DE10163382A1 - Steuerungsvorrichtung für Hybridfahrzeug - Google Patents

Abstract

Wenn während eines Gangschaltvorgangs eine Drehmomentreduktionsanforderung ausgegeben wird, wird von einem angeforderten Drehmomentreduktionswert ein durch einen Motorgenerator erzielbarer Motordrehmomentreduktionswert auf einen größtmöglichen Wert gesetzt, und ein durch einen Verbrennungsmotor erzielbarer Verbrennungsmotordrehmomentreduktionswert wird auf einen kleinstmöglichen Wert gesetzt. Der Motordrehmomentreduktionswert wird basierend auf einer in einer Batterievorrichtung gespeicherten Ladungsmenge SOC gesetzt. Wenn SOC SOC1 ist, wird der Motordrehmomentreduktionswert unabhängig vom Wert von SOC auf einen Maximalwert gesetzt. Wenn SOC1 < SOC SOC2 ist, wird der Motordrehmomentreduktionswert gemäß der gespeicherten Ladungsmenge SOC gesetzt. Wenn SOC2 < SOC ist, wird der Motordrehmomentreduktionswert auf Null gesetzt. Dadurch wird der Motordrehmomentreduktionswert gemäß der gespeicherten Ladungsmenge SOC auf einen größtmöglichen Wert gesetzt.

Description

Auf die Offenbarung der japanischen Patentanmeldung Nr. 2000-402888, eingereicht am 28. Dezember 2000, einschließ­ lich der Beschreibung, der Zeichnungen und der Zusammenfas­ sung wird hierin in ihrer Gesamtheit durch Verweis Bezug ge­ nommen.

Die Erfindung betrifft eine Steuerungsvorrichtung für ein Hybridfahrzeug, das mit einem Verbrennungsmotor und ei­ nem Motorgenerator ausgestattet ist, und insbesondere eine Steuerungsvorrichtung für ein Hybridfahrzeug zum Ausführen einer Drehmomentreduktionssteuerung während eines Gang­ schaltvorgangs.

Bei einem mit einem Automatikgetriebe ausgestatteten Fahrzeug ist bekannt, daß eine Drehmomentreduktionssteuerung ausgeführt wird, um einen während eines Schaltvorgangs auf­ tretenden Schaltruck zu reduzieren.

Um den während Eines Schaltvorgangs auftretenden Schaltruck zu reduzieren, ist es wirksam, durch Reduzieren des auf eine Kupplung wirkenden Arbeitsdrucks einen glatten Einrückvorgang durch Erzeugen eines teil- oder halbeinge­ rückten Kupplungszustands zu erzeugen. Durch Reduzieren des Arbeitsdrucks der Kupplung wird jedoch die Schaltdauer nachteilig verlängert. Daher wird während eines Schaltvor­ gangs durch eine Verbrennungsmotordrehmomentreduktionssteue­ rung das Verbrennungsmotordrehmoment reduziert, um den Schaltruck zu reduzieren, ohne daß die Schaltdauer verlän­ gert wird.

Zum Reduzieren des Verbrennungsmotordrehmoments wird normalerweise ein Verfahren angewendet, gemäß dem der Zünd­ zeitpunkt des Verbrennungsmotors verändert wird. D. h., das Verbrennungsmotordrehmoment wird durch eine Steuerung zum Verzögern des Zündzeitpunkts des Verbrennungsmotors redu­ ziert.

Weil die Steuerung zum Verzögern des Zündzeitpunkts des Verbrennungsmotors jedoch den Kraftstoffeinspritzzeitpunkt bezüglich eines optimalen Zeitpunkts ändert, wird die Abgas­ qualität während der Steuerung zum Verzögern des Zündzeit­ punkts verschlechtert, obwohl die Verschlechterung der Ab­ gasqualität möglicherweise nur kurzzeitig ist.

Dieses Problem tritt auch in Hybridfahrzeugen auf, die mit einem Verbrennungsmotor und mit einem Motorgenerator als Antriebsleistungsquellen ausgestattet sind.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Steuerungssystem für ein Hybridfahrzeug bereitzustellen, wobei eine infolge der Drehmomentreduktionssteuerung in ei­ nem Hybridfahrzeug auftretende Verschlechterung der Abgas­ qualität vermieden wird.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Patentansprü­ che gelöst.

Die vorstehenden und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden anhand der folgenden Beschrei­ bung bevorzugter Ausführungsformen unter Bezug auf die bei­ gefügten Zeichnungen verdeutlicht, in denen ähnliche Bezugs­ zeichen verwendet werden, um ähnliche Elemente darzustellen; es zeigen:

Fig. 1 ein schematisches Diagramm zum Darstellen einer Konstruktion eines Antriebssystems eines Hybridfahrzeugs;

Fig. 2(a) ein Prinzipschaltbild eines automatischen Schaltmechanismus;

Fig. 2(b) eine Funktionstabelle des automatischen Schaltmechanismus;

Fig. 3 ein Blockdiagramm zum Darstellen von Eingangs- und Ausgangssignalen einer Steuerungsvorrichtung;

Fig. 4 ein Diagramm zum Darstellen einer Beziehung zwi­ schen der Motordrehzahl und dem Motordrehmomentreduktions­ wert, wobei die gespeicherte Ladungsmenge (SOC) der Batterie als Parameter verwendet wird; und

Fig. 5 ein Ablaufdiagramm zum Darstellen eines Verfah­ rens zum Setzen des Drehmomentreduktionswertes.

Fig. 1 zeigt ein schematisches Blockdiagramm eines An­ triebssystems 1 eines Hybridfahrzeugs, auf das eine erfin­ dungsgemäße Steuerungsvorrichtung für ein Hybridfahrzeug (nachstehend einfach als "Steuerungsvorrichtung" bezeichnet) angewendet wird. In der nachstehenden Beschreibung bezeich­ net der Ausdruck "Motor" (Elektromotor) einen "Motorgene­ rator".

Wie in Fig. 1 dargestellt, weist das Antriebssystem 1 eine Antriebsleistungsquelle 8 und ein Automatikgetriebe 9 auf. Die Antriebsleistungsquelle 8 weist zwei Antriebssys­ teme auf: einen Verbrennungsmotor (E/G) 2 und einen Motorge­ nerator (M/G) 3. Die Antriebsleistung wird vom Verbrennungs­ motor 2 und/oder vom Motorgenerator 3 ausgegeben und dem Ge­ triebe 9 zugeführt.

Das Getriebe 9 weist einen Drehmomentwandler (T/C) 4, einen automatischen Schaltmechanismus 5, eine Ölpumpe 6 und eine Hydrauliksteuerungsvorrichtung 7 auf. Der Drehmoment­ wandler 4 überträgt von der Antriebsleistungsquelle 8 zuge­ führte Antriebsleistung über ein Arbeitsöl zum automatischen Schaltmechanismus 5. Der automatische Schaltmechanismus 5 weist mehrere Planetengetriebe und mehrere Reibungsein­ griffselemente auf, die mit Elementen der Planetengetriebe in und außer Eingriff kommen (eingerückter/ausgerückter Zu­ stand). Durch Ändern von Kombinationen der eingerückten und ausgerückten Zustände der Reibungseingriffselemente wählt der automatische Schaltmechanismus 5 mehrere Übersetzungs­ verhältnisse aus. Der automatische Schaltmechanismus 5 wird nachstehend ausführlich beschrieben. Die Ölpumpe 6 ist so angeordnet, daß sie mit dem Drehmomentwandler 4 zusammen­ wirkt. Die Ölpumpe 6 wird durch den Verbrennungsmotor 2 und den Motorgenerator 3 angetrieben, um einen Öldruck zu erzeu­ gen. Die Hydrauliksteuerungsvorrichtung 7 steuert den durch die Ölpumpe 6 erzeugten Öldruck so, daß die Kombinationen der eingerückten und ausgerückten Zustände der Reibungsein­ griffselemente des automatischen Schaltmechanismus 5 geeig­ net geändert werden.

In dem gemäß der vorstehenden Beschreibung konstruier­ ten Antriebssystem 1 wird die vom Verbrennungsmotor 2 und/oder vom Motorgenerator 3 ausgegebene Antriebsleistung dem automatischen Schaltmechanismus 5 über den Drehmoment­ wandler 4 zugeführt. Die zugeführte Antriebsleistung wird basierend auf dem Fahrt- oder Betriebszustand des Fahrzeugs bezüglich der Drehzahl geändert, um eine geeignete Gang- oder Schaltstufe einzustellen, und an Räder (Antriebsräder) ausgegeben.

Nachstehend wird der automatische Schaltmechanismus 5 unter Bezug auf die Fig. 2(a) und 2(b) beschrieben. Fig. 2(a) zeigt ein Prinzipschaltbild des automatischen Schalt­ mechanismus 5. Fig. 2(b) zeigt eine Funktionstabelle des au­ tomatischen Schaltmechanismus 5.

Wie in Fig. 2(a) dargestellt, weist der automatische Schaltmechanismus 5 einer Hauptschaltmechanismus 30, einen Zusatzschaltmechanismus 40 und eine Differentialvorrichtung 50 auf. Der Hauptschaltmechanismus 30 ist auf einer mit ei­ ner Verbrennungsmotorabtriebswelle ausgerichteten ersten Welle angeordnet und weist eine Eingangswelle 37 auf, auf die über den Drehmomentwandler 4, der eine Schließkupplung 36 aufweist, Antriebsleistung vom Verbrennungsmotor 2 und vom Motorgenerator 3 übertragen wird. Auf der ersten Welle sind nacheinander eine Ölpumpe 6 benachbart zum Drehmoment­ wandler 4, ein Bremsenabschnitt 34, ein Planetengetriebe­ einheitabschnitt 31 und ein Kupplungsabschnitt 35 angeord­ net.

Der Planetengetriebeeinheitabschnitt 31 weist ein einfaches oder Einzelritzel-Planetengetriebe 32 und ein Dop­ pelritzel-Planetengetriebe 33 auf. Das einfache Planetenge­ triebe 32 weist ein Sonnenrad S1, ein Hohlrad R1 und einen Träger CR auf, der ein Ritzel P1 trägt, das mit dem Sonnen­ rad S1 und dem Hohlrad R1 in Eingriff steht. Das Doppel­ ritzel-Planetengetriebe 33 weist ein Sonnenrad S2, ein Hohl­ rad R2 und einen Träger CR auf, der ein mit dem Sonnenrad S2 in Eingriff stehendes Ritzel P2 und ein mit dem Hohlrad R2 in Eingriff stehendes Ritzel P3 derart trägt, daß die Ritzel P2 und P3 miteinander in Eingriff stehen. Das Sonnenrad S1 und das Sonnenrad S2 werden durch Hohlwellen drehbar gehal­ ten, die auf der Eingangswelle 37 drehbar gehalten werden. Der Träger CR des einfachen Planetengetriebes 32 und der Träger CR des Doppelritzel-Planetengetriebes 33 sind auf dem gleichen Träger angeordnet. Daher sind das mit dem Sonnenrad S1 in Eingriff stehende Ritzel P1 und das mit dem Sonnenrad S2 in Eingriff stehende Ritzel P2 miteinander verbunden, so daß sie sich als eine Einheit drehen.

Der Bremsenabschnitt 34 weist eine Einwegkupplung F1, eine Bremse B1 und eine Bremse B2 auf, die in der genannten Reihenfolge von einer radial inneren Seite zu einer radial äußeren Seite angeordnet sind. Außerdem ist ein antreibendes Rad bzw. Vorgelegerad 39 über eine Keilverzahnung mit dem Träger CR verbunden. Eine Einwegkupplung F2 ist zwischen dem Hohlrad R2 und einem Gehäuse angeordnet. Eine Bremse B3 ist zwischen einem Außenumfang des Hohlrades R2 und dem Gehäuse angeordnet. Der Kupplungsabschnitt 35 weist eine Vorwärts­ kupplung C1 und eine direkte Kupplung C2 auf. Die Vorwärts­ kupplung C1 ist zwischen einem Außenumfang des Hohlrades R1 und der direkten Kupplung C2 angeordnet. Die direkte Kupp­ lung C2 ist zwischen einem Innenumfang eines beweglichen Elements (nicht dargestellt) und einem mit einem distalen Ende der Hohlwelle verbundenen Flanschabschnitt angeordnet.

Ein Zusatzschaltmechanismus 40 ist auf einer zweiten Welle 43 angeordnet, die parallel zur durch die Eingangs­ welle 37 gebildeten ersten Welle angeordnet ist. Die erste und die zweite Welle bilden zusammen mit einer durch Diffe­ rentialwellen (für die linke und rechte Achse) 45l, 54r ge­ bildeten dritten Welle in einer Seitenansicht betrachtet eine Dreiecksanordnung. Der Zusatzschaltmechanismus 40 weist einfache oder Einzelritzel-Planetengetriebe 41, 42 auf, in denen ein Träger CR3 und ein Hohlrad R4 stabil miteinander verbunden sind und Sonnenräder S3, S4 stabil miteinander verbunden sind, um einen Simpson-Getriebezug zu bilden. Außerdem ist ein Hohlrad R3 mit dem antreibenden Vorgelege­ rad 46 verbunden, um einen Eingangsabschnitt zu bilden. Der Träger CR3 und das Hohlrad R4 sind mit einem Drehzahlverrin­ gerungs- oder Reduktionsgetriebe 47 verbunden, das einen Ausgangsabschnitt bildet. Eine direkte UD- (Einrichtungs) Kupplung C3 ist zwischen dem Hohlrad R3 und den integrierten Sonnenrädern S3, S4 angeordnet. Die integrierten Sonnenräder S3 (S4) können durch eine Bremse B4 gestoppt werden. Ein Träger CR4 kann durch eine Bremse B5 gestoppt werden. Da­ durch ist der Zusatzschaltmechanismus 40 in der Lage, drei Vorwärtsgangstufen bereitzustellen.

Die die dritte Welt bildende Differentialvorrichtung 50 weist ein Differentialgehäuse 51 auf, in dem ein mit dem Reduktionsgetriebe 47 in Eingriff stehendes Zahnrad 52 fixiert ist. Das Differentialgehäuse 51 weist ferner ein Differentialzahnrad 53 und ein linkes und ein rechtes Zahn­ rad 55, 56 auf, die miteinander in Eingriff stehen und dreh­ bar gehalten werden. Die linke und die rechte Achse 45l, 45r erstrecken sich vom linken bzw. vom rechten Zahnrad 55, 56. Daher wird die Drehbewegung vom Zahnrad 52 entsprechend den Lastdrehmomenten verteilt und über die linke und die rechte Achse 45l, 45r zum linken bzw. zum rechten Vorderrad über­ tragen.

Nachstehend wird die Funktionsweise des automatischen Schaltmechanismus 5 unter Bezug auf die in Fig. 2(b) darge­ stellte Funktionstabelle beschrieben. In einer ersten Gang­ stufe sind die Vorwärtskupplung C1 und die Einwegkupplung F2 eingerückt. Dadurch überträgt der Hauptschaltmechanismus 30, in dem eine erste Gangstufe eingestellt ist, über die Vorge­ legeräder 39, 40 eine drehzahlreduzierte Drehbewegung zum Hohlrad R3 des Zusatzschaltmechanismus 40. Der Zusatzschalt­ mechanismus 40 ist auf eine erste Gangstufe eingestellt, in dem der Träger CR4 durch die Bremse B5 gestoppt ist. Dadurch wird die drehzahlreduzierte Drehbewegung vom Hauptschalt­ mechanismus 30 durch den Zusatzschaltmechanismus 40 weiter drehzahlreduziert und über die Zahnräder 47, 52 und die Dif­ ferentialvorrichtung 50 zur linken und zur rechten Achse 45l, 45r übertragen.

In einer zweiten Gangstufe ist sowohl die Bremse B2 als auch die Vorwärtskupplung C1 eingerückt, und der Einrückzu­ stand der Einwegkupplung F2 wird glatt auf den Einrückzu­ stand der Einwegkupplung F1 geschaltet. Dadurch wird im Hauptgetriebemechanismus 30 eine zweite Gangstufe einge­ stellt. Der Zusatzschaltmechanismus 40 ist aufgrund der ein­ gerückten Zustands der Bremse B5 auf die erste Gangstufe eingestellt. Durch die Kombination aus der zweiten Gangstufe des Hauptschaltmechanismus 30 und der ersten Gangstufe des Zusatzschaltmechanismus 40 wird im automatischen Schaltme­ chanismus 5 insgesamt eine zweite Gangstufe bereitgestellt.

In einer dritten Gangstufe ist der Hauptschaltmechanis­ mus 30 auf den gleichen Zustand eingestellt wie in der vor­ stehend beschriebenen zweiten Gangstufe, in der die Vor­ wärtskupplung C1, die Bremse B2, die Einwegkupplung F1 und die Bremse B4 des Zusatzschaltmechanismus 40 eingerückt sind. Dadurch sind die Sonnenräder S3, S4 fixiert, so daß die Drehbewegung vom Hohlrad R3 als Drehbewegung der zweiten Gangstufe vom Träger CR3 ausgegeben wird. Durch die Kombina­ tion aus der zweiten Gangstufe des Hauptschaltmechanismus 30 und der zweiten Gangstufe des Zusatzschaltmechanismus 40 wird im automatischen Schaltmechanismus 5 insgesamt eine dritte Gangstufe bereitgestellt.

In einer vierten Gangstufe ist der Hauptschaltmechanis­ mus 30 auf den gleichen Zustand eingestellt wie in der zwei­ ten oder dritten Gangstufe, in der die Vorwärtskupplung C1, die Bremse B2 und die Einwegkupplung F1 eingerückt sind. Im Zusatzschaltmechanismus 40 ist die Bremse B4 ausgerückt oder gelöst, und die direkte UD-Kupplung C3 ist eingerückt. Dadurch sind das Hohlrad R3 und das Sonnenrad S3 (S4) ver­ bunden, so daß die Planetengetriebe 41, 42 sich gemeinsam drehen (verblockter oder blockierter Zustand). Durch die Kombination aus der zweiten Gangstufe des Hauptschaltmecha­ nismus 30 und dem blockierten Zustand (dritte Gangstufe) des Zusatzschaltmechanismus 9 : 0 wird im automatischen Schaltme­ chanismus 5 insgesamt eine vierte Gangstufe bereitgestellt.

In einer fünften Gangstufe sind die Vorwärtskupplung C1 und die direkte Kupplung C2 eingerückt, so daß die Drehbewe­ gung der Eingangswelle 37 zum Hohlrad R1 und zum Sonnenrad S1 übertragen wird. Dadurch wird der Hauptschaltmechanismus 30 auf einen verblockten oder blockierten Zustand einge­ stellt, in dem die Planetengetriebe 32, 33 des Planeten­ getriebeeinheitsabschnitts 31 sich gemeinsam drehen. Der Zu­ satzschaltmechanismus 40 ist auf den verblockten oder blockierten Zustand eingestellt, in dem die direkte UD-Kupp­ lung C3 eingerückt ist. Durch die Kombination aus der drit­ ten Gangstufe (blockierter Zustand) des Hauptschaltmechanis­ mus 30 und der dritten Gangstufe (blockierter Zustand) des Zusatzschaltmechanismus 40 wird im automatischen Schaltme­ chanismus 5 insgesamt eine fünfte Gangstufe bereitgestellt.

In einem Rückwärtsfahrtzustand sind die direkte Kupp­ lung C2, die Bremse B3 und die Bremse B5 eingerückt oder be­ tätigt. Dadurch wird eine Rückwärtsdrehbewegung vom Haupt­ schaltmechanismus 30 erhalten. Der Zusatzschaltmechanismus 40 wird in der ersten Gangstufe gehalten, in der die Rück­ wärtsdrehbewegung des Trägers CR4 durch die Bremse B5 ge­ stoppt ist. Durch die Kombination aus der Rückwärtsdrehbewe­ gung des Hauptschaltmechanismus 30 und der Drehbewegung der ersten Gangstufe des Zusatzschaltmechanismus 40 wird eine drehzahlreduzierte Rückwärtsdrehbewegung bereitgestellt.

In Fig. 2(b) stellt das Dreieckssymbol einen eingerück­ text Zustand während einer Motorbremsfunktion dar. D. h., in der ersten Gangstufe ist; die Bremse B3 eingerückt, um das Hohlrad R2 als Ersatz für die Einwegkupplung F2 zu fixieren. In der zweiten, dritten und vierten Gangstufe ist die Bremse B1 eingerückt, um das Sonnenrad S2 als Ersatz für die Ein­ wegkupplung F1 zu fixieren.

Während eines Schaltvorgangs zum Heraufschalten werden der Eingangsseite zugeordnete Elemente des gemäß der vorste­ henden Beschreibung konstruierten Antriebssystems 1 relativ niedrige Drehzahlen aufweisen, so daß ein Trägheitsdrehmo­ ment an der Seite der Abtriebswelle auftritt. Infolgedessen tritt während eines Schaltvorgangs zum Heraufschalten ein Schaltruck auf. Während eines Schaltvorgangs zum Herunter­ schalten wird das Trägheitsdrehmoment, das ausgenutzt wird, um die Drehzahl der der Eingangsseite zugeordneten Elemente zu erhöhen, zum Zeitpunkt einer Drehzahlsynchronisation in der letzten Phase des Schaltvorgangs nicht mehr benötigt, so daß das Trägheitsdrehmoment an der Abtriebsseite auftritt. Infolgedessen tritt auch bei einem Schaltvorgang zum Herun­ terschalten ein Schaltruck auf. Daher ist es bevorzugt, eine Drehmomentreduktionssteuerung auszuführen, um den Schaltruck zu vermindern.

Auch in einem stufenlos regelbaren Getriebe tritt wäh­ rend eines Schaltvorgangs zum Heraufschalten ein Trägheits­ dehmoment auf. Daher ist es, wenn ein Schaltvorgang durch manuelles Betätigen des stufenlos regelbaren Getriebes stu­ fenweise ausgeführt wird, bevorzugt, die Drehmomentreduk­ tionssteuerung auszuführen, um den Drehmomentruck zu vermin­ dern.

Nachstehend wird die in dieser Ausführungsform vorge­ sehene Drehmomentreduktionssteuerung beschrieben.

Die Antriebsleistungsquelle 8 weist in dieser Ausfüh­ rungsform den Verbrennungsmotor 2 und den Motorgenerator 3 auf, die auf die in Fig. 1 dargestellte Weise antriebsmäßig direkt miteinander verbunden sind. Daher kann der Motorgene­ rator 3 durch den Verbrennungsmotor 2 angetrieben werden, und der Verbrennungsmotor 2 kann durch den Motorgenerator 3 angetrieben werden. Außerdem kann Antriebsleistung durch den Verbrennungsmotor 2 oder durch den Motorgenerator 3 oder durch beide in Zusammenwirkung erzeugt werden, und die der­ art erzeugte Antriebsleistung kann zum Drehmomentwandler 4 übertragen werden. D. h., daß, wenn eine Eingangsleistung von der Seite des Drehmomentwandlers 4 zur Seite der Antriebs­ leistungsquelle 8 übertragen wird, können der Verbrennungs­ motor 2 und/oder der Motorgenerator 3 als Widerstand dienen.

Fig. 3 zeigt ein Blockdiagramm zum Darstellen von in einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Steuerungsvor­ richtung (Drehmomentreduktionssteuerungsvorrichtung) 60 vor­ gesehenen Eingangs- und Ausgangssignalen.

Wie in Fig. 3 dargestellt, weisen die Eingangssignale der Steuerungsvorrichtung 60 Signale auf, die eine Verbren­ nungsmotordrehzahl 61, ein Verbrennungsmotordrehmoment 62, eine in einer Speicherbatterie gespeicherte Ladungsmenge (SOC) 63 und einen vom automatischen Schaltmechanismus 5 an­ geforderten Drehmomentreduktionswert anzeigen. Die Ausgangs­ signale der Steuerungsvorrichtung 60 weisen Signale auf, die einen Motordrehmomentreduktionswert 65 für den Motorgenera­ tor 3 und einen Verbrennungsmotordrehmomentreduktionswert 66 für den Verbrennungsmotor 2 anzeigen.

Die vorstehend erwähnten Eingangs- und Ausgangssignale zeigen Werte an, die direkt von verschiedenen Sensoren er­ halten werden, oder Werte, die durch Berechnungen von durch Sensoren bereitgestellten Werten erhalten werden. D. h., die Verbrennungsmotordrehzahl 61 wird durch einen Drehzahlsensor erfaßt, und das Verbrennungsmotordrehmoment 62 wird basie­ rend auf dem Öffnungsgrad der Drosselklappe, der einge­ spritzten Kraftstoffmenge, usw. berechnet. Die gespeicherte Ladungsmenge (SOC) wird basierend auf dem Motorstrom, der während eines Ladevorgangs fließt, während dem der Motorge­ nerator 3 als Generator wirkt, der Ladeleistung, usw. be­ rechnet. Die gespeicherte Ladungsmenge 63 wird durch eine (nicht dargestellte) Einrichtung zum Erfassen der gespei­ cherten Ladungsmenge erfaßt. Der angeforderte Drehmoment­ reduktionswert 64 wird basierend auf der Verbrennungsmotor­ drehzahl, dem Drehmoment der Abtriebswelle des Automatikge­ tfiebes 9, usw. berechnet. Der Motordrehmomentreduktionswert 65 wird basierend auf der in der Batterie gespeicherten La­ dungsmenge 63 usw. festgelegt. Der Verbrennungsmotordrehmo­ mentreduktionswert 66 wird durch Subtrahieren des Motordreh­ momentreduktionswerts 65 vom angeforderten Motordrehmoment­ reduktionswert 64 bestimmt.

In der vorliegenden Ausführungsform wird der Verbren­ nungsmotordrehmomentreduktionswert durch eine Steuerung zum Verzögern des Zündzeitpunkts oder eine Steuerung zum Redu­ zieren des Drosselklappenöffnungsgrades unter Verwendung ei­ ner elektromagnetischen Drosselklappe gesteuert. Der Motor­ drehmomentreduktionswert wird durch Reduzieren des Vorwärts­ drehmoments des Motorgenerators 3 oder durch Erzeugen eines Rückwärtsdrehmoments oder durch Erzeugen eines regenerativen Bremsdrehmoments oder auf ähnliche Weise gesteuert.

Nachstehend wird ein Verfahren zum Setzen des Motordrehmomentreduktionswertes unter Bezug auf ein Motor­ kennliniendiagramm von Fig. 4 beschrieben.

Im Motorkennliniendiagramm von Fig. 4 zeigt die Abszisse die Motordrehzahl (die der Verbrennungsmotordreh­ zahl gleicht) und die Ordinate den maximalen Motordrehmo­ mentreduktionswert.

In dieser Ausführungsform wird der maximale Motordrehmomentreduktionswert basierend auf der gespeicher­ ten Ladungsmenge (SOC) ung. der Motordrehzahl gesetzt.

Zunächst werden ein erster Schwellenwert (SOC1) und ein zweiter Schwellenwert (SOC2) als Schwellenwerte der Ladungs­ menge der Speicherbatterie bestimmt. Als grundsätzliches Verfahren zum Bestimmen dieser Schwellenwerte wird erfin­ dungsgemäß der Drehmomentreduktionswert des Motorgenerators 3, d. h. der Motordrehmomentreduktionswert, so weit wie mög­ lich erhöht, wobei eine Überlastung oder ein Überladen der Speicherbatterie verhindert wird. Beispielsweise wird der Schwellenwert SOC1 auf ein Ladegrad von 80% und SOC2 auf ei­ nen Ladegrad von 90% gesetzt. Die Beziehung zwischen der Mo­ tordrehzahl und dem maximalen Motordrehmomentreduktionswert wird gemäß einer Kurve A basierend auf SOC1 und gemäß einer Kurve B basierend auf SOC2 gesetzt. Die Kurven A und B wer­ den durch Experimente oder auf ähnliche Weise im voraus be­ stimmt.

Auf der Basis der vorstehend beschriebenen Einstellun­ gen wird der maximale Motordrehmomentreduktionswert bezüg­ lich der aktuellen Motordrehzahl gemäß der durch die Ein­ richtung zum Erfassen der gespeicherten Ladungsmenge (SOC) erfaßten Ladungsmenge (SOC) bestimmt.

(1) Wenn SOC ≦ SOC1 ist (wenn z. B. der Ladegrad klei­ ner ist als 80%), wird der maximale Motordrebmomentredukti­ onswert bezüglich der Motordrehzahl basierend auf der Kurve A gesetzt.

(2) Wenn SOC1 < SOC ≦ SOC2 ist (wenn z. B. der Ladegrad größer ist als 80% und kleiner als 90%), wird der maximale Motordrehmomentreduktionswert 65 bezüglich der Motordrehzahl durch lineare Interpolation zwischen der Kurve A und der Kurve B gesetzt. Wenn der Ladegrad beispielsweise 85% be­ trägt, wird der maximale Motordrehmomentreduktionswert auf einen Mittelwert zwischen der Kurve A und der Kurve B ge­ setzt.

(3) Wenn SOC2 < SOC ist (wenn z. B. der Ladegrad größer ist als 90%), wird der maximale Motordrehmomentreduktions­ wert auf null gesetzt. D. h., in diesem Fall wird durch den Motorgenerator 3 keine Drehmomentreduktion ausgeführt.

Nachstehend wird die Verarbeitung zum Setzen des Drehmomentreduktionswertes unter Bezug auf das Ablaufdia­ gramm von Fig. 5 beschrieben. In Fig. 5 bezeichnen "S1", "S2", . . . die Nummern von Verarbeitungsschritten.

Nach dem Start der Verarbeitung (S1) verarbeitet die Steuerungsvorrichtung 60 Eingangssignale, z. B. die Verbren­ nungsmotordrehzahl 61, das Verbrennungsmotordrehmoment 62, usw. anzeigende Signale (S2). Daraufhin wird, wenn eine Drehmomentreduktionsanforderung vom automatischen Schaltme­ chanismus 5 vorliegt ("JA" in Schritt S3), die gespeicherte Ladungsmenge (SOC) geprüft (S4). Wenn SOC ≦ SOC1 ist ("JA" in Schritt S4), wird der Motordrehmomentreduktionswert unab­ hängig vom Wert von SOC auf einen Maximalwert gesetzt, wie durch die Kurve A dargestellt. Wenn dagegen in Schritt S4 festgestellt wird, daß SOC < SOC1 ist ("NEIN" in Schritt S4), wird in Schritt S6 festgestellt, ob SOC ≦ SOC2 ist. Wenn die Antwort in Schritt S6 "JA" lautet, wird der Motor­ drehmomentreduktionswert gesetzt (S7). Wenn dagegen die Ant­ wort in Schritt S6 "NEIN" lautet, wird der Motordrehmoment­ reduktionswert auf "0" gesetzt (S8).

Durch die Schritte S5, S7 oder S8 wird der Motordrehmo­ mentreduktionswert bezüglich einer vorgegebenen gespeicher­ ten Ladungsmenge SOC gesetzt. Dann werden der angeforderte Drehmomentreduktionswert und der gesetzte Motordrehmoment­ reduktionswert verglichen, und es wird ein neuer Motordreh­ momentreduktionswert gesetzt (S9). Wenn der angeforderte Drehmomentreduktionswert kleiner ist als der gesetzte Motor­ drehmomentreduktionswert, wird der angeforderte Drehmoment­ reduktionswert als Motordrehmomentreduktionswert gesetzt. In diesem Fall beträgt der Verbrennungsmotordrehmomentredukti­ onswert in Schritt S10 null. Nachdem der Motordrehmomentre­ duktionswert gesetzt wurde, wird der Wert, der durch Subtra­ hieren des Motordrehmomentreduktionswertes vom angeforderten Drehmomentreduktionswert erhalten wird, als Motordrehmoment­ reduktionswert gesetzt (S10). Dann werden der Motordrehmo­ mentreduktionswert und der Verbrennungsmotordrehmomentreduk­ tionswert, die wie vorstehend beschrieben gesetzt worden sind, einer Signalverarbeitung unterzogen und anschließend an den Motorgenerator 3 bzw. an den Verbrennungsmotor 2 aus­ gegeben (S11). Daraufhin springt die Verarbeitung von Schritt S12 zu Schritt S1 zurück. Wenn in Schritt S3 festge­ stellt wird, daß keine Drehmomentreduktionsanforderung vor­ liegt ("NEIN" in S3), schreitet die Verarbeitung direkt zu Schritt S12 fort und springt dann zu Schritt S1 zurück.

Wie vorstehend beschrieben, wird gemäß der vorliegenden Ausführungsform, wenn die Drehmomentreduktionsanforderung ausgegeben wird, der Motordrehmomentreduktionswert 65 des angeforderten Drehmoments auf einen größtmöglichen Wert in­ nerhalb eines solchen Bereichs gesetzt, daß durch die La­ ddngsmenge der Speicherbatterie kein Überladungszustand auf­ tritt, und der übrige Drehmomentreduktionswert wird als Verbrennungsmotordrehmomentreduktionswert gesetzt. Dadurch kann die durch die Steuerung zum Verzögern des Zündzeit­ punkts des Verbrennungsmotors verursachte Verminderung der Abgasqualität begrenzt werden.

Obwohl die Ausführungsform unter Bezug auf einen Fall beschrieben wurde, in dem der erste Schwellenwert einem La­ degrad von 80% und der zweite Schwellenwert einem Ladegrad von 90% entspricht, sind die Schwellenwerte nicht auf diese Werte beschränkt, sondern sie können gemäß der Kapazität der Speicherbatterie, der Ladeleistung, usw. geeignet gesetzt werden. Außerdem kann, obwohl in der vorstehend beschriebe­ nen Ausführungsform die beiden Schwellenwerte der gespei­ cherten Ladungsmenge SOC, d. h. der erste Schwellenwert SOC1 und der zweite Schwellenwert SOC2 gesetzt werden, auch le­ diglich ein Schwellenwert gesetzt werden. In diesem Fall wird das Motorkennliniendiagramm beispielsweise nur duch die Kurve A oder die Kurve B in Fig. 4 bereitgestellt. Wenn SOC kleiner ist als der Schwellenwert oder diesem gleicht, wird der Motordrehmomentreduktionswert auf "0" gesetzt.

Die vorstehend beschriebene Drehmomentreduktionssteue­ rung wird sowohl für einen Schaltvorgang zum Heraufschalten als auch für einen Schaltvorgang zum Herunterschalten ausge­ führt.

Die Erfindung ist nicht nur auf eine Konstruktion anwendbar, bei der der Verbrennungsmotor 2 und der Motorge­ nerator 3 wie in Fig. 2(a) dargestellt verbunden sind, son­ dern auch auf andersartige Hybridfahrzeuge mit einem Verbrennungsmotor und einem Motorgenerator. Beispielsweise ist die vorliegene Erfindung auf einen Fahrzeugtyp anwend­ bar, bei dem der Verbrennungsmotor und der Motorgenerator durch eine Kupplung geschaltet werden, einen Fahrzeugtyp, bei dem der Verbrennungsmotor oder der Motorgenerator als Zusatz- oder Hilfsvorrichtung verwendet werden, einen Fahr­ zeugtyp, bei dem ein Leistungskombinationsmechanismus zum Kombinieren der Ausgangsleistung des Verbrennungsmotors und der Ausgangsleistung des Motorgenerators bereitgestellt und Leistung darauf verteilt wird, usw.

Claims (7)

1. Steuerungsvorrichtung für ein Hybridfahrzeug, in dem ein Verbrennungsmotor und ein Motorgenerator als An­ triebsleistungsquellen bereitgestellt werden, wobei eine Antriebsleistung von mindestens einer der An­ triebsleistungsquellen einem Getriebe zugeführt wird, und wobei, nachdem ein Gangschaltvorgang durch das Ge­ triebe ausgeführt wurde, die Antriebsleistung über eine Abtriebswelle zu einem Antriebsrad übertragen wird, wo­ bei die Steuerungsvorrichtung aufweist:
eine Drehmomentreduktionssteuerungseinrichtung zum Ausführen einer Steuerung zum Reduzieren eines Aus­ gangsdrehmoments von mindestens einer der Antriebsleis­ tungsquellen, um ein Drehmoment der Abtriebswelle wäh­ rend eines Gangschaltvorgangs zu reduzieren, wobei die Drehmomentreduktionssteuerungseinrichtung aufweist:
eine erste Reduktionseinrichtung zum Steuern des Verbrennungsmotors; und
eine zweite Reduktionseinrichtung zum Steuern des Motorgenerators;
wobei, wenn eine Drehmomentreduktionsanforderung ausgegeben wird, von dem angeforderten Drehmomentreduk­ tionswert durch die zweite Reduktionseinrichtung vor­ rangig ein Motordrehmomentreduktionswert gesetzt wird, und durch die erste Reduktionseinrichtung der Rest des angeforderten Drehmomentreduktionswertes als Verbren­ nungsmotordrehmomentreduktionswert gesetzt wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, ferner mit einer Einrich­ tung zum Erfassen einer gespeicherten Ladungsmenge ei­ ner mit dem Motorgenerator verbundenen Stromspei­ chereinrichtung;
wobei, wenn die durch die Einrichtung zum Erfassen einer gespeicherten Ladungsmenge erfaßte gespeicherte Ladungsmenge kleiner als ein erster Schwellenwert ist oder diesem gleicht, die Drehmomentreduktions­ steuerungseinrichtung den Motordrehmomentreduktionswert auf einen Wert setzt, der kleiner ist als ein entspre­ chend einer Motordrehzahl im voraus gesetzter Maximal­ wert oder diesem gleicht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei, wenn die durch die Einrichtung zum Erfassen einer gespeicherten Ladungs­ menge erfaßte gespeicherte Ladungsmenge größer als der erste Schwellenwert ist und kleiner ist als ein zweiter Schwellenwert oder diesem gleicht, der größer ist als der erste Schwellenwert, die Drehmomentreduktions­ steuerungseinrichtung den Motordrehmomentreduktionswert auf einen Wert setzt, der kleiner ist als ein Maximal­ wert oder diesem gleicht, der basierend auf einem vor­ gegebenen Motorkennliniendiagramm gesetzt wird, das eine Beziehung zwischen der Motordrehzahl und dem Mo­ tordrehmomentreduktionswert darstellt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei, wenn die durch die Einrichtung zum Erfassen einer gespeicherten Ladungs­ menge erfaßte gespeicherte Ladungsmenge größer ist als der zweite Schwellenwert, die Drehmomentreduktionsein­ richtung den Motordrehmomentreduktionswert auf null setzt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, wobei die Drehmomentreduktionssteuerungseinrichtung den Motor­ drehmomentreduktionswert so setzt, daß er kleiner ist als ein gemäß einer Motordrehzahl gesetzter maximaler Motordrehmomentreduktionswert oder diesem gleicht.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei, wenn der angeforderte Drehmomentreduktionswert kleiner ist als ein gemäß einer Motordrehzahl gesetzter maxima­ ler Motordrehmomentreduktionswert oder diesem gleicht, die Drehmomentredukationssteuerungseinrichtung den Mo­ tordrehmomentreduktionswert auf den angeforderten Dreh­ momentreduktionswert setzt, und wobei, wenn der ange­ forderte Drehmomentreduktionswert größer ist als der maximale Motordrehmomentreduktionswert, die Drehmoment­ reduktionssteuerungseinrichtung den Motordrehmomentre­ duktionswert auf den maximalen Motordrehmomentredukti­ onswert setzt und den Rest des angeforderten Drehmo­ mentreduktionswertes, der durch Subtrahieren des maxi­ malen Motordrehmomentreduktionswertes vom angeforderten Drehmomentreduktionswert erhalten wird, als Verbren­ nungsmotordrehmomentreduktionswert setzt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, ferner mit einer Einrichtung zum Erfassen einer gespeicherten Ladungs­ menge zum Erfassen einer in einer mit dem Motorgenera­ tor verbundenen Stromspeichereinrichtung gespeicherten Ladungsmenge;
wobei der maximale Motordrehmomentreduktionswert gemäß der durch die Einrichtung zum Erfassen einer ge­ speicherten Ladungsmenge erfaßten gespeicherten La­ dungsmenge geändert wird.