DE102007000664A1

DE102007000664A1 - Antriebsquellensteuerungsvorrichtung für ein Fahrzeug

Info

Publication number: DE102007000664A1
Application number: DE102007000664A
Authority: DE
Inventors: Yuki Kariya Tojima; Yoshihide Kariya Suzuki
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 2006-11-09
Filing date: 2007-11-08
Publication date: 2008-05-15
Also published as: CN101177141B; FR2909625B1; JP2008120166A; CN101177141A; FR2909625A1; JP4961192B2

Abstract

Eine Antriebsquellensteuerungsvorrichtung für ein Fahrzeug zum Steuern eines Verbrennungsmotors (11) und eines Elektromotors (12), die als Antriebsquellen vorgesehen sind, hat einen ersten Elektromotorunterstützungsmodus, der zum Befehligen des Elektromotors (12) zu einer Zeit eines Hochschaltens angewendet wird, um ein erstes zusätzliches Drehmoment abzugeben, um eine Verbrennungsmotordrehmomentschwankung zu kompensieren, die in Erwiderung auf einen Gangwechsel auftritt, und einen zweiten Elektromotorunterstützungsmodus, der zum Befehligen des Elektromotors (12) zu einer Zeit eines Herunterschaltens angewendet wird, um ein zweites zusätzliches Drehmoment gemäß einem Gaspedalöffnungsgrad (Theta<SUB>n</SUB>) abzugeben.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Antriebsquellensteuerungsvorrichtung für ein Fahrzeug. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine Antriebsquellensteuerungsvorrichtung für ein Fahrzeug, das einen Elektromotor und einen Verbrennungsmotor als Antriebsquellen hat.
8 ist ein Graph, der ein Drehmomentverhalten eines Verbrennungsmotors und eines Motorgenerators (nachstehend als Motor oder MG bezeichnet) zeigt. Der Verbrennungsmotor hat einen Peak bzw. eine Spitze in einem gewissen Drehzahlbereich und erzeugt ein hohes Drehmoment. Jedoch erzeugt der V-Motor eine relativ große Menge von Abgasen und hat einen schlechten spezifischen Kraftstoffverbrauch. Andererseits erzeugt der Elektromotor das hohe Drehmoment in einem Niedrigdrehzahlbereich. Jedoch ist das Drehmoment in einem Hochdrehzahlbereich verringert.
Es gibt eine bekannte Technik, die Unterschiede der vorstehend beschriebenen Charakteristiken der Antriebsquellen zur Drehmomentunterstützung, die durch einen Elektromotor beim Starten des Fahrzeugs oder zur Zeit einer Beschleunigung durchgeführt wird, in einem sogenannten Parallelhybridfahrzeug verwendet. Als eine Folge der Drehmomentunterstützung wird das Verbrennungsmotorgeräusch verringert, während das Hybridfahrzeug fährt, und die Kraftstoffeffizienz ist verbessert.
In JP 2005-325804 A wird bspw. vorgeschlagen, dass eine Drehmomentunterstützung für eine gewisse Zeitspanne von dem Start des Fahrzeugs an durchgeführt wird. Die Drehmomentunterstützung ist vorgesehen, um die Verschlechterung der Kraftstoffeffizienz zu verhindern, wenn der Fahrer beim Starten des Fahrzeugs von dem Leerlaufzustand während des wirtschaftlich günstigen und umweltfreundlichen Betriebs ein Gaspedal übermäßig drückt.
Des Weiteren ist in JP 2006-9588 A eine Technologie offenbart, die starke Änderungen des Geräuschs und der Vibrationen des Verbrennungsmotors verhindert, wenn die Batterie während der Beschleunigung mit Hilfe der Drehmomentunterstützung leer wird. Genauer gesagt werden die elektrische Leistung, die von der Batterie zugeführt wird, und die Zeitspanne der Zufuhr der elektrischen Leistung im Voraus geschätzt, und die Abgaben von der Batterie und dem Verbrennungsmotor werden auf Basis der Schätzung gesteuert.
9 ist ein Graph, der Änderungen eines Gaspedalöffnungsgrads, von Gangstufen (angefragter Gang/tatsächlicher Gang), eines Kupplungsbetriebs, einer Fahrzeuggeschwindigkeit und einer in einer Längsrichtung des Fahrzeugs aufgebrachten Schwerkraft bzw. g-Kraft (als G bezeichnet) in dem Zustand zeigt, wo der schnelle Beschleunigungsbetrieb durch den Fahrer ausgeführt wird. Wie in dem Graphen gezeigt ist, wird die Kupplung ausgerückt, nachdem ein Gaspedal nieder gedrückt worden ist, um die Herunterschaltbedingungen zu erfüllen. Dann wird die tatsächliche Gangstufe geändert, und die Kupplung wird eingerückt, um die g-Kraft G anzuheben.
Wie gerade beschrieben wurde, erfordert es, wenn der Fahrer das Gaspedal niederdrückt, um die Beschleunigung in Situationen wie beim Überholen von anderen Fahrzeugen oder beim Bergauf fahren anzufordern, es einige Zeit, um den Gang zu wechseln (Herunter zu schalten) und die Verbrennungsmotordrehzahl in Erwiderung auf den Gangwechsel zu erhöhen. Somit wird die Beschleunigung nicht sanft bzw. nicht gleichmäßig ausgeführt. Des Weiteren wird in JP 2006-9588 A vorgeschlagen, dass die Drehmomentunterstützung durch den Elektromotor bei dem Starten des Fahrzeugs oder zu der Zeit einer Beschleunigung durchgeführt wird, jedoch wird die Drehmomentunterstützung zur Verringerung eines Geräuschs und zur Verbesserung der Kraftstoffeffizienz durchgeführt, und bedeutet nicht, das Drehmomentverhalten des Elektromotors zu verwenden.
Es besteht ein Bedarf nach einer Antriebsquellensteuerungsvorrichtung für ein Fahrzeug, die Beschleunigungsanfragen eines Fahrers, die das Herunterschalten erfordern, sanft bzw. gleichmäßig durchführt.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung hat eine Antriebsquellensteuerungsvorrichtung für ein Fahrzeug zum Steuern eines Verbrennungsmotors und eines Elektromotors, die als Antriebsquellen vorgesehen sind, einen zu einer Zeit eines Hochschaltens angewendeten ersten Elektromotorunterstützungsmodus zum Befehligen des Elektromotors, um ein erstes zusätzliches Drehmoment abzugeben, um eine Verbrennungsmotordrehmomentschwankung zu kompensieren, die in Erwiderung auf einen Gangwechsel auftritt, und einen zu einer Zeit eines Herunterschaltens angewendeten zweiten Elektromotorunterstützungsmodus zum Befehligen des Elektromotors, um ein zweites zusätzliches Drehmoment gemäß einem Gaspedal- bzw. Beschleunigeröffnungsgrad abzugeben.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beendet eine Antriebsquellensteuerungsvorrichtung den zweiten Elektromotorunterstützungsmodus durch Durchführen eines Beendigungsprozesses, um das zweite zusätzliche Drehmoment für eine vorbestimmte Zeitspanne ungeachtet des Gaspedalöffnungsgrads allmählich zu verringern.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine sanfte bzw. gleichmäßige Beschleunigung sofort in Erwiderung auf Beschleunigungsanfragen eines Fahrers durchgeführt, und zwar wird eine Steuerbarkeit eines Gaspedals verbessert.
Das vorstehende und zusätzliche Merkmale und Eigenschaften der vorliegenden Erfindung werden von der detaillierten Beschreibung offensichtlicher, wenn diese mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen berücksichtigt wird.
1 ist ein Blockdiagramm, das einen Aufbau eines Hybridfahrzeugs zeigt, auf das die Erfindung angewendet ist;
2 ist ein Prinzipschaubild, das einen Gesamtaufbau eines Antriebsmechanismus (vier Gänge) des Fahrzeugs gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
3 ist ein Flussdiagramm, das einen Prozessablauf zeigt, der jede vorbestimmte Zeitspanne in der Antriebsquellensteuerungsvorrichtung (HV-ECU) gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird;
4 ist ein Flussdiagramm, das eine Beschleunigungsunterstützungsprozess zu der Zeit eines Herunterschaltens in der Antriebsquellensteuerungsvorrichtung (HV-ECU) gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
5 ist eine graphische Darstellung, die eine Beziehung zwischen einem Gaspedalöffnungsgrad und einem Lastverhältnis in der Antriebsquellensteuerungsvorrichtung (HV-ECU) gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
6 ist ein Flussdiagramm, das den Beschleunigungsunterstützungsprozess des Herunterschaltens in der Antriebsquellensteuerungsvorrichtung (HV-ECU) gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
7 ist eine graphische Darstellung, die Betriebe des Fahrzeugs zeigt, in dem die Antriebsquellensteuerungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung eingebaut ist;
8 ist eine graphische Darstellung, die ein Drehmomentverhalten des Verbrennungsmotors und eines Motorgenerators zeigt; und
9 ist eine graphische Darstellung, die einen Betrieb eines bekannten Fahrzeugs zeigt, der bei dem Herunterschalten ausgeführt wird.
Nachstehend wir die beste Form zum Umsetzen der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
1 ist ein Blockdiagramm, das einen Aufbau eines Hybridfahrzeugs zeigt, auf das die vorliegende Erfindung angewendet ist. Mit Bezug auf 1 sind zwei Arten von Antriebsquellen, ein Verbrennungsmotor 11 (der Verbrennungsmotor wird nachstehend auch als EG bezeichnet), wie durch eine Brennkraftmaschine verkörpert wird, und ein Motorgenerator 12 (nachstehend als ein MG 12 bezeichnet), der durch in einer Batterie 19 gespeicherten Elektrizität betrieben wird, parallel angeordnet, um Räder anzutreiben.
Eine Drehmomentabgabe von dem Verbrennungsmotor 11 wird zu einem Getriebe 13 übertragen. Danach wird das Drehmoment mittels einer Differentialvorrichtung (Differential) 14, die als ein Abgabeabschnitt dient, zu den Antriebswellen bzw. Achswellen 15 und 15' übertragen, und wird dann zu Antriebsrädern 16 und 16' übertragen, um das Fahrzeug anzutreiben. In gleicher Weise wird eine Drehmomentabgabe von dem MG 12 auch mittels der Differentialvorrichtung (Differential) 14 zu den Achswellen 15 und 15' übertragen, und wird dann zu den Antriebsrädern 16 und 16' übertragen, um das Fahrzeug anzutreiben.
Des Weiteren hat das Hybridfahrzeug, das in 1 dargestellt ist, eine elektronische Hybridfahrzeugsteuereinheit 21 (nachstehend als eine HV-ECU 21) bezeichnet, eine elektronische Motorgeneratorsteuereinheit (nachstehend als eine MG-ECU bezeichnet), einen Inverter 22, eine elektronische Verbrennungsmotorsteuereinheit 23 (nachstehend als eine EG-ECU 23) bezeichnet, ein Kupplungsstellglied 17, das in das Getriebe 13 eingebaut ist, eine elektronische Steuereinheit für ein automatisiertes manuelles Getriebe 24 (nachstehend als eine AMT-ECU 24 bezeichnet) und eine elektronische Batteriesteuereinheit 25 (nachstehend als eine Batterie-ECU 25 bezeichnet). Die HV-ECU steuert das gesamte Fahrzeug, und die MG-ECU befehligt den MG 12, um zu regenerieren bzw. rückzugewinnen oder anzutreiben. Die EG-ECU 23 stoppt den Verbrennungsmotor 11 und steuert einen Verbrennungszustand des Verbrennungsmotors 11, und die AMT-ECU 24 steuert das Schaltstellglied 18, um den Gangwechsel optimal durchzuführen. Die Batterie-ECU 25 steuert einen Ladezustand der Batterie 19.
Die HV-ECU 21 funktioniert als eine Antriebsquellensteuerungsvorrichtung für ein Fahrzeug. Die HV-ECU 21 steuert und verwaltet die MG-ECU, den Inverter 22, die EG-ECU 23 und die Batterie-ECU 25 gemäß einer Absicht eines Fahrers. Des Weiteren hat die HV-ECU 21 ein Gangschaltflag und ein Herunterschaltflag und schaltet den Wert von jedem Flag (AN/AUS) in Erwiderung auf den Antriebszustand des Fahrzeugs. Die HV-ECU 21 ändert das Berechnungsverfahren des Drehmoments, das von dem MG 12 abgegeben wird, gemäß der Kombination von dem Wert von jedem Flag, wie nachstehend beschrieben ist.
Die EG-ECU 23 richtet den besten Verbrennungsmodus ein, der im Zusammenwirken mit der AMT-ECU 24 betrieben bzw. gesteuert wird, und führt die Kraftstoffsteuerung zu der Zeit des Verbrennungsmotorstartens mit dem Starter 20 aus. Eine Anzeige 26 ist bei dem Fahrersitz vorgesehen, um die Fahrzeuggeschwindigkeit anzuzeigen.
Fig. ist ein Prinzipschaubild, das schematisch einen Aufbau eines Antriebsmechanismus (vier Schaltstufen) zeigt, der in dem Hybridfahrzeug verwendet wird. Mit Bezug auf den Aufbau des Getriebes 13, ist ein Schwungrad 32 an einem Endabschnitt einer Ausgabewelle 31 des Verbrennungsmotors 11 fixiert, und Kupplungskomponenten 33 sind an dem Schwungrad 32 montiert, um über das Kupplungsstellglied 17 eingerückt oder ausgerückt werden zu können. Ein Abtriebsbauteil der Kupplung ist an einer Eingabewelle 34 des Getriebes 13 mittels eines Keils oder dergleichen montiert, um einstückig mit der Eingabewelle 34 gedreht zu werden. Ausgehend von der Kupplungsseite sind ein erstes Antriebsrad 35, ein Rückwärtsantriebsrad 36 (nachstehend wird „rückwärts" als „Rev." abgekürzt, bspw. ein Rev.-Antriebsrad 36) und ein zweites Antriebsrad 37 mit der Eingabewelle 34 verbunden, um eine einzelne Einheit zu bilden. Des Weiteren sind ein drittes Antriebsrad 38, ein viertes Antriebsrad 39, ein fünftes Antriebsrad 40 und ein sechstes Antriebsrad 41 drehbar mit der Eingabewelle 34 verbunden. Zusätzlich ist eine Ausgabewelle 42 des Getriebes 13 parallel zu der Eingabewelle 34 vorgesehen. Ein erstes Abtriebsrad 43 und ein zweites Abtriebsrad 44 sind drehbar so mit der Ausgabewelle 42 verbunden, dass das erste Abtriebsrad 43 und das zweite Abtriebsrad 44 mit den entsprechenden Antriebsrädern eingreifen. Des Weiteren sind ein drittes Abtriebsrad 45, ein viertes Abtriebsrad 46, ein fünftes Abtriebsrad 47 und ein sechstes Abtriebsrad 48 mit der Ausgabewelle 42 an der Position verbunden, die gestattet, dass jedes Abtriebsrad mit dem entsprechenden Antriebsrad eingreifen kann. Das dritte Abtriebsrad 45, das vierte Abtriebsrad 46, das fünfte Abtriebsrad 47 und das sechste Abtriebsrad 48 drehen einstückig mit der Ausgabewelle 42. Ein Antriebsrad 49 ist mit einem Endabschnitt der Ausgabewelle 42 nahe der Kupplung verbunden, um einstückig mit der Ausgabewelle 42 zu drehen. Das Antriebsrad 49 greift mit einem Tellerrad 70 ein, das an einem Gehäuse der Differentialvorrichtung (Differential) 14 vorgesehen ist. Des Weiteren ist eine Welle 50 an der Seite des Getriebes 13 vorgesehen, um parallel zu der Eingabewelle 34 des Getriebes 13 zu sein. Ein Rev.-Leerlaufrad bzw. ein Rev.-Laufrad 51 ist drehbar mit der Welle 50 verbunden. Das Rev.-Laufrad 51 ist in einer Axialrichtung der Welle 15 bewegbar. Wenn das Rev.-Laufrad 51 zu einer Position näher zu der Kupplung (in 2 mit einer fetten durchgehenden Linie dargestellt) bewegt wird, greift das Rev.-Laufrad 51 nicht mit dem Rev.-Antriebsrad 36 ein, aber wenn das Rev.-Laufrad 51 zu einer Position näher zu dem sechsten Antriebsrad 41 bewegt wird (in 2 mit einer dünnen Linie dargestellt), kann das Rev.-Laufrad 51 mit dem Rev.-Antriebsrad 36 eingreifen.
Ein Nabenbauteil 52 ist zwischen dem ersten Abtriebsrad 43 und dem zweiten Abtriebsrad 44 der Ausgabewelle 42 vorgesehen, ein Nabenbauteil 53 ist zwischen dem dritten Antriebsrad 38 und dem vierten Antriebsrad 39 der Eingabewelle 34 vorgesehen, und ein Nabenbauteil 54 ist zwischen dem fünften Antriebsrad 40 und dem sechsten Antriebsrad 41 der Eingabewelle 34 vorgesehen. Das Nabenbauteil 52 wird einstückig mit der Ausgabewelle 42 gedreht, und die Nabenbauteile 53 und 54 werden einstückig mit der Eingabewelle 34 gedreht. Ein Eingreifbauteil, wie in Keil oder dergleichen, ist an einem Außenumfang von jedem Nabenbauteil 52, 53 und 54 vorgesehen. Des Weiteren sind an einem Außenumfang der Nabenbauteile 52, 53 und 54 Buchsen- bzw. Hülsenbauteile 55, 56 bzw. 57 jeweils vorgesehen, die weiter außen als jedes Eingreifbauteil jeweils so angeordnet sind, dass die Nabenbauteile 52, 53, und 54 mit den Hülsenbauteilen 55, 56 und 57 eingreifen. Die Hülsenbauteile 55, 56 und 57 werden durch das Schaltstellglied 18 in der Axialrichtung der Eingabewelle 34 und der Ausgabewelle 42 bewegt (in 2 in einer Horizontalrichtung), wodurch entweder ein drehmomentübertragbarer Zustand, wo das Hülsenbauteil mit entweder einem an dem linken Rad ausgebildeten Keil oder dem an dem rechten Rad ausgebildeten Keil eingreift, oder ein Neutralzustand eingerichtet wird, wo das Hülsenbauteil mit keinem Rad eingreift. 2 zeigt einen Zustand, wo die vierte Schaltstufe durch Bewegen des Hülsenbauteils 54 in 2 nach links eingerichtet ist. Zusätzlich ist das Hülsenbauteil 55, das zwischen dem ersten Abtriebsrad 43 und dem zweiten Abtriebsrad 44 der Ausgabewelle 42 angeordnet ist, mit einem Rad 58 an einem Abschnitt versehen, der an einer Seite weiter außen angeordnet ist. Das Rad 58 greift mit dem Rev.-Laufrad 51 ein, während das Rev.-Laufrad 51 mit dem Rev.-Antriebsrad 36 eingreift, um entweder einen Neutralzustand oder einen Rev.-Antriebszustand einzurichten.
Wie vorstehend beschrieben ist, wird die Kupplung durch das Kupplungsstellglied 17 eingerückt, um die Antriebskraft des Verbrennungsmotors 11 zu dem Antriebsrad 49, das an dem Endabschnitt der Ausgabewelle 42 gelegen ist, auf Basis eines Übersetzungsverhältnisses zu übertragen, das durch das Schaltstellglied 18 ausgewählt ist.
Andererseits wird die Antriebskraftabgabe von dem MG 12 zu einem Antriebsrad 61 übertragen, das einstückig an einem Endabschnitt einer MG-Ausgabewelle 60 vorgesehen ist. Eine Zwischenverzögerungswelle 62 ist parallel zu der MG-Ausgabewelle 60 angeordnet. Ein Abtriebsrad 63 ist an der Zwischenverzögerungswelle 62 vorgesehen, um mit dem Antriebsrad 61 einzugreifen. Des Weiteren ist ein Antriebsrad 64 an der Zwischenverzögerungswelle 62 vorgesehen, um mit dem Tellerrad (letztes Rad, bzw. Endrad) 70 einzugreifen, das an dem Gehäuse der Differentialvorrichtung (Differential) 14 vorgesehen ist. Die Antriebskraftabgabe von dem MG 12 wird zu dem Antriebsrad 64 auf Basis eines vorbestimmten Übersetzungsverhältnisses übertragen.
Gemäß dem vorstehend beschriebenen Aufbau werden die Abgaben, die von dem Verbrennungsmotor 11 und dem MG 12 übertragen werden, durch die HV-ECU 21 zu dem Tellerrad (letztes Rad) 70 übertragen. Dann wird der Drehzahlunterschied zwischen der Drehmomentabgabe von dem MG-12 und der Drehmomentabgabe von dem Verbrennungsmotor 11 in der Differentialvorrichtung (Differential) 14 absorbiert, falls es notwendig ist, und die Abgabe wird übertragen, um die Antriebswellen 15 und 15' und die Antriebsräder 16 und 16' anzutreiben.
Des Weiteren richtet der MG 12 einen antreibenden Zustand und einen rückgewinnenden Zustand ein. Wenn der antreibende Zustand eingerichtet ist, wandelt der MG 12 die von der Batterie 19 zugeführte Elektrizität in Drehmoment um. Des Weiteren, wenn der rückgewinnende Zustand eingerichtet ist, wandelt der MG 12 das Drehmoment in Elektrizität um. In dem MG 12 wird ein Drehstrom auf ein Statorbauteil 66 angewendet, so dass der hohe Strom zu einer gewünschten Position des Statorbauteils 66 fließt. Als eine Folge wird ein drehendes Magnetfeld erzeugt, und ein Strom geht durch einen Eisenabschnitt eines Rotorbauteils 67, um den Rotor zu drehen. Somit wird die Steuerung des MG 12, einschließlich der Erzeugung der Antriebskraft und der Richtung der Drehung, so ausgeführt, dass die Umwandlung effektiv durchgeführt wir.
Ein Drehmelder 65 ist als eine Dreherfassungsvorrichtung an dem anderen Endabschnitt der Ausgabewelle 60 des MG 12 montiert. Der Drehmelder 65 erfasst einen relativen Winkel, der zwischen dem umwickelten Statorbauteil bzw. Stator mit Spule 66 des MG 12 und dem Rotorbauteil 67 gebildet ist, das einstückig mit der MG-Ausgabewelle 60 dreht, und der erfasste relative Winkel wird als ein Drehmeldersignal verwendet. Beispielsweise kann das Drehmeldersignal als eine Fahrzeuggeschwindigkeit anzeigende Information des Fahrzeugs verwendet werden, indem das Drehmeldersignal auf der Basis eines Werts, der sich auf eine Polzahl des MG 12 bezieht, und eines Übersetzungsverhältnisses des MG 12 umgewandelt wird.
Die Steuerung der Antriebsquelle in dem Hybridfahrzeug, das wie vorstehend beschrieben aufgebaut ist, wird nachstehend mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. 3 ist ein Flussdiagramm, das einen Prozessablauf darstellt, der in der HV-ECU 21 bei jeder vorbestimmten Zeit durchgeführt wird.
Mit Bezug auf 3 bestimmt die HV-ECU 21, ob vorbestimmte Berechtigungs- bzw. Eintrittsbedingungen zur Drehmomentunterstützung erfüllt sind (Schritt S001). Beispielsweise bestimmt die HV-ECU 21, ob ein SOC-Wert (Ladezustandswert) der Batterie 19 gleich wie oder größer als ein vorbestimmter Wert ist, die Temperatur des MG 12 gleich wie oder niedriger als eine vorbestimmte Temperatur ist, und die Fahrzeuggeschwindigkeit gleich wie oder niedriger als ein vorbestimmter Wert ist.
Anschließend bestimmt die HV-ECU 21, ob der Gangwechsel von dem Fahrer angefragt ist (Schritt S0002). Beispielsweise werden der Gaspedalöffnungsgrad θ, der durch einen Gaspedalöffnungssensor erhalten wird, und die gegenwärtige Fahrzeuggeschwindigkeit auf eine vorbestimmte Schaltstufeninformation (Gangwechselkennfeld) angewendet, um zu bestimmen, ob der Gangwechsel erfordert ist. Wenn der Gangwechsel für erforderlich erachtet wird, wird das Gangschaltflag auf AN eingestellt. Das Einstellen des Gangschaltflags wird gelöscht, nachdem das Fahrzeug den Zustand verlassen hat, wo der Gangwechsel erfordert ist (Schritte S003 bis S004).
Anschließend bestimmt die EV-ECU 21, ob das Herunterschalten durch den Fahrer angefragt ist (Schritt S005). Wenn bspw. der Gaspedalöffnungsgrad θ und die gegenwärtige Fahrzeuggeschwindigkeit v auf die vorbestimmte Schaltstufeninformation angewendet werden, und der Gangwechsel von der gegenwärtigen Schaltstufe zu einer niedrigen Schaltstufe für erforderlich erachtet wird, wird das Herunterschaltflag auf AN eingestellt (Schritt S006).
Dann bestimmt die HV-ECU 21 auf Basis des Beurteilungsergebnisses der vorstehend beschriebenen Schritt S002 bis S006, ob das Gangsschaltflag auf AN eingestellt ist (Schritt S007) und ob das Herunterschaltflag auf AN eingestellt ist (Schritt S008, Schritt S009).
Wenn hier sowohl das Gangschaltflag als auch das Herunterschaltflag auf AN eingestellt sind, und zwar in dem Fall, dass der Fahrer einen schnellen Gangwechsel anfordert, führt die HV-ECU 21 den Beschleunigungsunterstützungsprozess zu der Zeit des Herunterschaltens durch (den zweiten Elektromotorunterstützungsmodus), der ein zweites zusätzliches Drehmoment gemäß dem Gaspedalöffnungsgrad abgibt (Schritt S010). Der Beschleunigungsunterstützungsprozess (der zweite Elektromotorunterstützungsmodus) zu der Zeit des Herunterschaltens wird später im Detail beschrieben.
Wenn nur das Gangschaltflag auf AN eingestellt ist, führt die HV-ECU 21 den Beschleunigungsunterstützungsprozess zu der Zeit des Hochschaltens durch (erster Elektromotorunterstützungsmodus), der ein erstes zusätzliches Drehmoment abgibt, um Verbrennungsmotordrehmomentschwankungen zu kompensieren, die in Erwiderung auf den Gangwechsel auftreten (Schritt S011). In dem Beschleunigungsunterstützungsprozess des Hochschaltens (erster Elektromotorunterstützungsmodus) wird der MG 12 bspw. betrieben, um einen vorbestimmten Betrag des Drehmoments abzugeben, um Änderungen der g-Kraft zu verringern, die in einer Längsrichtung des Fahrzeugs, wie in 9 gezeigt ist (Beachte: 9 stellt den Fall des Herunterschaltens dar) in Erwiderung auf das Ausrücken der Kupplung aufgebracht wird.
Falls das Gangschaltflag auf AUS eingestellt ist und das Herunterschaltflag auf AN eingestellt ist, und zwar in dem Fall, dass das Nichtzusammenpassen bzw. die nicht passende Abstimmung zwischen der angeforderten Schaltstufe, die auf Basis des Gaspedalöffnungsgrads und der gegenwärtigen Fahrzeuggeschwindigkeit bestimmt wird, und der tatsächlichen Gangstufe aufgelöst worden ist, nachdem der Beschleunigungsunterstützungsprozess zu der Zeit des Herunterschaltens durchgeführt worden ist, führt die HV-ECU 21 den Beschleunigungsunterstützungsbeendigungsprozess (Unterstützungsbeendigungsprozess) zu der Zeit des Herunterschaltens durch (Schritt S012). Der Beschleunigungsunterstützungsbeendigungsprozess (Unterstützungsbeendigungsprozess) zu der Zeit des Herunterschaltens wird später im Detail beschrieben.
Falls sowohl das Gangschaltflag als auch das Herunterschaltflag auf AUS sind, bspw. in dem Fall, dass das Fahrzeug in einer vorbestimmten Gangstufe angetrieben wird, stellt die HV-ECU 21 einen angefragten MG-Drehmomentwert auf 0 ein (Schritt S013).
Dann führt die HV-ECU 21 einen Begrenzungsprozess durch, der das MG-Unterstützungsmoment, das in den vorstehend beschriebenen Schritten S010 bis S012 berechnet wird, auf Basis von Parametern begrenzt, wie einem SOC-Wert, einer MG-Temperatur und einer MG-Maximalabgabe (Schritt S014).
Schließlich stellt die HV-ECU 21 das MG-Unterstützungsdrehmoment, das wie vorstehend beschrieben berechnet und begrenzt wird, als den angefragten MG-Drehmomentwert ein und sendet einen Befehl zu der MG-ECU (Schritt S015).
Als nächstes werden der Beschleunigungsunterstützungsprozess zu der Zeit des Herunterschaltens (zweiter Elektromotorunterstützungsmodus) in Schritt S010 und der Beschleunigungsunterstützungsbeendigungsprozess zu der Zeit des Herunterschaltens (Unterstützungsbeendigungsprozess) in Schritt S012 im Detail beschrieben.
4 ist ein Flussdiagramm, das eine Übersicht eines Prozessablaufs zeigt, der durch die HV-ECU 21 in dem Beschleunigungsunterstützungsprozess (zweiter Elektromotorunterstützungsmodus) zu der Zeit des Herunterschaltens durchgeführt wird. In dem Beschleunigungsunterstützungsprozess des Herunterschaltens (zweiter Elektromotorunterstützungsmodus) berechnet die HV-ECU 21 ein Lastverhältnis, das eine Last des MG 12 zum Vorsehen des MG-Unterstützungsdrehmoments darstellt, auf Basis des Gaspedalöffnungsgrads (Schritt S111).
Die HV-ECU 21 berechnet das MG-Unterstützungsdrehmoment (das zweite Unterstützungsdrehmoment) durch Multiplizieren des Maximaldrehmoments des MG mit dem Lastverhältnis (Schritt S112). 5 ist ein Kennfeld, das eine Beziehung zwischen dem Gaspedalöffnungsgrad und dem Lastverhältnis darstellt. Wenn bspw. der Gaspedalöffnungsgrad niedrig ist und das zweite Unterstützungsdrehmoment vorgesehen wird, kann der Schock durch die schnelle Bewegung des Fahrzeugs auftreten. Deshalb ist das MG-Unterstützungsdrehmoment im Wesentlichen auf 0 eingestellt. Wenn der Gaspedalöffnungsgrad θ_I erreicht oder übersteigt, erhöht sich das Lastverhältnis mit einer gewissen Rate proportional zu der Erhöhung des Gaspedalöffnungsgrads. Wenn der Gaspedalöffnungsgrad θ₂ erreicht und übersteigt, erhöht sich das Lastverhältnis mit einer Rate, die größer bzw. höher als die Rate ist, die zwischen θ_I und θ₂ beobachtet wird, proportional zu der Erhöhung des Gaspedalöffnungsgrads. Wenn der Gaspedalöffnungsgrad gleich oder größer als θ₃ ist, ist das Lastverhältnis 1,0. Zu dieser Zeit ist das MG-Unterstützungsdrehmoment gleich dem MG-Maximaldrehmoment. In dem Bereich, in dem der Gaspedalöffnungsgrad geringer als θ₃ ist, bspw. wenn der Gaspedalöffnungsgrad θ_n ist, sind das Lastverhältnis und das MG-Unterstützungsdrehmoment auf die Werte eingestellt, die zu dem Gaspedalöffnungsgrad θ_n korrespondieren.
6 ist ein Flussdiagramm, das eine Übersicht eines Prozessablaufs zeigt, der durch die HV-ECU 21 in dem Beschleunigungsunterstützungsbeendigungsprozess (Unterstützungsbeendigungsprozess) zu der Zeit des Herunterschaltens durchgeführt wird. In dem Beschleunigungsunterstützungsbeendigungsprozess zu der Zeit des Herunterschaltens (Unterstützungsbeendigungsprozess) bestimmt die HV-ECU 21, ob das zweite Unterstützungsdrehmoment 0 übersteigt (Schritt S131).
Hier, falls das zweite Unterstützungsdrehmoment 0 übersteigt, berechnet die HV-ECU 21 in gleicher Weise wie in Schritt S112 von 4 das MG-Unterstützungsdrehmoment durch Multiplizieren des Maximaldrehmoments des MG mit dem Lastverhältnis (Schritt S132). Des Weiteren führt die HV-ECU 21 einen MG-Unterstützungsdrehmomentverringerungsprozess durch, um das MG-Unterstützungsdrehmoment, das wie vorstehend beschrieben berechnet wird, mit einer vorbestimmten Rate zu verringern (Schritt S133).
Wenn der MG-Unterstützungsdrehmomentverringerungsprozess wiederholt wird und das MG-Unterstützungsdrehmoment 0 oder kleiner wird, stellt die HV-ECU 21 das MG-Unterstützungsdrehmoment auf 0 ein (Schritt S134), und stellt dann das Herunterschaltflag auf AUS ein, um den Beschleunigungsunterstützungsbeendigungsprozess zu der Zeit des Herunterschaltens zu beenden (Unterstützungsbeendigungsprozess) (Schritt S135).
7 ist eine Figur, die Änderungen des Gaspedalöffnungsgrads, von Gangstufen (die angefragte Gangstufe, die tatsächliche Gangstufe), eines Kupplungsbetriebs, einer Fahrzeuggeschwindigkeit, des MG-Unterstützungsdrehmoments, und der in der Längsrichtung des Fahrzeugs aufgebrachten g-Kraft in der Ausführungsform zeigt, wenn der schnelle Beschleunigungsbetrieb durch den Fahrer ausgeführt wird.
Zuerst erhöht sich der Gaspedalöffnungsgrad (siehe Linie, die den Gaspedalöffnungsgrad anzeigt), und somit werden sowohl das Gangschaltflag als auch das Herunterschaltflag auf AN eingestellt. Demzufolge wird die angefragte Gangstufe bestimmt und die Kupplung wird ausgerückt. Gleichzeitig beginnt die Steuerung des MG-Unterstützungsdrehmoments (der zweite Elektromotorunterstützungsmodus). Das MG-Unterstützungsdrehmoment wird durch das Lastverhältnis entsprechend dem Gaspedalöffnungsgrad für eine gewisse Zeitspanne gesteuert, selbst nachdem die tatsächliche Gangstufe mit der angefragten Gangstufe übereinstimmt, und das Gangschaltflag wird auf AUS eingestellt. Dann beginnt der MG-Unterstützungsdrehmomentverringerungsprozess.
Wenn das MG-Unterstützungsdrehmoment durch Wiederholen des MG-Unterstützungsdrehmomentverringerungsprozess 0 wird, wird das Herunterschaltflag auf AUS eingestellt. Danach wird die Verbrennungsmotorbeschleunigung fortgeführt.
Wie vorstehend beschrieben ist, wenn die MG-Temperatur, der Betrag einer verbleibenden Ladung in der Batterie und dergleichen in dem Bereich sind, der eine normale Funktion des MG gestattet, gibt der MG 12 das Beschleunigungsdrehmoment ab, um die Beschleunigungsanfrage des Fahrers zu erfüllen. Somit wird die Beschleunigungsleistung bzw. das Beschleunigungsverhalten sanft bzw. gleichmäßig und schnell in Erwiderung auf eine Anfrage eines Fahrers erreicht. Des Weiteren gestattet das Erreichen der sanften Beschleunigungsleistung bzw. des sanften Beschleunigungsverhaltens, dass der Fahrer den Niederdrückbetrag des Gaspedals verringert, wodurch die Kraftstoffeffizienz verbessert wird. Des Weiteren, wie es durch Vergleichen von 7 mit 9 offensichtlich ist, wird die Änderung der in der Längsrichtung des Fahrzeugs aufgebrachten g-Kraft verringert.
Die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorstehend beschrieben, jedoch ist der Umfang der vorliegenden Erfindung nicht auf die vorstehend beschriebene Ausführungsform begrenzt. Verschiedene Modifikationen können gemäß der Spezifikation des Fahrzeugs, auf das die Erfindung angewendet wird, und dergleichen hinzugefügt werden.
Beispielsweise wird in der vorstehend beschriebenen Ausführungsform das Hybridfahrzeug, in dem die Antriebskraftabgabe von dem MG zu der Differentialvorrichtung 14 übertragen wird, verwendet, um die Ausführungsform der Erfindung zu beschreiben. Jedoch kann die Erfindung auf andere Arten von Fahrzeugen angewendet werden. Beispielsweise kann die Erfindung auf ein Fahrzeug angewendet werden, in dem der Verbrennungsmotor und der Elektromotor parallel angeordnet sind, um das Fahrzeug anzutreiben.
Beispielsweise wird in der vorstehend beschriebenen Ausführungsform das Lastverhältnis (Parameter zum Bestimmen des angefragten Elektromotordrehmomentwerts) durch den Gaspedalöffnungsgrad bestimmt, und der angefragte Elektromotordrehmomentwert wird durch das Lastverhältnis bestimmt, um das technologische Verständnis der vorliegenden Erfindung zu erleichtern. Jedoch kann der angefragte Elektromotordrehmomentwert direkt durch den Gaspedalöffnungsgrad bestimmt werden. Des Weiteren ist das Kennfeld, das in 5 gesehen werden kann, gezeigt, um ein Verständnis der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zu erleichtern. Somit können offensichtlich Äquivalente, wie andere Kennfelder, Tabellen und mathematische Formeln, das Kennfeld ersetzen.
Eine Antriebsquellensteuerungsvorrichtung für ein Fahrzeug zum Steuern eines Verbrennungsmotors (11) und eines Elektromotors (12), die als Antriebsquellen vorgesehen sind, hat einen ersten Elektromotorunterstützungsmodus, der zum Befehligen des Elektromotors (12) zu einer Zeit eines Hochschaltens angewendet wird, um ein erstes zusätzliches Drehmoment abzugeben, um eine Verbrennungsmotordrehmomentschwankung zu kompensieren, die in Erwiderung auf einen Gangwechsel auftritt, und einen zweiten Elektromotorunterstützungsmodus, der zum Befehligen des Elektromotors (12) zu einer Zeit eines Herunterschaltens angewendet wird, um ein zweites zusätzliches Drehmoment gemäß einem Gaspedalöffnungsgrad (θ_n) abzugeben.

Claims

Antriebsquellensteuerungsvorrichtung für ein Fahrzeug zum Steuern eines Verbrennungsmotors (11) und eines Elektromotors, die als Antriebsquellen vorgesehen sind, mit einem zu einer Zeit eines Hochschaltens angewendeten ersten Elektromotorunterstützungsmodus zum Befehligen eines Elektromotors (12), um ein erstes zusätzliches Drehmoment abzugeben, um eine Verbrennungsmotordrehmomentschwankung zu kompensieren, die in Erwiderung auf einen Gangwechsel auftritt; und einem zu einer Zeit eines Herunterschaltens angewendeten zweiten Elektromotorunterstützungsmodus zum Befehligen des Elektromotors (12), um ein zweites zusätzliches Drehmoment gemäß einem Gaspedalöffnungsgrad (θ_n) abzugeben.
Antriebsquellensteuerungsvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß Anspruch 1, die des Weiteren ein Kennfeld, das eine Beziehung zwischen dem Gaspedalöffnungsgrad (θ_n) und dem durch den Elektromotor (12) erzeugten zweiten zusätzlichen Drehmoment definiert, zum Berechnen eines Betrags des zweiten zusätzlichen Drehmoments in dem zweiten Elektromotorunterstützungsmodus aufweist.
Antriebsquellensteuerungsvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei der zweite Elektromotorunterstützungsmodus durch Durchführen eines Unterstützungsbeendigungsprozesses beendet wird, um das zweite zusätzliche Drehmoment für eine vorbestimmte Zeitspanne ungeachtet des Gaspedalöffnungsgrads (θ_n) allmählich zu verringern.
Antriebsquellensteuerungsvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der erste Elektromotorunterstützungsmodus durch Schalten eines Gangschaltflags zwischen AN und AUS auf Basis davon gesteuert wird, ob eine Betätigung eines Fahrers eine vorbestimmte Bedingung zum Durchführen des Gangwechsels erfüllt, der zweite Elektromotorunterstützungsmodus durch Einstellen eines Herunterschaltflags auf AN durchgeführt wird, wenn eine Betätigung eines Fahrers eine vorbestimmte Bedingung zum Durchführen des Herunterschaltens erfüllt, der Unterstützungsbeendigungsprozess des zweiten Elektromotorunterstützungsmodus durchgeführt wird, um das zweite zusätzliche Drehmoment für die vorbestimmte Zeitspanne ungeachtet des Gaspedalöffnungsgrads (θ_n) zu verringern, und das Herunterschaltflag auf AUS eingestellt wird, wenn der Unterstützungsbeendigungsprozess beendet ist.