DE102017114999A1

DE102017114999A1 - Gangwechselsteuerung für Fahrzeuge

Info

Publication number: DE102017114999A1
Application number: DE102017114999.6A
Authority: DE
Inventors: Hayato IINO
Original assignee: Suzuki Motor Corp
Current assignee: Suzuki Motor Corp
Priority date: 2016-07-07
Filing date: 2017-07-05
Publication date: 2018-01-11
Anticipated expiration: 2037-07-06
Also published as: CN107585156B; FR3053646B1; DE102017114999B4; JP6776670B2; CN107585156A; FR3053646A1; JP2018002081A

Abstract

Eine Gangwechselsteuerung für ein Fahrzeug reduziert die Drehmomentschwankung zur Zeit des Beginns eines Gangwechsels, um ein unangenehmes Gefühl für den Fahrer zu unterdrücken. Die Gangwechselsteuerung enthält einen Elektromotor (7), der elektrische Leistung durch Nutzen des Nutzbremsmoments eines Antriebsrads (12) oder durch Nutzen eines von einer Antriebsmaschine erzeugten Maschinendrehmoments erzeugt, und Fahrantriebsmoment für das Antriebsrad (12) durch Nutzen elektrischer Leistung aus einer aufladbaren Batterie erzeugt; ein Getriebe (11), das das Maschinendrehmoment auf das Antriebsrad (12) überträgt; eine Kupplung (9), die das Maschinendrehmoment überträgt und sperrt; und eine Steuerung (18), welche das Fahrantriebsmoment des Elektromotors (7), das Auskuppeln und Einkuppeln der Kupplung (9) und einen Gangwechsel des Getriebes (11) steuert, wobei, wenn die Steuerung (18) dem Getriebe einen Gangwechsel erlaubt, während der Elektromotor (7) Leistung generiert, die Steuerung das Drehmoment des Elektromotors verringert, das Auskuppeln der Kupplung (9) einleitet und anschließend den Gangwechsel des Getriebes (11) beginnt.

Description

Hintergrund der Erfindung
Gebiet der Erfindung
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung betrifft eine Gangwechselsteuerung für ein Fahrzeug.
Beschreibung des Standes der Technik
Es ist eine Steuereinrichtung für ein Hybridfahrzeug bekannt, welches eine zwischenzeitliche Unterbrechung des auf ein Antriebsrad übertragenen Drehmoments während eines Hochschaltvorgangs mithilfe eines Motordrehmoments kompensiert, um dadurch ein unangenehmes Gefühl des Fahrers aufgrund des Drehmoment-Wegfalls zu verhindern, damit das Beschleunigungsgefühl gesteigert wird.
Die Steuereinrichtung für ein Hybridfahrzeug betreibt einen Elektromotor, wenn die Übertragung des Drehmoments auf das Antriebsrad von einer Antriebsmaschine vorübergehend wegfällt aufgrund des Auskuppeln einer Kupplung, einhergehend mit dem Gangwechsel zu einem höheren Gang, sodass das Motordrehmoment zur Kompensation des Drehmoments auf das Antriebsrad übertragen wird. Die Steuereinrichtung für ein Hybridfahrzeug passt das über den nächsten Gang des Gangwechselvorgangs übertragene Maschinenantriebsmoment im Wesentlichen an, indem das Drehmoment durch den Motor kompensiert wird, um den Drehmomentwegfall zu verhindern (vergleiche Patentschrift 1 ( japanische Patent-Offenlegungsschrift 2013-56618 )).
Offenbarung der Erfindung
In den vergangenen Jahren wurde als spezielle Form eines Hybridfahrzeugs ein Fahrzeug vorgeschlagen, dass mit einem Stufengetriebe ausgestattet ist. In dem mit dem Stufengetriebe ausgerüsteten Hybridfahrzeug wird der Antriebsstrang von der Antriebsmaschine auf das Antriebsrad durch die Kupplung während eines Gangwechselvorgangs unterbrochen, sodass es zu einem Drehmomentwegfall kommt.
Dabei führt die Steuereinrichtung des herkömmlichen Hybridfahrzeugs eine Kompensation durch ein (Elektro-)Motordrehmoment in dem Augenblick aus, in welchem ein Schaltvorgang in den nächsten Gang erfolgt.
Allerdings führt ein mit dem Stufengetriebe ausgerüstetes Hybridfahrzeug einerseits eine sogenannte EV-Fahrt aus, das heißt ein Fahren mit einem Fahrantriebsmoment aus dem Elektromotor, und es führt eine sogenannte Motorunterstützung aus, d. h. eine Unterstützung des Maschinendrehmoments durch das Fahrantriebsmoment aus dem Elektromotor, und andererseits erzeugt es elektrische Leistung unter Nutzung des Nutzbremsmoments, das in dem Elektromotor zur Zeit der Fahrzeugverzögerung erzeugt wird, um durch den Elektromotor unter Nutzung des Maschinendrehmoments elektrische Leistung zu erzeugen.
Es besteht Abhängigkeit von einem Fahrpedal-Öffnungsmaß und einem Ladungszustand einer aufladbaren Batterie, sodass nicht feststeht, ob eine Motorunterstützung erfolgt, oder ob mithilfe des Maschinendrehmoments Leistung erzeugt wird. Anders ausgedrückt, es steht nicht fest, ob der Elektromotor Fahrantriebsmoment ausgibt, oder ob während der Fahrt des Fahrzeugs Nutzbremsmoment ausgegeben wird.
Wenn der Elektromotor Leistungserzeugung durch Nutzbremsung oder Leistungserzeugung durch Nutzung des Maschinendrehmoments ausführt, d. h. wann der Elektromotor Nutzbremsmoment liefert, wird der Elektromotor unter Verzögerung des Fahrzeugs angetrieben. Wenn die Kupplung ausgekuppelt wird, um einen Gangwechsel des Getriebes vorzunehmen, auszugleichen, zu unterstützen, zu kompensieren), nimmt das Gesamtdrehmoment, d. h. Maschinendrehmoment + Elektromotordrehmoment, abrupt ab. Die abrupte Abnahme des Gesamtdrehmoments ist Ursache für ein unangenehmes Gefühl seitens des Fahrers.
Um die oben angesprochenen Probleme zu lösen, ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Gangwechselsteuerung für ein Fahrzeug anzugeben, die eine beträchtliche Schwankung des Drehmoments zu Beginn eines Gangwechsels reduziert, um so ein unangenehmes Gefühl seitens des Fahrers zu unterdrücken.
Um das obige Ziel zu erreichen, schafft die vorliegende Erfindung eine Gangwechselsteuerung für ein Fahrzeug, welches einen Elektromotor enthält, der elektrische Leistung durch Nutzung des Nutzbremsmoments eines Antriebsrads oder des von einer Antriebsmaschine erzeugten Maschinendrehmoments, und der Fahrantriebsmoment für das Antriebsrad durch Nutzung elektrischer Leistung aus einer aufladbaren Batterie erzeugt, enthält; ferner ein Getriebe enthält, das das Maschinendrehmoment auf das Antriebsrad überträgt; eine Kupplung, die das Maschinendrehmoment zwischen der Maschine und dem Getriebe überträgt und sperrt; und eine Steuerung, die das Fahrantriebsmoment des Elektromotors, das Auskuppeln und Einkuppeln der Kupplung und das Gangwechseln des Getriebes steuert. Wenn die Steuerung dem Getriebe einen Gangwechsel erlaubt, während der Elektromotor Leistung erzeugt, verringert die Steuerung das Drehmoment des Elektromotors, leitet das Auskuppeln der Kupplung ein und beginnt anschließend den Gangwechsel des Getriebes.
Es kann erwünscht sein, dass die Steuerung einen Gangwechsel des Getriebes basierend auf einer Beziehung zwischen einer Fahrzeuggeschwindigkeit und einem Fahrpedal-Öffnungsmaß erlaubt und das Maschinendrehmoment entsprechend einem Abnahmebetrag des Drehmoments des Elektromotors in einem Prozess zum Verringern des Elektromotor-Drehmoments verringert.
Es kann erwünscht sein, dass die Steuerung das Elektromotor-Drehmoment im Wesentlichen auf einen Wert von Null verringert und anschließend das Fahrantriebsmoment des Elektromotors basierend auf einer Beziehung zwischen einer Fahrzeuggeschwindigkeit und einem Fahrpedal-Öffnungsmaß erhöht.
Es kann erwünscht sein, dass die Steuerung das Antriebsrad mit dem Fahrantriebsmoment des Elektromotors antreibt, während die Kupplung ausgekuppelt ist.
Es kann erwünscht sein, dass die Steuerung das Fahrantriebsmoment des Elektromotors verringert und das Maschinenantriebsmoment entsprechend einem Abnahmebetrag des Fahrantriebsmoments erhöht, nachdem ein Gangwechsel des Getriebes abgeschlossen ist.
Erfindungsgemäß reduziert eine Gangwechselsteuerung für ein Fahrzeug eine beträchtliche Drehmomentschwankung zur Zeit des Beginns eines Gangwechsels, um ein unangenehmes Gefühl seitens eines Fahrers zu unterdrücken.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist ein Systemkonfigurationsdiagramm einer Gangwechselsteuerung für ein Fahrzeug gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
2 ist ein Zeitablaufdiagramm für eine herkömmliche Gangwechselsteuerung;
3 ist ein Flussdiagramm eines Gangwechsels der Gangwechselsteuerung für ein Fahrzeug gemäß der Ausführungsform der Erfindung;
4 ist ein Zeitablaufdiagramm für den Gangwechsel der Gangwechselsteuerung für das Fahrzeug gemäß der Ausführungsform der Erfindung;
5 ist ein Beispiel für eine Gangwechseltabelle beim Gangwechsel durch die Gangwechselsteuerung für das Fahrzeug gemäß der Ausführungsform der Erfindung; und
6 ist ein Beispiel für eine Drehmomenttabelle beim Gangwechsel durch die Gangwechselsteuerung für das Fahrzeug gemäß der Ausführungsform der Erfindung.
Beschreibung von Ausführungsbeispielen
Im Folgenden wird anhand der 1 bis 6 eine Gangwechselsteuerung für ein Fahrzeug gemäß der Erfindung beschrieben.
1 ist ein System-Konfigurationsdiagramm einer Gangwechselsteuerung für das Fahrzeug gemäß der Ausführungsform der Erfindung.
Wie in 1 gezeigt, ist die Gangwechselsteuerung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform in dem Fahrzeug 2 installiert.
Das Fahrzeug 2 ist ein Hybridfahrzeug (HEV, Hybrid-Elektrofahrzeug), ausgestattet mit einer Verbrennungsmaschine 5 und einem Elektromotor 7 als Leistungsquellen.
Das Maschinendrehmoment Te wird von der Maschine 5 über eine Kupplung 9 und ein Getriebe 11 auf ein Antriebsrad 12 übertragen. Das Fahrantriebsmoment Tp des Elektromotors 7 wird über das Getriebe 11 auf das Antriebsrad 12 übertragen. Das Nutzbremsmoment Tr des Antriebsrads 12 wird über das Getriebe 11 auf den Elektromotor 7 übertragen.
Die Kupplung 9 überträgt und unterbricht das Maschinendrehmoment Te zwischen der Maschine 5 und dem Getriebe 11. Wenn die Kupplung 9 eingekuppelt ist, sind die Maschine 5 und das Getriebe 11 über die Kupplung 9 miteinander verbunden. In diesem Fall wird das Maschinendrehmoment Te über eines der Gang-Zahnräder des Getriebes 11 auf das Antriebsrad 12 übertragen.
Ist die Kupplung 9 ausgekuppelt, so ist die Verbindung zwischen der Maschine 5 und dem Getriebe 11 aufgehoben. In diesem Fall wird das Maschinendrehmoment Te nicht auf das Antriebsrad 12 übertragen, sondern das Fahrantriebsmoment Tp wird auf das Antriebsrad 12 übertragen, oder das Nutzbremsmoment Tr wird auf den Elektromotor 7 übertragen. Das Einkuppeln und Auskuppeln der Kupplung 9 erfolgt durch einen (nicht dargestellten) Aktuator.
Das Getriebe 11 basiert auf einer manuellen Betätigung. Ein Gang des Getriebes 11 wird durch einen (nicht dargestellten) Aktuator geändert. Wenn der Gang des Getriebes 11 geändert wird, wird die Kupplung 9 ausgekuppelt. Als Folge davon wird das von der Maschine 5 auf das Getriebe 11 übertragene Maschinendrehmoment vorübergehend abgeschnitten.
Der Elektromotor 7 führt eine regenerative Energieerzeugung unter Nutzung des Nutzbremsmoments Tr des Antriebsrads 12 aus, während das Fahrantriebsmoment Tp für das Antriebsrad 11 unter Nutzung der elektrischen Energie aus einer aufladbaren Batterie 15 erzeugt. Darüber hinaus erzeugt der Elektromotor 7 außerdem Energie unter Nutzung des Maschinendrehmoments Te.
Die aufladbare Batterie 15 ist zum Beispiel eine Litiumionen-Batterie. Die aufladbare Batterie 15 ist mit dem Elektromotor 7 über einen Wechselrichter 16 verbunden. Der Wechselrichter 16 wandelt elektrischen Gleichstrom (dc) der aufladbaren Batterie 15 in elektrischen Wechselstrom (ac) um, um den Elektromotor 7 zu betreiben, wohingegen dann, wenn der Elektromotor 7 Energie erzeugt, der Wechselrichter 16 die erzeugte elektrische Wechselleistung zum Aufladen der aufladbaren Batterie 15 in elektrische Gleichleistung umwandelt.
Das Fahrzeug 2 schaltet einen Fahrmodus nach Maßgabe der Betriebszustände der Maschine 5 und des Elektromotors 7 und eines Zustands des Einkuppelns oder Auskuppelns der Kupplung 7 um. Der Fahrmodus enthält einen Motor-Fahrmodus, einen Maschinen-Fahrmodus und einen Motor- und Maschinen-Fahrmodus. Im Motor-Fahrmodus löst das Fahrzeug 2 die Kupplung, hält die Maschine 5 an, um die Ausgabe eines Maschinendrehmoments zu unterbinden, betätigt den Elektromotor 7 zum Erzeugen eines Fahrantriebsmoments, und überträgt das Fahrantriebsmoment Tp des Elektromotors 7 über das Getriebe 11 auf das Antriebsrad 12, um das Fahrzeug zu bewegen. Im Maschinen-Fahrmodus hält das Fahrzeug 2 den Elektromotor 7 an, um die Ausgabe des Fahrantriebsmoments Tp anzuhalten, bringt die Kupplung 9 zum Einkuppeln, betreibt die Maschine 15 Erzeugen des Maschinendrehmoments Te und überträgt das Maschinendrehmoment Te auf das Antriebsrad 12 über die Kupplung 9 und das Getriebe 11, um das Fahrzeug zu bewegen. In dem Motor- und Maschinen-Fahrmodus kuppelt das Fahrzeug 2 die Kupplung 9 ein, betreibt die Maschine 5, betreibt den Elektromotor 7 und überträgt das Maschinendrehmoment Te und das Fahrantriebsmoment Tp des Elektromotors 7 auf das Antriebsrad 12, um das Fahrzeug zu bewegen. Der Elektromotor 7 fungiert auch als Generator und führt eine regenerative Energieerzeugung unter Verwendung des Nutzbremsmoments Tr des Antriebsrads 12 zur Zeit der Fahrzeugverzögerung aus.
Die Gangwechselsteuerung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist mit dem Elektromotor 7 ausgerüstet, der elektrische Leistung unter Nutzung des Nutzbremsmoments Tr des Antriebsrads 12 oder des Maschinendrehmoments Te der Maschine 5 erzeugt, und der das Fahrantriebsmoment Tp für das Antriebsrad 12 unter Nutzung elektrischer Leistung aus der aufladbaren Batterie 15 erzeugt, ferner mit dem Getriebe 11, welches das von der Maschine 5 erzeugte Maschinendrehmoment Te auf das Antriebsrad 12 überträgt, mit der Kupplung 9, welche das Maschinendrehmoment Te zwischen der Maschine 5 und dem Getriebe 11 überträgt oder sperrt, und mit einer Steuerung 18, welche das Fahrantriebsmoment Tp des Elektromotors 7, das Auskuppeln und Einkuppeln der Kupplung 9 und den Gangwechsel des Getriebes 11 steuert.
Die Gangwechselsteuerung 1 ist außerdem mit einem Fahrzeuggeschwindigkeitsdetektor 21, der eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs 2 misst, und einem Fahrpedal-Öffnungsmaßdetektor 22, der ein Öffnungsmaß eines von einem Fahrer betätigten (nicht dargestellten) Fahrpedals ermittelt, ausgestattet.
Die Steuerung 18 ist ein sogenanntes Motorsteuergerät (ECU; Engine Control Unit). Die Steuerung 18 betreibt die Maschine 15 durch Steuern der Kraftstoffeinspritzmenge, der Einspritz-Zeitsteuerung und andere charakteristische Merkmale der Maschine 5. Weiterhin treibt die Steuerung 18 den Aktuator für das Getriebe 11 an, um einen Gangwechsel auszuführen. Die Steuerung 18 treibt den Aktuator für die Kupplung 9 in Verbindung mit der Gangwechselsteuerung, um ein Auskuppeln und Einkuppeln der Kupplung 9 zu bewerkstelligen. Das heißt, das Getriebe 11 funktioniert als automatisches Stufengetriebe.
Und die Steuerung 18 steuert das Laden und Entladen der aufladbaren Batterie 15 über den Wechselrichter 16, und steuert einen Ladungszustand (SOC; State of Charge) der aufladbaren Batterie 15 innerhalb eines vorbestimmten Bereichs.
Das heißt, die Steuerung 18 führt eine Schaltsteuerung des Fahrmodus aus, indem sie den Betrieb der Maschine 5, den Betrieb des Elektromotors 7, einen Gangwechsel des Getriebes 11 und das Auskuppeln und Einkuppeln der Kupplung 9 miteinander verknüpft.
Um unterschiedliche Steuerarten auszuführen, werden in die Steuerung 18 Nachweissignale verschiedener Sensoren eingegeben, so zum Beispiel ein Messsignal von dem Fahrzeuggeschwindigkeitsdetektor 21, ein Messsignal von dem Fahrpedal-Öffnungsmaßdetektor 22 und ein Messsignal eines (nicht gezeigten) Drehzahlmessers. Messwerte des Fahrantriebsmoments Tp und des Nutzbremsmoments Tr des Elektromotors 7 werden in die Steuerung 18 eingegeben. Ferner werden in die Steuerung 18 eingegeben: Lade- und Entlade-Stromwerte, die von einem (nicht gezeigten) Strommessgerät ermittelt werden, das an die aufladbare Batterie 15 angeschlossen ist, ein Spannungswert, der von einem (nicht gezeigten) Spannungsmesser ermittelt wird, der an die aufladbare Batterie 15 angeschlossen ist, und eine Batterietemperatur, die von einem (nicht dargestellten) Temperaturfühler gemessen wird, der an die aufladbare Batterie 15 angeschlossen ist. Die Steuerung 18 berechnet den SOC der aufladbaren Batterie 15 auf der Grundlage der Lade- und Entladestromwerte, des Spannungswerts und der Batterietemperatur.
Wenn der Elektromotor 7 eine regenerative Leistungserzeugung vornimmt, oder eine Leistungserzeugung unter Nutzung des Maschinendrehmoments Te, das heißt, wenn der Elektromotor 7 das regenerative Moment Tr abgibt, wird der Elektromotor 7 zur Verzögerung des Fahrzeugs 2 in dem Augenblick angetrieben, zu dem die Kupplung 9 ausgekuppelt wird, um den Gang des Getriebes 11 zu wechseln. Wenn das Fahrantriebsmoment Tp des Elektromotors 7 zunimmt, um das Maschinendrehmoment Te in einer Situation wie dieser wettzumachen (zu unterstützen, zu kompensieren), nimmt das Gesamtdrehmoment (das Maschinendrehmoment Te + das Elektromotor-Drehmoment Tp, Tr) abrupt ab, und schließlich kommt es zu einem unangenehmen Gefühl für den Fahrer.
2 ist ein Zeitablaufdiagramm der herkömmlichen Gangwechselsteuerung.
Wie in 2 dargestellt, wird bei der herkömmlichen Gangwechselsteuerung dann, wenn die Kupplung 9 ausgekuppelt wird (Zeitpunkt A in 2), während der Elektromotor 9 eine regenative Leistungserzeugung ausführt, das heißt, wenn der Elektromotor 9 das Nutzdrehmoment Tr (negatives Drehmoment) erzeugt, ein Gesamtmoment (Maschinendrehmoment Te + Elektromotor-Drehmoment Tp, Tr) ab und wird zu einem negativen Wert. Dieses Phänomen tritt deshalb auf, weil ein Gang, bei dem die Kupplung 9 ausgekoppelt wird, schneller ist als ein Gang, bei dem das Fahrantriebsmoment Tp des Elektromotors 9 gestartet wird.
Wenn die Kupplung 9 ausgekuppelt wird, wird das Gesamtmoment im Wesentlichen gleich dem Elektromotormoment Tp und Tr. Das heißt, wenn die Kupplung 9 gelöst wird (die gestrichelte Zone in 2) in einem Zustand, in welchem der Elektromotor 7 das Nutzbremsmoment Tr bei der herkömmlichen Gangwechselsteuerung abgibt, nimmt das Gesamtdrehmoment abrupt ab, und es kommt zu einem Zuggefühl oder einem unangenehmen Gangwechselstoß an dem Fahrzeug, was für den Fahrer schließlich eine unkomfortable Situation bedeutet. Dieses Phänomen tritt auch dann auf, wenn der Elektromotor 7 eine Leistungsgenerierung unter Nutzung des Maschinendrehmoments Te vollzieht.
Damit führt die Steuerung 18 eine Gangwechselsteuerung aus, die eine beträchtliche Drehmomentschwankung zur Zeit des Beginns eines Gangwechsels verringert. Die Gangwechselsteuerung gemäß vorliegender Ausführungsform wird nun im Einzelnen erläutert.
3 ist ein Flussdiagramm, welches den Gangwechselvorgang bei der Gangwechselsteuereinrichtung für das Fahrzeug gemäß der Ausführungsform der Erfindung erläutert.
4 ist ein Zeitablaufdiagramm für den Gangwechsel bei der Gangwechselsteuerung für das Fahrzeug gemäß der Ausführungsform der Erfindung.
5 ist ein Beispiel für eine Gangwechselkarte bei dem Gangwechsel durch die Gangwechselsteuerung für das Fahrzeug gemäß der Ausführungsform der Erfindung.
6 ist ein Beispiel einer Drehmomentkarte bei dem Gangwechsel der Gangwechselsteuerung für das Fahrzeug gemäß der Ausführungsform der Erfindung.
Wie in den 3 und 4 gezeigt ist, verringert die Steuerung 18 das Nutzbremsmoment Tr des Elektromotors 7, startet das Auskuppeln der Kupplung 9 und leitet anschließend den Gangwechsel des Getriebes ein, wenn die Steuerung 18 der Gangwechselsteuerung 1 für das Fahrzeug gemäß der Ausführungsform der Erfindung den Gang des Getriebes 11 wechselt, während der Elektromotor 7 eine Energieerzeugung ausführt.
Weiterhin ermöglicht die Steuerung 18 einen Gangwechsel des Getriebes 11 basierend auf einer Beziehung zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit und dem Fahrpedal-Öffnungsmaß, und sie verringert das Maschinendrehmoment Te entsprechend einem Abnahmebetrag des Nutzbremsmoments Tr im Rahmen eines Prozesses zum Verringern des Nutzbremsmoments Tr des Elektromotors 7.
Außerdem verringert die Steuerung 18 das Nutzbremsmoment Tr im Wesentlichen auf einen Wert von Null und erhöht im Anschluss daran das Fahrantriebsmoment Tp des Elektromotors 7 basierend auf der Beziehung zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit und dem Fahrpedal-Öffnungsmaß.
Darüber hinaus treibt die Steuerung 18 das Antriebsrad 12 mit dem Fahrantriebsmoment Tp des Elektromotors 7 an, während die Kupplung 9 ausgekoppelt ist.
Ferner verringert die Steuerung 18 das Fahrantriebsmoment Tp des Elektromotors 7 und erhöht das Maschinendrehmoment Te entsprechend einem Abnahmebetrag des Fahrantriebsmoments Tp, nachdem der Gangwechsel des Getriebes 11 abgeschlossen ist.
Insbesondere empfängt die Steuerung 18 das Messsignal des Fahrzeuggeschwindigkeitsdetektors 21 und das Messsignal von dem Fahrpedal-Öffnungsmaßdetektor 22, das heißt, sie ermittelt schließlich die Fahrzeuggeschwindigkeit und das Fahrpedal-Öffnungsmaß (Schritt S1).
Als nächstes prüft die Steuerung 18 die Fahrzeuggeschwindigkeit und das Fahrpedal-Öffnungsmaß in Bezug auf die Gangwechselkarte (5), und sie bestimmt, ob ein Gangwechsel des Getriebes 11 erlaubt wird oder nicht (Schritt S2). Wenn die Steuerung einen Gangwechsel des Getriebes 11 erlaubt, startet sie einen Gangwechsel und führt den Schritt S3 und die nachfolgenden Schritte aus. Wenn die Steuerung einen Gangwechsel des Getriebes 11 nicht erlaubt (Zeitpunkt A in 4), wiederholt die Steuerung 18 den Gangwechselsteuervorgang, während sie eine Schaltposition des Getriebes 11 beibehält.
5 ist ein Beispiel für die Gangwechselkarte. Die Gangwechselkarte ist eine vorab eingerichtete Karte basierend auf der Beziehung zwischen dem Fahrpedal-Öffnungsgrad und der Fahrzeuggeschwindigkeit. Wenn beispielsweise das Fahrzeug 2 bei einem Fahrpedal-Öffnungsmaß von 10% beschleunigt wird, so wird ein Gangwechsel von einem ersten Gang in einen zweiten Gang erlaubt, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit 10 km/h erreicht.
Wenn die Steuerung 18 einen Gangwechsel des Getriebes 11 erlaubt (Schritt S2: ja), hält die Steuerung 18 die Nutzbremsenergieerzeugung durch den Elektromotor 7 an (Schritt S3). Das Nutzbremsmoment Tr des Elektromotors 7 wird verringert und erreicht schließlich einen Wert von Null, wo die Nutzbremsenergieerzeugung des Elektromotors 7 aufhört. Die Steuerung 18 verringert das Maschinendrehmoment Te entsprechend einem Abnahmebetrag des Nutzbremsmoments Tr im Rahmen des Prozesses zum Verringern des Nutzbremsmoments Tr des Elektromotors 7 (Beginn mit dem Zeitpunkt A bis zum Zeitpunkt B in 4).
Anschließend kuppelt die Steuerung 18 die Kupplung 9 aus, um einen Gangwechsel des Getriebes 10 auszuführen (Schritt S4, Zeitpunkt B in 4).
In dem Vorgang des Ausführens eines Gangwechsels des Getriebes 11 verringert die Steuerung 18 das Nutzbremsmoment Tr des Elektromotors 7 im Wesentlichen auf einen Wert von Null, und anschließend erhöht sich das Fahrdrehmoment Tp basierend auf der Beziehung zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit und dem Fahrpedal-Öffnungsmaß, beispielsweise basierend auf der in 6 dargestellten Drehmomentkarte.
6 ist ein Beispiel für die Drehmomentkarte. Die Drehmomentkarte wird vorab erstellt auf der Grundlage der Beziehung zwischen dem Fahrpedal-Öffnungsmaß und der Fahrzeuggeschwindigkeit. Die Steuerung 18 steuert den Betrieb der Maschine 5 und des Elektromotors 7 derart, dass das Gesamtdrehmoment (Maschinendrehmoment Te + Elektromotor-Drehmoment Tp, Tr) beispielsweise 300 Newtonmeter erreicht, wenn das Fahrpedal-Öffnungsmaß 10% beträgt und die Fahrzeuggeschwindigkeit 0 km/h beträgt. Außerdem treibt die Steuerung 18 das Antriebsrad 12 mit dem Fahrantriebsmoment Tb des Elektromotors 7 an (Beginn mit dem Zeitpunkt C bis zum Zeitpunkt D in 4), während die Kupplung 9 gelöst ist, das heißt, während der Gangwechsel des Getriebes 11 stattfindet. Hierdurch kann das Getriebe 11 einen ruckfreien Gangwechsel ausführen.
Ferner verringert die Steuerung 18 das Fahrantriebsmoment Tp des Elektromotors 7 und erhöht das Maschinendrehmoment Te entsprechend dem Abnahmebetrag des Fahrantriebsmoments Tb (in 4 im Anschluss an einen Zeitpunkt D), nachdem der Gangwechsel des Getriebes 11 abgeschlossen ist. Hierdurch lässt sich eine Schwankung des Gesamtdrehmoments (des Maschinendrehmoments Te + des Elektromotor-Drehmoments Tp, Tr) unterdrücken.
Die Gangwechselsteuerung 1 der vorliegenden Ausführungsform kuppelt die Kupplung 9 aus, nachdem sie das Nutzbremsmoment Tr des Elektromotors 7 verringert hat (in 4 vorn Zeitpunkt A bis zum Zeitpunkt B). Demzufolge beseitigt die Gangwechselsteuerung 1 ein Gefühl des Ziehens oder einen unangenehmen Gangwechselstoß zur Zeit des Gangwechsels und kann ein unangenehmes Gefühl seitens des Fahrers vermeiden. Man beachte, dass es nicht notwendig ist, das Nutzbremsmoment Tr auf einen Wert von Null zu verringern, bevor die Kupplung 9 gelöst wird (in 4 der Zeitpunkt B). Das heißt, selbst wenn das Nutzbremsmoment Tr vor dem Lösen der Kupplung etwas verringert wird, lässt sich das Gefühl des Ziehens oder ein unangenehmer Gangwechselstoß verringern, und das unangenehme Gefühl seitens des Fahrers lässt sich verringern.
Wenn die Gangwechselsteuerung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform den Gang des Getriebes 11 wechselt, während der Elektromotor 7 Nutzbremsenergie erzeugt, verringert die Gangwechselsteuerung 1 das Nutzbremsmoment Tr des Elektromotors 7, leitet das Auskuppeln der Kupplung 9 ein und beginnt anschließend den Gangwechsel für das Getriebe 11. Demzufolge reduziert die Gangwechselsteuerung 1 eine Änderung des Gesamtdrehmoments zur Zeit des Gangwechsels, und schließlich lässt sich ein unangenehmes Gefühl für den Fahrer unterdrücken.
Die Gangwechselsteuerung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform verringert das Maschinendrehmoment Te entsprechend einem Verringerungsmaß des Nutzbremsmoments Tr im Rahmen des Prozesses zum Verringern des Nutzbremsmoments Tr des Elektromotors 7. Demzufolge reduziert die Gangwechselsteuerung 1 in zuverlässiger Weise eine Änderung des Gesamtdrehmoments zur Zeit des Gangwechsels und kann um so mehr schließlich ein unangenehmes Fahrgefühl seitens des Fahrers unterdrücken.
Die Gangwechselsteuerung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform verringert das Nutzbremsmoment T3 des Elektromotors 7 im Wesentlichen auf einen Wert von Null, und erhöht anschließend das Fahrantriebsmoment Tp des Elektromotors 7 basierend auf der Beziehung zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit und dem Fahrpedal-Öffnungsmaß. Demzufolge kann die Gangwechselsteuerung 1 ein unangenehmes Gefühl bei einem Gangwechsel unterdrücken und kann eine Beschleunigung im Anschluss an einen Beschleunigungsvorgang, der von dem Fahrer ausgeführt wird, realisieren.
Die Gangwechselsteuerung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform treibt das Antriebsrad 12 mit dem Fahrantriebsmoment Tp des Elektromotors 7 an, während die Kupplung 9 ausgekuppelt ist. Demzufolge kann die Gangwechselsteuerung 1 einen sanften Gangwechsel des Getriebes 1 ausführen.
Die Gangwechselsteuerung 1 gemäß der vorliegenden Erfindung verringert das Fahrantriebsmoment Tp des Elektromotors 7 und erhöht das Maschinendrehmoment Te entsprechend einem Abnahmebetrag des Fahrantriebsmoments Tp, nachdem der Gangwechsel des Getriebes 1 abgeschlossen ist. Demzufolge kann die Gangwechselsteuerung 1 eine Schwankung des Gesamtdrehmoments nach einem Gangwechsel unterdrücken.
Außerdem zeigt die Gangwechselsteuerung 1 diese Wirkungsweise in ähnlicher Weise, wenn der Elektromotor 7 unter Verwendung des Maschinendrehmoments Te Leistung erzeugt.
Basierend auf der Gangwechselsteuerung 1 gemäß der Erfindung lässt sich daher eine beträchtliche Schwankung des Drehmoments zur Zeit der Einleitung eines Gangwechsels reduzieren, um ein unangenehmes Fahrgefühl auf der Seite des Fahrers zu unterdrücken.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2013-56618 [0003]

Claims

Gangwechselsteuerung für ein Fahrzeug, umfassend: – einen Elektromotor (7), der elektrische Leistung durch Nutzung des Nutzbremsmoments eines Antriebsrads oder des von einer Antriebsmaschine (5) erzeugten Maschinendrehmoments generiert, und der Fahrantriebsmoment für das Antriebsrad (12) durch Nutzung elektrischer Leistung aus einer aufladbaren Batterie (15) erzeugt; – ein Getriebe (11), das das Maschinendrehmoment auf das Antriebsrad (12) überträgt; – eine Kupplung (9), die das Maschinendrehmoment zwischen der Maschine (5) und dem Getriebe (11) überträgt und sperrt; und – eine Steuerung (18), die das Fahrantriebsmoment des Elektromotors (7), das Auskuppeln und Einkuppeln der Kupplung (9) und das Gangwechseln des Getriebes (11) steuert, wobei wenn die Steuerung (18) dem Getriebe (11) einen Gangwechsel erlaubt, während der Elektromotor (7) Leistung erzeugt, die Steuerung (18) das Drehmoment des Elektromotors (7) verringert, das Auskuppeln der Kupplung (9) einleitet und anschließend den Gangwechsel des Getriebes (11) beginnt.
Gangwechselsteuerung für ein Fahrzeug nach Anspruch 1, bei der die Steuerung einen Gangwechsel des Getriebes basierend auf einer Beziehung zwischen einer Fahrzeuggeschwindigkeit und einem Fahrpedalöffnungsmaß erlaubt und das Maschinendrehmoment entsprechend einem Abnahmebetrag des Drehmoments des Elektromotors in einem Prozess des Verringern des Drehmoments des Elektromotors verringert.
Gangwechselsteuerung für ein Fahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Steuerung das Drehmoment des Elektromotors (7) im Wesentlichen auf einen Wert von Null verringert und anschließend das Fahrantriebsmoment des Elektromotors (7) basierend auf einer Beziehung zwischen einer Fahrzeuggeschwindigkeit und einem Fahrpedalöffnungsmaß erhöht.
Gangwechselsteuerung für ein Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der die Steuerung das Antriebsrad (12) mit dem Fahrantriebsmoment des Elektromotors (7) antreibt, während die Kupplung ausgekuppelt ist.
Gangwechselsteuerung für ein Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der die Steuerung (18) das Fahrantriebsmoment des Elektromotors (7) verringert und das Maschinendrehmoment erhöht entsprechend einem Abnahmebetrag des Fahrantriebsmoments, nachdem ein Gangwechsel des Getriebes (11) abgeschlossen ist.