt. Obwohl Patentdokument 3 beschreibt, dass eine Torsionscharakteristik stufenweise verändert wird, um die Verschlechterung der Fahrbarkeit zu verhindern, sind keine spezifischen Details offenbart, welche ein Unterdrücken der Torsionsresonanz beim Start der Maschine ermöglichen.
  • Die vorliegende Erfindung wurde angesichts dieser Situationen konzipiert und es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung bereitzustellen, welche in der Lage ist, eine Torsionsresonanz beim Start einer Maschine in einem Hybridfahrzeug mit einer Dämpfungsvorrichtung, welche in einem Leistungsübertragungspfad zwischen der Maschine und einem Elektromotor angeordnet ist, zu unterdrücken.
  • Mittel zum Lösen des Problems
  • Um die Aufgabe zu lösen, sieht ein erster Aspekt der Erfindung (a) eine Steuerungsvorrichtung eines Hybridfahrzeugs mit einer Dämpfungsvorrichtung, welche in einem Leistungsübertragungspfad zwischen einer Maschine und einem Elektromotor angeordnet ist, vor, wobei (b) die Dämpfungsvorrichtung zwischen einer Torsion in positiver Richtung, bei welcher Antriebsleistung von der Maschine zu dem Elektromotor übertragen wird, und einer Torsion in negativer Richtung, bei welcher Antriebsleistung von dem Elektromotor zu der Maschine übertragen wird, unterschiedliche Torsionscharakteristika besitzt, (c) die Steuerungsvorrichtung die Rotation bzw. Drehzahl der Maschine mit Hilfe des Elektromotors erhöht, um die Maschine zu starten, wobei (d) die Torsion der Dämpfungsvorrichtung in der negativen Richtung eine Mehrzahl von Torsionscharakteristika mit einer Torsionssteifigkeit besitzt, die in Abhängigkeit eines Torsionswinkels variiert, und wobei (e) bei einem Start der Maschine die Mehrzahl von Torsionscharakteristika in Abhängigkeit einer Maschinendrehzahl selektiv verwendet wird, um die Maschinendrehzahl zu erhöhen.
  • Effekte der Erfindung
  • Folglich enthalten die Torsionscharakteristika der Dämpfungsvorrichtung in der negativen Richtung eine Mehrzahl von Torsionscharakteristika mit einer Torsionssteifigkeit, die in Abhängigkeit eines Torsions- bzw. Drehwinkels variiert, und beim Start der Maschine kann die Mehrzahl von Torsionscharakteristika in Abhängigkeit der Maschinendrehzahl selektiv verwendet werden, um die Maschinendrehzahl zu erhöhen, wodurch die Maschinendrehzahl daran gehindert wird, während dem Anstieg der Maschinendrehzahl mit der Drehzahl entsprechend der Resonanzfrequenz zusammen zu fallen. Dadurch kann die Torsionsresonanz während dem Anstieg der Maschinendrehzahl vermieden werden, um die Fahrbarkeit zu verbessern.
  • Vorzugsweise besitzt (a) die Dämpfungsvorrichtung bei einer Torsion in der negativen Richtung eine erste Torsionscharakteristik entsprechend einer ersten Resonanzfrequenz und eine zweite Torsionscharakteristik entsprechend einer zweiten Resonanzfrequenz, welche höher als die erste Frequenz ist, (b) wenn der Start der Maschine eingeleitet wird, wird die Maschinendrehzahl bei einem Torsionswinkel entsprechend der zweiten Torsionscharakteristik erhöht, und (c) wenn die Maschinendrehzahl eine Drehzahl erreicht, welcher höher als eine Drehzahl entsprechend der ersten Resonanzfrequenz und niedriger als eine Drehzahl entsprechend der zweiten Resonanzfrequenz ist, wird ein Elektromotor-Drehmoment des Elektromotors reduziert, um die Maschinendrehzahl bei einem Torsionswinkel entsprechend der ersten Torsionscharakteristik zu erhöhen. Folglich wird, wenn der Start der Maschine eingeleitet wird, die Drehzahl entsprechend der Resonanzfrequenz erhöht und die Maschinendrehzahl erreicht die Drehzahl nicht, da die Dämpfungsvorrichtung den Torsionswinkel entsprechend der zweiten Torsionscharakteristik besitzt. Wenn die Maschinendrehzahl die Drehzahl entsprechend der ersten Resonanzfrequenz überschreitet, so dass diese einer Drehzahl entspricht, welche niedriger als die Drehzahl entsprechend der zweiten Resonanzfrequenz ist, da das Elektromotor-Drehmoment reduziert wird und die Maschinendrehzahl bei dem Torsionswinkel entsprechend der ersten Torsionscharakteristik zunimmt, wird die Maschinendrehzahl höher als die Drehzahl entsprechend der ersten Resonanzfrequenz und entfernt sich von der Drehzahl entsprechend der ersten Resonanzfrequenz, während die Maschinendrehzahl zunimmt. Da die Maschinendrehzahl auf diese Art und Weise daran gehindert wird, während des Starts der Maschine mit der Drehzahl entsprechend der Resonanzfrequenz zusammen zu fallen, kann die Torsionsresonanz während dem Start der Maschine vermieden werden, um die Fahrbarkeit zu verbessern.
  • Die Dämpfungsvorrichtung besitzt vorzugsweise zumindest zwei Torsionscharakteristika bei einer Torsion in der negativen Richtung und eine Charakteristik bei einem größeren Torsionswinkel besitzt im Vergleich zu einer Charakteristik bei einem kleineren Torsionswinkel eine höhere Resonanzfrequenz für eine Maschinendrehzahl. Folglich wird, obwohl ein größeres Drehmoment ausgegeben wird, wenn der Start der Maschine eingeleitet wird, die Resonanzfrequenz bei diesem Punkt erhöht und dadurch wird die Maschinendrehzahl entsprechend der Resonanzfrequenz auf einen höheren Wert eingestellt. Obwohl das größere Drehmoment unnötig wird und das Drehmoment reduziert wird, während die Maschinendrehzahl zunimmt, bewirkt diese Reduktion des Drehmoments, dass die Resonanzfrequenz zu dem niedrigeren Wert wechselt. Da die Maschinendrehzahl bei diesem Punkt höher ist als die Drehzahl entsprechend der Resonanzfrequenz, wird die Maschinendrehzahl daran gehindert, mit der Drehzahl entsprechend der Resonanzfrequenz zusammen zu fallen.
  • Wenn der Start der Maschine eingeleitet wird, wird das Elektromotor-Drehmoment vorzugsweise derart gesteuert, dass ein zu der Dämpfungsvorrichtung übertragenes Drehmoment nicht unter ein voreingestelltes unteres Grenz-Drehmoment fällt, welches die Torsionscharakteristik der Dämpfungsvorrichtung auf die zweite Torsionscharakteristik einstellt. Folglich wird die Torsionscharakteristik der Dämpfungsvorrichtung zunächst auf der zweiten Torsionscharakteristik gehalten und die Drehzahl entsprechend der Resonanzfrequenz wird relativ zu der Maschinendrehzahl auf einen höheren Wert eingestellt, wenn der Start der Maschine eingeleitet wird. Dadurch kann die Maschinendrehzahl zunächst von der Drehzahl entsprechend der Resonanzfrequenz ferngehalten werden, wenn der Start der Maschine eingeleitet wird.
  • Wenn die Maschinendrehzahl eine Drehzahl erreicht, welche um einen vorbestimmten Wert niedriger als die Drehzahl entsprechend der zweiten Resonanzfrequenz ist, wird das Elektromotor-Drehmoment vorzugsweise derart gesteuert, dass ein zu der Dämpfungsvorrichtung übertragenes Drehmoment niedriger wird als ein voreingestelltes oberes Grenz-Drehmoment, welches die Torsionscharakteristik der Dämpfungsvorrichtung auf die erste Torsionscharakteristik einstellt. Folglich wird, wenn die Maschinendrehzahl die Drehzahl erreicht, welche um einen vorbestimmten Wert niedriger als die Drehzahl entsprechend der zweiten Resonanzfrequenz ist, die Torsionscharakteristik der Dämpfungsvorrichtung hin zu der ersten Torsionscharakteristik gewechselt, und dadurch wird die Maschinendrehzahl höher als die Drehzahl entsprechend der ersten Resonanzfrequenz. Daher wird die Maschinendrehzahl daran gehindert, mit der Drehzahl entsprechend der Resonanzfrequenz zusammen zu fallen, selbst wenn die Maschinendrehzahl weiter ansteigt.
  • Sowohl die Maschinendrehzahl entsprechend der ersten Resonanzfrequenz als auch die Maschinendrehzahl entsprechend der zweiten Resonanzfrequenz sind vorzugsweise auf einen niedrigeren Wert als die Leerlaufdrehzahl der Maschine eingestellt. Folglich wird, da die Maschinendrehzahl während dem Antreiben der Maschine nicht auf die Drehzahl entsprechend der Resonanzfrequenz eingestellt ist, das Auftreten einer Torsionsresonanz während dem Antreiben der Maschine vermieden.
  • Die Resonanzfrequenz der Maschinendrehzahl entspricht vorzugsweise einem Wert, welcher durch Umwandeln der Maschinendrehzahl, welche eine Torsionsresonanz bewirkt, in eine Frequenz erlangt wird. Mit anderen Worten, die Torsionsresonanz tritt auf, falls die Maschinendrehzahl mit einer Drehzahl entsprechend der Resonanzfrequenz zusammenfällt.
  • Kurze Beschreibung der Abbildungen
  • 1 ist eine schematische Darstellung einer Konfiguration zum Erläutern einer Fahrzeug-Antriebsvorrichtung eines Hybridfahrzeugs, auf welche die vorliegende Erfindung angewendet wird.
  • 2 ist eine Abbildung von strukturellen Details der Dämpfungsvorrichtung von 1.
  • 3 ist eine vergrößerte Ansicht eines Abschnittes um die Spiralfeder in der Dämpfungsvorrichtung von 2.
  • 4 ist ein Diagramm von Torsionscharakteristika der Dämpfungsvorrichtung von 2.
  • 5 ist ein Zeitdiagramm von Steuervorgängen beim Start der Maschine.
  • 6 ist ein Flussdiagramm zum Erläutern eines Hauptabschnittes des Steuervorganges der elektronischen Steuerungsvorrichtung von 1 oder insbesondere eines Steuervorganges beim Start der Maschine.
  • Art und Weise zum Ausführen der Erfindung
  • Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun mit Bezug auf die Abbildungen detailliert beschrieben. Bei der nachfolgenden Ausführungsform sind die Figuren nach Bedarf vereinfacht oder verformt und Abschnitte sind hinsichtlich des Dimensionsverhältnisses, der Gestaltung usw. nicht notwendigerweise präzise dargestellt.
  • Ausführungsform
  • 1 ist eine schematische Darstellung einer Konfiguration zum Erläutern einer Fahrzeug-Antriebsvorrichtung 10 eines Hybridfahrzeugs 8 (Fahrzeug 8), auf welche die vorliegende Erfindung angewendet wird. Die Fahrzeug-Antriebsvorrichtung 10 enthält eine Maschine 24, eine Leistungs-Übertragungsvorrichtung 12 und eine später beschriebene Dämpfungsvorrichtung 38, welche zwischen der Maschine 24 und der Leistungs-Übertragungsvorrichtung 12 angeordnet ist. In 1 überträgt die Fahrzeug-Antriebsvorrichtung 10 ein Drehmoment der Maschine 24, welche als eine Haupt-Antriebsquelle dient, über die später beschriebene Dämpfungsvorrichtung 38 und eine Planetengetriebevorrichtung 26 zu einer radseitigen Ausgangswelle 14 in dem Fahrzeug 8, und das Drehmoment wird von der radseitigen Ausgangswelle 14 über eine Differenzialgetriebevorrichtung 16 zu einem Paar von linken und rechten Antriebsrädern 18 übertragen. Die Fahrzeug-Antriebsvorrichtung 10 ist mit einem zweiten Elektromotor MG2 versehen, welcher in der Lage ist, eine Leistungs-Fahrsteuerung zum Ausgeben der Antriebsleistung zum Fahren und eine Regenerativ- bzw. Regenerations-Steuerung zum Rückgewinnen von Energie selektiv vorzusehen, und der zweite Elektromotor MG2 ist über ein Automatikgetriebe 22 mit der radseitigen Ausgangswelle gekoppelt. Dadurch wird das von dem zweiten Elektromotor MG2 zu der radseitigen Ausgangswelle übertragene Ausgangsdrehmoment in Abhängigkeit eines Übersetzungsverhältnisses γs (= Drehzahl Nmg2 des zweiten Elektromotors MG2/Drehzahl Nout der radseitigen Ausgangswelle), welches durch das Automatikgetriebe 22 eingestellt ist, erhöht und gesenkt.
  • Das in einem Leistungsübertragungspfad zwischen dem zweiten Elektromotor MG2 und den Antriebsrädern 18 angeordnete Automatikgetriebe 22 ist derart konfiguriert, dass eine Mehrzahl von Stufen mit einem Übersetzungsverhältnis γs größer als „1” geschaffen werden kann, und dass zum Zeitpunkt der Leistungsfahrt, wenn ein Drehmoment von dem zweiten Elektromotor MG2 ausgegeben wird, das Drehmoment erhöht und zu der radseitigen Ausgangswelle übertragen werden kann, und dadurch ist der zweite Elektromotor MG2 derart konfiguriert, dass dieser eine niedrigere Kapazität aufweist oder kleiner ist. Folglich wird, falls beispielsweise die Drehzahl Nout der radseitigen Ausgangswelle in Zusammenhang mit einer höheren Fahrzeuggeschwindigkeit erhöht wird, das Übersetzungsverhältnis γs verkleinert, um die Drehzahl Nmg2 des zweiten Elektromotors MG2 zu reduzieren, um die Betriebseffizienz des zweiten Elektromotors MG2 in einem günstigen Zustand zu halten, oder falls die Drehzahl Nout der radseitigen Ausgangswelle reduziert wird, wird das Übersetzungsverhältnis γs vergrößert, um die Drehzahl Nmg2 des zweiten Elektromotors MG2 zu erhöhen.
  • Die Leistungs-Übertragungsvorrichtung 12 enthält einen ersten Elektromotor MG1 und den zweiten Elektromotor MG2 und überträgt das Drehmoment der Maschine 24 zu den Antriebsrädern 18. Die Maschine 24 ist eine bekannte Verbrennungskraftmaschine, welche Kraftstoff verbrennt, um Leistung auszugeben, wie ein Ottomotor und eine Dieselmaschine bzw. ein Dieselmotor, und ist derart konfiguriert, dass diese einen Betriebszustand, wie einen Drosselventil-Öffnungsgrad, einen Einlassluftbetrag, eine Kraftstoff-Zuführmenge und einen Zündzeitpunkt, besitzt, welcher durch eine nicht dargestellte elektronische Steuerungsvorrichtung 100 für eine Maschinensteuerung (E-ECU), die hauptsächlich aus einem Mikrocomputer besteht, elektrisch gesteuert wird. Der elektronischen Steuerungsvorrichtung 100 werden Erfassungssignale von einem Gaspedal-Öffnungsbetragsensor AS, welcher einen Gaspedal-Öffnungsgrad Acc erfasst, der einem Öffnungsbetrag eines Gaspedals entspricht, einem Bremssensor BS zum Erfassen des Vorliegens einer Betätigung des Bremspedals, einem Kurbelwinkelsensor 43, welcher eine Maschinendrehzahl Ne gemäß einem Kurbelwinkel einer Kurbelwelle 36 erfasst, einem ersten Drehmelder 44, welcher die Drehzahl Nmg1 des ersten Elektromotors MG1 erfasst, einem zweiten Drehmelder 46, welcher die Drehzahl Nmg2 des zweiten Elektromotors MG2 erfasst, einem Ausgangswellen-Drehzahlsensor 48, welcher die Drehzahl Nout der radseitigen Ausgangswelle 14 entsprechend einer Fahrzeuggeschwindigkeit V erfasst, usw. bereitgestellt.
  • Der erste Elektromotor MG1 (ein Elektromotor der vorliegenden Erfindung) entspricht beispielsweise einem elektrischen Synchronmotor und ist derart konfiguriert, dass dieser selektiv eine Funktion als ein Elektromotor, welcher ein Antriebsmoment Tm1 erzeugt, und eine Funktion als ein elektrischer Generator wahrnimmt, und ist über einen Wechselrichter 30 mit einer elektrischen Speichervorrichtung 32, wie einer Batterie und einem Kondensator, verbunden. Der Wechselrichter 30 wird durch eine nicht dargestellte elektronische Steuerungsvorrichtung 100 für eine Motor-Generator-Steuerung (MG-ECU), welche hauptsächlich aus einem Mikrocomputer besteht, gesteuert, um das Elektromotor-Drehmoment Tm1 des ersten Elektromotors MG1 zu steuern.
  • Die Planetengetriebevorrichtung 26 ist ein Planetengetriebemechanismus vom Einzelritzeltyp mit einem Sonnenrad S0, einem Hohlrad R0, welches konzentrisch zu dem Sonnenrad S0 angeordnet ist, und einem Träger CA0, welcher ein Ritzel P0 trägt, das mit dem Sonnenrad S0 und dem Hohlrad R0 in Form von drei Drehelementen in einer rotierbaren und umlaufenden Art und Weise ineinander greift, um eine bekannte Differential-Wirkung zu erzeugen. Die Planetengetriebevorrichtung 26 ist konzentrisch zu der Maschine 24 und dem Automatikgetriebe 22 angeordnet. Da die Planetengetriebevorrichtung 26 und das Automatikgetriebe 22 relativ zu einer Mittellinie symmetrisch konfiguriert sind, sind in 1 deren untere Hälften nicht dargestellt.
  • Bei dieser Ausführungsform ist die Kurbelwelle 36 der Maschine 24 über die Dämpfungsvorrichtung 38 und eine Leistungsübertragungswelle 39 mit dem Träger CA0 der Planetengetriebevorrichtung 26 gekoppelt bzw. verbunden. Andererseits ist das Sonnenrad S0 mit dem ersten Elektromotor MG1 gekoppelt und das Hohlrad R0 ist mit der radseitigen Ausgangswelle gekoppelt. Der Träger CA0, das Sonnenrad S0 und das Hohlrad R0 wirken als ein Eingangselement, ein Reaktionskraft-Element bzw. ein Ausgangselement.
  • Falls für ein Ausgangsdrehmoment der Maschine 24, welches an den Träger CA0 in der Planetengetriebevorrichtung 26 übertragen wird, ein Reaktionskraft-Drehmoment Tm1 von dem ersten Elektromotor MG1 an das Sonnenrad S0 übertragen wird, tritt bei dem Hohlrad R0, d. h., bei dem Ausgangselement, ein Direkt-Drehmoment auf, wodurch der erste Elektromotor MG1 als ein elektrischer Generator wirkt. Wenn die Drehzahl des Hohlrades R0, das heißt, die Drehzahl (Ausgangswellen-Drehzahl) Nout der radseitigen Ausgangswelle 14 konstant ist, kann eine Drehzahl (Maschinendrehzahl) Ne der Maschine 24 durch Verändern einer Drehzahl Nmg1 des ersten Elektromotors MG1, so dass diese höher und niedriger ist, kontinuierlich (nicht-schrittweise) verändert werden.
  • Das Automatikgetriebe 22 dieser Ausführungsform besteht aus einem Planetengetriebemechanismus vom Ravigneaux-Typ. Mit anderen Worten, das Automatikgetriebe 22 verfügt über ein erstes Sonnenrad S1 und ein zweites Sonnenrad S2; ein Abschnitt mit einem größeren Durchmesser eines gestuften Ritzels P1 greift mit dem ersten Sonnenrad S1 ineinander; ein Abschnitt mit einem kleineren Durchmesser des gestuften Ritzels P1 greift mit einem Ritzel P2 ineinander; und das Ritzel P2 greift mit einem Hohlrad R1 (R2) ineinander, welches konzentrisch zu den Sonnenrädern S1 und S2 angeordnet ist. Die Ritzel P1 und P2 werden durch einen gemeinsamen Träger CA1 (CA2) in einer rotierbaren und umlaufenden Art und Weise gehalten. Das zweite Sonnenrad S2 greift mit dem Ritzel P2 ineinander.
  • Der zweite Elektromotor MG2 wird durch die elektronische Steuerungsvorrichtung 100 für eine Motor-Generator-Steuerung (MG-ECU) über einen Wechselrichter 40 gesteuert, um als ein Elektromotor oder ein elektrischer Generator zu arbeiten, und ein Unterstützungs-Ausgangsdrehmoment oder ein regeneratives Drehmoment wird angepasst oder eingestellt. Das zweite Sonnenrad S2 ist mit dem zweiten Elektromotor MG2 gekoppelt, und der Träger CA1 ist mit der radseitigen Ausgangswelle gekoppelt. Das erste Sonnenrad S1 und das Hohlrad R1 bilden zusammen mit den Ritzeln P1 und P2 einen Mechanismus entsprechend einer Planetengetriebevorrichtung vom Doppelritzeltyp, und das zweite Sonnenrad S2 und das Hohlrad R1 bilden zusammen mit dem Ritzel P2 einen Mechanismus entsprechend einer Planetengetriebevorrichtung vom Einzelritzeltyp.
  • Das Automatikgetriebe 22 verfügt zwischen dem ersten Sonnenrad S1 und einem Gehäuse 42, welches ein nicht drehendes Bauelement darstellt, über eine erste Bremse B1, welche zum selektiven Festlegen des ersten Sonnenrads S1 angeordnet ist, und zwischen dem Hohlrad R1 und dem Gehäuse 42 über eine zweite Bremse B2, welche zum selektiven Festlegen des Hohlrades R1 angeordnet ist. Die Bremsen B1, B2 sind sogenannte Reib-Eingriffsvorrichtungen, welche eine Reibkraft verwenden, um eine Bremskraft zu erzeugen, und sind durch das Verwenden von Eingriffsvorrichtungen vom Mehrscheibentyp oder Eingriffsvorrichtungen vom Bandtyp implementiert. Die Bremsen B1, B2 sind derart konfiguriert, das Drehmomentkapazitäten davon in Abhängigkeit von Eingriffsdrücken, welche durch ein hydraulisches Stellglied für die Bremse B1 und ein hydraulisches Stellglied für die Bremse B2, wie Hydraulikzylinder, erzeugt werden, entsprechend kontinuierlich verändert werden.
  • Das wie vorstehend beschrieben konfigurierte Automatikgetriebe 22 ist derart konfiguriert, dass das zweite Sonnenrad S2 als ein Eingangselement wirkt, dass der Träger CA1 als ein Ausgangselement wirkt, dass eine Hochgeschwindigkeitsstufe H mit einem Übersetzungsverhältnis γsh geschaffen wird, welches größer als „1” ist, wenn die erste Bremse B1 in Eingriff steht, und dass eine Niedriggeschwindigkeitsstufe L mit einem Übersetzungsverhältnis γs1 geschaffen wird, welches größer ist als das Übersetzungsverhältnis γsh der Hochgeschwindigkeitsstufe H, wenn anstatt der ersten Bremse B1 die zweite Bremse B2 in Eingriff steht. Mit anderen Worten, das Automatikgetriebe 22 ist ein Zweiganggetriebe, bei welchem basierend auf einem Fahrzustand, wie der Fahrzeuggeschwindigkeit V und einer erforderlichen Antriebsleistung (oder eines Gaspedal-Betätigungsbetrages), ein Schalten zwischen den Gangstufen H und L durchgeführt wird. Insbesondere werden Schaltstufen-Bereiche im Vorhinein als ein Kennfeld (Schaltdiagramm) ermittelt und eine Steuerung ist derart vorgesehen, dass in Abhängigkeit eines erfassten Betriebszustandes eine der Schaltstufen eingestellt wird.
  • 2 ist eine Abbildung von strukturellen Details der Dämpfungsvorrichtung 38 von 1, und 2(a) ist eine Querschnittsansicht der Dämpfungsvorrichtung 38, während 2(b) eine Vorderansicht der Dämpfungsvorrichtung 38 ist. 2(a) entspricht einer Querschnittsansicht entlang der Linie X-X von 2(b), und 2(b) ist eine Teil-Querschnittsansicht.
  • Die Dämpfungsvorrichtung 38 ist zwischen der Maschine 24 und der Planetengetriebevorrichtung 26 in einer Art und Weise um eine axiale Mitte C angeordnet, dass diese Leistung übertragen kann. Da der erste Elektromotor MG1 in einer leistungsübertragbaren Art und Weise mit der Planetengetriebevorrichtung 26 gekoppelt ist, ist die Dämpfungsvorrichtung 38 bei dem Leistungsübertragungspfad zwischen der Maschine 24 und dem ersten Elektromotor MG1 angeordnet. Die in 1 dargestellte Leistungsübertragungswelle 39 ist mit einem inneren Umfangsabschnitt (einer Nabe 58) der Dämpfungsvorrichtung 38 durch eine Keilverzahnung (spline-fitted) verbunden.
  • Die Dämpfungsvorrichtung 38 enthält ein Paar von Scheiben-Platten 56, welche um die axiale Rotationsmitte C drehbar sind, wobei die Nabe 58 um die gleiche axiale Rotationsmitte C relativ zu den Scheiben-Platten 56 drehbar ist, Spiralfedern 62a und 62b aus Federstahl zwischen den Scheiben-Platten 56 und der Nabe 58 angeordnet sind, um die Scheiben-Platten 56 und die Naben 58 in einer leistungsübertragbaren Art und Weise zu koppeln, und ein Hysterese-Mechanismus 64 ein Hysterese-Drehmoment zwischen den Scheiben-Platten 56 und der Nabe 58 erzeugt.
  • Die Scheiben-Platten 56 bestehen aus einem Paar einer ersten Scheiben-Platte 66 (nachfolgend eine erste Platte 66) und einer zweiten Scheiben-Platte 68 (nachfolgend eine zweite Platte 68) an den rechten und linken Seiten, und besitzen äußere Umfangsabschnitte, welche durch einen Niet 70 relativ nicht drehbar aneinander befestigt sind, wobei die Spiralfedern 62a und 62b und die Nabe 58 axial zwischen den Platten 66 und 68 aufgenommen sind. Die erste Platte 66 besitzt vier Öffnungslöcher, welche bei regelmäßigen Winkelintervallen umlaufend ausgebildet sind, um die Spiralfedern 62a und 62b aufzunehmen. Die zweite Platte 68 besitzt vier Öffnungslöcher, welche bei den gleichen Positionen wie die Öffnungslöcher der ersten Platte 66 bei regelmäßigen Winkelintervallen ausgebildet sind, um die Spiralfedern 62a und 62b aufzunehmen. Die Spiralfedern 62a und 62b sind in Räumen aufgenommen, welche durch die Öffnungslöcher der ersten Platte 66 und die Öffnungslöcher der zweiten Platte 68 ausgebildet sind.
  • Bei dieser Ausführungsform sind die vier Räume durch die Öffnungslöcher der ersten Platte 66 und die Öffnungslöcher der zweiten Platte 68 ausgebildet, und die beiden Spiralfedern 62a und die beiden Spiralfedern 62b sind abwechselnd in den Räumen aufgenommen. Die Spiralfeder 62b besteht aus einer Spiralfeder mit großem Durchmesser und einer Spiralfeder mit kleinem Durchmesser, welche innerhalb der Spiralfeder mit großem Durchmesser aufgenommen ist. Bei dieser Ausführungsform sind die Spiralfeder mit großem Durchmesser und die Spiralfeder mit kleinem Durchmesser gemeinsam als die Spiralfeder 62b definiert.
  • Die Nabe 58 besteht aus einem zylindrischen Basisabschnitt 58a mit inneren Umfangszähnen, welche mit der Leistungsübertragungswelle 39 bei einem inneren Umfangsabschnitt kerbverzahnt sind, und einem scheibenförmigen Flanschabschnitt 58b, welcher sich von einer äußeren Umfangsfläche des Basisabschnittes 58 erstreckt. Der Flanschabschnitt 58b besitzt vier Feder-Gehäuselöcher 58c, welche bei regelmäßigen Winkelintervallen umlaufend ausgebildet sind. Die Spiralfedern 62a und 62b sind in den Feder-Gehäuselöchern 58c aufgenommen.
  • Die Spiralfeder 62a ist in dem Feder-Gehäuseloch 58c derart aufgenommen, dass ein Paar von Federsitzen 72a, welche die Spiralfeder 62a an beiden Enden halten bzw. tragen, am Flanschabschnitt 58b anliegt, während kein Drehmoment zu der Dämpfungsvorrichtung 38 übertragen wird. Andererseits ist die Spiralfeder 62b derart aufgenommen, dass zwischen einem Paar von Federsitzen 72b, welche die Spiralfeder 62b halten, und dem Flanschabschnitt 58 vorbestimmte Abstände bzw. Spalten ausgebildet sind. Dadurch liegt die Nabe 58 (der Flanschabschnitt 58b) nicht an den Federsitzen 72b an, welche die Spiralfeder 62b halten, bis ein Torsionswinkel θ der Dämpfungsvorrichtung 38 einen vorbestimmten Torsionswinkel θ erreicht.
  • 3 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht eines Abschnittes, welcher in 2(b) durch eine strichpunktierte Linie D umgeben ist, d. h., eines Abschnitt um die Spiralfeder 62b. Wie in 3 dargestellt ist, sind zwischen einem Paar der Federsitze 72b, welche die Spiralfeder 62b von beiden Enden aufnehmen und halten, und der Nabe 58 (dem Flanschabschnitt 58b) Spalten bzw. Lücken L asymmetrisch ausgebildet. In 3 ist insbesondere ein Spalt L1, welcher bei der oberen Seite (im Uhrzeigersinn bzw. rechtsdrehende Seite) zwischen der Spiralfeder 72b und dem Flanschabschnitt 58b ausgebildet ist, kleiner ausgebildet als ein Spalt L2, welcher auf der unteren Seite (gegen den Uhrzeigersinn bzw. linksdrehende Seite) ausgebildet ist. Folglich ist in 3 ein Torsionswinkels θ1 (entsprechend dem Spalt L1), welcher durch Drehen der Nabe 58 entgegen dem Uhrzeigersinn relativ zu der Spiralfeder 62b gebildet wird und bewirkt, dass der Flanschabschnitt 58b (Nabe 58) an dem Federsitz 72b anliegt, kleiner als ein Torsionswinkels θ2 (entsprechend dem Spalt L2), welcher durch Drehen des Flanschabschnittes 58b (der Nabe 58) im Uhrzeigersinn relativ zu der Spiralfeder 62 gebildet wird und bewirkt, dass der Flanschabschnitt 58b an dem Federsitz 72b anliegt.
  • Bei der wie vorstehend beschrieben konfigurierten Dämpfungsvorrichtung 38 wird, wenn die Scheiben-Platten 56 entgegen dem Uhrzeigersinn um die axiale Mitte C rotieren, auf die einen Enden der Spiralfedern 62a und 62b gedrückt und die Spiralfedern 62a und 62b werden veranlasst, in gleicher Art und Weise entgegen dem Uhrzeigersinn um die axiale Mitte C zu kreisen. Die anderen Enden der Spiralfedern 62a drücken auf den Flanschabschnitt 58b (die Nabe 58), wodurch die Nabe 58 entgegen dem Uhrzeigersinn rotiert wird. Wenn der Torsionswinkel θ einen vorbestimmten Wert θ2 erreicht, liegen die anderen Enden der Spiralfedern 62b über die Federsitze 72a ebenso an dem Flanschabschnitt 58 (der Nabe 58) an und die Spiralfedern 62b drücken ebenso in Richtung der Seite entgegen dem Uhrzeigersinn auf die Nabe 58. Dadurch wird die Nabe 58 durch die Spiralfedern 62a und 62b entgegen dem Uhrzeigersinn rotiert. In diesem Fall wird ein Stoß aufgrund der Drehmomentvariation durch die Spiralfedern 62 absorbiert, da die Spiralfedern 62a und 62b Leistung übertragen, während sich diese elastisch verformen. Bei dieser Ausführungsform sind die Scheiben-Platten 56 in einer leistungsübertragbaren Art und Weise mit der Maschine 24 gekoppelt und Drehmoment wird übertragen, um die Scheiben-Platten 56 entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn zu rotieren, wenn Antriebsleistung von der Maschine 24 in Richtung des ersten Elektromotors MG1 übertragen wird. Wenn die Antriebsleistung von der Maschine 24 in Richtung des ersten Elektromotors MG1 übertragen wird, wird die Dämpfungsvorrichtung 38 in positiver Richtung verdreht. Mit anderen Worten, die Dämpfungsvorrichtung 38 wird mit einem positiven Torsionswinkel θ verdreht.
  • Wenn die Nabe 58 entgegen dem Uhrzeigersinn um die axiale Mitte C rotiert, wird auf die einen Enden der Spiralfedern 62a gedrückt und die Spiralfedern 62a werden veranlasst, entgegen dem Uhrzeigersinn um die axiale Mitte C zu rotieren. Die anderen Enden der Spiralfedern 62a drücken auf die Scheiben-Platten 56, wodurch die Scheiben-Platten 56 entgegen dem Uhrzeigersinn um die axiale Mitte C rotieren. Wenn der Torsionswinkel θ einen vorbestimmten Wert θ1 erreicht, liegt der Flanschabschnitt 58b (die Nabe 58) über die Federsitze 72b an den einen Enden der Spiralfedern 62b an, und die anderen Enden der Spiralfedern 62b drücken weiter entgegen dem Uhrzeigersinn auf die Scheiben-Platten 56. Dadurch werden die Scheiben-Platten 56 durch die Spiralfedern 62a und 62b entgegen dem Uhrzeigersinn rotiert. Wenn eine Antriebsleistung in der Richtung des Antreibens der Maschine 24 von dem ersten Elektromotor MG1 zu der Maschine 24 übertragen wird, wird ein Drehmoment von der Seite der Nabe 58 übertragen, um die Nabe 58 entgegen dem Uhrzeigersinn zu rotieren. Wenn die Antriebsleistung in der Richtung des Antreibens der Maschine 24 von dem ersten Elektromotor MG1 zu der Maschine 24 übertragen wird, wird die Dämpfungsvorrichtung 38 in negativer Richtung verdreht. Mit anderen Worten, die Dämpfungsvorrichtung 38 wird mit einem negativen Torsionswinkel θ verdreht.
  • 4 zeigt Dämpfer-Torsionscharakteristika der Dämpfungsvorrichtung 38. In 4 bezeichnet eine horizontale Achse den Torsionswinkel θ, welcher einem relativen Drehwinkel zwischen der Nabe 58 und den Scheiben-Platten 56 entspricht, und eine vertikale Achse bezeichnet das Drehmoment T(Nm), welches auf die Dämpfungsvorrichtung 38 aufgebracht wird. Der positive Torsionswinkel θ entspricht einem Torsionswinkel, wenn die Maschine 24 angetrieben wird, das heißt, einem Torsionswinkel, wenn ein Drehmoment von der Seite der Scheiben-Platte 56 übertragen wird, um die Dämpfungsvorrichtung 38 entgegen dem Uhrzeigersinn zu rotieren. Andererseits entspricht der negative Torsionswinkel θ einem Torsionswinkel, wenn Drehmoment von der Seite der Nabe 58 (die Seite der Leistungsübertragungswelle 39) übertragen wird, um die Dämpfungsvorrichtung 38 entgegen dem Uhrzeigersinn zu rotieren. Obwohl die Dämpfungsvorrichtung 38 den Hysterese-Mechanismus 64 enthält, ist in 4 das Hysterese-Drehmoment weggelassen.
  • Wie in 4 dargestellt ist, steigt der positive Torsionswinkel θ an, während die von der Seite der Maschine 24 übertragene Antriebsleistung (Antriebsdrehmoment) zunimmt. Wenn der positive Torsionswinkel θ den vorbestimmten Wert θ2 erreicht, wird die Steifigkeit der Dämpfungsvorrichtung 38 höher und eine Steigung des Drehmoments bezüglich des Torsionswinkels θ wird erhöht, da die Spiralfedern 62b an der Nabe 58 anliegen. Insbesondere bei dem Torsionswinkel θ1 wechselt die Torsionssteifigkeit der Spiralfedern 62 von der Steifigkeit K1 zu der Torsionssteifigkeit K2, welche höher als die Steifigkeit K1 ist.
  • Während die von der Seite der Nabe 58 übertragene Antriebsleistung (Antriebsdrehmoment) ansteigt, nimmt der negative Torsionswinkel zu. Wenn der negative Torsionswinkel θ den vorbestimmten Wert θ1 erreicht, wird die Steifigkeit der Dämpfungsvorrichtung 38 höher und eine Steigerung des Drehmoments bezüglich des Torsionswinkels θ wird erhöht, da die Nabe 58 an den Spiralfedern 62b anliegt. Insbesondere bei dem Torsionswinkel θ2 wechselt die Torsionssteifigkeit der Spiralfedern 62 von der Steifigkeit K1 zu der Torsionssteifigkeit K2, welche höher als die Steifigkeit K1 ist. Dadurch besitzt die Dämpfungsvorrichtung 38 zwei Torsionscharakteristika mit unterschiedlichen Resonanzfrequenzen bei der Maschinendrehzahl Ne in Abhängigkeit des Torsionswinkels θ, da die Torsionssteifigkeit in Abhängigkeit des Torsionswinkels θ bei einer negativen Torsion der Dämpfungsvorrichtung 38 verändert wird. Die Dämpfungsvorrichtung 38 besitzt insbesondere eine erste Torsionscharakteristik B entsprechend einer Resonanzfrequenz f1 bei dem Torsionswinkel θ, welcher kleiner als der vorbestimmte Wert θ1 ist, und eine zweite Torsionscharakteristik A entsprechend einer Resonanzfrequenz f2, welche höher als die Resonanzfrequenz f1 ist, bei dem Torsionswinkel θ, der bei der negativen Torsion größer oder gleich dem vorbestimmten Wert θ1 ist. Die Charakteristik bei dem größeren Torsionswinkel θ entspricht im Vergleich zu der Charakteristik bei dem kleineren Torsionswinkel θ einer höheren Resonanzfrequenz f, da die Nabe 58 an den Spiralfedern 62b anliegt und die Torsionssteifigkeit der Dämpfungsvorrichtung 38 erhöht, wenn der Torsionswinkel θ auf den vorbestimmten Wert θ1 ansteigt. Die Resonanzfrequenz f zu der Maschinendrehzahl Ne entspricht einem Wert, welcher durch Umwandeln der Maschinendrehzahl Ne, welche eine Torsionsresonanz hervorruft, in eine Resonanzfrequenz f eines Antriebssystems erhalten wird, und die Torsionsresonanz tritt auf, falls die Maschinendrehzahl Ne eine Drehzahl entsprechend der Resonanzfrequenz f erreicht. Die Resonanzfrequenz f1 entspricht einer ersten Resonanzfrequenz der vorliegenden Erfindung, während die Resonanzfrequenz f2 einer zweiten Resonanzfrequenz der vorliegenden Erfindung entspricht, und beide Resonanzfrequenzen f1 und f2 sind bei der vorliegenden Ausführungsform auf einen Wert eingestellt, welcher niedriger ist als eine Leerlauf-Drehzahl Nidle der Maschine 24.
  • Wie in 4 dargestellt, ist der Torsionswinkel θ2 größer als der Torsionswinkel θ1. Dies liegt darin begründet, da der in 3 dargestellt Spalt L2 größer ist als der Spalt L1. Wie vorstehend beschrieben ist, besitzt die Dämpfungsvorrichtung 38 zwischen einem positiven Torsionswinkel (Torsion in positiver Richtung) und einem negativen Torsionswinkel (Torsion in negativer Richtung) unterschiedliche Torsionscharakteristika. Insbesondere der Torsionswinkel θ1 beim Wechsel der Torsionssteifigkeit K1 zu der Torsionssteifigkeit K2 bei einem negativen Torsionswinkel wird durch einen Torsionswinkel Δθ kleiner als der Torsionswinkel θ2 beim Wechsel bei dem positiven Torsionswinkel.
  • Rückbeziehend auf 1 enthält die elektronische Steuerungsvorrichtung 100 einen sogenannten Mikrocomputer, welcher beispielsweise mit einer CPU, einem RAM, einem ROM und einer Eingangs/Ausgangs-Schnittstelle ausgerüstet ist, und die CPU führt gemäß Programmen, welche im Vorhinein in dem ROM gespeichert werden, Signalverarbeitungen durch, während eine vorübergehende Speicherfunktion des RAM verwendet wird, um verschiedene Steuerungen des Hybridfahrzeugs 8 vorzusehen. Die elektronische Steuerungsvorrichtung 100 sieht beispielsweise eine Ausgangssteuerung der Maschine 24, eine Antriebssteuerung und die regenerative Steuerung des ersten Elektromotors MG1 und des zweiten Elektromotors MG2, eine Schaltsteuerung des Automatikgetriebes 22 usw. vor und ist derart konfiguriert, dass diese nach Bedarf getrennt von der Maschinensteuerung, der Elektromotor-Steuerung, der Hydraulik-Steuerung (Schaltsteuerung) usw. ist.
  • Die elektronische Steuerungsvorrichtung 100 enthält funktional einen Maschinenstart-Ermittlungsabschnitt 102 (Maschinenstart-Ermittlungseinrichtung), welcher den Wechsel von der Motor-Fahrt zu der Maschinen-Fahrt, das heißt, den Start der Maschine 24 basierend auf einem Fahrzustand des Fahrzeugs 8 ermittelt, und einen Maschinenstart-Steuerungsabschnitt 104 (Maschinenstart-Steuerungseinrichtung), welcher eine Startsteuerung der Maschine 24 vorsieht.
  • Der Maschinenstart-Ermittlungsabschnitt 102 führt eine Ermittlung des Wechsels von der Motor-Fahrt zu der Maschinen-Fahrt durch oder, mit anderen Worten, ermittelt den Start der Maschine 24, basierend darauf, ob ein Fahrzustand des Fahrzeugs während der Motor-Fahrt einer vorbestimmte Bedingung genügt. Der Maschinenstart-Ermittlungsabschnitt 102 ermittelt, dass die Maschine 24 für den Wechsel zu der Maschinen-Fahrt gestartet wird, wenn der Fahrzustand des Fahrzeugs von einem Motor-Fahrbereich zu einem Maschinen-Fahrbereich gewechselt wird, basierend auf einem Fahr-Modus-Kennfeld, welches indikativ für Fahrbereiche für die Motor-Fahrt und die Maschinen-Fahrt ist und welches beispielsweise aus der Fahrzeuggeschwindigkeit V und dem Gaspedal-Öffnungsgrad Acc besteht, welche im Vorhinein eingestellt werden.
  • Der Maschinenstart-Steuerungsabschnitt 104 wird ausgeführt, wenn der Start der Maschine 24 basierend auf dem Maschinenstart-Ermittlungsabschnitt 102 ermittelt wird. Der Maschinenstart-Steuerungsabschnitt 104 bewirkt, dass der erste Elektromotor MG1 das Drehmoment Tm1 ausgibt, welches die Maschine 24 ankurbelt (Drehmoment, welches die Maschinendrehzahl erhöht), um die Maschinendrehzahl Ne hin zu einer Drehzahl zu erhöhen, welche einen selbsttragenden Betrieb ermöglicht, bevor die Verbrennung der Maschine 24 ermöglicht wird und die Maschine 20 gestartet wird. Da der erste Elektromotor MG1 über die Planetengetriebevorrichtung 26 mit der Dämpfungsvorrichtung 38 gekoppelt ist, wird das Elektromotor-Drehmoment Tm1 des ersten Elektromotors MG1 in ein Anlassmoment T umgewandelt, welches basierend auf einem Übersetzungsverhältnis der Planetengetriebevorrichtung 26 berechnet wird und zu der Dämpfungsvorrichtung 38 übertragen wird.
  • Das Fahrzeug 8 ist derart eingestellt bzw. konfiguriert, dass die Torsionsresonanz bei einer niedrigeren Drehzahl als die Leerlaufdrehzahl der Maschine 24 auftritt, um zu verhindern, dass die Torsionsresonanz in einem normalen Drehzahlbereich der Maschine 24 auftritt. Dadurch durchläuft die Drehzahl in einer Übergangsphase, während die Maschinendrehzahl Ne beim Start der Maschine erhöht wird, die Drehzahl entsprechend der Resonanzfrequenz des Fahrzeugs 8. Während dieser Phase tritt die Torsionsresonanz auf und ermöglicht die Erzeugung eines Stoßes und Geräusches aufgrund von Vibration. Bei sehr niedrigen Temperaturen ist beispielsweise die Reibung der Maschine 24 erhöht und dadurch neigt die Drehzahl dazu, beim Start der Maschine bei der Drehzahl entsprechend der Resonanzfrequenz zu verharren. Das Hybridfahrzeug 8 wiederholt den Start und das Anhalten der Maschine 24 vielfach, was dazu führt, dass dieses Problem an Bedeutung gewinnt.
  • Um dieses Problem zu lösen, verwendet der Maschinenstart-Steuerungsabschnitt 104 beim Start der Maschine in Abhängigkeit der Maschinendrehzahl Ne selektiv eine Mehrzahl (zwei bei dieser Ausführungsform) von Torsionscharakteristika, welche in der Dämpfungsvorrichtung 38 enthalten sind, wodurch das Auftreten der Torsionsresonanz unterdrückt wird. Die spezifische Steuerung des Maschinenstart-Steuerungsabschnittes 104 ist nachfolgend beschrieben.
  • Beim Start der Maschine wird das Anlassmoment T, welches die Maschinendrehzahl erhöht, von dem ersten Elektromotor MG1 über die Planetengetriebevorrichtung 26 und die Dämpfungsvorrichtung 38 zu der Maschine 24 übertragen. In diesem Fall wird das Anlassmoment T von der Seite der Nabe 58 zu der Dämpfungsvorrichtung 38 übertragen, was dazu führt, dass ein negativer Torsionswinkel θ in der Dämpfungsvorrichtung 38 ausgebildet wird. Dadurch wird beim Start der Maschine die Torsionscharakteristik im negativen Torsionswinkelbereich verwendet.
  • Wenn der Start der Maschine eingeleitet wird, stellt der Maschinenstart-Steuerungsabschnitt 104 das Drehmoment Tm1 des ersten Elektromotors MG1 zunächst höher ein, um das zu der Dämpfungsvorrichtung 38 übertragene Anlassmoment T zu erhöhen. Insbesondere wird die Steuerung derart vorgesehen, um der Dämpfungsvorrichtung 38 ein Drehmoment zu übertragen, welches größer ist als ein Drehmoment T2, das den Torsionswinkel θ der Dämpfungsvorrichtung 38 ausbildet, der größer ist als der vorbestimmte Wert θ1. Dadurch wird die Torsionscharakteristik der Dämpfungsvorrichtung 38 auf die zweite Torsionscharakteristik A eingestellt. In diesem Zustand ist die Resonanzfrequenz f des Antriebssystems basierend auf der Torsionssteifigkeit K2 auf die Resonanzfrequenz f2 eingestellt. Während die Maschinendrehzahl Ne zunimmt, hält der Maschinenstart-Steuerungsabschnitt 104 den Zustand aufrecht, bei welchem das Anlassmoment T größer ist als das Drehmoment T2, wenn sich die Maschinendrehzahl Ne in einem Drehzahlbereich befindet, welcher höher als die Drehzahl Nf1 entsprechend der Resonanzfrequenz f1 und um einen vorbestimmten Wert α niedriger als die Resonanzfrequenz f2 ist. Wenn sich die Maschinendrehzahl Ne einer Drehzahl Nf2 entsprechend der Resonanzfrequenz f2 annähert, bevor die Drehzahl Nf2 entsprechend der Resonanzfrequenz f2 erreicht wird, steuert der Maschinenstart-Steuerungsabschnitt 14 das Drehmoment Tm1 des ersten Elektromotors MG1, um das zu der Dämpfungsvorrichtung 38 übertragene Anlassmoment T zu reduzieren. Das Anlassmoment T wird insbesondere reduziert, bis das Anlassmoment T kleiner oder gleich einem Drehmoment T1 wird, welches den Torsionswinkel θ bildet, der kleiner als der vorbestimmte Wert θ1 ist. In diesem Zustand wird die Torsionscharakteristik der Dämpfungsvorrichtung 38 auf die erste Torsionscharakteristik B eingestellt und die Resonanzfrequenz f wird auf die Resonanzfrequenz f1 eingestellt, welcher kleiner als die Resonanzfrequenz f2 ist. Die Maschinendrehzahl Nf1 entsprechend der Resonanzfrequenz f1 entspricht einer Drehzahl, welche niedriger ist als die Drehzahl Nf2. Dadurch wird, nachdem die Maschinendrehzahl Ne die Drehzahl Nf1 entsprechend der Resonanzfrequenz f1 durchläuft, falls das Anlassmoment T reduziert wird, um die Resonanzfrequenz f von der Resonanzfrequenz f2 zu der Resonanzfrequenz f1 zu wechseln, die Maschinendrehzahl Ne höher als die Drehzahl Nf1 entsprechend der Resonanzfrequenz f1, und während die Maschinendrehzahl Ne weiter zunimmt, entfernt sich die Maschinendrehzahl Ne von der Drehzahl entsprechend der Resonanzfrequenz f. Dadurch wird die Maschinendrehzahl Ne daran gehindert, mit der Drehzahl entsprechend der Resonanzfrequenz f zusammenzufallen.
  • Die Maschinenstart-Steuerung wird mit Bezug auf ein in 5 dargestelltes Zeitdiagramm beim Start der Maschine beschrieben. Wenn ermittelt wird, dass die Maschine gestartet wird, wird das Anlassmoment von dem ersten Elektromotor MG1 ausgegeben und die Maschinendrehzahl Ne beginnt anzusteigen. Das Erhöhen der Maschinendrehzahl Ne von null erfordert ein höheres Anlassmoment und, wenn der Start der Maschine eingeleitet wird, gibt der Maschinenstart-Steuerungsabschnitt 104 das Drehmoment Tm1 des ersten Elektromotors MG1 in einer Art und Weise aus, dass das zu der Dämpfungsvorrichtung 38 übertragene Anlassmoment T größer wird als das Drehmoment T2. Die Torsionscharakteristik der Dämpfungsvorrichtung 38 wird entsprechend auf die zweite Torsionscharakteristik A (Resonanzfrequenz f2) eingestellt.
  • Wenn das Erhöhen der Motordrehzahl Ne durch den ersten Elektromotor MG1 gestartet wird, wird basierend auf der Torsionssteifigkeit K1 ermittelt, ob sich die Maschinendrehzahl Ne der Maschinendrehzahl Nf1 entsprechend der Resonanzfrequenz f1 annähert. Insbesondere wird ermittelt, ob die Maschinendrehzahl Ne einen Wert (= Nf1 – β) überschreitet, welcher durch einen im Vorhinein eingestellten vorbestimmten Wert β niedriger ist als die Maschinendrehzahl Nf1. Der vorbestimmte Wert β entspricht einem Wert, welcher im Vorhinein aus einem Experiment adaptiv erhalten wird, und entspricht einer Bandbreite, welche unter Berücksichtigung der Zeit, bis die Maschinendrehzahl Ne die Drehzahl Nf1 erreicht usw., erhalten wird.
  • Wenn die Maschinendrehzahl Ne zum Zeitpunkt t1 von 5 die Drehzahl (Nf1 – β) erreicht, wird ermittelt, dass sich die Maschinendrehzahl Ne der Drehzahl Nf1 entsprechend der Resonanzfrequenz f1 annähert, und der Maschinenstart-Steuerungsabschnitt 104 steuert das Drehmoment Tm1 des ersten Elektromotors MG1 derart, dass das Anlassmoment T nicht unter das im Vorhinein eingestellte Drehmoment T2 fällt. Mit anderen Worten, ein unterer Grenz-Schutzwert (das Drehmoment T2) des Anlassmoments T wird eingestellt und das Anlassmoment wird auf dem Drehmoment T2 gehalten. Das Drehmoment T2 entspricht einem Wert, welcher im Vorhinein adaptiv erhalten wird, und ist auf einen Wert eingestellt, bei welchem die Torsionscharakteristik der Dämpfungsvorrichtung 38 auf die zweite Torsionscharakteristik A, d. h., die Resonanzfrequenz f2, eingestellt ist, wie in 4 dargestellt ist. Dadurch wird, wenn die Maschinendrehzahl Ne zum Zeitpunkt t1 die Drehzahl (Nf1 – β) überschreitet, die Steuerung derart vorgesehen, dass das Anlassmoment T nicht kleiner oder gleich dem Drehmoment T2 wird, und die Resonanzfrequenz f wird auf die Resonanzfrequenz f2 eingestellt, die basierend auf der Torsionssteifigkeit K2 ermittelt wird. Die Resonanzfrequenz f2 entspricht einem Wert, der höher ist als die Resonanzfrequenz f1, welche basierend auf der Torsionssteifigkeit K1 ermittelt wird, und die Drehzahl Nf2 entsprechend der Resonanzfrequenz f2 entspricht einem Wert, der höher ist als die Drehzahl Nf1 entsprechend der Resonanzfrequenz f1. Folglich wird, selbst wenn die Drehzahl Ne zunimmt und die Drehzahl Nf1 entsprechend der Resonanzfrequenz f1 durchläuft, die Resonanzfrequenz f auf die Resonanzfrequenz f2 eingestellt, welche höher ist als die Resonanzfrequenz f1, und dadurch tritt keine Torsionsresonanz auf. Das Drehmoment T2 entspricht einem unteren Grenz-Drehmoment der vorliegenden Erfindung.
  • Wenn die Maschinendrehzahl Ne weiter zu einer höheren Drehzahl als die Drehzahl Nf1 entsprechend der Resonanzfrequenz f1 ansteigt und sich der Maschinendrehzahl Nf2 entsprechend der Resonanzfrequenz f2 annähert, reduziert der Maschinenstart-Steuerungsabschnitt 104 das Anlassmoment. Insbesondere wenn die Maschinendrehzahl Ne einen Wert (= Nf2 – α) erreicht, der um einen im Vorhinein eingestellten vorbestimmten Wert α niedriger ist als die Maschinendrehzahl Nf2 entsprechend der Resonanzfrequenz f2, wird ermittelt, dass sich die Maschinendrehzahl Ne der Maschinendrehzahl Nf2 annähert. In diesem Fall reduziert der Maschinenstart-Steuerungsabschnitt 104 das Anlassmoment auf einen Wert, der niedriger ist als das Drehmoment T1, wie in 4 dargestellt ist. Das Drehmoment T1 entspricht einem Wert, der im Vorhinein adaptiv erhalten wird, und ist auf einen Wert eingestellt, bei welchem die Drehmomentcharakteristik der Dämpfungsvorrichtung 38 auf die erste Torsionscharakteristik B, das heißt, die Resonanzfrequenz f1, eingestellt ist, wie in 4 dargestellt ist. Der vorbestimmte Wert α entspricht einem Wert, welcher im Vorhinein adaptiv erhalten wird und entspricht einer Bandbreite, welche unter Berücksichtigung der Zeit, bis die Maschinendrehzahl Ne ausgehend von der Drehzahl (Nf2 – α) die Drehzahl Nf2 erreicht usw. erhalten wird. Das Drehmoment T1 entspricht einem oberen Grenz-Drehmoment der vorliegenden Erfindung.
  • Die Zeit t2 von 5 bezeichnet die Zeit, wenn die Maschinendrehzahl Ne die Drehzahl (Nf2 – α) erreicht. Das Anlassmoment T nimmt von dem Zeitpunkt t2 ab und wird auf einem niedrigeren Wert als das Drehmoment T1 gesteuert. Dadurch ist die Torsionscharakteristik der Dämpfungsvorrichtung 38 auf die erste Torsionscharakteristik B eingestellt und die Resonanzfrequenz f ist auf die Resonanzfrequenz f1 eingestellt. In diesem Fall fällt die Drehzahl nicht mit der Maschinendrehzahl Ne entsprechend der Resonanzfrequenz f zusammen, da die Maschinendrehzahl Ne zum Zeitpunkt t2 höher ist als die Drehzahl Nf1 entsprechend der Resonanzfrequenz f1, selbst wenn die Maschinendrehzahl Ne weiter ansteigt. Dadurch wird die Maschinendrehzahl Ne beim Start der Maschine daran gehindert, mit der Drehzahl zusammenzufallen, welche das Auftreten der Torsionsresonanz bewirkt, und das Auftreten der Torsionsresonanz wird vermieden.
  • 6 ist ein Flussdiagramm zum Erläutern eines Hauptabschnittes des Steuervorganges der elektronischen Steuerungsvorrichtung 100, oder insbesondere eines Steuervorganges beim Start der Maschine, und wird mit einer sehr kurzen Zykluszeit, beispielsweise in der Folge von wenigen Millisekunden bis zu einigen dutzend Millisekunden, wiederholend ausgeführt.
  • Bei Schritt S1 (nachfolgend wird auf den Ausdruck „Schritt” verzichtet) wird entsprechend des Maschinenstart-Ermittlungsabschnittes 102 ermittelt, ob eine Startanforderung für die Maschine 24 ausgegeben ist. Falls S1 verneint wird, wird diese Routine beendet. Falls S1 bestätigt wird, wird bei S2 entsprechend des Maschinenstart-Steuerungsabschnittes 104 das Anlassmoment T von dem ersten Elektromotor MG1 übertragen, um das Ankurbeln der Maschine 24 zu starten. Bei S3 entsprechend des Maschinenstart-Steuerungsabschnittes 104 wird ermittelt, ob sich die Maschinendrehzahl Ne innerhalb eines Drehzahlbereichs zwischen dem Wert (= Nf1 – β), der um den vorbestimmten Wert β niedriger als die Maschinendrehzahl Nf1 entsprechend der Resonanzfrequenz f1 ist, und dem Wert (= Nf2 – α), der um den vorbestimmten Wert α niedriger als die Maschinendrehzahl Nf2 entsprechend der Resonanzfrequenz f2 ist, befindet (Nf2 – α > Ne > Nf1 – β). Falls S3 verneint wird, wird diese Routine beendet. Falls S3 bestätigt wird, wird bei S4 entsprechend des Maschinenstart-Steuerungsabschnittes 104 der untere Grenz-Schutz eingestellt und das Drehmoment Tm1 des ersten Elektromotors MG1 wird derart gesteuert, dass das zu der Dämpfungsvorrichtung 38 übertragene Anlassmoment T auf einem Wert größer oder gleich dem Drehmoment T2 gehalten wird. Bei S5 entsprechend des Maschinenstart-Steuerungsabschnittes 104 wird ermittelt, ob die Maschinendrehzahl Ne den Wert (= Nf2 – α), der um den vorbestimmten Wert α niedriger als die Maschinendrehzahl Nf2 entsprechend der Resonanzfrequenz f2 ist, überschreitet. Falls S5 verneint wird, wird diese Routine beendet. Andererseits, falls S5 bestätigt wird, wird die Drehmomentreduktion derart durchgeführt, dass das Anlassmoment T kleiner oder gleich dem Drehmoment T1 wird, und die Resonanzfrequenz f wird von der Frequenz f2 zu der Frequenz f1 gewechselt. Folglich wird die Maschinendrehzahl Ne höher als die Drehzahl Nf1 entsprechend der Resonanzfrequenz f1 und die Torsionsresonanz tritt nicht auf, selbst wenn die Maschinendrehzahl Ne weiter ansteigt.
  • Wie vorstehend beschrieben ist, enthalten die Torsionscharakteristika der Dämpfungsvorrichtung 38 in der negativen Richtung gemäß dieser Ausführungsform eine Mehrzahl von Torsionscharakteristika mit einer Torsionssteifigkeit, welche in Abhängigkeit eines Torsionswinkels variiert, und beim Start der Maschine kann die Mehrzahl der Torsionscharakteristika in Abhängigkeit der Maschinendrehzahl Ne selektiv verwendet werden, um die Maschinendrehzahl Ne zu erhöhen, wodurch die Maschinendrehzahl Ne daran gehindert wird, während des Anstiegs der Maschinendrehzahl Ne mit der Drehzahl entsprechend der Resonanzfrequenz f zusammen zu fallen. Dadurch kann die Torsionsresonanz während des Anstiegs der Maschinendrehzahl Ne vermieden werden, um die Fahrbarkeit zu verbessern.
  • Gemäß dieser Ausführungsform wird, wenn der Start der Maschine eingeleitet wird, die Drehzahl entsprechend der Resonanzfrequenz f erhöht und die Maschinendrehzahl Ne erreicht die Drehzahl nicht, da die Dämpfungsvorrichtung 38 den Torsionswinkels entsprechend der zweiten Torsionscharakteristik A besitzt. Wenn die Maschinendrehzahl Ne die Drehzahl Nf1 entsprechend der ersten Resonanzfrequenz f1 überschreitet, so dass diese einer Drehzahl entspricht, welche niedriger ist als die Drehzahl Nf2 entsprechend der zweiten Resonanzfrequenz f2, wird die Maschinendrehzahl Ne höher als die Drehzahl Nf1 entsprechend der ersten Resonanzfrequenz f1 und entfernt sich von der Drehzahl Nf1 entsprechend der ersten Resonanzfrequenz f1 während die Maschinendrehzahl Ne ansteigt, da das Elektromotor-Drehmoment Tm1 reduziert wird und die Maschinendrehzahl Ne bei dem Torsionswinkel entsprechend der ersten Torsionscharakteristik B ansteigt. Da die Maschinendrehzahl Ne auf diese Art und Weise daran gehindert wird, während dem Start der Maschine mit der Drehzahl entsprechend der Resonanzfrequenz f zusammen zu fallen, kann die Torsionsresonanz während dem Start der Maschine vermieden werden, um die Fahrbarkeit zu verbessern.
  • Gemäß dieser Ausführungsform besitzt die Dämpfungsvorrichtung 38 zumindest zwei Torsionscharakteristika bei der Torsion in der negativen Richtung und die Charakteristik bei dem größeren Torsionswinkel θ besitzt für die Maschinendrehzahl Ne im Vergleich zu der Charakteristik bei dem kleineren Torsionswinkel θ die höhere Resonanzfrequenz. Folglich wird, obwohl ein größeres Drehmoment ausgegeben wird, wenn der Start der Maschine eingeleitet wird, die Resonanzfrequenz f zu diesem Zeitpunkt erhöht, und dadurch wird die Maschinendrehzahl Ne entsprechend der Resonanzfrequenz f auf einen höheren Wert eingestellt. Obwohl das größere Drehmoment unnötig wird und das Drehmoment reduziert wird, während die Maschinendrehzahl Ne ansteigt, bewirkt diese Reduktion von Drehmoment, dass die Resonanzfrequenz f zu dem niedrigeren Wert f1 wechselt. Da die Maschinendrehzahl Ne zu diesem Zeitpunkt höher ist als die Drehzahl Nf1 entsprechend der Resonanzfrequenz f1, wird die Maschinendrehzahl Ne daran gehindert, mit der Drehzahl entsprechend der Resonanzfrequenz f zusammen zu fallen.
  • Gemäß dieser Ausführungsform wird, wenn der Start der Maschine eingeleitet wird, das Elektromotor-Drehmoment Tm1 derart gesteuert, dass das zu der Dämpfungsvorrichtung 38 übertragene Anlassmoment T nicht unter das voreingestellte Drehmoment T2 fällt, welches die Torsionscharakteristik der Dämpfungsvorrichtung 38 auf die zweite Torsionscharakteristik A einstellt. Folglich wird, wenn der Start der Maschine eingeleitet wird, die Torsionscharakteristik der Dämpfungsvorrichtung 38 zunächst auf der zweiten Torsionscharakteristik gehalten und die Drehzahl entsprechend der Resonanzfrequenz wird relativ zu der Maschinendrehzahl Ne auf einen höheren Wert eingestellt. Dadurch kann die Maschinendrehzahl Ne zunächst von der Drehzahl entsprechend der Resonanzfrequenz ferngehalten werden, wenn der Start der Maschine eingeleitet wird.
  • Gemäß dieser Ausführungsform wird, wenn die Maschinendrehzahl Ne die Drehzahl (= Nf2 – α) erreicht, welche um den vorbestimmten Wert α niedriger als die Drehzahl Nf2 entsprechend der Resonanzfrequenz f2 ist, das Elektromotor-Drehmoment Tm1 derart gesteuert, dass das zu der Dämpfungsvorrichtung 38 übertragene Anlassmoment T niedriger wird als das voreingestellte obere Grenz-Drehmoment T1, welches die Torsionscharakteristik der Dämpfungsvorrichtung 38 auf die erste Torsionscharakteristik B einstellt. Folglich wird, wenn die Maschinendrehzahl Ne die Drehzahl (= Nf2 – α) erreicht, welche um den vorbestimmten Wert α niedriger als die Drehzahl Nf2 entsprechend der Resonanzfrequenz f2 ist, die Torsionscharakteristik der Dämpfungsvorrichtung 38 auf die erste Torsionscharakteristik B gewechselt und dadurch wird die Maschinendrehzahl Ne höher als die Drehzahl Nf1 entsprechend der ersten Resonanzfrequenz f1. Daher wird die Maschinendrehzahl Ne, wenn diese weiter erhöht wird, daran gehindert, mit der Drehzahl Nf entsprechend der Resonanzfrequenz f zusammen zufallen.
  • Gemäß dieser Ausführungsform sind sowohl die Drehzahl Nf1 entsprechend der ersten Resonanzfrequenz f1 als auch die Drehzahl Nf2 entsprechend der zweiten Resonanzfrequenz f2 auf einen Wert eingestellt, welcher niedriger ist als die Leerlaufdrehzahl der Maschine 24. Folglich wird das Auftreten der Torsionsresonanz während dem Antreiben der Maschine verhindert, da die Maschinendrehzahl Ne während dem Antreiben der Maschine nicht auf die Drehzahl entsprechend der Resonanzfrequenz eingestellt wird.
  • Obwohl die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Abbildungen detailliert beschrieben wurde, wird die Erfindung in anderen Formen angewendet.
  • Obwohl die Dämpfungsvorrichtung 38 beispielsweise zwei Torsionscharakteristika, d. h., die erste Torsionscharakteristik B und die zweite Torsionscharakteristik A, als die Torsionscharakteristika bei einem negativen Torsionswinkel bei der Ausführungsform besitzt, stellt dies ein Beispiel dar, und die Dämpfungsvorrichtung 38 kann derart konfiguriert sein, dass diese in drei oder mehr Stufen gewechselt bzw. umgeschaltet wird. Die vorliegende Erfindung ist auf sämtliche Dämpfungsvorrichtungen mit einer Mehrzahl von Torsionscharakteristika anwendbar und eine spezifische Struktur, die eine Mehrzahl von Torsionscharakteristika implementiert, ist nicht auf die Struktur dieser Ausführungsform beschränkt.
  • Obwohl der erste Elektromotor MG1 über die bei der Ausführungsform als ein Differenzialmechanismus dienende Planetengetriebevorrichtung 26 mit der Dämpfungsvorrichtung 38 gekoppelt ist, stellt diese Konfiguration nicht notwendigerweise eine Beschränkung dar und der Elektromotor kann direkt mit der Dämpfungsvorrichtung gekoppelt sein. Daher ist die vorliegende Erfindung auf sämtliche Konfigurationen mit der in einer leistungsübertragbaren Art und Weise zwischen der Maschine und dem Elektromotor angeordneten Dämpfungsvorrichtung geeignet anwendbar.
  • Obwohl das Anlassmoment T bei der Ausführungsform derart gesteuert wird, dass dieses größer oder gleich dem Drehmoment T2 ist, wenn die Maschinendrehzahl Ne die Drehzahl (Nf1 – β) erreicht, kann das Anlassmoment derart gesteuert werden, dass dieses von dem Zeitpunkt der Einleitung des Starts der Maschine an größer oder gleich dem Drehmoment T2 ist.
  • Die vorstehende Beschreibung entspricht lediglich einer Ausführungsform und die vorliegende Erfindung kann basierend auf dem Wissen des Fachmanns in Form verschiedenartig modifizierter und verbesserter Gestaltungen implementiert werden.
  • Bezugszeichenliste
    • 8
    Hybridfahrzeug
    24
    Maschine
    38
    Dämpfungsvorrichtung
    100
    Elektronische Steuerungsvorrichtung (Steuerungsvorrichtung)
    MG1
    Erster Elektromotor (Elektromotor)
    f1
    Resonanzfrequenz (Erste Resonanzfrequenz)
    f2
    Resonanzfrequenz (zweite Resonanzfrequenz)

Claims (5)

  1. Steuerungsvorrichtung eines Hybridfahrzeugs mit einer Dämpfungsvorrichtung, welche in einem Leistungsübertragungspfad zwischen einer Maschine und einem Elektromotor angeordnet ist, wobei die Dämpfungsvorrichtung zwischen einer Torsion in positiver Richtung, bei welcher Antriebsleistung von der Maschine zu dem Elektromotor übertragen wird, und einer Torsion in negativer Richtung, bei welcher Antriebsleistung von dem Elektromotor zu der Maschine übertragen wird, unterschiedliche Torsionscharakteristika besitzt, die Steuerungsvorrichtung die Drehzahl der Maschine mit Hilfe des Elektromotors erhöht, um die Maschine zu starten, wobei die Torsionscharakteristik der Dämpfungsvorrichtung in der negativen Richtung eine Mehrzahl von Torsionscharakteristika mit einer Torsionssteifigkeit besitzt, welche in Abhängigkeit eines Torsionswinkels variiert, und wobei bei dem Start der Maschine die Mehrzahl von Torsionscharakteristika in Abhängigkeit einer Maschinendrehzahl selektiv verwendet wird, um die Maschinendrehzahl zu erhöhen.
  2. Steuerungsvorrichtung eines Hybridfahrzeugs nach Anspruch 1, wobei die Dämpfungsvorrichtung bei einer Torsion in der negativen Richtung eine erste Torsionscharakteristik entsprechend einer ersten Resonanzfrequenz und eine zweite Torsionscharakteristik entsprechend einer zweiten Resonanzfrequenz, welche höher als die erste Frequenz ist, besitzt, wobei, wenn der Start der Maschine eingeleitet wird, die Maschinendrehzahl bei einem Torsionswinkel entsprechend der zweiten Torsionscharakteristik erhöht wird, und wobei, wenn die Maschinendrehzahl eine Drehzahl erreicht, welcher höher als eine Drehzahl entsprechend der ersten Resonanzfrequenz und niedriger als eine Drehzahl entsprechend der zweiten Resonanzfrequenz ist, ein Elektromotor-Drehmoment des Elektromotors reduziert wird, um die Maschinendrehzahl bei einem Torsionswinkel entsprechend der ersten Torsionscharakteristik zu erhöhen.
  3. Steuerungsvorrichtung eines Hybridfahrzeugs nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Dämpfungsvorrichtung bei einer Torsion in der negativen Richtung zumindest zwei Torsionscharakteristika besitzt, und wobei eine Charakteristik bei einem größeren Torsionswinkel im Vergleich zu einer Charakteristik bei einem kleineren Torsionswinkel für eine Maschinendrehzahl eine höhere Resonanzfrequenz besitzt.
  4. Steuerungsvorrichtung eines Hybridfahrzeugs nach Anspruch 2 oder 3, wobei, wenn der Start der Maschine eingeleitet wird, das Elektromotor-Drehmoment derart gesteuert wird, dass ein zu der Dämpfungsvorrichtung übertragenes Drehmoment nicht unter ein voreingestelltes unteres Grenz-Drehmoment fällt, welches die Torsionscharakteristik der Dämpfungsvorrichtung auf die zweite Torsionscharakteristik einstellt.
  5. Steuerungsvorrichtung eines Hybridfahrzeugs nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei, wenn die Maschinendrehzahl eine Drehzahl erreicht, welche um einen vorbestimmten Wert niedriger als die Drehzahl entsprechend der zweiten Resonanzfrequenz ist, das Elektromotor-Drehmoment derart gesteuert wird, dass ein zu der Dämpfungsvorrichtung übertragenes Drehmoment niedriger wird als ein voreingestelltes oberes Grenz-Drehmoment, welches die Torsionscharakteristik der Dämpfungsvorrichtung auf die erste Torsionscharakteristik einstellt.
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