DE102014101062B4

DE102014101062B4 - Steuervorrichtung für ein Fahrzeug

Info

Publication number: DE102014101062B4
Application number: DE102014101062.0A
Authority: DE
Inventors: Shunya Kato; Akihiro Kimura; Yuma Mori; Hideki Furuta
Original assignee: Aisin AW Co Ltd; Toyota Motor Corp
Current assignee: Aisin AW Co Ltd; Toyota Motor Corp
Priority date: 2013-02-12
Filing date: 2014-01-29
Publication date: 2020-07-30
Anticipated expiration: 2034-01-30
Also published as: DE102014101062A1; CN103978979B; US20140228170A1; CN103978979A; JP2014151845A; JP5806246B2; US8954248B2

Abstract

Steuervorrichtung für ein Fahrzeug (10, 100), das einen Differentialabschnitt (14) einschließt, der ein erstes, mit einem Antriebsmotor (12) gekuppeltes Drehelement (C) und ein zweites, über eine in Eingriff und außer Eingriff bringbare Vorrichtung (18) mit Antriebsrädern (26) verbundenes Drehelement (R) besitzt, umfassend:
eine Steuereinheit (70), die geeignet ist, um:
die Verbindung der in Eingriff und außer Eingriff bringbaren Vorrichtung (18) zu steuern,
die Leistung des Antriebsmotors (12) einzustellen, und
die Leistung des Antriebsmotors (12) zu reduzieren, wenn die Verbindung der in Eingriff und außer Eingriff bringbaren Vorrichtung (18) hergestellt wird, wobei die Steuereinheit (70)die Leistung des Antriebsmotors (12) stärker reduziert, wenn die Drehzahl des ersten Drehelements (C) niedrig ist.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Diese Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung für ein Fahrzeug und insbesondere eine Leistungsreduktionssteuerung zur Reduzierung der Leistung einer Leistungsquelle, wenn eine in oder außer Eingriff bringbare Vorrichtung, wie ein automatisches Getriebe, eingekuppelt wird.
Beschreibung des Standes der Technik
Für die zeitweilige Reduzierung der Leistung einer Antriebsquelle und die Vermeidung von Getriebestößen und dergleichen, wenn eine in oder außer Eingriff bringbare Vorrichtung (Kupplung oder Bremse), wie ein automatisches Getriebe, eingekuppelt wird, sind weiterhin Technologien verfügbar. Das in der japanischen Patentanmeldung JP 2006-159 929 A offenbarte Hybridfahrzeug wendet beispielsweise eine leistungsreduzierende Steuerung bei der Lastverteilung zwischen einem Verbrennungsmotor und einem Elektromotor an, wenn ein Gang in einem automatischen Getriebe geschaltet wird. Weiterer Stand der Technik findet sich in der japanischen Patentanmeldung JP 2011-183 974 A sowie der deutschen Patentanmeldung DE 10 2006 035 456 A1 .
KURZFASSUNG DER EFINDUNG
Jedoch ändert sich bei einem Fahrzeug, bei dem ein erstes drehbares Element mit einer Kraftmaschine (Antriebsmotor) gekuppelt ist und ein zweites drehbares Element einen Differentialabschnitt besitzt, der mit Antriebsrädern gekuppelt ist, die Rotationsenergie im Differentialabschnitt entsprechend dem Zustand des Differentialabschnitts. Deshalb kann, wenn dieser Differentialzustand nicht in Betracht gezogen wird, das Ausmaß der Leistungsreduzierung größer als erforderlich sein oder übermäßig klein, und es besteht das Risiko einer Verschlechterung des Fahrverhaltens, wie Stöße bei der Gangschaltung, sowie Verschlechterungen beim Kraftstoffverbrauch und den Abgasen, und dergleichen.
Probleme dieser Art treten nicht nur beim Schalten von Gängen bei einem automatischen Getriebe auf, sondern können beispielsweise auch in Fällen auftreten, bei denen das Fahrzeug im Leerlauf rollt, das Fahrpedal unbetätigt und die Antriebskraft abgeschaltet ist, und dann zum Neustart der Übertragung der Antriebskraft die Steuerung der Leistungsreduzierung implementiert wird durch Verbindung der in Eingriff und außer Eingriff bringbare Vorrichtung, um in Übereinstimmung mit einer Fahrpedalbetätigung von AUS nach EIN in die angetriebene Fahrt umzuschalten.
Diese Erfindung wendet eine geeignete Leistungsreduzierungssteuerung an, ungeachtet der Veränderungen im Differentialzustand des Differentialabschnitts, wenn bei einem Fahrzeug mit einem Differentialabschnitt die Leistungsreduzierungssteuerung beim Einkuppeln einer in Eingriff und außer Eingriff bringbaren Vorrichtung eingesetzt wird.
Eine Steuervorrichtung für ein Fahrzeug gemäß einem ersten Aspekt dieser Erfindung ist eine Steuervorrichtung für ein Fahrzeug, das einen Differentialabschnitt einschließt, der ein erstes, mit einem Antriebsmotor gekuppeltes Drehelement und ein zweites, über eine in Eingriff und außer Eingriff bringbare Vorrichtung mit Antriebsrädern verbundenes Drehelement besitzt. Die Steuervorrichtung schließt eine Steuereinheit ein, die geeignet ist, um: die Verbindung der in Eingriff und außer Eingriff bringbaren Vorrichtung zu steuern, die Leistung des Antriebsmotors einzustellen, und die Leistung des Antriebsmotors zu reduzieren, wenn die Verbindung der in Eingriff und außer Eingriff bringbaren Vorrichtung hergestellt wird, wobei die Steuereinheit die Leistung des Antriebsmotors stärker reduziert, wenn die Drehzahl des ersten Drehelements niedrig ist.
Bei der Steuervorrichtung für ein Fahrzeug gemäß dem ersten Aspekt dieser Erfindung ist es möglich, eine Anordnung anzuwenden, bei welcher die Steuereinheit geeignet ist, um: als Bezugswert eine Drehzahl des ersten Drehelements festzustellen, bei der keine Änderung der Rotationsenergie des Differentialabschnitts in Bezug auf die Änderung der Drehzahl des ersten Drehelements auftritt, falls die Drehzahl des zweiten Drehelements gleichförmig ist, eine Drehzahldifferenz zwischen einer aktuellen Drehzahl des ersten Drehelements und dem Bezugswert zu berechnen, und das Ausmaß der Leistungsreduzierung des Antriebsmotors auf der Basis der Drehzahldifferenz festzustellen.
Eine Steuervorrichtung für ein Fahrzeug entsprechend dem zweiten Aspekt dieser Erfindung ist eine Steuervorrichtung für ein Fahrzeug, das einen Differentialabschnitt einschließt, der ein erstes, mit einem Antriebsmotor gekuppeltes Drehelement und ein zweites, über eine in Eingriff und außer Eingriff bringbare Vorrichtung mit Antriebsrädern verbundenes Drehelement besitzt. Die Steuervorrichtung umfasst: eine Steuereinheit, die geeignet ist, um: die Verbindung der in Eingriff und außer Eingriff bringbaren Vorrichtung zu steuern, die Leistung des Antriebsmotors einzustellen, die Leistung des Antriebsmotors zu reduzieren, wenn die Verbindung der in Eingriff und außer Eingriff bringbaren Vorrichtung hergestellt wird, eine überschüssige Leistung aus einer vorgegebenen Leistungsbilanzgleichung festzustellen, die als Parameter die Leistung des Antriebsmotors, eine über die in Eingriff und außer Eingriff bringbare Vorrichtung auf die Antriebsräder übertragene Antriebsleistung und eine Trägheitsleistung des Differentialabschnitts benutzt, und das Ausmaß der Leistungsreduzierung des Antriebsmotors auf der Basis der überschüssigen Leistung festzustellen.
Bei der Steuervorrichtung für ein Fahrzeug gemäß dem zweiten Aspekt dieser Erfindung ist es möglich, eine Anordnung anzuwenden, die eine mit dem Differentialabschnitt gekuppelte, wenigstens als elektrischer Generator wirkende Rotationsmaschine aufweist, wobei die Steuereinheit geeignet ist, um die überschüssige Leistung gemäß der folgenden Leistungsbilanzgleichung (1) zu berechnen $Δ P = Pe - Pc - Pb - Pinter$
in welcher ΔP die überschüssige Leistung darstellt, Pe die Leistung des Antriebsmotors darstellt, Pc die auf die Antriebsräder übertragene Leistung darstellt, Pb die Leistung der Rotationsmaschine darstellt und Piner die Trägheitsleistung des Differentialabschnitts darstellt.
Überdies ist es bei der Steuervorrichtung für ein Fahrzeug gemäß dem zweiten Aspekt dieser Erfindung möglich, eine Anordnung zu verwenden, bei der die Steuereinheit geeignet ist, um: erwartete Rotationsbeschleunigungen des ersten Drehelements und des zweiten Drehelements auf der Basis einer Ansprechverzögerung des Antriebsmotors zu bestimmen, und die Trägheitsleistung des Differentialabschnitts durch Verwendung entsprechend erwarteter Rotationsbeschleunigungen des ersten Drehelements und des zweiten Drehelements zu berechnen.
Überdies schließt die Steuervorrichtung für ein Fahrzeug nach dem ersten oder zweiten Aspekt dieser Erfindung weiter ein: ein automatisches Getriebe, das geeignet ist, mit der in Eingriff und außer Eingriff bringbaren Vorrichtung gekuppelt zu werden und zwischen einer Mehrzahl von Gängen umzuschalten, wobei: die Steuereinheit geeignet ist, um: die Leistung des Antriebsmotors, unmittelbar bevor die Eingangsdrehzahl des automatischen Getriebes eine synchrone Drehzahl eines vorgegebenen Gangs der Mehrzahl von Gängen erreicht, zu reduzieren, wenn der vorgegebene Gang eingerichtet wird, während die Eingangsdrehzahl durch die Leistung des Antriebsmotors erhöht wird.
Gemäß der Steuervorrichtung für ein Fahrzeug nach den Aspekten dieser Erfindung wird, weil das Ausmaß der Reduzierung der Leistung des Antriebsmotors größer gemacht wird, wenn die Drehzahl des ersten, mit dem Antriebsmotor gekuppelten Drehelements niedrig ist im Vergleich mit einem Zustand mit hoher Drehzahl im Falle der Ausführung einer Leistungsreduzierungssteuerung des Antriebsmotors, wenn die in Eingriff und außer Eingriff bringbare Vorrichtung in einem Fahrzeug mit einem Differentialabschnitt verbunden wird, und deshalb die Steuerung der Leistungsreduzierung in geeigneter Weise ausgeführt wird, ungeachtet von Veränderungen des Differentialzustands des Differentialabschnitts. Demzufolge ist es möglich, das Fahrverhalten, den Kraftstoffverbrauch, die Abgase und dergleichen zu verbessern, weil die Drehzahl des Antriebsmotors reduziert werden kann und eine sanfte, ununterbrochene Gangschaltung ausgeführt werden kann.
Figurenliste
Merkmale, Vorteile und technische und gewerbliche Bedeutung von Ausführungsbeispielen der Erfindung werden unten unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in welchen gleiche Bezugszahlen gleiche Elemente kennzeichnen und in welchen:

1 eine allgemeine, schematische Zeichnung ist, in der Hauptbestandteile eines Steuersystems in Verbindung mit einer schematischen Darstellung eines Hybridfahrzeugs dargestellt sind, bei dem die Erfindung in geeigneter Weise angewandt ist;
2 ein Beispiel einer kollinearen graphischen Darstellung eines Differentialabschnitts der 1 ist;
3 ein Beispiel eines Funktionsplans des automatischen Getriebes in 1 ist;
4 ein Ablaufdiagramm ist, das eine spezielle Darstellung der Leistungsreduzierungssteuerung der Gangschaltung zeigt, die durch das Mittel zur Reduzierung der Motorleistung in 1 ausgeführt wird;
5 ein Diagramm ist, das die beim Schritt S4 berechnete Drehgeschwindigkeitsdifferenz Δω zeigt, dargestellt auf einer Tafel mit Linien gleicher Energie der Rotationsenergie Ediff des Differentialabschnitts;
6 ein Beispiel einer Tafel ist, die benutzt wird, wenn das Ausmaß Pdown der Reduzierung der Motorleistung in Übereinstimmung mit der MG2-Leistung Pb beim Schritt S5 in 4 berechnet wird;
7 ein Beispiel der Zeittafeln ist, die die Änderung des Betriebszustands der entsprechenden Abschnitte zeigt, wenn die Leistungsreduzierungssteuerung der Gangschaltung gemäß dem Ablaufdiagramm in 4 im Falle einer Leistung-EIN Fahrschaltung ausgeführt wird;
8 ein Ablaufdiagramm ist, das eine Ausführungsform darstellt, bei der das Ausmaß Pdown der Reduzierung der Motorleistung in Übereinstimmung mit einer Gleichung zum Kraftausgleich eingestellt ist;
9 ein Beispiel einer Tafel ist, die zur Berechnung einer erwarteten MG2-Rotationsbeschleunigung dωm1 beim Schritt R4 in 8 benutzt wird;
10 ein Beispiel einer Tafel ist, die zur Berechnung einer erwarteten Motorrotationsbeschleunigung dωe1 beim Schritt R4 in 8 benutzt wird, und
11 eine schematische Zeichnung ist, die ein weiteres Beispiel eines Hybridfahrzeugs zeigt, bei welchem die Erfindung angewandt wird.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
Nachfolgend werden unter Bezugsnahme auf die Zeichnungen die Ausführungsformen der Erfindung im Detail beschrieben. Die 1 ist eine allgemeine, schematische Zeichnung, die eine allgemeine Ansicht eines Antriebssystems eines Hybridfahrzeugs 10 einschließt, bei dem die Erfindung in geeigneter Weise angewandt ist. Dieses Hybridfahrzeug 10 schließt in koaxialer Anordnung einen Motor 12 ein, der ein Verbrennungsmotor ist, der die Antriebskraft durch Verbrennung eines Kraftstoffs erzeugt, einen ersten Motorgenerator MG1 und einen zweiten Motorgenerator MG2, deren jeder geeignet ist, als Elektromotor oder als elektrischer Generator eingesetzt zu werden, und einen Differentialabschnitt 14, der von einem Planetengetriebe der Bauart mit einem einfachen Ritzel gebildet wird. Mit anderen Worten, der Motor 12 ist mit einem Planetenradträger C des Differentialabschnitts 14 verbunden, während eine Getriebezwischenwelle 16 mit einem Hohlrad R gekuppelt ist und der erste Motorgenerator MG1 mit einem Sonnenrad S. Außerdem ist der zweite Motorgenerator MG2 mit der Getriebezwischenwelle 16 gekuppelt. Der Motor 12 entspricht einer Kraftmaschine, der Planetenradträger C einem ersten Drehelement, das Hohlrad R einem zweiten Drehelement und der zweite Motorgenerator MG2 einer Rotationsmaschine, die mit dem zweiten Drehelement gekuppelt ist. Es ist auch möglich, eine Trennvorrichtung, wie eine Kupplung, zwischen dem Motor 12 und dem Differentialabschnitt 14 vorzusehen, und es ist ebenso möglich, einen Mechanismus zur Drehzahlreduzierung oder dergleichen zwischen dem zweiten Motorgenerator MG2 und der Getriebezwischenwelle 16 einzufügen.
Die 2 ist eine kollineare graphische Darstellung, in der die Drehzahlen der drei Drehelemente S, C und R des Differentialabschnitts 14 durch gerade Linien verbunden werden können und im Falle des Differentialabschnitts 14 gemäß dieser Ausführungsform, die ein Planetengetriebe der Bauart mit einem einfachen Ritzel einschließt, befindet sich der Planetenradträger C in einer Zwischenposition und das Sonnenrad S und das Hohlrad R an je einem Ende. Des Weiteren sind bei der kollinearen graphischen Darstellung der Drehelemente S, C und R die Abstände auf 1:ρ gemäß dem Übersetzungsverhältnis p des Planetengetriebes (= Anzahl der Zähne des Sonnenrades S/Anzahl der Zähne des Hohlrades R) eingestellt. Wenn der Planetenradträger C durch den Motor 12 in Drehung versetzt wird, werden das Hohlkrad R und auch die Getriebezwischenwelle 16 durch ein Drehmoment in Drehung versetzt, das dem Drehmoment des ersten Motorgenerator MG1 entspricht, der mit dem Sonnenrad S gekuppelt ist. Der zweite Motorgenerator MG2 erzeugt eine Antriebskraft, wenn er auf Aktion mit Zufuhr elektrischer Leistung geschaltet ist und als Elektromotor benutzt wird, und lädt die Batterie 44 über den Inverter 42, wenn er auf regenerative Aktion gestellt ist und als elektrischer Generator benutzt wird. Der Wert ωg in 2 ist die Drehzahl des ersten Motorgenerators MG1 (MG1-Drehzahl), ωe ist die Drehzahl des Motors 12 (Motordrehzahl) und ωm ist die Drehzahl des zweiten Motorgenerators MG2 (MG2-Drehzahl). Die Motordrehzahl ωe ist die gleiche wie die Drehzahl des ersten Drehelements, mit anderen Worten, der Planetenradträger C, und die MG2-Drehzahl ωm ist die gleiche wie die Drehzahl des zweiten Drehelements, mit anderen Worten, das Hohlrad R.
Die Getriebezwischenwelle 16 ist eine Eingangswelle des automatischen Getriebes 20 und die Ausgänge des Motors 12 und des zweiten Motorgenerators MG2 werden auf das automatische Getriebe 20 über diese Getriebezwischenwelle 16 und weiter über eine Ausgangswelle 22 und ein Differentialgetriebe 24 auf das linke Antriebsrad 26 und das rechte Antriebsrad 26 übertragen. Das automatische Getriebe 20 ist ein auf einem Planetengetriebesystem oder dergleichen basierendes, nicht-kontinuierliches Getriebe oder dergleichen, das eine Mehrzahl von Gängen einrichtet, die unterschiedliche Drehzahlverhältnisse haben, durch in Eingriff befindliche oder gelöste Zustände einer Mehrzahl von hydraulischen Vorrichtungen 18 für Reibungseingriff (Kupplung und/oder Bremse), und bei dem der Gangwechsel durch elektromagnetisch betätigbare, hydraulische Steuerventile oder Schaltventile oder dergleichen gesteuert wird, die in einer hydraulischen Steuervorrichtung 28 vorgesehen sind. Die Vorrichtungen 18 für Reibungseingriff fungieren als Eingriffs- und Lösevorrichtungen, die den Übertragungsweg der Antriebskraft verbinden oder trennen.
Das Hybridfahrzeug 10 ist mit einer elektronischen Steuereinheit 70 ausgestattet. Die elektronische Steuereinheit 70 schließt einen sogenannten Mikroprozessor ein, der eine Zentraleinheit (CPU), einen Lesespeicher (ROM), einen Schreib-Lese-Speicher (RAM), eine Ein-/Ausgabe-Schnittstelle und dergleichen besitzt und eine Signalverarbeitung in Übereinstimmung mit einem Programm ausführt, das vorher im ROM gespeichert wurde, während zeitweilig eine Speicherfunktion des RAM benutzt wird. Die elektronische Steuereinheit 70 empfängt Signale, die die Motordrehzahl ωe, die MG1-Drehzahl ωg, die MG2-Drehzahl com, das Ausmaß der Fahrpedalbetätigung Acc, beziehungsweise die Drehzahl ωout der Ausgangswelle 22 (die der Fahrzeuggeschwindigkeit V entspricht) von einem Motordrehzahlsensor 50, einem MG1-Drehzahlsensor 52, einem MG2-Drehzahlsensor 54, einem Fahrpedalbetätigungssensor 56 und einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 58 anzeigen. Die MG2-Drehzahl ωm ist die gleiche wie die Eingangsdrehzahl des automatischen Getriebes 20. Abgesehen davon werden verschiedene andere Informationen für die unterschiedlichen Steuerverfahren geliefert, wie ein Signal, das den Ladezustand (SOC) der Batterie 44 anzeigt, und so weiter.
In Funktionsausdrücken ist die elektronische Steuereinheit 70 mit Hybridsteuermitteln 72, Gangschaltsteuermitteln 74 und Mitteln 80 zur Steuerung der Leistungsreduzierung des Motors versehen. Die Hybridsteuermittel 72 veranlassen das Fahrzeug durch Steuerung der Aktion des Motors 12 und der Motorgeneratoren MG1 und MG2 zu fahren, wie bei der Umschaltung zwischen einer Mehrzahl von verschiedenen Fahrweisen, wie beispielsweise einer Fahrweise, bei der das Fahrzeug in Übereinstimmung mit dem Betriebszustand, wie dem Ausmaß der Fahrpedalbetätigung Acc, der Fahrzeuggeschwindigkeit V usw., den Verbrennungsmotor 12 als Quelle der Antriebskraft verwendet, und einer Fahrweise, bei der das Fahrzeug den Motorgenerator MG2 als Quelle der Antriebskraft benutzt.
Die Gangschaltsteuermittel 74 schalten zwischen einer Mehrzahl von Gängen im automatischen Getriebe 20 in Übereinstimmung mit einer vorher im Verhältnis zum Betriebszustand, wie einem Ausmaß der Fahrpedalbetätigung Acc, der Fahrzeuggeschwindigkeit V usw., festgelegten Schalttabelle durch Steuerung elektromagnetisch betätigter, hydraulischer, in der hydraulischen Steuervorrichtung 28 vorgesehener Steuerventile oder Schaltventile und dergleichen, um in die kuppelnden und gelösten Zustände der Mehrzahl der hydraulischen Vorrichtungen 18 für Reibungseingriff zu schalten. Die 3 ist ein Beispiel eines Schaltplans eines automatischen Getriebes 20 mit vier Vorwärtsgängen, bei welchem die durchgezogenen Linien Hochschaltlinien und die gestrichelten Linien Herabschaltlinien sind, und eine vorgegebene Hysterese angewandt wird. Es ist auch möglich, anstelle des Ausmaßes der Fahrpedalbetätigung Acc die erforderliche Antriebskraft oder das erforderliche Drehmoment zu verwenden.
Das Mittel 80 zur Steuerung der Leistungsreduzierung des Motors reduziert zeitweilig die Motorleistung Pe im Falle einer Leistung-EIN-Abwärtsschaltung, wenn eine Abwärtsschaltung durch das Gangschaltsteuermittel 74 ausgeführt wird während das Fahrpedal gedrückt ist, mit anderen Worten, wenn eine Abwärtsschaltung mit der MG2-Drehzahl ωm ausgeführt wird, die die Eingangsdrehzahl des automatischen Getriebes 20 ist, angehoben durch die Leistung Pe des Verbrennungsmotors 12. Insbesondere bei der Durchführung einer Abwärtsschaltung wird die Leistungsreduzierungssteuerung während der Gangschaltung zur zeitweiligen Reduzierung der Motorleistung Pe durchgeführt, unmittelbar bevor die MG2-Drehzahl com die synchrone Drehzahl comdoki des Gangs nach der Abwärtsschaltung erreicht. Dadurch werden Verbesserungen der Fahreigenschaften erreicht, wie bei den Gangschaltstößen aufgrund des Eingriffs der Vorrichtung 18 für Reibungseingriff, beim Kraftstoffverbrauch und bei den Abgasen und dergleichen. In funktionalen Begriffen sind die Mittel 80 zur Steuerung der Leistungsreduzierung des Motors versehen mit Mitteln 82 zur Antizipation des Verlaufs der Gangschaltung, Mitteln 84 zur Berechnung der Drehzahldifferenz, Mitteln 86 zur Berechnung des Ausmaßes der Motorleistungsreduzierung und Mitteln 88 zur Reduzierung des Motordrehmoments, und durch Ausführung der Signalverarbeitung entsprechend dem Ablaufdiagramm in 4 wird die Steuerung der Leistungsreduzierung während der Gangschaltung ausgeführt. Die Schritte S2 und S3 in 4 entsprechen den Mitteln 82 zur Antizipation des Verlaufs der Gangschaltung, Schritt S4 entspricht den Mitteln 84 zur Berechnung der Drehzahldifferenz, Schritt S5 entspricht den Mitteln 86 zur Berechnung des Ausmaßes der Motorleistungsreduzierung und die Schritte S6 und S7 entsprechen den Mitteln 88 zur Reduzierung des Motordrehmoments.
Beim Schritt S1 in 4 wird festgestellt, ob eine Abwärtsschaltung durchgeführt wird oder nicht, und im Falle einer Leistung-EIN-Abwärtsschaltung werden die mit S2 beginnenden Schritte durchgeführt. Es ist möglich, basierend darauf, ob das Ausmaß der Fahrpedalbetätigung Acc gleich einem vorgegebenen Wert oder größer ist als dieser, wenn beispielsweise vom Gangschaltsteuermittel 74 eine Abwärtsschaltung ausgeführt wird, aber es ist auch möglich, vom Gangschaltsteuermittel 74 eine Information zuzuführen, dass vom Gangschaltsteuermittel 74 eine Leistung-EIN-Abwärtschaltung ausgeführt wird.
Beim Schritt S2 wird der aktuelle Fortschritt A der Gangschaltung durch die untenstehende Formel (2) berechnet, und ein erwarteter Fortschritt (A + β) der Gangschaltung wird durch Addition eines Korrekturwerts β zum aktuellen Fortschritt A der Gangschaltung berechnet, wobei der Korrekturwert β auf der Basis der Ansprechverzögerung bei der Steuerung der Phasenverschiebung des Zündzeitpunkts des Motors 12 bestimmt wird. $A = (ω m - ω m1) / (ω m2 - ω m1)$
Die Formel (2) wird unter Verwendung der aktuellen MG2-Drehzahl ωm, der MG2-Drehzahl ωm1 beim Start der Gangschaltung und der MG2-Drehzahl ωm2 nach der Herunterschaltung eingesetzt und der aktuelle Fortschritt A der Gangschaltung wird im Bereich von 0 bis 1 bestimmt. Die MG2-Drehzahl com2 ist die gleiche wie die synchrone Drehzahl comdoki des Gangs nach dem Herunterschalten und wird bestimmt durch Multiplikation der Ausgangsdrehzahl ωout mit dem Drehzahlverhältnis y des Gangs nach dem Herunterschalten. Die MG2-Drehzahl ωm1 beim Start der Gangschaltung kann durch Multiplizieren der Ausgangsdrehzahl ωout mit dem Drehzahlverhältnis y des Gangs vor dem Herunterschalten berechnet werden. Des weiteren ist der erwartete Korrekturwert β der Grad des Fortschreitens der Gangschaltung während der Ansprechverzögerung bis das Motordrehmoment aktuell unter der Steuerung der Phasenverschiebung verändert wird und vorab bei einem Versuch oder einer Simulation in Relation zu der Art der Abwärtsschaltung, der Motordrehzahl ω, dem Motordrehmoment Te und dergleichen auf einen Wert von beispielsweise annähernd 0,1 bis 0,3 eingestellt wird.
Beim Schritt S3 wird festgestellt, ob der erwarteter Fortschritt (A + β) der Gangschaltung größer ist als der vorgegebene Bestimmungswert α oder nicht; während (A + β) ≤α das Verfahren in diesem Zustand beendet und die Schritte von S1 an wiederholt ausgeführt werden, während, falls der erwarteter Fortschritt (A + β) den Bestimmungswert α überschreitet, die Steuerung der Leistungsreduzierung vom Schritt S4 an gestartet wird. Der Bestimmungswert α ist passend eingestellt, damit die Steuerung der Leistungsreduzierung geeignet ausgeführt wird, und obwohl es möglich ist, einen festen Wert von 0,7 bis 0,9 durch Experiment oder Simulation, etc. einzustellen, kann ein Wert auch in Bezug auf den Typ der Abwärtsschaltung und das Motordrehmoment Te, oder dergleichen, eingestellt werden.
Beim Schritt S4 wird der Bezugswert coeth der Motordrehzahl ωe auf der Basis der aktuellen MG2-Drehzahl ωm und aus der Beziehung in der nachfolgenden Formel (3) und der Drehzahldifferenz Δ ω (=-ωe - ωeth) in Bezug auf die aktuelle Motordrehzahl ωe berechnet.
[Ausdruck 1] $ω e th = \frac{(1 + ρ) Ig}{{(1 + ρ)}^{2} Ig + ρ^{2} Ie} \times ω m$
Der Bezugswert ωeth ist die Motordrehzahl ωe, bei der eine Veränderung Null der Rotationsenergie Ediff des Differentialabschnitts 14 ansprechend auf die Änderung der Motordrehzahl ωe auftritt, wenn die MG2-Drehzahl ωm gleichförmig ist, und im Differentialabschnitt 14 gemäß dieser Ausführungsform, die ein Planetengetriebe mit einfachem Ritzel einschließt, die Beziehung nach der Formel (3) besteht. In der Formel (3) ist Ig die Rotationsträgheit des ersten Motorgenerators MG1 einschließlich des Sonnenrads S, das das dritte Drehelement ist, und Ie ist die Rotationsträgheit des Verbrennungsmotors 12 einschließlich des Planetenträgers C, der das erste Drehelement ist.
Die strichlierten Kurven in 5 zeigen die Rotationsenergie Ediff des Differentialabschnitts 14 in gleichförmigen Energieintervallen (Linien gleicher Energie) und die Kurve des Bezugswerts coeth ist eine gerade Linie, die die Positionen verbindet, an denen zur horizontalen Achse parallele Linien die Linien gleicher Energie tangieren. Betrachtet man die Punkte a und b in 5, so liegt beim Start einer Leistung-EIN-Abwärtsschaltung der Punkt a auf einer höheren Drehzahl coe des Verbrennungsmotors als der Punkt b, aber im Falle einer Leistung-EIN-Abwärtsschaltung, wie sowohl durch die ausgezogenen als auch die strichlierten Linien angezeigt ist, ist es wünschenswert, die Drehzahl ωe zu erhöhen, wenn die MG2-Drehzahl ωm auf ωm2 erhöht wird. Beispielsweise nehmen, wenn eine Leistung-EIN-Abwärtsschaltung aus dem durch die ausgezogene Linie in 2 angezeigten Zustand ausgeführt wird, sowohl die MG2-Drehzahl ωm als auch die Drehzahl coe des Verbrennungsmotors zu, wie durch die einfach unterbrochene Linie angezeigt ist.
Dabei wird es, falls die MG2-Drehzahl com sich der Drehzahl ωm2 nach der Abwärtsschaltung nähert, wünschenswert, dass die Veränderung der MG2-Drehzahl ωm, mit anderen Worten die Rotationsbeschleunigung, auf Null gesetzt wird, um den Eingriff der Reibungseingriffsvorrichtung 18 im automatischen Getriebe 20 zu steuern. Falls die Eingangsleistung Pe vom Verbrennungsmotor 12 größer ist als die auf die Antriebsräder 26 übertragene Leistung, mit anderen Worten, die gemäß dem Eingriffsdrehmoment der Reibungseingriffsvorrichtung 18 eingestellte Antriebsleistung Pc, breiten sich die Linien gleicher Energie von 5 in Ausdehnungsrichtung aus. In diesem Falle ist es notwendig, die überschüssige Leistung durch Änderung der Motordrehzahl ωe und der MG1-Drehzahl ωg entsprechend der Leistungsbilanz zu verbrauchen, falls eine Änderung Null bei der MG2-Drehzahl com vorliegt. Auf der rechten Seite des Bezugswerts ωeth, mit anderen Worten auf der rechten Seite der Drehzahl ωe des Verbrennungsmotors, ist die Richtung der Zunahme der Drehzahl coe des Verbrennungsmotors (die Richtung nach rechts in 5) die Seite, zu der sich die Linien gleicher Energie ausdehnen, mit anderen Worten die Seite, in deren Richtung die Rotationsenergie Ediff zunimmt. Deshalb ist, selbst wenn die Leistung Pe des Verbrennungsmotors größer ist als die Antriebsleistung Pc und durch die Erhöhung der Drehzahl ωe des Verbrennungsmotors Leistung verbraucht wird, nur ein kleiner Reduzierungsbetrag Pdown der Leistung des Verbrennungsmotors erforderlich, und dieser Reduzierungsbetrag Pdown kann sogar auf Null gesetzt werden.
Auf der linken Seite des Bezugswerts ωeth, mit anderen Worten auf der niedrigen Seite der Drehzahl coe des Verbrennungsmotors, ist die Richtung der Abnahme der Drehzahl ωe des Verbrennungsmotors (die Richtung nach links in 5) die Seite, nach der hin sich die Linien gleicher Energie zusammenziehen, mit anderen Worten, die Seite, in deren Richtung die Rotationsenergie Ediff abnimmt. Demzufolge tritt eine Aktion zur Reduzierung der Drehzahl coe des Verbrennungsmotors ein, falls die Leistung Pe des Verbrennungsmotors größer ist als die Antriebsleistung Pc, und es ist erforderlich, einen größeren Wert für den Reduzierungsbetrag Pdown der Leistung Pe des Verbrennungsmotors einzustellen, um die Drehzahl ωe des Verbrennungsmotors zu erhöhen. In dem durch die einfach unterbrochene Linie in 2 angezeigten Falle wird die Drehzahl ωg des MG1, der sich in der Gegenrichtung dreht, relativ niedrig, die Rotationsenergie wird reduziert, und deshalb können Fälle eintreten, in welchen die Rotationsenergie Ediff des gesamten Differentialabschnitts 14 reduziert wird, falls versucht wird, die Drehzahl ωe des Verbrennungsmotors entsprechend einer Abwärtsschaltung zu erhöhen, und es ist erforderlich, die Leistung Pe des Verbrennungsmotors zu reduzieren, um die Drehzahl ωe des Verbrennungsmotors zu erhöhen.
Auf diese Weise trägt die überschüssige Leistung oberhalb der Antriebsleistung Pc zur Steigerung der Drehzahl coe des Verbrennungsmotors bei, wenn sich die Drehzahl ωe des Verbrennungsmotors beim Bezugswert ωeth auf der Seite der hohen Drehzahlen befindet, und deshalb ist nur ein kleiner Reduzierungsbetrag Pdown der Eingangsleistung erforderlich. Andererseits, wenn sich die Drehzahl coe des Verbrennungsmotors beim Bezugswert ωeth auf der Seite der niedrigen Drehzahlen befindet, behindert die überschüssige Leistung oberhalb der Antriebsleistung Pc eine Zunahme der Drehzahl ωe des Verbrennungsmotors, und deshalb ist ein kleiner Reduzierungsbetrag Pdown der Eingangsleistung erforderlich. Deshalb ist es durch Einstellung des Ausmaßes Pdown der Reduzierung der Motorleistung im Verhältnis zur Drehzahldifferenz Δω zwischen der aktuellen Drehzahl ωe des Verbrennungsmotors und dem Bezugswert coeth möglich, die Reibungseingriffsvorrichtung 18 in geeigneter Weise zum Eingriff zu veranlassen, während im Wesentlichen eine Veränderung Null der MG2-Drehzahl com erreicht wird, und außerdem wird die Drehzahl ωe des Verbrennungsmotors geeignet erhöht und es kann ein mit der Antriebsleistungsanforderung des Fahrers übereinstimmendes Fahrverhalten garantiert werden. Es ist auch möglich, durch Vorwegnahme (Vorhersage) der Drehzahl coe des Verbrennungsmotors und der MG-Drehzahl ωm den Bezugswert coeth und auch die Drehzahldifferenz Δω zu berechnen, indem die Ansprechverzögerung bei der Steuerung der Phasenverschiebung des Zündzeitpunkts des Motors 12 berücksichtigt wird.
Zurückkehrend zur 4 wird beim nachfolgenden Schritt S5 das Ausmaß Pdown der Reduzierung der Motorleistung auf der Basis der Drehzahldifferenz Δω berechnet. Beispielsweise wird das Ausmaß Pdown der Reduzierung der Motorleistung auf der Basis der aktuellen Drehzahldifferenz Δω aus einer vorgegebenen Tafel und Berechnungsformel berechnet, in der das Ausmaß Pdown der Reduzierung der Motorleistung um so kleiner wird, je größer die Drehzahldifferenz Δω wird, wie in 6 gezeigt ist. Macht man das Ausmaß Pdown der Reduzierung der Motorleistung kleiner, wird die Drehzahldifferenz Δω um so größer, in dieser Weise bedeutet es, dass das Ausmaß Pdown der Reduzierung der Motorleistung kleiner gemacht wird, je größer die Drehzahl ωe des Verbrennungsmotors ist, mit anderen Worten, je größer die Drehzahl des ersten Drehelements (Planetenträger C) des Differentialabschnitts 14 ist, weil die Drehzahldifferenz Δω die Differenz (ωe - ωeth) zwischen der Drehzahl ωe des Verbrennungsmotors und dem Bezugswert ωeth ist. Bei dieser Ausführungsform wird durch Nutzung der zur Aufladung geeigneten, vom zweiten Motorgenerator MG2 erzeugten Leistung (MG2-Leistung) als ein Parameter zusätzlich zur Drehzahldifferenz Δω eine Tafel erstellt und das Ausmaß Pdown der Reduzierung der Motorleistung wird kleiner gemacht, je größer die MG2-Leistung Pb ist. Mit anderen Worten, durch Verbrauch der überschüssigen Leistung durch regenerative Steuerung durch den zweiten Motorgenerator MG2, wird das Ausmaß Pdown der Reduzierung der Leistung des Verbrennungsmotors 12 entsprechend kleiner gemacht und außerdem die Batterie 44 geladen. Die MG2-Leistung Pb wird entsprechend dem Ladezustand (SOC) der Batterie 44 und dergleichen eingestellt und die der Regeneration zugeordnete Seite ist positiv (+). Abgesehen davon ist es auch möglich das Ausmaß Pdown der Reduzierung der Motorleistung durch Benutzung der Motorleistung Pe, oder der Antriebsleistung Pc oder der Differenz zwischen diesen (Pe - Pc) als Parameter zu berechnen.
Durch Berechnung der Phasenverzögerung beim Zündzeitpunk des Verbrennungsmotors 12 auf der Basis des Ausmaßes Pdown der Reduzierung der Motorleistung im Schritt S6 und Ausgabe eines Befehls für die Phasenverzögerung des Zündzeitpunkts beim Schritt S7, wird das Motordrehmoment Te reduziert und die Motorleistung Pe um das Ausmaß der Reduzierung Pdown reduziert. Des Weiteren führt der zweite Motorgenerator MG2 bei der MG2-Leistung Pb eine regenerative Steuerung aus. Demzufolge wird die Eingangsleistung im Übereinstimmung mit dem Ausmaß Pdown der Reduzierung der Motorleistung und der MG2-Leistung Pb reduziert, und eine Steuerung der Leistungsreduzierung dieser Art wird fortgesetzt, bis die MG2-Drehzahl ωm die synchrone Drehzahl comdoki erreicht und die festgesetzten Reibungseingriffsvorrichtungen 18 vollständig in Eingriff sind.
Daraufhin wird das Motordrehmoment Te mit einem vorgegebenen Änderungstempo erhöht, wenn die Motorleistung Pe wiederhergestellt wird. In diesem Falle wird wünschenswerter Weise das Änderungstempo des Motordrehmoments Te kleiner gemacht, je größer die Motordrehzahl ωe ist. Mit anderen Worten, falls die Motordrehzahl ωe groß ist, wird das Ansprechvermögen bei der Änderung der Leistung Pe in Bezug auf das Drehmoment Te größer, das Ausmaß der Änderung pro Zeiteinheit wird kleiner, weil das Tempo der Änderung des Drehmoments Te kleiner gemacht wird, die Änderung des Antriebsdrehmoments kann reduziert werden, unabhängig von der Größe der Motordrehzahl ωe, und das Fahrverhalten bei der Wiederherstellung der Motorleistung kann verbessert werden.
Die 7 ist ein Beispiel für Zeittafeln, die die Änderung des Betriebszustands der entsprechenden Abschnitte zeigt, wenn im Falle einer Leistung-EIN-Gangschaltung die Steuerung der Leistungsreduzierung in Übereinstimmung mit dem Ablaufdiagramm in 4 ausgeführt wird. Die ausgezogenen Linien in den Spalten für die Motordrehzahl ωe und die Motorleistung Pe zeigen einen Fall an, in welchem sich die Motordrehzahl ωe ab dem Punkt a in 5 verändert hat, was durch die ausgezogene Linie angezeigt wird, und in diesem Falle ist die Drehzahl größer als der Bezugswert ωeth. Die gestrichelten Linien bezeichnen den Fall, in dem die Drehzahl ωe des Verbrennungsmotors sich ab dem Punkt b in 5 geändert hat, was durch die gestrichelte Linie angezeigt wird, und in diesem Falle ist die Drehzahl niedriger als der Bezugswert ωeth. Der Zeitpunkt t1 ist der Zeitpunkt, zu dem ein Befehl zur Abwärtsschaltung entsprechend einer Zunahme des Ausmaßes der Fahrpedalbetätigung Acc ausgegeben wird. Wenn auf diese Weise ein Befehl zur Abwärtsschaltung ausgegeben wird, wird die Ausgangssteuerung des Verbrennungsmotors 12 und des ersten Motorgenerators MG1, und die Lösesteuerung und die Eingriffssteuerung der Reibungseingriffselemente 18 auf der Löseseite und der Eingriffsseite, und dergleichen, derart ausgeführt, dass die Rotationsbeschleunigungen dωm, die jeweils das Ausmaß der Änderung pro Zeiteinheit bei der MG2-Drehzahl com und der Drehzahl ωe des Verbrennungsmotors sind, die die Eingangsdrehzahl des automatischen Getriebes 20 sind, sich gemäß dem beispielsweise in den 9 und 10 gezeigten Zieländerungsmuster ändern.
Der Zeitpunkt t2 ist der Zeitpunkt, zu dem der erwartete Fortschritt (A + β) der Gangschaltung den Bestimmungswert α überschreitet, die Feststellung beim Schritt S3 JA (bestätigend) wird und die Steuerung zur Reduzierung der Leistung beim Schritt S4 aufwärts wird gestartet. In diesem Falle ist, wenn die Drehzahl coe des Verbrennungsmotors (gepunktete Linie) geringer ist als der Bezugswert ωeth, das Ausmaß der Reduzierung der Motorleistung Pe groß im Vergleich mit einem Falle, in dem die Drehzahl ωe des Verbrennungsmotors (durchgehende Linie) größer ist als der Bezugswert coeth (ausgezogene Linie). Deshalb ist es möglich, in geeigneter Weise die Drehzahl ωe des Verbrennungsmotors zu erhöhen, während die MG2-Drehzahl ωm nahe der synchronen Drehzahl comdoki gehalten wird (die die gleiche ist, wie die MG2-Drehzahl ωm2 in 5), ungeachtet der Änderung bei der Rotationsenergie Ediff des Differentialabschnitts 14 aufgrund der Veränderung der Drehzahl ωe des Verbrennungsmotors. Andererseits wird in Fällen, in welchen die Drehzahl ωe des Verbrennungsmotors niedriger ist als der Bezugswert ωeth, wie es durch die gepunktete Linie angezeigt ist, die Eingangsleistung zu groß, falls das Ausmaß Pdown der Reduzierung der Motorleistung Pe im gleichen Umfang reduziert wird, wie die ausgezogene Linie, die Drehzahl ωe des Verbrennungsmotors wird sinken, wie durch die einmal gepunktete Linie angezeigt, und deshalb muss man sich mit der Verschlechterung des Fahrverhaltens nach der Beendigung der Gangschaltung beschäftigen. Überdies wird in Fällen, in welchen die Drehzahl ωe des Verbrennungsmotors höher ist als der Bezugswert coeth, wie es durch die ausgezogene Linie dargestellt ist, falls dann das Ausmaß Pdown der Reduzierung der Motorleistung Pe im gleichen Umfang vergrößert wird, wie die gepunktete Linie, die Eingangsleistung zu klein, die Drehzahl ωe des Verbrennungsmotors wird sinken, und deshalb muss man sich um das Fahrverhalten kümmern, wobei zusätzlich eine Möglichkeit der Verschlechterung des Kraftstoffverbrauchs und der Abgase aufgrund einer mehr als erforderlichen Reduzierung der Motorleistung Pe besteht.
Der Zeitpunkt t3 ist der Zeitpunkt, zu dem die MG2-Drehzahl ωm nach einer Abwärtsschaltung die synchrone Drehzahl ωmdoki erreicht und wonach die Reibungseingriffsvorrichtung 18 auf der Eingriffsseite vollständig in Eingriff gelangt ist und außerdem die Steuerung zur Wiederherstellung der Motorleistung Pe eingeleitet ist und zum Zeitpunkt t4 die Abfolge der Gangschaltungssteuerung einschließlich der Leistungsreduzierungssteuerung der Gangschaltung vollendet ist.
Auf diese Weise wird beim erfindungsgemäßen Hybridfahrzeug 10, wenn eine Abwärtsschaltung ausgeführt wird, während die MG2-Drehzahl ωm, die die Eingangsdrehzahl des automatischen Getriebes 20 ist, durch die Leistung Pe des Verbrennungsmotors erhöht wird, eine Leistungsreduzierungssteuerung des Verbrennungsmotors 12 ausgeführt, unmittelbar bevor die MG2-Drehzahl ωm nach einer Abwärtsschaltung die synchrone Drehzahl ωmdoki erreicht, aber weil das Ausmaß Pdown der Leistungsreduzierung auf einen größeren Wert eingestellt ist, wenn die Drehzahl ωe des Verbrennungsmotors niedrig ist, im Vergleich zu ihrem hohen Zustand, wobei diese Drehzahl ωe des Verbrennungsmotors die Drehzahl des ersten Drehelements (Planetenträger C) des Differentialabschnitts 14 ist, wird dann eine geeignete Leistungsreduzierungssteuerung ausgeführt, unabhängig von einer Änderung des Differenzzustands des Differentialabschnitts 14, mit anderen Worten, einer Änderung der Rotationsenergie Ediff. Insbesondere unabhängig von einer Änderung der Drehzahl ωe des Verbrennungsmotors, die die Drehzahl des ersten Drehelements (Planetenträger C) ist, in einem Zustand, in dem die Änderung der MG2-Drehzahl ωm durch die Eingriffssteuerung der ersten Reibungseingriffsvorrichtung 18 begrenzt ist, und genauer gesagt, ein Zustand, in dem die MG2-Drehzahl ωm nahe der synchronen Drehzahl ωmdoki gehalten wird, kann die Drehzahl ωe des Verbrennungsmotors geeignet erhöht werden, eine Reduzierung der Drehzahl ωe des Verbrennungsmotors und eine sanfte, ununterbrochene Gangschaltung kann durchgeführt werden, und das Fahrverhalten, der Kraftstoffverbrauch und die Abgase, etc., können verbessert werden.
Des Weiteren wird bei dieser Ausführungsform die Drehzahldifferenz Δω zwischen der Drehzahl coe des Verbrennungsmotors und dem Bezugswert ωeth berechnet und das Ausmaß Pdown der Leistungsreduzierung wird auf der Basis dieser Drehzahldifferenz Δω bestimmt, aber wie die 5 verdeutlicht, spiegelt die Drehzahldifferenz Δω die Änderung der Rotationsenergie Ediff wider in Bezug auf die Änderung der Drehzahl ωe des Verbrennungsmotors. Deshalb ist es möglich, das Ausmaß Pdown der Leistungsreduzierung, durch das die Drehzahl ωe des Verbrennungsmotors geeignet erhöht werden kann, in einer einfachen und geeigneten Weise in Übereinstimmung mit der Drehzahldifferenz Δω festzustellen, ungeachtet einer Änderung des Differenzzustands des Differentialabschnitts 14. Insbesondere wird bei dieser Ausführungsform, weil die MG2-Leistung Pb auch zusätzlich zur Drehzahldifferenz Δω als Parameter benutzt wird, um das Ausmaß Pdown der Leistungsreduzierung festzustellen, die Steuerung der Leistungsreduzierung geeigneter durchgeführt.
Überdies kann bei dieser Ausführungsform die Steuerung der Leistungsreduzierung während der Gangschaltung geeignet ausgeführt werden, weil die Leistungsreduzierungssteuerung vom Schritt S4 an beginnt, wenn der erwartete Fortschritt (A + β) der Gangschaltung den Bestimmungswert α erreicht, ungeachtet der Ansprechverzögerung bis das Motordrehmoment Te aktuell bei der Phasenverzögerungssteuerung des Zündzeitpunkts des Verbrennungsmotors 12 reduziert ist, und das Fahrverhalten, der Kraftstoffverbrauch und die Abgase und dergleichen können weiter verbessert werden.
Als Nächstes wird eine weitere Ausführungsform der Erfindung beschrieben. In der unten wiedergegebenen Ausführungsform werden Teile, die im wesentlichen die gleichen sind, wie bei der oben beschriebenen Ausführungsform durch die gleichen Bezugszahlen gekennzeichnet, und eine detaillierte Beschreibung entfällt hier.
Die 8 ist ein Ablaufdiagramm, das ein weiteres Beispiel einer Signalverarbeitung zeigt, die durch das Mittel 80 zur Steuerung der Leistungsreduzierung des Motors ausgeführt wird, und die anstelle des Ablaufdiagramms in 4 ausgeführt wird. Die Schritte R1 bis R3, R6 und R7 in 8 sind jeweils die gleichen wie die Schritte S1 bis S3, S6 und S7 in 4, und nur die Schritte R4 und R5 sind jeweils unterschiedlich gegenüber den Schritten S4 und S5. Insbesondere entsprechen die Schritte R2 und R3 den Mitteln 82 zur Antizipation des Verlaufs der Gangschaltung, und die Schritte R6 und R7 entsprechen den Mitteln 88 zur Reduzierung des Motordrehmoments, aber es sind anstelle der Mittel 84 zur Berechnung der Drehzahldifferenz Mittel zur Antizipation der Rotationsbeschleunigung vorgesehen, die den Schritt R4 ausführen. Außerdem führt das Mittel 86 zur Berechnung des Ausmaßes der Motorleistungsreduzierung den Schritt R5 anstelle des Schritts S5 aus und ist so gestaltet, dass es das Ausmaß Pdown der Leistungsreduzierung auf der Basis des Leistungsüberschusses ΔP einstellt, der in Übereinstimmung mit der Leistungsbilanzgleichung (1) bestimmt ist.
Beim Schritt R4 in 8 werden die erwartete MG2-Rotationsbeschleunigung dωm1 und die erwartete Motorrotationsbeschleunigung dωe1 auf der Basis des beim Schritt R2 berechneten, erwarteten Fortschritts (A + ß) der Gangschaltung berechnet. Diese Rotationsbeschleunigungen dωm und dωe sind die Ausmaße von Änderungen der Drehzahlen com und ωe pro Zeiteinheit und werden derart gesteuert, dass sie sich ansprechend auf den Fortschritt der Gangschaltung entlang der in den 9 und 10 gezeigten, vorgegebenen Zieländerungsmuster ändern, abhängig beispielsweise von der Art der Gangschaltung und dergleichen. Demzufolge können die erwartete MG2-Rotationsbeschleunigung dωm1 und die erwartete Motorrotationsbeschleunigung dωe1 jeweils auf der Basis des erwarteten Fortschritts (A + β) der Gangschaltung von einer Tafel dieser Zieländerungsmuster bestimmt werden.
Beim Schritt R5 werden die Motorleistung Pe, die auf die Antriebsräder 16 über die Reibungseingriffsvorrichtung 18 übertragene Antriebsleistung Pc, die Trägheitsleistung Piner des Differentialabschnitts 14 und die Leistung Pb des zweiten Motorgenerators MG2 als Parameter benutzt, um die überschüssige Leistung ΔP gemäß der vorgegebenen Leistungsbilanzgleichung (1) zu berechnen, und das Ausmaß Pdown der Reduzierung der Leistung des Verbrennungsmotors 12 wird auf der Basis der überschüssigen Leistung ΔP eingestellt. Es ist auch möglich, die überschüssige Leistung ΔP direkt als das Ausmaß Pdown der Leistungsreduzierung einzustellen, jedoch kann das Ausmaß Pdown der Leistungsreduzierung derart größer oder kleiner als die überschüssige Leistung ΔP gemacht werden, dass die Motordrehzahl ωe sich in einer vorgeschriebenen Weise ändert. Bei dieser Ausführungsform ist die Motordrehzahl ωe so eingestellt, dass sie ähnlich dem oben beschriebenen Beispiel zunimmt.
Die Motorleistung Pe wird durch Multiplizierung des Motordrehmoments Te mit der Motordrehzahl ωe bestimmt. Die Antriebsleistung Pc kann unter Verwendung einer vorgegebenen Tafel oder Berechnungsformel auf der Basis des Übertragungsdrehmoments (hydraulischer Druck beim Eingriff) Tc des Reibungseingriffselements 18 berechnet werden, das zum Eingriff gesteuert wird, und der MG2-Drehzahl com, die die Eingangsdrehzahl ist. Die MG2-Leistung Pb ist die zur Ladung der Batterie 44 geeignete Leistung, die durch eine vorgegebene Tafel oder Berechnungsformel auf der Basis des Ladezustands der Batterie (SOC) und dergleichen bestimmt wird. Beim zweiten Motorgenerator MG2 wird das Motordrehmoments (regeneratives Drehmoment) Tm in Übereinstimmung mit der zur Ladung geeigneten Leistung eingestellt, und die MG2-Leistung Pb ist positiv (+) auf der regenerativen Seite, wenn der MG2 als Generator fungiert.
Außerdem wird die Trägheitsleistung Piner des Differentialabschnitts 14 in Übereinstimmung mit dem folgenden Ausdruck (4) auf der Basis der Rotationsträgheit Ie des Verbrennungsmotors 12 einschließlich des Planetenträgers C bestimmt, der das erste Drehelement ist, der Rotationsbeschleunigung dωe und die Drehzahl ωe des Verbrennungsmotors 12, die Rotationsträgheit Im des zweiten Motorgenerators MG2 einschließlich des Hohlrads R, das das zweite Drehelement ist, die Rotationsbeschleunigung dωm und die Drehzahl com des zweiten Motorgenerators MG2, die Rotationsträgheit Ig des ersten Motorgenerators MG1 einschließlich des Sonnenrads S, das das dritte Drehelement ist, und die Rotationsbeschleunigung dωg und die Drehzahl ωg des ersten Motorgenerators MG1. Die Drehzahl coe des Verbrennungsmotors, dieMG1-Drehzahl ωg und die MG2-Drehzahl ωm weisen im Falle eines Differentialabschnitts 14, der ein Planetengetriebe mit einfachem Ritzel ist, die Beziehung im unten stehenden Ausdruck (5) auf, und deshalb ist es schließlich möglich, die Trägheitsleistung Piner durch eine vorgegebene Tafel oder Berechnungsformel von zwei Parametern, der Rotationsbeschleunigung dωe des Verbrennungsmotors 12 und der Rotationsbeschleunigung dωm des zweiten Motorgenerators MG2, ausgehend zu bestimmen. In diesem Falle wird bei dieser Ausführungsform die Trägheitsleistung Piner durch Anwendung der erwarteten Rotationsbeschleunigung dωe1 des Verbrennungsmotors und der beim obigen Schritt R4 festgestellten, erwarteten MG2-Rotationsbeschleunigung dωm1 als Motorrotationsbeschleunigung dcoe und MG2-Rotationsbeschleunigung dωm bestimmt. $Piner = Ie \cdot \cdot d ω e \cdot ω e + Im \cdot d ω m \cdot ω m + Ig \cdot d ω g \cdot ω g$
$ω m + ρ \cdot ω g - (1 + ρ) \cdot ω e = 0$
Wenn das Ausmaß der Leistungsreduzierung Pdown beim Schritt R5 auf diese Weise eingestellt wird, werden die Schritte R6 und R7 ausgeführt und in zur oben beschriebenen Ausführungsform ähnlicher Weise wird die Leistung Pe des Verbrennungsmotors 12 um das Ausmaß Pdown der Reduzierung der Motorleistung reduziert, indem die Steuerung der Phasenverzögerung des Zündzeitpunkts des Verbrennungsmotors 12 angewandt wird.
Bei dieser Ausführungsform wird, weil das Ausmaß Pdown der Reduzierung der Motorleistung auf der Basis der durch die Leistungsbilanzgleichung (1) festgestellten überschüssigen Leistung ΔP einschließlich der Trägheitsleistung Piner des Differentialabschnitts 14 eingestellt wird, die Steuerung zur Leistungsreduzierung in geeigneter Weise ungeachtet der Änderung des Differenzzustands des Differentialabschnitts 14 ausgeführt. Insbesondere kann die Motordrehzahl ωe in geeigneter Weise erhöht werden, die Reduzierung der Motordrehzahl ωe und eine sanfte nicht unterbrochene Gangschaltung kann ausgeführt werden, und das Fahrverhalten, der Kraftstoffverbrauch und die Abgase, etc. können verbessert werden, ungeachtet einer Änderung der Motordrehzahl ωe, die die Drehzahl des ersten Drehelements (Planetenradträger C) ist, in einem Zustand, in dem die Änderung der MG2-Drehzahl ωm durch die Eingriffssteuerung der Reibungseingriffsvorrichtungen 18 begrenzt ist, und genauer gesagt ein Zustand, in dem die MG2-Drehzahl nahe der synchronen Drehzahl ωmdoki gehalten wird. Mit anderen Worten, falls das Ausmaß Pdown der Leistungsreduzierung auf der Basis der überschüssigen Leistung ΔP eingestellt wird, die in Übereinstimmung mit der Leistungsbilanzgleichung (1) einschließlich der Trägheitsleistung Piner des Differentialabschnitts 14 festgestellt wird, wird in ähnlicher Weise wie bei der oben beschriebenen Ausführungsform das Ausmaß Pdown der Leistungsreduzierung größer, je niedriger die Motordrehzahl ωe ist, und es werden im wesentlichen die gleichen Aktionen und Wirkungen erhalten, wie bei der oben beschriebenen Ausführungsform.
Überdies ist es bei dieser Ausführungsform möglich, eine Steuerung der Leistungsreduzierung des Verbrennungsmotors 1 durchzuführen, weil die überschüssige Leistung ΔP in Übereinstimmung mit der vorgegebenen Leistungsbilanzgleichung (1) unter Anwendung der Leistung Pb des zweiten Motorgenerators MG2 als Parameter berechnet wird und dabei die Leistungsreduzierung durch die Regenerationssteuerung des zweiten Motorgenerators MG2 in Betracht gezogen wird.
Des weiteren wird bei dieser Ausführungsform, weil die Trägheitsleistung Piner des Differentialabschnitts 14 unter Verwendung der erwarteten Motorrotationsbeschleunigung dωe1 und der erwarteten MG2-Rotationsbeschleunigung dωm1, die auf der Basis der Ansprechverzögerung bei der Steuerung der Phasenverschiebung des Motors 12 bestimmt werden, berechnet wird, die Motorleistung Pe so gesteuert wird, dass sie geeignet reduziert wird, ungeachtet der Ansprechverzögerung bei der Steuerung der Phasenverzögerung des Verbrennungsmotors 12, und das Fahrverhalten, der Kraftstoffverbrauch und die Abgase, und dergleichen können weiter verbessert werden.
Die 11 ist eine schematische Zeichnung, die ein weiteres Beispiel eines Hybridfahrzeugs ist, bei dem die Erfindung nützlich angewandt werden kann, und bei diesem Hybridfahrzeug 100 wird der zweite Motorgenerator MG2 mit der Übertragungswelle 104 für die Antriebsleistung gekuppelt, wenn die Antriebsleistung über die Kupplung 102 vom Hohlrad R, das ein zweites Drehelement des Differentialabschnitts 14 ist, auf die Übertragungswelle 104 für die Antriebsleistung übertragen wird. Die Kupplung 102 ist eine Einplattenreibungseingriffsvorrichtung oder eine Mehrplattenreibungseingriffsvorrichtung, die einer in und außer Eingriff zu bringenden Vorrichtung entspricht. Überdies kann die Übertragungswelle 104 direkt mit der Differentialgetriebevorrichtung 24 gekuppelt sein, kann aber auch über das automatische Getriebe 20 oder dergleichen mit der Differentialgetriebevorrichtung 24 gekuppelt sein.
Beim Hybridfahrzeug 100 dieser Art ist es dann, wenn beispielsweise in einer Betriebsweise des Motors, in der die Kupplung 102 gelöst ist und das Fahrzeug nur unter Verwendung des zweiten Motorgenerators MG2 als einer Quelle der Antriebskraft bewegt wird, in eine Betriebsweise geschaltet wird, in der die Kupplung 102 in Eingriff ist und das Fahrzeug unter Verwendung des Verbrennungsmotors 12 als Quelle der Antriebskraft bewegt wird, oder wenn die Betriebsweise des Motors ausgehend von einem Rollen des Fahrzeugs bei gelöster Kupplung 102 zum Fahren mit Motorantrieb übergeht, möglich, eine Leistungsreduzierungssteuerung des Verbrennungsmotors 12 ähnlich den oben beschriebenen Ausführungsformen durchzuführen, falls die Drehzahl des Hohlrads R durch die Leistung des Verbrennungsmotors 12 erhöht wird und die Kupplung 102 zu Herstellung der Verbindung gesteuert wird. Mit anderen Worten, ähnlich dem oben beschriebenen Ablaufdiagramm in 4, kann die Steuerung der Leistungsreduzierung des Verbrennungsmotors 12 durch Berechnung der Drehzahldifferenz Δω zwischen der Motordrehzahl ωe und dem Bezugswert ωeth und Feststellung des Ausmaßes Pdown der Reduzierung der Motorleistung aus einer Tafel oder dergleichen auf der Basis der Drehzahldifferenz Δω ausgeführt werden. Außerdem kann ähnlich dem Ablaufdiagramm in 8 die Steuerung der Leistungsreduzierung des Motors 12 durch Berechnung des Leistungsüberschusses ΔP durch die Leistungsbilanzgleichung und Einstellung des Ausmaßes Pdown der Reduzierung der Motorleistung auf der Basis des Leistungsüberschusses ΔP ausgeführt werden. In diesem Falle, kann bei dieser Ausführungsform der Leistungsüberschuss gemäß der Leistungsbilanzgleichung im unten folgenden Ausdruck (6) berechnet werden, ohne dass es notwendig ist, die Leistung Pb des zweiten Motorgenerators MG2 zu berücksichtigen. $Δ P = Pe - Pc - Piner$
Ausführungsformen dieser Erfindung wurden oben unter Bezugnahme auf die Zeichnungen im Detail beschrieben, aber dabei handelt es sich nur um Ausführungsformen und diese Erfindung kann auf eine Weise umgesetzt werden, die verschiedene Modifikationen und Verbesserungen auf der Basis der Kenntnisse eines Fachmanns einschließt. Beispielsweise kann der Antriebsmotor ein Elektromotor anstelle eines Verbrennungsmotors sein, der die Antriebsleistung durch Verbrennung eines Kraftstoffs erzeugt. Es ist möglich, als Rotationsmaschine statt eines Motorgenerators, der wahlweise als Elektromotor oder als Generator benutzt wird, eine Rotationsmaschine einzusetzen, die nur als Elektromotor oder nur als Generator benutzt wird. Es ist möglich, eine, zwei oder mehr Rotationsmaschinen zu verwenden. Der Differentialabschnitt kann mit einer Mehrzahl von Planetengetrieben ausgestattet sein und drei oder mehr Drehelemente aufweisen, die relativ zueinander drehbar sind. Der Differentialabschnitt kann, falls erforderlich, mit einer Kupplung oder einer Bremse versehen sein. Die zum Eingriff (Verbindung) und zur Trennung geeignete Vorrichtung kann eine trockene oder nasse Reibungseingriffsvorrichtung (Kupplung oder Bremse) in Einscheiben- oder Mehrscheibenbauart aufweisen. Die zum Eingriff (Verbindung) und zur Trennung geeignete Vorrichtung kann eine derartige Vorrichtung sein, die eine einfache Kupplung aufweist, die, wenn das Fahrzeug bei nicht betätigtem Fahrpedal rollt und die Kupplung gelöst ist, die Kupplung in Eingriff bringt, um auf angetriebene Fahrt umzuschalten, wenn eine Aktion ausgeführt wird, die das Fahrpedal aus einem unbetätigten in einen betätigten Zustand bringt. Die Steuerung zur Leistungsreduzierung des Antriebsmotors kann die Leistung durch Steuerung des Ausmaßes der Fahrpedalbetätigung in Schließrichtung der Drossel reduzieren, falls als Antriebsmotor ein Verbrennungsmotor verwendet wird. Das Ausmaß der Leistungsreduzierung kann aus einer vorgegebenen Tafel bestimmt werden, basierend auf den Drehzahlen sowohl des ersten Drehelements als auch des zweiten Drehelements. Das Ausmaß der Leistungsreduzierung kann bestimmt werden, indem man als Parameter die Leistung des Antriebsmotors, die Leistung der Rotationsmaschine, oder dergleichen nimmt, separat von der Drehzahldifferenz Δω. Des Weiteren muss die tatsächliche Drehzahl nicht notwendigerweise die aktuelle Drehzahl sein, und es ist auch möglich, einen vorhergesagten (vermuteten) Wert zu benutzen, der unter Berücksichtigung der Ansprechverzögerung des Antriebsmotors festgelegt wurde. Die Leistungsbilanzgleichung (1) kann in Fällen, wo andere Leistungseingaben oder -ausgaben in den oder aus dem Differentialabschnitt vorhanden sind, andere Leistungswerte als Parameter einbeziehen, wie ein Drehwiderstand verschiedener Teile durch Reibung, oder dergleichen. Falls diese anderen Leistungswerte ein vernachlässigbares Niveau aufweisen, können sie unbeachtet bleiben.

Claims

Steuervorrichtung für ein Fahrzeug (10, 100), das einen Differentialabschnitt (14) einschließt, der ein erstes, mit einem Antriebsmotor (12) gekuppeltes Drehelement (C) und ein zweites, über eine in Eingriff und außer Eingriff bringbare Vorrichtung (18) mit Antriebsrädern (26) verbundenes Drehelement (R) besitzt, umfassend: eine Steuereinheit (70), die geeignet ist, um: die Verbindung der in Eingriff und außer Eingriff bringbaren Vorrichtung (18) zu steuern, die Leistung des Antriebsmotors (12) einzustellen, und die Leistung des Antriebsmotors (12) zu reduzieren, wenn die Verbindung der in Eingriff und außer Eingriff bringbaren Vorrichtung (18) hergestellt wird, wobei die Steuereinheit (70)die Leistung des Antriebsmotors (12) stärker reduziert, wenn die Drehzahl des ersten Drehelements (C) niedrig ist.
Steuervorrichtung für ein Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei die Steuereinheit (70) geeignet ist, um: als Bezugswert eine Drehzahl des ersten Drehelements (C) festzustellen, bei der keine Änderung der Rotationsenergie des Differentialabschnitts (14) in Bezug auf die Änderung der Drehzahl des ersten Drehelements (C) auftritt, falls die Drehzahl des zweiten Drehelements (R) gleichförmig ist, eine Drehzahldifferenz (Δω) zwischen einer aktuellen Drehzahl des ersten Drehelements (C) und dem Bezugswert zu berechnen, und das Ausmaß der Leistungsreduzierung des Antriebsmotors (12) auf der Basis der Drehzahldifferenz (Δω) festzustellen.
Steuervorrichtung für ein Fahrzeug (10, 100), das einen Differentialabschnitt (14) einschließt, der ein erstes, mit einem Antriebsmotor (12) gekuppeltes Drehelement (C) und ein zweites, über eine in Eingriff und außer Eingriff bringbare Vorrichtung (18) mit Antriebsrädern (26) verbundenes Drehelement (R) besitzt, umfassend: eine Steuereinheit (70), die geeignet ist, um: die Verbindung der in Eingriff und außer Eingriff bringbaren Vorrichtung (18) zu steuern, die Leistung des Antriebsmotors (12) einzustellen, die Leistung des Antriebsmotors (12) zu reduzieren, wenn die Verbindung der in Eingriff und außer Eingriff bringbaren Vorrichtung (18) hergestellt wird, eine überschüssige Leistung (ΔP) aus einer vorgegebenen Leistungsbilanzgleichung festzustellen, die als Parameter die Leistung (Pe) des Antriebsmotors (12), eine über die in Eingriff und außer Eingriff bringbare Vorrichtung (18) auf die Antriebsräder übertragene Antriebsleistung (Pc) und eine Trägheitsleistung (Piner) des Differentialabschnitts (14) benutzt, und das Ausmaß der Leistungsreduzierung des Antriebsmotors (12) auf der Basis der überschüssigen Leistung (ΔP) festzustellen.
Steuervorrichtung für ein Fahrzeug nach Anspruch 3, weiter umfassend; eine mit dem Differentialabschnitt (14) gekuppelte, wenigstens als elektrischer Generator wirkende Rotationsmaschine (MG2), wobei: die Steuereinheit (70) geeignet ist, um die überschüssige Leistung (ΔP). gemäß der folgenden Leistungsbilanzgleichung zu berechnen $Δ P = Pe - Pc - Pb - Piner$
in welcher ΔP die überschüssige Leistung darstellt, Pe die Leistung des Antriebsmotors darstellt, Pc die auf die Antriebsräder übertragene Leistung darstellt, Pb die Leistung der Rotationsmaschine darstellt und Piner die Trägheitsleistung des Differentialabschnitts darstellt.
Steuervorrichtung für ein Fahrzeug nach Anspruch 3 oder 4, wobei die Steuereinheit (70) geeignet ist, um: erwartete Rotationsbeschleunigungen des ersten Drehelements (C) und des zweiten Drehelements (R) auf der Basis einer Ansprechverzögerung des Antriebsmotors (12) zu bestimmen, und die Trägheitsleistung (Piner) des Differentialabschnitts (14) durch Verwendung entsprechend erwarteter Rotationsbeschleunigungen des ersten Drehelements (C) und des zweiten Drehelements (R) zu berechnen.
Steuervorrichtung für ein Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, weiter umfassend: ein automatisches Getriebe (20), das geeignet ist, mit der in Eingriff und außer Eingriff bringbaren Vorrichtung (18) gekuppelt zu werden und zwischen einer Mehrzahl von Gängen umzuschalten, wobei: die Steuereinheit (70) geeignet ist, um die Leistung des Antriebsmotors (12) unmittelbar bevor die Eingangsdrehzahl des automatischen Getriebes (20) eine synchrone Drehzahl eines vorgegebenen Gangs der Mehrzahl von Gängen erreicht zu reduzieren, wenn der vorgegebene Gang eingerichtet wird, während die Eingangsdrehzahl durch die Leistung des Antriebsmotors (12) erhöht wird.