DE102007009529A1

DE102007009529A1 - Steuereinheit für ein hybrid-elektrisches Fahrzeug

Info

Publication number: DE102007009529A1
Application number: DE102007009529A
Authority: DE
Inventors: Tatsuo Kawasaki Kiuchi; Takashi Kawasaki Kobayashi
Original assignee: Mitsubishi Fuso Truck and Bus Corp
Current assignee: Mitsubishi Fuso Truck and Bus Corp
Priority date: 2006-03-06
Filing date: 2007-02-27
Publication date: 2007-10-11
Also published as: US20070205735A1; US7498757B2; JP2007237775A

Abstract

Ein hybrid-elektrisches Fahrzeug (1) ist geeignet zum Übertragen von Antriebskräften eines Motors (2) und eines Elektromotors (6) über ein Automatikgetriebe (8) auf Antriebsräder (16) und zum Lösen einer mechanischen Verbindung zwischen dem Motor (2) und dem Automatikgetriebe (8) durch Benutzen einer Kupplung (4). Eine Fahrzeug ECU (22) schaltet zwischen der Bremsung, welche nur durch den Elektromotor (6) durchgeführt wird, und der Bremsung, die durch den Motor (2) und den Elektromotor (6) durchgeführt wird, durch Steuerung des Einkuppelns/Auskuppelns der Kupplung (4), basierend auf einem Größenverhältnis zwischen einem erforderlichen Bremsdrehmoment, welches durch den Motor (2) und den Elektromotor (6) beim gegenwärtigen Gang generiert werden soll, und einem oberen Grenzbremsdrehmoment, welches durch den Elektromotor (6) generierbar ist. Das erforderliche Bremsdrehmoment und das obere Grenzbremsdrehmoment werden gleich, wenn die Drehzahl des Elektromotors (6) die vorbestimmte Drehzahl ist (Nx, Nx', N1, N2, N3, N4, N5). Die vorbestimmte Drehzahl (Nx, Nx', N1, N2, N3, N4, N5) führt das erforderliche Bremsdrehmoment, welches einen Vorwärtsgang bezüglich des Herunterschaltens des Automatikgetriebes (8) entspricht, unterscheidet sich von der Drehzahl, die in den Bereich der Drehzahlschwankung des Elektromotors (6) zur Zeit des Bremsens fällt.

Description

Hintergrund der Erfindung
Feld der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Steuereinrichtung für ein hybrid-elektrisches Fahrzeug, und insbesondere auf eine Steuereinrichtung für ein hybrid-elektrisches Fahrzeug, welches geeignet ist, eine Antriebskraft eines Motors und die eines Elektromotors an Antriebsräder eines Fahrzeugs zu übertragen.
Beschreibung des verwandten Standes der Technik
Ein so genanntes parallel-hybrid-elektrisches Fahrzeug, welches geeignet ist, die Antriebskraft des Motors und die des Elektromotors an die Antriebsräder des Fahrzeuges zu übertragen, wurde bereits entwickelt und befindet sich in praktischer Benutzung.
Ein hybrid-elektrisches Fahrzeug, in welchem eine Kupplung vorgesehen ist, die den Motor und das Automatikgetriebe mechanisch verbindet/trennt, und die Drehwelle des Elektromotors zwischen die Abgangswelle der Kupplung und die Eingangswelle des Automatikgetriebes koppelt, ist beispielsweise als ein so genanntes parallel-hybridelektrisches Fahrzeug in der japanischen Offenlegungsschrift Nr. 5-176405 vorgeschlagen (im Folgenden als Patentdokument 1 bezeichnet).
Wie im Patentdokument 1 gezeigten hybrid-elektrischen Fahrzeug, wird die Kupplung zum Start des Fahrzeuges gelöst und der Elektromotor wird durch Energieversorgung von der Batterie als ein Motor betrieben. Daher startet das Fahrzeug nur durch Nutzen der Antriebskraft des Elektromotors die Fahrt. Während des Fahrens des Fahrzeugs nach dem Start wird die Kupplung eingekuppelt und die Antriebskraft des Motors wird über das Getriebe an die Antriebsräder übertragen.
Während des Bremsens des Fahrzeugs wird der Elektromotor als ein Generator betrieben, um eine regenerative Bremskraft zu erzeugen. Die regenerative Bremsenergie, welche in diesem Prozess erzeugt wird, wird in elektrische Energie umgewandelt und in die Batterie geladen.
Wenn das Gaspedal losgelassen wird und das hybrid-elektrische Fahrzeug beim Bremsen ohne das Betriebsbremssystem des Fahrzeugs betrieben wird, dann wird ein Bremsdrehmoment als ein erforderliches Bremsdrehmoment bestimmt, welches virtuell die gleiche Verzögerung erreichen kann, wie jene Verzögerung, die erzeugt wird, wenn ein vergleichbares Fahrzeug, dessen Energiequelle nur ein Motor ist, in gleicher Weise gebremst wird. Der Elektromotor und der Motor werden derart gesteuert, dass das erforderliche Bremsdrehmoment erhalten wird.
Ein oberes Bremsdrehmoment ist im Elektromotor festgesetzt, was ein maximaler Wert eines regenerativen Bremsdrehmomentes ist, welcher abhängig von den Spezifikationen des Elektromotors erzeugt werden kann. Der Elektromotor ist geeignet, das regenerative Bremsdrehmoment bis hin zum oberen Grenzbremsdrehmoment zu regenerieren.
Das erforderliche Bremsdrehmoment und das obere Grenzbremsdrehmoment des Elektromotors, welche hier benutzt werden, haben jene Beziehung, die im oberen Graphen von 6 gezeigt ist. In Worte gefasst, wird das erforderliche Bremsdrehmoment groß, wenn die Drehzahl des Elektromotors erhöht wird. Das obere Grenzbremsdrehmoment ist bei niedrigen Drehzahlen bei einem konstanten Wert. Bei hohen Drehzahlen wird der Wert des oberen Grenzbremsdrehmomentes kleiner, wenn die Drehzahl des Elektromotors erhöht wird. Wenn die Drehzahl des Elektromotors eine Drehzahl Nx' ist, dann ist das erforderliche Bremsdrehmoment und das obere Grenzbremsdrehmoment gleich.
Wenn die Drehzahl des Elektromotors höher ist als die Drehzahl Nx', dann kann das erforderliche Bremsdrehmoment nicht nur aus dem regenerativen Bremsdrehmoment erhalten werden, welches durch den Elektromotor regenerierbar ist. Daher wird die Kupplung eingekuppelt und der Motor und der Elektromotor werden derart gesteuert, dass das erforderliche Bremsdrehmoment erhalten werden kann durch Kombination des Bremsdrehmomentes des Motors mit dem regenerativen Bremsdrehmoment des Elektromotors.
Wenn die Drehzahl des Elektromotors gleich oder kleiner ist als die Drehzahl Nx', dann ist es möglich, das regenerative Bremsdrehmoment gleich dem erforderlichen Bremsdrehmoment vom Elektromotor zu erhalten. Daher wird die Kupplung gelöst und der Elektromotor wird derart gesteuert, dass das erforderliche Bremsdrehmoment nur durch die regenerative Bremsung des Elektromotors generiert wird. Dies erlaubt so viel Bremsenergie wie möglich in elektrische Energie umzuwandeln und in die Batterie gespeist zu werden.
Wenn ein Automatikgetriebe im derart ausgebildeten hybrid-elektrischen Fahrzeug benutzt wird, wird das Automatikgetriebe allmählich herunter geschaltet, wenn das Fahrzeug bremst, um die Gänge zusammen mit einer Reduktion des Fahrgeschwindigkeit herunter zu schalten, das heißt eine Reduktion der Drehzahl des Elektromotors.
Das Schalten der Gänge des Automatikgetriebes und entsprechende Veränderungen der Drehzahl des Elektromotors sind in durchgezogenen Linien in einem unteren Graphen von 6 gezeigt. Gerade strichpunktierte Linien in 6 zeigen eine Beziehung zwischen Fahrgeschwindigkeiten und verschiedenen Gängen der entsprechenden Drehzahlen des Elektromotors bezüglich jedes Ganges an. Im Folgenden werden diese strichpunktierten Linien als Geschwindigkeitswechsellinien bezeichnet.
In einem Zustand, in dem das Herunterschalten des Automatikgetriebes nicht durchgeführt wurde, verändert sich die Drehzahl des Elektromotors entlang der Geschwindigkeitswechsellinie entsprechend des gegenwärtigen Ganges in absteigende Richtung, wenn die Fahrgeschwindigkeit abnimmt. Wenn das Herunterschalten entsprechend einer vorbestimmten Gangschaltungstabelle zum Herunterschalten beim Bremsen durchgeführt wird, dann nimmt die Drehzahl des Elektromotors zu, während des Bewegens von der Geschwindigkeitswechsellinie, welche dem Gang vor dem Schalten entspricht, zu derjenigen, welches einem angrenzenden niedrigeren Gang entspricht, welches der ausgewählte Gang nach dem Schalten ist.
Wenn das Automatikgetriebe fünf Vorwärtsgänge hat und das Fahrzeug durch Loslassen des Gaspedals bei ausgewähltem fünften Gang in einen Bremszustand gebracht wird, verändert sich beispielsweise die Drehzahl des Elektromotors in absteigende Richtung entlang der Geschwindigkeitswechsellinie, welche dem fünften Gang entspricht, wenn die Fahrgeschwindigkeit abnimmt. Wie durch die durchgezogene Linie gezeigt, die entlang der Geschwindigkeitswechsellinie gezeichnet ist, die dem fünften Gang in 6 entspricht, kreuzt die Drehzahl des Elektromotors die Drehzahl Nx', bei der das erforderliche Bremsdrehmoment und das obere Grenzbremsdrehmoment gleich werden. Folglich wird die Kupplung von einem eingekuppelten Zustand zu einem ausgekuppelten Zustand geschaltet, wenn die Drehzahl des Elektromotors die Drehzahl Nx' kreuzt.
Wenn die Fahrgeschwindigkeit zu V4' hin abnimmt, wird das Automatikgetriebe vom fünften zum vierten Gang herunter geschaltet. Zusammen mit diesem Herunterschalten erhöht sich die Drehzahl des Elektromotors während des Bewegens von der Geschwindigkeitswechsellinie des fünften Ganges zu derjenigen des vierten Ganges, wie in 6 gezeigt. Zu dieser Zeit kreuzt die Drehzahl des Elektromotors die Drehzahl Nx' nochmals. Wenn sich die Drehzahl von einem niedrigeren Wert als der Drehzahl Nx' zu einem höheren Wert als der Drehzahl Nx' bewegt, wird die Kupplung vom ausgekuppelten Zustand in den eingekuppelten Zustand geschaltet.
Wenn das Fahrzeug nach dem Herunterschalten in den vierten Gang weiterhin gebremst wird, verändert sich die Drehzahl des Elektromotors in absteigende Richtung entlang der Geschwindigkeitswechsellinie, welche dem vierten Gang entspricht, wie in dem Fall, wo der Gang der fünfte ist. Die Drehzahl des Elektromotors kreuzt nochmals die Drehzahl Nx', so dass die Kupplung vom eingekuppelten Zustand zum ausgekuppelten Zustand geschaltet wird, wie in Falle des fünften Ganges.
Wenn die Fahrgeschwindigkeit weiterhin abnimmt, um V3' zu erreichen, wird das Automatikgetriebe vom vierten zum dritten Gang heruntergeschaltet. Als Antwort auf dieses Herunterschalten erhöht sich die Drehzahl des Elektromotors während der Bewegung von der Geschwindigkeitswechsellinie des vierten Ganges zu derjenigen des dritten Ganges, wie in 6 gezeigt. Zu dieser Zeit kreuzt die Drehzahl des Elektromotors die Drehzahl Nx' abermals, so dass die Kupplung von dem eingekuppelten Zustand zum ausgekuppelten Zustand geschaltet wird.
Wenn das Fahrzeug nach dem Herunterschalten in den dritten Gang weiterhin gebremst wird, verändert sich die Drehzahl des Elektromotors in absteigende Richtung entlang der Geschwindigkeitswechsellinie, welche dem dritten Gang entspricht. Die Drehzahl des Elektromotors kreuzt nochmals die Drehzahl Nx', so dass die Kupplung vom eingekuppelten Zustand in den ausgekuppelten Zustand geschaltet wird, wie in den Fällen des fünften und vierten Ganges.
Wenn die Fahrgeschwindigkeit danach V2' als Antwort auf eine vorherige Reduktion der Fahrgeschwindigkeit erreicht, wird das Automatikgetriebe vom dritten in den zweiten Gang herunter geschaltet. Wenn die Fahrgeschwindigkeit V1' erreicht wird, wird das Automatikgetriebe vom zweiten in den ersten Gang herunter geschaltet. Als Antwort auf die Reduktion der Fahrgeschwindigkeit und das Herunterschalten des Automatikgetriebes, wie in den vorgenannten Fällen, verringert sich die Drehzahl des Elektromotors während des Bewegens von der Geschwindigkeitswechsellinie, welche dem dritten Gang entspricht, zur Geschwindigkeitswechsellinie, welche dem zweiten Gang entspricht, und des Bewegens von der Geschwindigkeitswechsellinie, welche dem zweiten Gang entspricht, und des Bewegens von der Geschwindigkeitswechsellinie, welche dem zweiten Gang entspricht, zur Geschwindigkeitswechsellinie, welche dem ersten Gang entspricht.
Wenn die Fahrgeschwindigkeit aufgrund des Bremsens des Fahrzeuges abnimmt, wird das Einkuppeln/Auskuppeln der Kupplung wieder und wieder immer dann wiederholt, wenn die Gänge des Automatikgetriebes aufeinander folgend vom fünften Gang herunter geschaltet werden. Die Wiederholung des Einkuppelns/Auskuppelns der Kupplung ruft das Problem hervor; dass die Kupplung stark abgenutzt wird und ihre Dauerhaftigkeit abnimmt. Ein weiteres Problem ist, dass das Fahrgefühl aufgrund einer Erhöhung von Vibrationen und Geräuschen, die durch den Betrieb der Kupplung erzeugt werden, verringert wird.
Das Einkuppeln der Kupplung erfordert, dass die Motordrehzahl auf die Drehzahl des Elektromotors vor dem Einkuppeln eingekuppelt wird, damit dieses weich durchgeführt werden kann. Weil, wie oben beschrieben, die Kupplung während des Bremsens häufig eingekuppelt/ausgekuppelt wird, wird die Motordrehzahl auch sehr oft verändert. Folglich kommt ein Problem des Abnehmens der Treibstoffwirtschaftlichkeit auf.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung wurde im Lichte der obigen Probleme gemacht. Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Steuereinrichtung für ein hybridelektrisches Fahrzeug vorzuschlagen, welche geeignet ist, die Treibstoffwirtschaftlichkeit und das Fahrgefühl beim Bremsen des Fahrzeuges zu verbessern.
Die vorliegende Erfindung wird auf eine Steuereinrichtung für ein hybridelektrisches Fahrzeug angewendet, welches geeignet ist eine Antriebskraft eines Motors und eine Antriebskraft eines Elektromotors über ein Automatikgetriebe an Antriebsräder zu übertragen, und geeignet ist eine mechanische Verbindung zwischen dem Motor und dem Automatikgetriebe durch Benutzen einer Kupplung zu lösen. Um die obigen Ziele zu erreichen umfasst die Steuereinrichtung für ein hybrid-elektrisches Fahrzeug nach der vorliegenden Erfindung ein Drehzahl-Detektions-Mittel, welches zum Detektieren der Drehzahl des Elektromotors eingerichtet ist; ein Gang-Steuerungs-Mittel, welches das Automatikgetriebe entsprechend einer Reduktion der Fahrgeschwindigkeit des elektrischen Fahrzeugs zur Zeit des Bremsens des elektrischen Fahrzeugs herunterschaltet; und ein Drehmoment-Steuerungs-Mittel, welches ein oberes Grenz-Brems-Drehmoment setzt, welches ein durch den Elektromotor generierbares Brems-Drehmoment ist, und ein erforderliches Brems-Drehmoment, welches ein durch den Motor und Elektromotor zu generierendes Brems-Drehmoment ist, und einem gegenwärtig im Automatikgetriebe in Benutzung befindlichen Vorwärtsgang entspricht, gemäß einer durch das Drehzahl-Detektions-Mittel zur Zeit des Bremsens des elektrischen Fahrzeugs detektierten Drehzahl, wobei das Drehmoment-Steuerungs-Mittel die Kupplung löst und den Elektromotor derart ansteuert das erforderliche Brems-Drehmoment zu generieren wenn das obere Grenz-Brems-Drehmoment gleich oder größer ist als das erforderliche Brems-Drehmoment, und andererseits die Kupplung einkuppelt und den Motor und den Elektromotor derart ansteuert, dass eine Summe eines Brems-Drehmomentes des Motors und eines Brems-Drehmomentes des Elektromotors dem erforderlichen Brems-Drehmoment gleicht wenn das obere Grenz-Brems-Drehmoment kleiner ist als das erforderliche Brems-Drehmoment, wobei das obere Grenz-Brems-Drehmoment derart gesetzt wird, dass es dem erforderlichen Brems-Drehmoment gleicht wenn die Drehzahl des Elektromotors eine vorbestimmte Drehzahl ist, dass es größer ist als das erforderliche Brems-Drehmoment in einem Bereich wo die Drehzahl des Elektromotors kleiner ist als die vorbestimmte Drehzahl, und dass es kleiner ist als das erforderliche Brems-Drehmoment in einem Bereich wo die Drehzahl des Elektromotors größer ist als die vorbestimmte Drehzahl; und die vorbestimmte Drehzahl für das erforderliche Brems-Drehmoment, welches einem
Vorwärtsgang bezüglich dem Herunterschalten des Automatikgetriebes entspricht, verschieden ist von der Drehzahl, die in einen Bereich der Drehzahlschwankung des Elektromotors zur Zeit des Herunterschaltens fällt.
In der derart aufgebauten Steuereinrichtung für ein hybrid-elektrisches Fahrzeug setzt das Drehmomentsteuermittel zur Zeit des Bremsens des Fahrzeugs das erforderliche Bremsdrehmoment, welches das Bremsdrehmoment ist, was durch den Motor und den Elektromotor für den gegenwärtig benutzten Vorwärtsgang im Automatikgetriebe generiert wird. Wenn das durch den Elektromotor generierbare obere Grenzbremsdrehmoment gleich oder größer ist als das erforderliche Drehmoment, dann löst das Drehmomentsteuermittel die Kupplung und steuert den Elektromotor an, das erforderliche Bremsdrehmoment zu generieren. Andererseits kuppelt das Drehmomentsteuermittel die Kupplung ein, wenn das obere Bremsgrenzdrehmoment kleiner ist als das erforderliche Bremsdrehmoment und steuert den Motor und den Elektromotor derart an, dass die Summe des Bremsdrehmomentes des Motors und des Elektromotors dem erforderlichen Bremsdrehmoment gleicht. Zu dieser Zeit steuert das Schaltsteuermittel das Automatikgetriebe, und schaltet das Getriebe entsprechend der Reduktion der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeuges herunter.
Das obere Grenzbremsdrehmoment wird derart gesetzt, dass es dem erforderlichen Bremsdrehmoment gleicht, wenn die Drehzahl des Elektromotors die vorbestimmte Drehzahl ist, dass es größer ist, als das erforderliche Bremsdrehmoment in dem Bereich, wo die Drehzahl des Elektromotors niedriger ist als die vorbestimmte Drehzahl, und dass es kleiner ist als das erforderliche Bremsdrehmoment in dem Bereich, wo die Drehzahl des Elektromotors höher liegt als die vorbestimmte Drehzahl. Wenn das Automatikgetriebe zur Zeit des Bremsens des Fahrzeugs herunter geschaltet wird, schwankt die Drehzahl des Elektromotors in einem Drehzahlbereich der sich von der vorbestimmten Drehzahl unterscheidet, bei der das erforderliche Bremsdrehmoment, entsprechend dem auf das Herunterschalten bezogenen Vorwärtsgang, gleich dem oberen Grenzbremsdrehmoment wird.
Entsprechend schwankt die Drehzahl des Elektromotors ohne die vorbestimmte Drehzahl zu erreichen, bei der das erforderliche Bremsdrehmoment, entsprechend dem auf das Herunterschalten bezogenen Vorwärtsgang, gleich dem oberen Grenzbremsdrehmoment wird, wenn das Automatikgetriebe zur Zeit des Bremsens des Fahrzeugs herunter geschaltet wird. Dies reduziert die Häufigkeit einer Kupplungsbetätigung, die durch die Drehzahl des Elektromotors hervorgerufen wird, welcher durch die vorbestimmte Drehzahl zur Zeit des Bremsens des Fahrzeuges schwankt. Folglich ist es möglich, eine Verringerung der Haltbarkeit der Kupplung zu unterdrücken, welche durch Abrasion der Kupplung erzeugt wird, und eine Verschlechterung des Fahrgefühls abzuwenden, welche durch Erhöhung von Vibrationen und Geräuschentwicklung hervorgerufen werden, die von häufiger Kupplungsbetätigung resultieren. Weiterhin ist es möglich, die Treibstoffwirtschaftlichkeit durch Reduzieren der Häufigkeit der Motordrehzahl-Änderungen zur Zeit der Einkupplung der Kupplung zu verbessern.
Vorzugsweise ist das erforderliche Brems-Drehmoment für alle Vorwärtsgänge des Automatikgetriebes gleich, und das erforderliche Brems-Drehmoment wird derart gesetzt, dass die Drehzahlschwankung des Elektromotors, die durch jedes Herunterschalten erzeugt wird bezüglich der Vorwärtsgänge des Automatikgetriebes, in einem tieferen Bereich generiert wird als die vorbestimmte Drehzahl.
In der derart aufgebauten Steuereinrichtung für ein hybrid-elektrisches Fahrzeug wird die Drehzahlschwankung des Elektromotors, welche durch Herunterschalten zur Zeit des Bremsens des Fahrzeugs hervorgerufen wird, immer in einem niedrigeren Bereich erzeugt als die vorbestimmte Drehzahl, bei der das erforderliche Bremsdrehmoment und das obere Grenzbremsdrehmoment gleich werden.
Entsprechend ist es möglich, die Betätigungshäufigkeit der Kupplung sicher zu reduzieren und die vorgenannten Wirkungen zu erhalten. Weiterhin ist es nicht notwendig, die Steuerung bezüglich des Automatikgetriebes und der Kupplung zu ändern, hinsichtlich der Drehzahlschwankung des Elektromotors, welche durch das Herunterschalten zur Zeit des Bremsens des Fahrzeugs hervorgerufen wird. Daher ist es möglich, die Freiheit beim Steuern des Automatikgetriebes und der Kupplung zu verbessern.
Vorzugsweise ist das erforderliche Brems-Drehmoment für alle Vorwärtsgänge des Automatikgetriebes gleich; und eine Gangschaltungs-Tabelle des Automatikgetriebes wird derart gesetzt, dass der Bereich der Drehzahlschwankung des Elektromotors, wenn das Herunterschalten bezüglich jedem der Vorwärtsgänge des Automatikgetriebes durchgeführt wird, die vorbestimmte Drehzahl nicht umfasst.
In der derart ausgebildeten Steuereinrichtung für ein hybrid-elektrisches Fahrzeug wird die Drehzahlschwankung des Elektromotors, welche durch das Herunterschalten zur Zeit des Bremsens des Fahrzeugs erzeugt wird, in dem Bereich generiert, der die vorbestimmte Drehzahl, bei der das erforderliche Bremsdrehmoment und das obere Grenzbremsdrehmoment gleich werden, nicht umfasst.
Folglich kann die Betätigungshäufigkeit der Kupplung verlässlich reduziert werden, wodurch es möglich wird, die oben genannten Wirkungen zu erhalten. In diesem Fall ist es nicht nötig, das erforderliche Bremsdrehmoment hinsichtlich der Drehzahlschwankung des Elektromotors zu verändern, so dass es möglich ist, die Freiheit beim Setzen des erforderlichen Bremsdrehmomentes zu erhöhen.
Vorzugsweise wird das erforderliche Brems-Drehmoment bezüglich jedem der Vorwärtsgänge des Automatikgetriebes individuell gesetzt; und die vorbestimmte Drehzahl für jedes erforderliche Brems-Drehmoment, welches vor und nach dem Herunterschalten entsprechend den Vorwärtsgängen angelegt wird, ist von der Drehzahl verschieden, die in den Bereich der Drehzahlschwankung des Elektromotors zur Zeit Herunterschaltens fällt.
Bei der derart aufgebauten Steuereinrichtung für ein hybrid-elektrisches Fahrzeug wird die Drehzahlschwankung des Elektromotors, welche durch das Herunterschalten zur Zeit des Bremsens des Fahrzeugs erzeugt wird, in dem Bereich der Drehzahlschwankung generiert, der von der vorbestimmten Drehzahl verschieden ist, bei der das erforderliche Bremsdrehmoment, welches dem Vorwärtsgang vor dem Herunterschalten entspricht, und das obere Grenzbremsdrehmoment gleich werden, und die vorbestimmte Drehzahl bei der das erforderliche Bremsdrehmoment, welches dem Vorwärtsgang nach dem Herunterschalten entspricht, und das obere Grenzbremsdrehmoment gleich wird.
Im Ergebnis kann die Betätigungshäufigkeit der Kupplung sicher reduziert werden und die oben genannten Wirkungen können erhalten werden. Dadurch ist es nicht notwendig, die Gangschaltungstabelle des Automatikgetriebes und die Steuerung bezüglich der Kupplung hinsichtlich der Drehzahlschwankung des Elektromotors, welche durch das Herunterschalten zur Zeit des Bremsens des Fahrzeugs erzeugt wird, zu verändern. Dies erhöht die Freiheit der Gangschaltungseigenschaften bezüglich des Automatikgetriebes und der Kupplungssteuerung. Das erforderliche Bremsdrehmoment wird bezüglich jedes Vorwärtsganges individuell gesetzt, so dass es möglich wird, das korrekte erforderliche Bremsdrehmoment bezüglich jedes Vorwärtsganges zu setzen.
Vorzugsweise ist das erforderliche Brems-Drehmoment desto größer je höher der Gang ist, zumindest in einem Teil des Drehzahlbereiches des Elektromotors, in dem das erforderliche Brems-Drehmoment gesetzt wird.
Bei der derart ausgebildeten Steuereinrichtung für ein hybrid-elektrisches Fahrzeug ist der Unterschied beim Bremsdrehmoment, welches von dem Automatikgetriebe ausgegeben wird, zwischen den Vorwärtsgängen klein verglichen mit dem Fall, bei dem das erforderliche Bremsdrehmoment für alle Vorwärtsgänge gleich gesetzt wird.
Folglich ist es möglich, den Unterschied des Drehmomentes zwischen den Gängen zu reduzieren und einen Schaltungsschock zu mildern, der zur Zeit des Herunterschaltens erzeugt wird, um dadurch das Fahrgefühl weiter zu verbessern.
Vorzugsweise wird das erforderliche Brems-Drehmoment bezüglich jedem der Vorwärtsgänge des Automatikgetriebes individuell gesetzt, sodass wenn die Vorwärtsgänge des Automatikgetriebes zu einer tieferen Seite geschaltet werden die vorbestimmte Drehzahl erhöht wird, und eine Gangschaltungs-Tabelle des Automatikgetriebes derart gesetzt wird, dass wenn das Herunterschalten von einem vorbestimmten Vorwärtsgang des Automatikgetriebes durchgeführt wird, das Herunterschalten bei einer höheren Drehzahl gestartet wird als der vorbestimmten Drehzahl für das erforderliche Brems-Drehmoment, welches dem vorbestimmten Vorwärtsgang entspricht, und dass die vorbestimmte Drehzahl für das erforderliche Brems-Drehmoment, welches dem nach dem Herunterschalten eingelegten Gang entspricht, höher ist als der Bereich der Drehzahlschwankung des Elektromotors zur Zeit Herunterschaltens.
Weil die Steuereinrichtung für ein hybrid-elektrisches Fahrzeug derart aufgebaut ist, ist die Größenbeziehung zwischen der Drehzahl des Elektromotors und der vorbestimmten Drehzahl während des Herunterschaltens umgekehrt. Daher wird die Kupplung nur während dieses Herunterschaltens mit der umgekehrten Größenbeziehung zwischen der Drehzahl des Elektromotors und der vorbestimmten Drehzahl betrieben, das heißt die Umkehrung der Größenbeziehung zwischen dem erforderlichen Bremsdrehmoment und dem oberen Grenzbremsdrehmoment. Im Ergebnis kann die Betätigungshäufigkeit der Kupplung verlässlich reduziert werden, und die oben genannten Wirkungen können erreicht werden.
Insbesondere in dem Fall, in dem die Einkupplung/Auskupplung der Kupplung durchgeführt wird, während das Automatikgetriebe heruntergeschaltet wird, ist es nur erforderlich, die Kupplung zum Wechseln der Gänge einzukuppeln/auszukuppeln. Folglich ist es möglich, die Betätigungshäufigkeit der Kupplung weiter zu reduzieren.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Anordnungsansicht, welche einen wesentlichen Teil eines hybridelektrischen Fahrzeugs zeigt, das eine Steuereinrichtung gemäß der ersten bis vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hat;
2 ist ein Graph, welcher die Beziehung zwischen einem oberen Grenzbremsdrehmoment und einem erforderlichen Bremsdrehmoment zeigt, und die Wechsel der Drehzahl des Elektromotors bei einer Reduktion der Fahrgeschwindigkeit zur Zeit des Bremsens des Fahrzeugs zeigt, und zwar in der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
3 ist ein Graph, welcher die Beziehung zwischen dem oberen Grenzbremsdrehmoment und dem erforderlichen Bremsdrehmoment zeigt, und die Wechsel der Drehzahl des Elektromotors bei der Reduktion der Fahrgeschwindigkeit zu der Zeit des Bremsens des Fahrzeugs zeigt, und zwar in der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
4 ist ein Graph, welcher die Beziehung zwischen dem oberen Grenzbremsdrehmoment und dem erforderlichen Bremsdrehmoment zeigt, und die Wechsel der Drehzahl des Elektromotors bei der Reduktion der Fahrgeschwindigkeit zur Zeit des Bremsens des Fahrzeugs zeigt, und zwar in der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
5 ist ein Graph, welcher die Beziehung zwischen dem oberen Grenzbremsdrehmoment und dem erforderlichen Bremsdrehmoment zeigt, und die Wechsel der Drehzahl des Elektromotors bei der Reduktion der Fahrgeschwindigkeit zur Zeit des Bremsens des Fahrzeugs zeigt, und zwar in der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
6 ist ein Graph, welcher die Beziehung zwischen einem oberen Grenzbremsdrehmoment und einem erforderlichen Bremsdrehmoment in einem herkömmlichen hybrid-elektrischen Fahrzeug zeigt, und die Wechsel der Drehzahl eines Elektromotors bei einer Reduktion der Fahrgeschwindigkeit zur Zeit des Bremsens des Fahrzeugs zeigt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben.
1 ist eine Aufbauansicht, welche einen wesentlichen Teil eines hybridelektrischen Fahrzeugs 1 zeigt, auf welches die vorliegende Erfindung angewendet ist. Eine Eingangswelle einer Kupplung 4 ist an eine Abgangswelle eines Motors 2 gekuppelt, welcher ein Dieselmotor ist. Eine Abgangswelle der Kupplung 4 ist für eine Drehwelle eines permanentmagnetischen Synchronmotors 6 (im Folgenden als Elektromotor bezeichnet) an eine Eingangswelle eines Automatikgetriebes 8 (im Folgenden als Getriebe bezeichnet) gekuppelt, welches fünf Vorwärtsgänge hat (im Folgenden einfach als Gänge bezeichnet). Eine Abgangswelle des Getriebes 8 ist mit den linken und rechten Antriebsrädern 16 über eine Kardanwelle 10, eine Differenzial-Gang-Einheit 12 und eine Antriebswelle 14 verbunden.
Wenn die Kupplung 4 ausgekuppelt wird, kann sowohl die Abgangswelle des Motors 2 als auch die Drehwelle des Elektromotors 6 mechanisch mit den Antriebsrädern 16 verbunden werden. Wenn die Kupplung 4 ausgekuppelt wird, kann nur die Drehwelle des Elektromotors 6 mechanisch mit den Antriebsrädern 16 verbunden werden.
Der Elektromotor 6 wird als ein Motor betrieben, wenn die in einer Batterie 18 gespeicherte Gleichspannung an den Elektromotor 6 geleitet wird, nachdem sie durch einen Inverter 20 in Wechselspannung umgewandelt wurde. Ein Antriebsdrehmoment des Elektromotors 6 wird an die Antriebsräder 16 übertragen, nachdem es durch das Getriebe 8 auf exakte Geschwindigkeit geschaltet wurde. Zur Zeit des Bremsens des Fahrzeugs wird der Elektromotor 6 als ein Generator betrieben. Die durch die Drehung der Antriebsräder 16 kinetische Energie wird über das Getriebe 8 an den Elektromotor 6 übertragen, um in Wechselspannung umgewandelt zu werden, und dadurch ein Bremsdrehmoment basierend auf einer regenerativen Bremskraft zu erzeugen. Diese Wechselspannung wird durch den Inverter 20 in Gleichspannung umgewandelt und wird dann in die Batterie 18 geladen. Auf diese Weise wird die durch die Drehung der Antriebsräder 16 erzeugt kinetische Energie als elektrische Energie wiedergewonnen.
Derweil wird, wenn die Kupplung 4 eingekuppelt ist, ein Antriebsdrehmoment des Motors 2 über die Drehwelle des Elektromotors 6 an das Getriebe 8 übertragen. Nachdem dieses auf korrekte Geschwindigkeit geschaltet wurde, wird das Antriebsdrehmoment des Motors 2 an die Antriebsräder 16 übertragen. Entsprechend wird sowohl das Antriebsdrehmoment des Motors 2 und das Antriebsdrehmoment des Elektromotors 6 an die Antriebsräder 16 übertragen, wenn der Elektromotor 6 als ein Motor betrieben wird, während das Antriebsdrehmoment des Motors 2 an die Antriebsräder 16 übertragen wird. Mit anderen Worten wird ein Teil des Antriebsdrehmomentes, welches zum Fahren des Fahrzeugs an die Antriebsräder 16 übertragen werden soll, vom Motor 2 geliefert, und zur gleichen Zeit wird der Rest des Antriebsdrehmomentes vom Elektromotors 6 geliefert.
Wenn ein Speicherstand (im Folgenden als SOC bezeichnet) der Batterie 18 abnimmt, und die Batterie 18 dann geladen werden muss, wird der Elektromotor 6 als ein Generator betrieben. Zur gleichen Zeit wird der Elektromotor 6 durch Benutzen eines Teils des Antriebsdrehmomentes des Motors 2 angetrieben, um dadurch die Energieerzeugung auszuführen. Die derart generierte Wechselspannung wird durch den Inverter 20 in Gleichspannung umgewandelt und die Batterie 18 wird mit dieser Gleichspannung geladen.
Eine Fahrzeug ECU 22 führt eine Einkupplung/Auskupplungs-Steuerung der Kupplung 4 und Gangschaltungssteuerung des Getriebes 8 entsprechend eines Betriebszustandes des Fahrzeugs und des Motors 2 und Informationen von der Motor ECU 24, einer Inverter ECU 26, einer Batterie ECU 28 etc. durch. Die Fahrzeug ECU 22 führt weiterhin eine integrierte Steuerung zum geeigneten Steuern des Motors 2 und des Elektromotors 6 durch, und zwar gemäß Bedingungen der oben genannten Steuerungen und verschiedenen Betriebszuständen, wie beispielsweise Start, Beschleunigung und Verzögerung des Fahrzeugs. Dazu funktioniert die Fahrzeug ECU 22 als Drehmomentsteuermittel und Gangschaltungssteuermittel der vorliegenden Erfindung.
Das hybrid-elektrische Fahrzeug 1 ist mit einem Beschleunigungs-Öffnungssensor 32 zum Detektieren der Depressionsmenge des Gaspedals 30 ausgestattet, sowie einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 34 zum Detektieren der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs, und einem Drehzahlsensor 36 (Drehzahldetektionsmittel) zum Detektieren der Drehzahl des Elektromotors 6. Beim Durchführen der oben genannten Steuerungen berechnet die Fahrzeug ECU 22 ein totales Antriebsdrehmoment, welches zum Fahren des Fahrzeugs erforderlich ist und ein totales Bremsdrehmoment, welches beim Bremsen des Fahrzeugs durch den Motor 2 und den Elektromotor 6 generiert werden soll, basierend auf den Detektionsergebnissen, welche vom Beschleunigungsöffnungssensor 32, dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 34 und dem Drehzahlsensor 36 zugeleitet werden. Die Fahrzeug ECU 22 setzt ein durch den Motor 2 zu generierendes Drehmoment und ein durch den Elektromotor 6 zu generierendes Drehmoment auf der Basis des totalen Antriebsdrehmoments und des totalen Bremsdrehmoments.
Die Motor ECU 24 führt verschiedene Arten von Steuerungen aus, welche zum Betrieb des Motors 2 per se erforderlich sind, einschließlich Start/Stopp-Steuerung und Leerlaufsteuerung des Motors 2, Regenerationssteuerung einer Abgasaufbereitungsanlage, nicht gezeigt, und dergleichen. Die Motor ECU 24 steuert eine Treibstoffinjektionsmenge, Treibstoffinjektionstiming etc. des Motors 2, so dass der Motor 2 das Drehmoment generiert, welches im Motor 2 erforderlich ist, welches durch die Fahrzeug ECU 22 gesetzt wurde.
Die Inverter ECU 26 steuert den Inverter 20 gemäß dem Drehmoment, welches durch den Elektromotor 6 generiert werden soll, welches durch die Fahrzeug ECU 22 gesetzt wurde und steuert dadurch den Elektromotor 6 an den Elektromoor 6 als einen Motor oder Generator zu betreiben.
Die Batterie ECU 28 detektiert die Temperatur und Spannung der Batterie 18; einen Strom, welcher zwischen dem Inverter 20 und der Batterie 18 fließt, etc. Die Batterie ECU 28 erhält den SOC der Batterie 18 von diesen Detektionsergebnissen, und überträgt den erhaltenen SOC an die Fahrzeug ECU 22 zusammen mit den Detektionsergebnissen.
Der Abriss von Steuerungen, welche hauptsächlich durch die Fahrzeug ECU 22 durchgeführt werden, im hybrid-elektrischen Fahrzeug angeordnet, wie oben beschrieben ist, um das Fahrzeug fahren zu lassen, wie folgt:
Zunächst wird angenommen, dass das Fahrzeug pausiert und dass der Motor 2 nicht betrieben wird. Wenn ein Fahrer einen Startknopf betätigt, nicht gezeigt, um den Motor 2 zu starten, mit einem Schiebewechselhebel, nicht gezeigt, in neutraler Position, bestätigt die Fahrzeug ECU 22 dass das Getriebe 8 in neutralem Zustand ist, so dass der Elektromotor 6 und die Antriebsräder 16 mechanisch getrennt sind, und dass die Kupplung 4 eingekuppelt ist. Dann zeigt die Fahrzeug ECU 22 der Inverter ECU 26 ein Antriebsdrehmoment des Elektromotors 6 an, welches zum Starten des Motors 2 erforderlich ist, und befiehlt der Motor ECU 24 den Motor 2 zu betätigen.
Basierend auf der Anzeige der Fahrzeug ECU 22 betreibt die Inverter ECU 26 den Elektromotor 6 als einen Motor und veranlasst den Elektromotor 6, das Antriebsdrehmoment zu generieren, und kurbelt dadurch den Motor 2 an. In diesem Moment startet die Motor ECU 24 die Treibstoffzufuhr zum Motor 2, was in einem Start des Motors 2 resultiert. Nachdem der Start des Motors 2 beendet ist, ist der Motor 2 in Leerlaufbetrieb.
Nachdem der Motor 2 auf diese Weise gestartet ist, wenn das Fahrzeug pausiert, ist der Motor 2 im Leerlaufbetriebszustand. Wenn der Fahrer den Schiebewechselhebel in die Fahrposition oder dergleichen bewegt, wird die Kupplung 4 gelöst. Wenn der Fahrer auf das Gaspedal 30 tritt, setzt die Fahrzeug ECU 22 weiterhin ein Antriebsdrehmoment des Elektromotors 6, welches zum Start des Fahrens des Fahrzeugs erforderlich ist, entsprechend einer Depressionsmenge des Gaspedals 30, welche durch den Beschleunigungsöffnungssensor 32 detektiert ist.
Die Inverter ECU 26 steuert dem Inverter 20 entsprechend dem Drehmoment, welches durch die Fahrzeug ECU 22 gesetzt wird, so dass die Gleichspannung der Batterie 18 durch den Inverter 20 in Wechselspannung konvertiert wird und an den Elektromotor 6 geleitet wird. Weil der Elektromotor 6 mit Wechselspannung versorgt wird, wird dieser als ein Motor betrieben, um ein Antriebsdrehmoment zu generieren. Das Antriebsdrehmoment des Elektromotors 6 wird über das Getriebe 8 an die Antriebsräder 16 übertragen, und das Fahrzeug startet dadurch die Fahrt.
Nach dem Start beschleunigt das Fahrzeug, so dass die Drehzahl des Elektromotors 6 in die Nähe der Leerlaufdrehzahl des Motors 2 ansteigt, die Fahrzeug ECU 22 kuppelt die Kupplung 4 ein. Zu dieser Zeit erhält die Fahrzeug ECU 22 ein totales Antriebsdrehmoment, welches zum weiteren Beschleunigen des Fahrzeugs und der folgenden Fahrt erforderlich ist, basierend auf der Depressionsmenge des Gaspedals 30, welche durch den Beschleunigungsöffnungssensor 32 detektiert wird und auf der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs, welche durch den Fahrgeschwindigkeitssensor 34 detektiert wird. Die Fahrzeug ECU 22 teilt das totale Antriebsdrehmoment geeignet zwischen dem Motor 2 und dem Elektromotor 6 auf, abhängig vom Betriebszustand des Fahrzeugs und setzt ein Drehmoment, welches durch den Motor 2 generiert werden soll, und ein Drehmoment, welches durch den Elektromotor 6 generiert werden soll. Zusätzlich zeigt die Fahrzeug ECU 22 der Motor ECU 24 das durch den Motor 2 zu generierende Drehmoment an, und zeigt der Inverter ECU 26 weiterhin das Antriebsdrehmoment an, welches durch den Elektromotor 6 zu generieren ist.
Bei Erhalt der Anzeigen über die Antriebsdrehmomente, welche durch die Fahrzeug ECU 22 bestimmt werden, steuert die Motor ECU 24 und die Inverter ECU 26 den Motor 2 und entsprechend den Elektromotor 6. Im Ergebnis werden das durch den Motor 2 generierte Antriebsdrehmoment und das durch den Elektromotor 6 generierte Antriebsdrehmoment über das Getriebe 8 an die Antriebsräder 16 übertragen, so dass das Fahrzeug fährt. In diesem Prozess führt die Fahrzeug ECU 22 eine Gangschaltungssteuerung des Getriebes 8 geeignet durch, entsprechend des Betriebszustandes des Fahrzeugs, einschließlich der Depressionsmenge des Gaspedals 30, welche durch den Beschleunigungsöffnungssensor 32 detektiert wird sowie der Fahrgeschwindigkeit, welche durch den Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 34 detektiert wird. Die Fahrzeug ECU 22 steuert weiterhin die Motor ECU 24 und die Inverter ECU 26, um das Drehmoment des Motors 2 und das Drehmoment des Elektromotors 6 als Antwort auf die Gangschaltung geeignet zu steuern.
Nun wird beschrieben, wie diese Bremsung des Fahrzeugs durchgeführt wird. Wenn das Gaspedal 30 losgelassen wird, erhält die Fahrzeug ECU 22 ein totales Bremsdrehmoment, welches durch den Motor 2 und den Elektromotor 6 generiert werden soll, während des Bremsens des Fahrzeugs als ein erforderliches Bremsdrehmoment entsprechend der Drehzahl des Elektromotors 6, welche durch den Drehzahlsensor 36 detektiert wird. Die Fahrzeug ECU 22 teilt das erforderliche Bremsdrehmoment geeignet zwischen dem Motor 2 und dem Elektromotor 6 auf und zeigt der Motor ECU 24 ein Bremsdrehmoment an, welches durch den Motor 2 generiert werden soll und der Inverter ECU 26 ein Bremsdrehmoment an, welches durch den Elektromotor 6 generiert werden soll. Das erforderliche Bremsdrehmoment wird gemeinsam genutzt, unabhängig von den Gängen des Betriebes 8. Das erforderliche Bremsdrehmoment wird zuvor entsprechend der Drehzahl des Elektromotors 6 gesetzt, wie auch das erforderliche Bremsdrehmoment, welches zum Erhalten einer geeigneten Verzögerung für das Fahrzeug erforderlich ist. Das erforderliche Bremsdrehmoment wird in der Fahrzeug ECU 22 vorgespeichert.
Bei Erhalt der Anzeigen von der Fahrzeug ECU 22 bringt die Motor ECU 24 den Motor 2 in einen Bremszustand und veranlasst den Motor 2, das Bremsdrehmoment durch Motorbremsung zu generieren. Zur selben Zeit steuert die Inverter ECU 26 den Inverter 20 an, den Elektromotor 6 als einen Generator zu betreiben, und veranlasst den Elektromotor 6, das regenerative Bremsdrehmoment zu generieren.
Aufgrund des Generatorbetriebes des Elektromotors 6 wird die durch die Drehung der Antriebsräder 16 erzeugte kinetische Energie über das Getriebe 8 an den Elektromotor 6 übertragen, um in Wechselspannung umgewandelt zu werden. Im Ergebnis wird das regenerative Bremsdrehmoment, welches durch die Fahrzeug ECU 22 angezeigt wird, durch den Elektromotor 6 generiert. Die durch den Elektromotor 6 erhaltene Wechselspannung wird durch den Inverter 20 in Gleichspannung umgewandelt, um in die Batterie 18 geladen zu werden. Auf diese Weise wird die durch die Drehung der Antriebsräder 16 erzeugte kinetische Energie als elektrische Energie wiedergewonnen.
Zu dieser Zeit wird ein oberes Grenzbremsdrehmoment, das der maximale Wert des regenerativen Bremsdrehmomentes ist, welches durch den Elektromotor 6 generiert werden kann abhängig von den Spezifikationen des Elektromotors 6, gemäß der Drehzahl des Elektromotors 6 gesetzt. Das Verhältnis zwischen dem erforderlichen Bremsdrehmoment und dem oberen Grenzbremsdrehmoment ist wie im oberen Graphen von 2 gezeigt.
Wie in 2 gezeigt ist das obere Grenzbremsdrehmoment ein konstanter Wert in einem Bereich, in dem die Drehzahl des Elektromotors 6 relativ niedrig ist. In einem Bereich, wo die Drehzahl relativ hoch ist, wird der Wert des oberen Grenzbremsdrehmomentes klein, wenn die Drehzahl des Elektromotors 6 ansteigt. Dahingegen wird der Wert des erforderlichen Bremsdrehmomentes groß, wenn die Drehzahl des Elektromotors 6 ansteigt. Das erforderliche Bremsdrehmoment und das obere Grenzbremsdrehmoment werden gleich, wenn die Drehzahl des Elektromotors 6 eine Drehzahl Nx ist (vorbestimmte Drehzahl).
Aus diesem Grund kann das erforderliche Bremsdrehmoment nicht nur durch das durch den Elektromotor 6 generierbare regenerative Bremsdrehmoment erhalten werden, wenn die Drehzahl des Elektromotors 6 höher ist als die Drehzahl Nx. Daher kuppelt die Fahrzeug ECU 22 die Kupplung 4 ein und zeigt der Motor ECU 24 ein Bremsdrehmoment an, welches durch den Motor 2 generiert werden soll und zeigt der Inverter ECU 26 ein Bremsdrehmoment an, welches durch den Elektromotor 6 generiert werden soll, so dass das erforderliche Bremsdrehmoment durch Kombinieren des Bremsdrehmomentes des Motors 2 mit dem regenerativen Bremsdrehmoment des Elektromotors 6 erzeugt werden kann.
Wenn die Drehzahl des Elektromotors 6 gleich oder kleiner ist als die Drehzahl Nx, kann das regenerative Bremsdrehmoment, welches gleich dem erforderlichen Bremsdrehmoment ist, vom Elektromotor 6 erhalten werden. Folglich löst die Fahrzeug ECU 22 die Kupplung 4 und veranlasst den Elektromotor 6, das erforderliche Bremsdrehmoment nur durch das regenerative Bremsen des Elektromotors 6 zu generieren. Durch Steuern der Kupplung 4 und des Elektromotors 6 wie beschrieben, wandelt die Fahrzeug ECU 22 die Bremsenergie in elektrische Energie so gut wie möglich um und führt die elektrische Energie zurück zur Batterie 18.
Während das Fahrzeug auf diese Weise gebremst wird, schaltet die Fahrzeug ECU 22 das Getriebe 8 herunter, entsprechend einer Reduktion der Fahrgeschwindigkeit, welche durch den Fahrgeschwindigkeitssensor 34 detektiert wird entsprechend der vorbestimmten Gangschaltungstabelle zum Herunterschalten.
Wenn die Drehzahl des Motors 2 und die Drehzahl des Elektromotors 6 sich signifikant voneinander unterscheiden, wenn die Kupplung 4 eingekuppelt wird, dann wird ein großer Drehmomentschock erzeugt. Dazu befiehlt die Fahrzeug ECU 22 zuvor der Motor ECU 24 die Drehzahl des Motors 2 von der Leerlaufgeschwindigkeit anzuheben, so dass die Drehzahl des Motors 2 im wesentlichen der Drehzahl des Elektromotors 6 entspricht, wenn die Kupplung 4 eingekuppelt wird. Gemäß diesem Befehl erhöht die Motor ECU 24 die Drehzahl des Motors 2 durch Erhöhen einer Treibstoffzufuhrmenge des Motors 2, um dadurch die Drehzahl des Motors 2 entsprechend der Drehzahl des Elektromotors 6 einzustellen.
Die Beziehungen zwischen der Fahrgeschwindigkeit und der Drehzahl des Elektromotors 6, welche jedem Gang des Getriebes 8 entsprechen, sind durch die geraden strichpunktierten Linien im unteren Graphen von 2 gezeigt. Nun folgend werden diese geraden Linien als Geschwindigkeitswechsellinien bezeichnet. Die Gangschaltungstabelle zum Herunterschalten ist derart aufgebaut, dass das Getriebe 8 vom fünften zum vierten Gang heruntergeschaltet wird, wenn die Fahrgeschwindigkeit, welche durch den Fahrgeschwindigkeitssensor 34 detektiert wird, zu V4 abnimmt, vom vierten zum dritten Gang, wenn die Fahrgeschwindigkeit zu V3 abnimmt, vom dritten zum zweiten Gang, wenn die Fahrgeschwindigkeit zu V2 abnimmt, und vom zweiten zum ersten Gang, wenn die Fahrgeschwindigkeit zu V1 abnimmt.
Die Gangschaltungstabelle, die in der vorliegenden Ausführungsform benutzt wird, ist die gleiche, wie eine in einem herkömmlichen hybrid-elektrischen Fahrzeug benutzte. Die Geschwindigkeitswechsellinien der Gänge und der Fahrgeschwindigkeiten von V1 bis V4, bei welchem das Herunterschalten während des Bremsens des Fahrzeugs ausgeführt wird, welche in 2 gezeigt sind, sind mit anderen Worten die gleichen, wie jene eines herkömmlichen hybrid-elektrischen Fahrzeugs, das in 6 gezeigt ist.
Der untere Graph von 2 zeigt mit einer durchgezogenen Linie die Wechsel der Drehzahl des Elektromotors 6, welche durch eine Reduktion der Fahrgeschwindigkeit und dem Herunterschalten des Getriebes 8 in dem Fall erzeugt werden, dass das Fahrzeug durch Loslassen des Gaspedals 30 gebremst wird, und zwar mit dem fünften Gang des Getriebes 8 ausgewählt.
Das bedeutet, wenn das Fahrzeug durch Loslassen des Gaspedals 30 während des Fahrens mit dem fünften Gang gebremst wird, verändert sich die Drehzahl des Elektromotors 6 in abfallende Richtung entlang der Geschwindigkeitswechsellinie, welche dem fünften Gang entspricht, wenn die Fahrgeschwindigkeit abnimmt. Wenn die abnehmende Fahrgeschwindigkeit V4 erreicht ist, schaltet die Fahrzeug ECU 22 das Getriebe 8 vom fünften zum vierten Gang herunter. Bei diesem Herunterschalten steigt die Drehzahl des Elektromotors 6 beim Bewegen von der Geschwindigkeitswechsellinie des fünften Ganges zu der des vierten Ganges an wie durch die durchgezogene Linie in 2 gezeigt.
Wenn das Fahrzeug nach dem Herunterschalten in den vierten Gang weiterhin gebremst wird, verändert sich die Drehzahl des Elektromotors 6 in die absteigende Richtung entlang der Geschwindigkeitswechsellinie, welche dem vierten Gang entspricht. Wenn die abnehmende Fahrgeschwindigkeit weiterhin V3 erreicht, schaltet die Fahrzeug ECU 22 das Getriebe 8 vom vierten in den dritten Gang. Bei diesem Herunterschalten erhöht sich die Drehzahl des Elektromotors 6 während des Bewegens von der Geschwindigkeitswechsellinie des vierten Ganges zu der des dritten Ganges wie durch die durchgezogene Linie in 2 gezeigt.
Wenn das Fahrzeug weiterhin nach dem Herunterschalten in den dritten Gang gebremst wird, verändert sich die Drehzahl des Elektromotors 6 in die absteigende Richtung entlang der Geschwindigkeitswechsellinie, welche dem dritten Gang entspricht. Wenn die abnehmende Fahrgeschwindigkeit weiterhin V2 erreicht, schaltet die Fahrzeug ECU 22 das Getriebe 8 vom dritten in den zweiten Gang herunter. Bei diesem Herunterschalten steigt die Drehzahl des Elektromotors 6 an, während des Bewegens von der Geschwindigkeitswechsellinie des vierten Ganges zu der des zweiten Ganges, wie durch die durchgezogene Linie in 2 gezeigt.
Wenn das Fahrzeug nach dem Herunterschalten in den zweiten Gang weiterhin gebremst wird, verändert sich die Drehzahl des Elektromotors 6 in die absteigende Richtung entlang der Geschwindigkeitswechsellinie, die dem zweiten Gang entspricht. Wenn die abnehmende Fahrgeschwindigkeit weiterhin V1 erreicht, schaltet die Fahrzeug ECU 22 das Getriebe 8 vom zweiten in den ersten Gang herunter. Bei diesem Herunterschalten erhöht sich die Drehzahl des Elektromotors 6 während des Bewegens von der Geschwindigkeitswechsellinie des zweiten Ganges zu der des ersten Ganges, wie durch die durchgezogene Linie in 2 gezeigt.
In der vorliegenden Ausführungsform wird das erforderliche Bremsdrehmoment auf einen relativ kleinen Wert innerhalb eines bestimmten Bereiches aus praktischer Sicht gesetzt, wenn das Fahrzeug in der vorgenannten Art und Weise gebremst wird. Und dadurch wird ein Punkt, bei dem das erforderliche Bremsdrehmoment das obere Grenzbremsdrehmoment im oberen Graphen von 2 gezeigt schneidet, zu einer schnellen Drehseite des Elektromotors 6 geschoben. Dadurch wird die Drehzahlschwankung des Elektromotors 6, wenn das Herunterschalten für jeden Gang durchgeführt wird, in einem niedrigeren Bereich erzeugt, als die Drehzahl Nx, bei der das erforderliche Bremsdrehmoment und das obere Grenzbremsdrehmoment gleich sind, wie in 2 gezeigt.
Folglich verändert sich die Drehzahl des Elektromotors 6 durch die Drehzahl Nx zur Zeit des Bremsens des Fahrzeugs nur einmal und nur, wenn die Drehzahl sich entlang der Geschwindigkeitswechsellinie für den fünften Gang mit der Reduktion der Fahrgeschwindigkeit verändert. Weil die Betätigungshäufigkeit der Kupplung 4 zur Zeit des Bremsens des Fahrzeugs dadurch reduziert wird, ist es möglich, ein Abnehmen der Dauerhaftigkeit der Kupplung 4 zu unterdrücken, welche durch Abrasion der Kupplung 4 hervorgerufen wird, und eine Verminderung des Fahrgefühls abzuwenden, welches durch eine Erhöhung von Vibrationen und Geräuschen erzeugt wird, die durch häufige Betätigungen der Kupplung 4 erzeugt werden. Es ist weiterhin möglich, die Treibstoffwirtschaftlichkeit durch Verringerung der Häufigkeit der Einstellung der Motordrehung beim Einkuppeln der Kupplung 4 zu verbessern.
Es ist nicht notwendig, die Gangschaltungstabelle zu verändern, welche für das Herunterschalten des Getriebes 8 bei der vorliegenden Ausführungsform benutzt wird, hinsichtlich der Beziehung zwischen der Drehzahl Nx und der Drehzahlschwankung des Elektromotors 6, welche durch das Herunterschalten induziert wird. Dies erhöht die Freiheit beim Setzen der Gangschaltungseigenschaften bezüglich des Getriebes 8.
Bei der vorliegenden Ausführungsform verändert sich die Drehzahl des Elektromotors 6 nur über die Drehzahl Nx, wenn der fünfte Gang zur Zeit des Bremsens des Fahrzeugs benutzt wird. Wenn das erforderliche Bremsdrehmoment oder ein Gangverhältnis des Getriebes 8 derart gesetzt wird, dass die Drehzahl des Elektromotors 6 entlang der Geschwindigkeitswechsellinie für den fünften Gang immer niedriger ist als die Drehzahl Nx im Bereich der gegenwärtigen Fahrgeschwindigkeit, durchtritt die Drehzahl des Elektromotors 6 dennoch nicht die Drehzahl Nx bei der Reduktion der Fahrgeschwindigkeit zur Zeit des Bremsens des Fahrzeugs. Dies macht es möglich, die oben genannten Wirkungen in tiefgreifender Weise zu erhalten.
Bei der ersten Ausführungsform wird die Drehzahl Nx, bei der das erforderliche Bremsdrehmoment und das obere Grenzbremsdrehmoment gleich werden, so eingestellt, dass sie sich von der Drehzahl unterscheidet, die in den Bereich der Drehzahlschwankung des Elektromotors 6 fällt, und zwar zur Zeit des Herunterschaltens durch Setzen des erforderlichen Bremsdrehmomentes auf einen relativ kleinen Wert. Dennoch ist die Steuereinrichtung für ein hybrid-elektrisches Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung nicht auf eine limitiert, die die oben genannte Steuerung ausführt.
Eine Steuereinrichtung für ein hybrid-elektrisches Fahrzeug gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun beschrieben.
Ein Aufbau eines wesentlichen Teils eines hybrid-elektrischen Fahrzeugs der zweiten Ausführungsform ist der gleiche wie derjenige der ersten Ausführungsform, wie in 1 dargestellt. Die zweite Ausführungsform ist virtuell identisch mit der ersten bezüglich der Steuerung, die hauptsächlich durch die Fahrzeug ECU 22 bei jedem Fahrzustand des Fahrzeugs außer der Zeit des Bremsens durchgeführt wird. Dazu wird die Steuerung, die zur Zeit des Bremsens in der zweiten Ausführungsform durchgeführt wird, nun beschrieben.
In der zweiten Ausführungsform erhält die Fahrzeug ECU 22, auch wenn das Gaspedal 30 losgelassen wird, ein totales Bremsdrehmoment, welches durch den Motor 2 und den Elektromotor 6 generiert werden soll, um eine geeignete Verzögerung für das Fahrzeug beim Bremsen zu erhalten, sowie ein erforderliches Bremsdrehmoment entsprechend der Drehzahl des Elektromotors 6, welche durch den Drehzahlsensor 36 detektiert wird. Die Fahrzeug ECU 22 teilt das erforderliche Bremsdrehmoment zwischen dem Motor 2 und dem Elektromotor 6 geeignet auf, und zeigt der Motor ECU 24 ein Bremsdrehmoment an, welches durch den Motor 2 generiert werden soll, und zeigt der Inverter ECU 26 ein Bremsdrehmoment an, welches durch den Elektromotor 6 generiert werden soll. Das erforderliche Bremsdrehmoment wird gemeinsam benutzt unabhängig von den Gängen des Getriebes 8 wie in der ersten Ausführungsform.
Beim Erhalt der Anzeigen von der Fahrzeug ECU 22 versetzt die Motor ECU 24 den Motor 2 in einen Bremszustand und veranlasst den Motor 2, das Bremsdrehmoment durch Motorbremsung zu generieren. Die Inverter ECU 26 steuert den Inverter 20 an den Elektromotor 6 als einen Generator zu betreiben und veranlasst den Elektromotor 6, das regenerative Bremsdrehmoment zu generieren.
Zu dieser Zeit wird ein oberes Grenzbremsdrehmoment, welches ein maximaler Wert des regenerativen Bremsdrehmomentes ist, welches durch den Elektromotor 6 abhängig von den Spezifikationen des Elektromotors 6 generiert werden kann, entsprechend der Drehzahl des Elektromotors 6 gesetzt. Die Beziehung zwischen dem erforderlichen Bremsdrehmoment und dem oberen Grenzbremsdrehmoment ist wie in einem oberen Graphen von 3 gezeigt.
Das durch eine zweipunkt-strichpunktierte Linie in 3 gezeigte obere Grenzbremsdrehmoment ist das gleiche wie dasjenige, welches in der ersten Ausführungsform benutzt wird. Im Gegensatz zur ersten Ausführungsform wird das erforderliche Bremsdrehmoment dennoch nicht auf einem relativ kleinen Wert gesetzt. Stattdessen wird das erforderliche Bremsdrehmoment strikt auf einen derartigen Wert gesetzt, dass die Bremsung des Fahrzeugs gemäß der Drehzahl des Elektromotors 6 geeignet erhalten werden kann. Wie in 3 gezeigt, werden das erforderliche Bremsdrehmoment und das obere Grenzbremsdrehmoment gleich, wenn die Drehzahl des Elektromotors 6 die Drehzahl Nx' ist, (vorbestimmte Drehzahl). Entsprechend ist die Drehzahl Nx' niedriger als die Drehzahl Nx der ersten Ausführungsform.
In der zweiten Ausführungsform ist die Beziehung zwischen dem erforderlichen Bremsdrehmoment und dem oberen Grenzbremsdrehmoment, welche im oberen Graphen von 3 gezeigt ist, die gleiche wie die Beziehung zwischen dem oberen Grenzbremsdrehmoment und dem erforderlichen Bremsdrehmoment in einer Steuereinrichtung für ein herkömmliches hybrid-elektrisches Fahrzeug, welche im oberen Graphen von 6 gezeigt ist. Aus diesem Grund ist die Drehzahl Nx, bei der das erforderliche Bremsdrehmoment und das obere Grenzbremsdrehmoment gleich werden, die gleiche wie die Drehzahl Nx' beim herkömmlichen hybrid-elektrischen Fahrzeug.
Wenn die Drehzahl des Elektromotors 6 höher ist als die Drehzahl Nx', dann kuppelt wie in der ersten Ausführungsform die Fahrzeug ECU 22 die Kupplung 4 ein. Weiterhin zeigt die Fahrzeug ECU 22 der Motor ECU 24 das Bremsdrehmoment, welches durch den Motor 2 generiert werden soll, an und zeigt der Inverter ECU 26 das Bremsdrehmoment an, welches durch den Elektromotor 6 generiert werden soll, so dass das erforderliche Bremsdrehmoment durch Kombinieren des Bremsdrehmomentes des Motors 2 mit dem regenerativen Bremsdrehmoment des Elektromotors 6 generiert werden kann.
Wenn die Drehzahl des Elektromotors 6 gleich oder niedriger ist als die Drehzahl Nx', dann kuppelt die Fahrzeug ECU 22 die Kupplung 4 aus und veranlasst den Elektromotor 6, das erforderliche Bremsdrehmoment nur durch das regenerative Bremsen des Elektromotors 6 zu erzeugen. Dadurch wandelt die Fahrzeug ECU 22 die Bremsenergie in elektrische Energie so gut wie möglich um und führt die elektrische Energie zurück zur Batterie 18.
Wenn das Fahrzeug gebremst wird, schaltet die Fahrzeug ECU 22 das Getriebe 8 herunter, entsprechend der Reduktion der Fahrgeschwindigkeit, gemäß der vorbestimmten Gangschaltungstabelle zum Herunterschalten.
Wenn die Kupplung 4 eingekuppelt wird, erhöht die Fahrzeug ECU 22 die Drehzahl des Motors 2 durch Erhöhen der Treibstoffzufuhrmenge für den Motor 2, um einen Drehmomentschock zu vermeiden, um dadurch die Drehzahl des Motors 2 so einzustellen, dass sie der Drehzahl des Elektromotors 6 entspricht, wie in der ersten Ausführungsform.
Die Beziehungen zwischen der Fahrgeschwindigkeit und der Drehzahl des Elektromotors, welche jedem Gang des Getriebes 8 entspricht, sind im unteren Graphen von 3 gezeigt. Die Gangschaltungstabelle zum Herunterschalten ist derart aufgebaut, dass das Getriebe 8 vom fünften in den vierten Gang heruntergeschaltet wird, wenn die Fahrgeschwindigkeit, welche durch den Fahrgeschwindigkeitssensor 34 detektiert wird, zu V4' abnimmt, vom vierten in den dritten Gang, wenn die Fahrgeschwindigkeit zu V3' abnimmt, vom dritten in den zweiten Gang, wenn die Fahrgeschwindigkeit zu V2' abnimmt und vom zweiten in den ersten Gang, wenn die Fahrgeschwindigkeit zu V1' abnimmt. Auf diese Weise unterscheidet die Gangschaltungstabelle sich von derjenigen, welche in der ersten Ausführungsform genannt ist.
Der untere Graph von 3 zeigt durch eine durchgezogene Linie die Veränderungen der Drehzahl des Elektromotors 6, welche durch die Reduktion der Fahrgeschwindigkeit und das Herunterschalten des Getriebes 8 hervorgerufen werden, in dem Fall, in dem das Gaspedal 30 losgelassen wird und das Fahrzeug mit dem fünften Gang des Getriebes 8 ausgewählt zum Bremsen veranlasst wird.
Die Veränderung der Drehzahl des Elektromotors 6 entlang jeder Geschwindigkeitswechsellinie, welche durch die Reduktion der Fahrgeschwindigkeit hervorgerufen wird, und der Wechsel der Drehzahl des Elektromotors 6 zwischen zweien dieser Geschwindigkeitswechsellinien zur Zeit des Bremsens, werden auf die gleiche Weise wie in der ersten Ausführungsform hervorgerufen. Weil die Gangschaltungstabelle zum Herunterschalten von derjenigen der ersten Ausführungsform verschieden ist, wird die Drehzahlschwankung des Elektromotors 6, welche das Herunterschalten begleitet, hervorgerufen, wenn die Fahrgeschwindigkeit zu V4', V3', V2' und entsprechend V1' abnimmt, wie durch die durchgezogene Linie im unteren Graphen von 3 gezeigt.
In der zweiten Ausführungsform wird die Gangschaltungstabelle zum Herunterschalten derart gesetzt, dass die Drehzahl Nx', bei der das erforderliche Bremsdrehmoment und das obere Grenzbremsdrehmoment gleich werden, nicht in einem Drehzahlschwankungsbereich des Elektromotors 6 umfasst, wenn ein Herunterschalten zwischen den Gängen durchgeführt wird. Durch dieses Setzen der Gangschaltungstabelle zum Herunterschalten, wie in 3 gezeigt, verändert sich die Drehzahl des Elektromotors 6 ohne die Drehzahl Nx' zu kreuzen immer, wenn das Herunterschalten durchgeführt wird.
Im Ergebnis verändert sich die Drehzahl des Elektromotors 6 durch die Drehzahl Nx' zur Zeit des Bremsens des Fahrzeugs nur einmal und nur, wenn die Drehzahl sich entlang der Geschwindigkeitswechsellinie für den vierten Gang mit der Reduktion der Fahrgeschwindigkeit verändert. Dies reduziert die Betätigungshäufigkeit der Kupplung 4 zur Zeit des Bremsens des Fahrzeugs. Dann ist es möglich, eine Verminderung der Dauerhaftigkeit des Kupplung 4 zu unterdrücken, welche durch Abrasion der Kupplung 4 hervorgerufen wird, und eine Verschlechterung des Fahrgefühls abzuwenden, welches durch eine Erhöhung von Vibrationen und Geräuschen hervorgerufen wird, die durch häufige Betätigungen der Kupplung 4 resultieren. Weiterhin ist es möglich, die Treibstoffwirtschaftlichkeit durch Vermindern der Häufigkeit der Einstellung der Motordrehung beim Einkuppeln der Kupplung 4 zu verbessern.
Es ist nicht notwendig, das in der zweiten Ausführungsform benutzte Bremsdrehmoment auf einen relativ niedrigen Wert hinsichtlich der Beziehung zwischen der Drehzahl Nx' und der Drehzahlschwankung des Elektromotors 6 zu setzen, welches durch das Herunterschalten generiert wird. Daher wird die Freiheit beim Setzen des erforderlichen Bremsdrehmoments erhöht.
Gemäß der zweiten Ausführungsform verändert sich die Drehzahl des Elektromotors 6 über die Drehzahl Nx hinweg, wenn sich die Fahrgeschwindigkeit verringert, und zwar nur dann, wenn der vierte Gang zur Zeit des Bremsens des Fahrzeugs benutzt wird. Die gleiche Wirkung kann erhalten werden, wenn die Gangschaltungstabelle derart aufgebaut ist, dass die Drehzahl des Elektromotors 6 sich durch die Drehzahl Nx' hindurch nur einmal verändert und nur beim Bewegen entlang der Geschwindigkeitswechsellinie eines anderen Ganges als des vierten Ganges.
In der ersten und zweiten Ausführungsform ist das erforderliche Bremsdrehmoment zur Zeit des Bremsens des Fahrzeugs für alle Gänge des Getriebes 8 gleich. In der ersten Ausführungsform wird das erforderliche Bremsdrehmoment auf einen relativ kleinen Wert gesetzt, während in der zweiten Ausführungsform die Gangschaltungstabelle des Getriebes 8 derart gesetzt wird, dass die Drehzahl Nx' nicht im Bereich der Drehzahlschwankung des Elektromotors 6 zur Zeit der Herunterschaltens enthalten ist. Stattdessen ist es möglich, das erforderliche Bremsdrehmoment individuell bezüglich jedes Ganges des Getriebes 8 derart zu setzen, dass die Drehzahl bei der jedes erforderliche Bremsdrehmoment und das obere Grenzbremsdrehmoment gleich werden, sich von der Drehzahl unterscheidet, die in dem Bereich der Drehzahlschwankung des Elektromotors 6 zur Zeit des Herunterschaltens fällt.
Eine Steuereinrichtung für ein hybrid-elektrisches Fahrzeug, in welchem das erforderliche Bremsdrehmoment bezüglich jedes Ganges individuell gesetzt wird, wird nun als dritte und vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Ein Aufbau eines wesentlichen Teils eines hybrid-elektrischen Fahrzeugs gemäß der dritten Ausführungsform ist der gleiche wie der der ersten in 1 gezeigten. Die dritte Ausführungsform ist virtuell identisch zur ersten bezüglich der Steuerung, die hauptsächlich durch die Fahrzeug ECU 22 bei jedem Fahrzustand des Fahrzeugs ausgeführt wird, außer zur Zeit des Bremsens. Dazu wird die zur Zeit des Bremsens des Fahrzeugs durchgeführte Steuerung nun beschrieben.
In der dritten Ausführungsform erhält die Fahrzeug ECU 22, wenn das Gaspedal 30 losgelassen wird, ein totales Bremsdrehmoment, welches durch den Motor 2 und den Elektromotor 6 generiert werden soll, um eine geeignete Verzögerung für das Fahrzeug beim Bremsen zu erhalten, sowie ein erforderliches Bremsdrehmoment gemäß der Drehzahl des Elektromotors 6, die durch den Drehzahlsensor 36 detektiert wird. Die Fahrzeug ECU 22 teilt das erforderliche Bremsdrehmoment zwischen dem Motor 2 und dem Elektromotor 6 geeignet auf, und zeigt der Motor ECU 24 ein Bremsdrehmoment an, das durch den Motor 2 generiert werden soll, und zeigt der Inverter ECU 26 ein Bremsdrehmoment an, welches durch den Elektromotor 6 generiert werden soll.
Das erforderliche Bremsdrehmoment wird bezüglich jedes Ganges des Getriebes 8 individuell gesetzt, und zwar gemäß der Drehzahl des Elektromotors 6, wie durch die durchgezogenen Linien in einem oberen Graphen von 4 gezeigt. Das erforderliche Bremsdrehmoment wird so gesetzt, dass es größer wird, wenn die Gänge höher werden.
Gemäß der Anzeige von der Fahrzeug ECU 22, versetzt die Motor ECU 24 den Motor in den Bremszustand und veranlasst den Motor 2, das Bremsdrehmoment durch Motorbremsung zu generieren. Gemäß der Anzeige von der Fahrzeug ECU 22 steuert die Inverter ECU 26 den Inverter 20 an und betreibt den Elektromotor 6 als einen Generator, um dadurch den Elektromotor 6 zu veranlassen, das regenerative Bremsdrehmoment zu generieren.
Zu dieser Zeit wird ein oberes Grenzbremsdrehmoment, welches ein maximaler Wert des regenerativen Bremsdrehmomentes ist, gemäß der Drehzahl des Elektromotors 6 gesetzt, wobei es durch den Elektromotor 6 abhängig von den Spezifikationen des Elektromotors 6 gesetzt werden kann. Die Beziehungen zwischen jedem erforderlichen Bremsdrehmoment und dem oberen Grenzbremsdrehmoment sind in dem oberen Graphen von 4 gezeigt.
Das obere Grenzbremsdrehmoment ist das gleiche wie dasjenige in der ersten und zweiten Ausführungsform benutzte. Wie in 4 gezeigt, ist das Drehmoment (vorbestimmte Drehmoment) des Elektromotors 6, bei der das erforderliche Bremsdrehmoment und das obere Grenzbremsdrehmoment gleich werden, ein Drehmoment N1, wenn der erste Gang des Getriebes 8 benutzt wird, eine Drehzahl N2, wenn der zweite Gang benutzt wird, eine Drehzahl N3, wenn der dritte Gang benutzt wird, eine Drehzahl N4, wenn der vierte Gang benutzt wird und eine Drehzahl N5, wenn der fünfte Gang benutzt wird. Beziehungen dieser Drehzahlen werden ausgedrückt durch N1<N2<N3<N4<N5.
Die Fahrzeug ECU 22 kuppelt die Kupplung 4 ein, wenn die Drehzahl des Elektromotors 6, welche durch den Drehzahlsensor 36 detektiert wird, höher ist als die Drehzahl, bei der das erforderliche Bremsdrehmoment, welches dem gegenwärtigen Gang entspricht, und das obere Grenzbremsdrehmoment gleich werden. Weiterhin zeigt die Fahrzeug ECU 22 der Motor ECU 24 das Bremsdrehmoment an, welches durch den Motor 2 generiert werden soll, und zeigt der Inverter ECU 26 das Drehmoment an, welches durch den Elektromotor 6 generiert werden soll, so dass das erforderliche Bremsdrehmoment durch Kombination des Bremsdrehmoments des Motors 2 mit dem regenerativen Bremsdrehmoment des Elektromotors 6 erzeugt werden kann.
Wenn die Drehzahl des Elektromotors 6, welche durch den Drehzahlsensor 36 detektiert wird, gleich oder niedriger ist als die Drehzahl, bei der das erforderliche Bremsdrehmoment, welches dem gegenwärtigen Gang entspricht, und das obere Grenzbremsdrehmoment gleich werden, dann löst die Fahrzeug ECU 22 die Kupplung 4 und veranlasst den Elektromotor 6, das erforderliche Bremsdrehmoment nur durch die regenerative Bremsung des Elektromotors 6 zu generieren. Durch diese Steuerung der Kupplung 4 und des Elektromotors 6 wandelt die Fahrzeug ECU 22 die Bremsenergie in elektrische Energie so gut wie möglich um und führt die elektrische Energie zurück an die Batterie 18.
Wenn das Fahrzeug gebremst wird, schaltet die Fahrzeug ECU 22 das Getriebe 8 herunter, entsprechend der Reduktion der Fahrgeschwindigkeit, und gemäß der vorbestimmten Gangschaltungstabelle zum Herunterschalten.
Wenn die Kupplung 4 wie bei der ersten und zweiten Ausführungsform eingekuppelt wird, wird die Drehzahl des Motors 2 durch Erhöhung der Treibstoffzufuhrmenge für den Motor 2 erhöht, um einen Drehmomentschock abzuwenden, um dadurch die Drehzahl des Motors 2 so einzustellen, dass sie der Drehzahl des Elektromotors 6 entspricht.
Die Beziehungen zwischen der Fahrgeschwindigkeit und der Drehzahl des Elektromotors 6, welche jedem Gang des Getriebes 8 entspricht, werden in dem unteren Graphen von 4 gezeigt. Die in der dritten Ausführungsform benutzte Gangschaltungstabelle ist die gleiche, wie die in einem herkömmlichen hybrid-elektrischen Fahrzeug benutzte, so wie auch die Gangschaltungstabelle, die in der ersten Ausführungsform benutzt wird. Mit anderen Worten sind die Geschwindigkeitswechsellinien der Gänge und der Fahrgeschwindigkeiten V1 bis V4, bei dem das Herunterschalten während des Bremsens durchgeführt wird, die gleichen wie jene der ersten in 2 gezeigten Ausführungsform und wie jene des herkömmlichen hybrid-elektrischen Fahrzeuges, das in 6 gezeigt ist.
Folglich wird in der dritten Ausführungsform das Getriebe 8 vom fünften in den vierten Gang heruntergeschaltet, wenn die Fahrgeschwindigkeit, die durch den Fahrgeschwindigkeitssensor 34 detektiert wird, zu V4 hin abnimmt, von vierten in den dritten Gang, wenn die Fahrgeschwindigkeit zu V3 hin abnimmt, vom dritten in den zweiten Gang, wenn die Fahrgeschwindigkeit zu V2 hin abnimmt, und vom zweiten in den ersten Gang, wenn die Fahrgeschwindigkeit zu V1 hin abnimmt.
Der untere Graph von 4 zeigt durch eine durchgezogene Linie die Wechsel der Drehzahl des Elektromotors 6, welche durch die Reduktion der Fahrgeschwindigkeit und das Herunterschalten des Getriebes 8 hervorgerufen werden, in dem Fall, wo das Gaspedal 30 losgelassen wird, und das Fahrzeug mit dem ausgewählten fünften Gang des Getriebes 8 zum Bremsen gebracht wird.
Die Wechsel der Drehzahl des Elektromotors 6 entlang jeder Geschwindigkeitswechsellinie, welche durch die Reduktion der Fahrgeschwindigkeit hervorgerufen werden, und die Wechsel der Drehzahl des Elektromotors 6 zwischen zwei von den Geschwindigkeitswechsellinien zur Zeit des Herunterschaltens werden, wie in der ersten Ausführungsform, erzeugt.
In Worte gefasst bedeutet dies, wenn die Fahrgeschwindigkeit zu V4 hin aufgrund der Verzögerung des Fahrzeugs abnimmt, schaltet die Fahrzeug ECU 22 das Getriebe 8 vom fünften in den vierten Gang herunter. Im Ergebnis verändert sich die Drehzahl des Elektromotors 6 während des Bewegens von der Geschwindigkeitswechsellinie des fünften Ganges zu derjenigen des vierten Ganges. Die Drehzahl des Elektromotors 6, bei der das erforderliche Bremsdrehmoment, welches dem fünften Gang entspricht, der der Gang ist, der vor dem Herunterschalten benutzt wird, gleich dem oberen Grenzbremsdrehmoment wird, ist eine Drehzahl N5, wobei die Drehzahl des Elektromotor 6, bei der das erforderliche Bremsdrehmoment, welches dem vierten Gang entspricht, der der Gang ist, der nach dem Herunterschalten benutzt wird, gleich dem oberen Grenzbremsdrehmoment wird, ist eine Drehzahl N4. Wie in 4 gezeigt, sind die Drehzahlen N5 und N4 von der Drehzahl verschieden, die in den Bereich der Drehzahlschwankungen des Elektromotors 6 fällt, welche durch das Herunterschalten vom fünften in den vierten Gang hervorgerufen wird.
Wenn die Fahrgeschwindigkeit zu V3 hin aufgrund des Bremsens abnimmt, schaltet die Fahrzeug ECU 22 das Getriebe 8 vom vierten in den dritten Gang herunter. Im Ergebnis verändert sich die Drehzahl des Elektromotors 6 beim Bewegen von der Geschwindigkeitswechsellinie des vierten Ganges zu derjenigen des dritten Ganges. Die Drehzahl des Elektromotors 6, bei der das erforderliche Bremsdrehmoment, welches dem vierten Gang entspricht, der der Gang ist, der vor dem Herunterschalten benutzt wird, gleich dem oberen Grenzbremsdrehmoment wird, ist eine Drehzahl N4. Die Drehzahl des Elektromotors 6, bei der das erforderliche Bremsdrehmoment, welches dem dritten Gang entspricht, der der Gang ist, der nach dem Herunterschalten benutzt wird, gleich dem oberen Grenzbremsdrehmoment wird, ist eine Drehzahl N3. Die Drehzahlen N4 und N3 unterscheiden sich von der Drehzahl, die in den Bereich der Drehzahlschwankung des Elektromotors 6 fällt, welche durch das Herunterschalten vom vierten in den dritten Gang, wie in 4 gezeigt, hervorgerufen wird.
Wenn die Fahrgeschwindigkeit weiterhin zu V2 hin aufgrund des Bremsens abnimmt, schaltet die Fahrzeug ECU 22 das Getriebe 8 vom dritten in den zweiten Gang herunter. Im Ergebnis verändert sich die Drehzahl des Elektromotors 6 beim Bewegen von der Geschwindigkeitswechsellinie des dritten Ganges zu derjenigen des zweiten Ganges. Die Drehzahl des Elektromotors 6, bei der das erforderliche Bremsdrehmoment, welches dem dritten Gang entspricht, der der Gang ist, der vor dem Herunterschalten benutzt wird, gleich dem oberen Grenzbremsdrehmoment wird, ist eine Drehzahl N3. Die Drehzahl des Elektromotors 6, bei der das erforderliche Bremsdrehmoment, welches dem zweiten Gang entspricht, der der Gang ist, der nach dem Herunterschalten benutzt wird, gleich dem oberen Grenzbremsdrehmoment wird, ist eine Drehzahl N2. Die Drehzahlen N3 und N2 sind von der Drehzahl verschieden, die in den Bereich der Drehzahlschwankung des Elektromotors 6 fällt, welche durch das Herunterschalten vom dritten in den zweiten Gang, wie in 4 gezeigt, hervorgerufen wird.
Wenn die Fahrgeschwindigkeit weiterhin zu V1 hin aufgrund des Bremsens abnimmt, schaltet die Fahrzeug ECU 22 das Getriebe 8 vom zweiten in den ersten Gang herunter. Im Ergebnis verändert sich die Drehzahl des Elektromotors 6 während des Bewegens von der Geschwindigkeitswechsellinie des zweiten Ganges zu derjenigen des ersten Ganges. Die Drehzahl des Elektromotors 6, bei der das erforderliche Bremsdrehmoment, welches dem zweiten Gang entspricht, der der Gang ist, der vor dem Herunterschalten benutzt wird, gleich dem oberen Grenzbremsdrehmoment wird, ist eine Drehzahl N2. Die Drehzahl des Elektromotors 6, bei der das erforderliche Bremsdrehmoment, welches dem ersten Gang entspricht, der der Gang ist, der nach dem Herunterschalten benutzt wird, gleich dem oberen Grenzbremsdrehmoment wird, ist eine Drehzahl N1. Die Drehzahlen N2 und N1 sind von der Drehzahl verschieden, die in den Bereich der Drehzahlschwankung des Elektromotors 6 fällt, welche durch das Herunterschalten vom zweiten in den ersten Gang, wie in 4 gezeigt, hervorgerufen wird.
Wie oben ausgeführt, sind in der dritten Ausführungsform sowohl die Drehzahl, bei der das erforderliche Bremsdrehmoment, welches dem Gang entspricht, der vor dem Herunterschalten benutzt wird, gleich dem oberen Grenzbremsdrehmoment wird, als auch die Drehzahl, bei der das erforderliche Bremsdrehmoment, welche dem Gang entspricht, der nach dem Herunterschalten benutzt wird, gleich dem oberen Grenzbremsdrehmoment wird, von der Drehzahl verschieden, die in den Bereich der Drehzahl schwankung des Elektromotors 6 fällt, wenn das Herunterschalten bei jedem Gang durchgeführt wird. Weiterhin kreuzt die Drehzahl des Elektromotors 6, wie in 4 gezeigt, nicht die Drehzahl, bei der das erforderliche Bremsdrehmoment, welches dem Gang bezüglich des Herunterschaltens entspricht, gleich dem oberen Grenzbremsdrehmoment wird, auch wenn das Herunterschalten ausgeführt wird.
Folglich wird, wenn das Fahrzeug gebremst wird, die Kupplung 4 nur einmal vom gekuppelten in den ausgekuppelten Zustand geschaltet und nur, wenn die Drehzahl des Elektromotors 6 entlang der Geschwindigkeitswechsellinie des dritten Ganges bei der Reduktion der Fahrgeschwindigkeit abnimmt. Dazu wird die Betätigungshäufigkeit der Kupplung 4 zur Zeit des Bremsens reduziert, so dass es möglich wird, eine Verringerung der Dauerhaftigkeit der Kupplung 4 zu unterdrücken, welche durch Abrasion der Kupplung 4 hervorgerufen wird, und eine Verschlechterung des Fahrgefühls abzuwenden, welche durch eine Erhöhung von Vibrationen und Geräuschen hervorgerufen wird, die von der häufigen Betätigung der Kupplung 4 her resultiert. Es ist auch möglich, die Treibstoffwirtschaftlichkeit durch Verringern der Häufigkeit der Einstellung der Motordrehzahl beim Einkuppeln der Kupplung 4 zu verbessern.
Das in Ausführungsform 3 benutzte erforderliche Bremsdrehmoment wird bezüglich jedes Ganges des Getriebes 8 individuell gesetzt. Wie oben erwähnt, wird das erforderliche Bremsdrehmoment desto größer gesetzt, je höher der Gang ist. Entsprechend kann die Differenz beim Bremsdrehmoment, welches über das Getriebe 8 an die Antriebsräder 16 übertragen wird, zwischen den Gängen des Betriebes 8 reduziert werden, und dadurch kann die Differenz bei der Verzögerung, welche beim Bremsen des Fahrzeugs erhalten wird, zwischen den Gängen des Getriebes 8 verringert werden. Im Ergebnis ist es möglich, einen während des Schaltens hervorgerufenen Schaltungsschock zu mildern.
Wie in der ersten Ausführungsform ist es nicht notwendig, die Gangschaltungstabelle zu verändern, welche zum Herunterschalten des Getriebes 8 in der dritten Ausführungsform benutzt wird, hinsichtlich der Beziehung zwischen der Drehzahl Nx und der Drehzahlschwankung des Elektromotors 6, welche durch das Herunterschalten hervorgerufen wird. Folglich wird die Freiheit beim Setzen der Gangschaltungseigenschaften bezüglich des Getriebes 8 erhöht.
In der dritten Ausführungsform wird die Kupplung 4 nur einmal vom eingekup pelten Zustand in den ausgekuppelten Zustand zusammen mit der Drehzahlschwankung des Elektromotors 6 geschaltet und nur, wenn der dritte Gang zur Zeit des Bremsens des Fahrzeugs in Benutzung ist. Dennoch kann die gleiche Wirkung erhalten werden, wenn die Kupplung 4 von dem eingekuppelten Zustand zum ausgekuppelten Zustand geschaltet wird, wenn der ausgewählte Gang ein anderer ist als der dritte Gang, und zwar durch Einstellen des erforderlichen Bremsdrehmomentes oder der Gangschaltungstabelle zum Herunterschalten.
Eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung soll nun beschrieben werden.
Ein Aufbau eines Wesentlichen Teils eines hybrid-elektrischen Fahrzeugs der vierten Ausführungsform ist der gleiche wie derjenige, der ersten, in 1 gezeigten Ausführungsform. Die vierte Ausführungsform ist virtuell identisch mit der ersten bezüglich der Steuerung, die durch die Fahrzeug ECU 22 in jedem Fahrzustand des Fahrzeugs außer der Zeit des Bremsens hauptsächlich ausgeführt wird. Die vierte Ausführungsform ist weiterhin die gleiche wie die dritte, mit Ausnahme der Gangschaltungstabelle zur Zeit des Bremsens. Dazu wird die Gangschaltungssteuerung, die zur Zeit des Bremsens des Fahrzeugs ausgeführt wird, nun mit Bezug auf 5 beschrieben.
Wie in einem oberen Graphen von 5 gezeigt, ist das obere Grenzbremsdrehmoment, welches der Drehzahl des Elektromotors 6 entspricht, und das erforderliche Bremsdrehmoment, welches jedem Gang des Getriebes 8 entspricht das gleiche, wie jedes der dritten Ausführungsform. Entsprechend ist die Drehzahl (vorbestimmte Drehzahl) des Elektromotors 6, bei der das erforderliche Bremsdrehmoment und das obere Grenzbremsdrehmoment gleich werden, eine Drehzahl N1, wenn der erste Gang des Getriebes 8 benutzt wird, eine Drehzahl N2, wenn der zweite Gang benutzt wird, eine Drehzahl N3, wenn der dritte Gang benutzt wird, und eine Drehzahl N4, wenn der vierte Gang benutzt wird, und eine Drehzahl N5, wenn der fünfte Gang benutzt wird. Die Beziehung dieser Drehzahlen wird ausgedrückt durch N1<N2<N3<N4<N5. Ein unterer Graph von 5 zeigt die Veränderungen der Drehzahl des Elektromotors 6, welche durch die Reduktion der Fahrgeschwindigkeit und das Herunterschalten des Getriebes 8 zur Zeit des Bremsens des Fahrzeugs hervorgerufen werden, und zwar durch eine durchgezogene Linie, wie in 4 auch die dritte Ausführungsform zeigt. In der vierten Ausführungsform sind die Fahrgeschwindigkeiten V1'' bis V4'', bei denen das Herunterschalten ausgeführt wird, von den Fahrgeschwindigkeiten verschieden, bei denen das Herunterschalten in der dritten Ausführungsform ausgeführt wird.
Wenn die Fahrgeschwindigkeit zu V4'' hin abnimmt, während der fünfte Gang des Getriebes 8 benutzt wird, schaltet die Fahrzeug ECU 22 das Getriebe 8 vom fünften in den vierten Gang herunter. Wenn die Drehzahl des Elektromotors 6 zum Zeitpunkt, wenn die Fahrgeschwindigkeit zu V4'' hin abnimmt, höher liegt als die Drehzahl N5, bei der das erforderliche Bremsdrehmoment, welches dem fünften Gang entspricht und das obere Grenzbremsdrehmoment des Elektromotors 6 gleich werden, kann die erforderliche Bremsgeschwindigkeit nur durch den Elektromotor 6 generiert werden. Mit anderen Worten ist es nicht notwendig, die Kupplung 4 einzukuppeln, um die erforderliche Verzögerung sicherzustellen. Dazu hält die Fahrzeug ECU 22 die Kupplung 4 im ausgekuppelten Zustand.
Des Weiteren wird, nachdem das Getriebe 8 in den vierten Gang heruntergeschaltet wurde, das Fahrzeug gebremst, ohne die Kupplung 4 einzukuppeln, bis die Fahrgeschwindigkeit V3'' erreicht. Die Fahrzeug ECU 22 schaltet das Getriebe 8 in den dritten Gang herunter, wenn die Fahrgeschwindigkeit abnimmt und V3'' erreicht.
Wenn die Fahrzeug ECU 22 das Getriebe 8 vom vierten Gang (vorbestimmter Vorwärtsgang) in den dritten Gang herunterschaltet, wird eine Drehzahlschwankung des Elektromotors 6 generiert. Die Drehzahl, bei der das erforderliche Bremsdrehmoment und das obere Grenzbremsdrehmoment gleich werden, variiert entsprechend jedes Ganges, wie in 5 gezeigt, und verändert sich dadurch aufgrund des Herunterschaltens. Aus diesem Grund wird, wenn das Getriebe 8 vom vierten in den dritten Gang heruntergeschaltet wird, die Größenbeziehung umgekehrt zwischen der Drehzahl des Elektromotors 6 und der Drehzahl, bei der das erforderliche Bremsdrehmoment und das obere Grenzbremsdrehmoment gleich werden, oder der Drehzahl, die das Auskuppeln der Kupplung 4 erfordert. Wie anders festgestellt, ist die Drehzahl des Elektromotors 6 beim Start des Herunterschaltens vom vierten in den dritten Gang höher als die Drehzahl (N4), bei der das erforderliche Bremsdrehmoment, welches dem vierten Gang entspricht, und das obere Grenzbremsdrehmoment gleich ist. Bei der Beendigung des Herunterschaltens vom vierten in den dritten Gang ist die Drehzahl (N3), bei der das erforderliche Bremsdrehmoment, welches dem dritten Gang entspricht, und das obere Grenzbremsdrehmoment gleich werden, andererseits höher als die Drehzahl des Elektromotors 6.
Sowohl die Drehzahl, bei der das erforderliche Bremsdrehmoment und das obere Grenzbremsdrehmoment gleich sind, als auch die Drehzahl des Elektromotors 6 werden beim Herunterschalten erhöht. Dennoch ist im Falle des Herunterschaltens vom vierten in den dritten Gang die Drehzahl, bei der das erforderliche Bremsdrehmoment und das obere Grenzbremsdrehmoment gleich werden, höher als die Drehzahl des Elektromotors 6. Folglich kuppelt die Fahrzeug ECU 22 die Kupplung 4 aus, weil der Elektromotor 6 das erforderliche Bremsdrehmoment selbst generieren kann, wenn der vierte Gang benutzt wird. Andererseits kuppelt die Fahrzeug ECU 22 die Kupplung 4 ein und veranlasst den Motor 2 und den Elektromotor 6, das erforderliche Bremsdrehmoment durch Kombinieren des Bremsdrehmomentes des Motors 2 mit dem des Elektromotors 6 zu erzeugen, weil das erforderliche Bremsdrehmoment nicht allein durch den Elektromotor 6 generiert werden kann, wenn der dritte Gang benutzt wird.
Danach wird die Drehzahl des Elektromotors 6 nie höher als die Drehzahl, bei der das erforderliche Bremsdrehmoment und das obere Grenzbremsdrehmoment gleich werden, oder bis die Fahrgeschwindigkeit abnimmt und 0 km/h erreicht, durch Herunterschalten vom dritten in den zweiten Gang und vom zweiten in den ersten Gang, und die Kupplung 4 wird eingekuppelt gehalten.
Dementsprechend ist es auch in der vierten Ausführungsform möglich, die Häufigkeit des Einkuppelns/Auskuppelns der Kupplung 4 zu reduzieren, genau wie in der dritten Ausführungsform. Eine derartige Steuerung kann leicht aktualisiert werden, und zwar nur durch Verändern der Fahrgeschwindigkeiten V1'', V2'', V3'' oder V4'' in der Gangschaltungstabelle.
Insbesondere, wenn die Fahrzeug ECU 22 beim Schalten der Gänge des Getriebes 8 dazu eingerichtet ist, die Kupplung 4 einzukuppeln/auszukuppeln, kuppelt die Fahrzeug ECU 22 die Kupplung 4 zum Schalten der Gänge zur Zeit des Herunterschaltens vom vierten in den dritten Gang ein/aus. Es ist dazu nicht nötig, das Ein-/Auskuppeln der Kupplung 4 separat durchzuführen, als Antwort auf die Umkehrung des Größenverhältnisses zwischen dem erforderlichen Bremsdrehmoment und dem oberen Grenzbremsdrehmoment. Folglich kann die Häufigkeit des Einkuppelns/Auskuppelns der Kupplung 4 weiterhin reduziert werden.
Die Steuereinrichtung für ein hybrid-elektrisches Fahrzeug gemäß jeder Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wurde oben beschrieben, aber die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben genannten Ausführungsformen begrenzt.
Zum Beispiel ist das erforderliche Bremsdrehmoment in der ersten Ausführungsform auf einem relativ kleinen Wert gesetzt, ohne die Gangschaltungstabelle des Getriebes 8 zu verändern, wobei in der zweiten Ausführungsform die Gangschaltungstabelle des Getriebes 8 verändert wird, ohne das erforderliche Bremsdrehmoment zu verändern. Es ist dennoch auch möglich, die vorgenannten Ideen zu kombinieren und sowohl die Gangschaltungstabelle als auch das erforderliche Bremsdrehmoment derart zu verändern, dass die Drehzahl, bei der das erforderliche Bremsdrehmoment gleich dem oberen Grenzbremsdrehmoment wird, sich von der Drehzahl unterscheidet, die in den Bereich der Drehzahlschwankung des Elektromotors fällt, welche durch das Herunterschalten zur Zeit des Bremsens des Fahrzeugs erzeugt wird.
In der ersten bis dritten Ausführungsform sind das obere Grenzbremsdrehmoment und das erforderliche Bremsdrehmoment gemäß der Drehzahl des Elektromotors 6 gesetzt, die durch den Drehzahlsensor 36 detektiert wird. Dennoch ist es auch möglich, die Drehzahl zu detektieren, die beispielsweise als Reaktion auf die Veränderungen der Drehzahl des Elektromotors 6 variiert, sowie die Ausgangsdrehzahl des Getriebes 8, anstatt der Drehzahl des Elektromotors 6, und diese in die Drehzahl des Elektromotors 6 umzuwandeln.
Obwohl der Motor 2 in den Ausführungsformen ein Dieselmotor ist, ist der Motortyp nicht auf diesen beschränkt, und es kann beispielsweise auch ein Benzinmotor sein.
Auch wenn der Elektromotor 6 in den Ausführungsformen ein permanentmagnetischer Synchronmotor ist, so ist der Typ des Elektromotors 6 nicht auf diesen beschränkt. Ein Motor jedes Typs kann als der Elektromotor 6 so lange benutzt werden, wie der Elektromotor zu Motor- und Generator-Betrieben geeignet ist.
Es ist offensichtlich, dass die nun beschriebene Erfindung in vielen verschiedenen Arten und Weisen variiert werden kann. Derartige Variationen sollen nicht als ein Abweichen vom Gedanken und Schutzbereich der Erfindung betrachtet werden, und alle derartigen Modifikationen sollen innerhalb des Schutzbereiches der folgenden Ansprüche eingeschlossen sein, wie es für einen Fachmann offensichtlich sein wird.

Claims

Steuereinrichtung für ein hybrid-elektrisches Fahrzeug, welches geeignet ist eine Antriebskraft eines Motors (2) und eine Antriebskraft eines Elektromotors (6) über ein Automatikgetriebe (8) an Antriebsräder (16) zu übertragen, und geeignet ist eine mechanische Verbindung zwischen dem Motor (2) und dem Automatikgetriebe (8) durch Benutzen einer Kupplung (4) zu lösen, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung umfasst: ein Drehzahl-Detektions-Mittel (36), welches zum Detektieren der Drehzahl des Elektromotors (6) eingerichtet ist; ein Gang-Steuerungs-Mittel (22), welches das Automatikgetriebe (8) entsprechend einer Reduktion der Fahrgeschwindigkeit des elektrischen Fahrzeugs (1) zur Zeit des Bremsens des elektrischen Fahrzeugs (1) herunterschaltet; und ein Drehmoment-Steuerungs-Mittel (22), welches ein oberes Grenz-Brems-Drehmoment setzt, welches ein durch den Elektromotor (6) generierbares Brems-Drehmoment ist, und ein erforderliches Brems-Drehmoment, welches ein durch den Motor (2) und Elektromotor (6) zu generierendes Brems-Drehmoment ist, und einem gegenwärtig im Automatikgetriebe (8) in Benutzung befindlichen Vorwärtsgang entspricht, gemäß einer durch das Drehzahl-Detektions-Mittel (36) zur Zeit des Bremsens des elektrischen Fahrzeugs (1) detektierten Drehzahl, wobei das Drehmoment-Steuerungs-Mitel die Kupplung (4) löst und den Elektromotor (6) derart ansteuert das erforderliche Brems-Drehmoment zu generieren wenn das obere Grenz-Brems-Drehmoment gleich oder größer ist als das erforderliche Brems-Drehmoment, und andererseits die Kupplung (4) einkuppelt und den Motor (2) und den Elektromotor (6) derart ansteuert, dass eine Summe eines Brems-Drehmomentes des Motors (2) und eines Brems-Drehmomentes des Elektromotors dem erforderlichen Brems-Drehmoment gleicht wenn das obere Grenz-Brems-Drehmoment kleiner ist als das erforderliche Brems-Drehmoment, wobei das obere Grenz-Brems-Drehmoment derart gesetzt wird, dass es dem erforderlichen Brems-Drehmoment gleicht wenn die Drehzahl des Elektromotors (6) eine vorbestimmte Drehzahl (Nx, Nx', N1, N2, N3, N4, N5) ist, dass es größer ist als das erforderliche Brems-Drehmoment in einem Bereich wo die Drehzahl des Elektromotors (6) kleiner ist als die vorbestimmte Drehzahl (Nx, Nx', N1, N2, N3, N4, N5), und dass es kleiner ist als das erforderliche Brems-Drehmoment in einem Bereich wo die Drehzahl des Elektromotors (6) größer ist als die vorbestimmte Drehzahl (Nx, Nx', N1, N2, N3, N4, N5); und die vorbestimmte Drehzahl (Nx, Nx', N1, N2, N3, N4, N5) für das erforderliche Brems-Drehmoment, welches einem Vorwärtsgang bezüglich dem Herunterschalten des Automatikgetriebes (8) entspricht, verschieden ist von der Drehzahl, die in einen Bereich der Drehzahlschwankung des Elektromotors (6) zur Zeit des Herunterschaltens fällt.
Steuereinrichtung für ein hybrid-elektrisches Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erforderliche Brems-Drehmoment für alle Vorwärtsgänge des Automatikgetriebes (8) gleich ist, und das erforderliche Brems-Drehmoment derart gesetzt wird, dass die Drehzahlschwankung des Elektromotors (6), die durch jedes Herunterschalten erzeugt wird bezüglich der Vorwärtsgänge des Automatikgetriebes (8), in einem tieferen Bereich generiert wird als die vorbestimmte Drehzahl (Nx).
Steuereinrichtung für ein hybrid-elektrisches Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erforderliche Brems-Drehmoment für alle Vorwärtsgänge des Automatikgetriebes (8) gleich ist; und eine Gangschaltungs-Tabelle des Automatikgetriebes (8) derart gesetzt wird, dass der Bereich der Drehzahlschwankung des Elektromotors (6), wenn das Herunterschalten bezüglich jedem der Vorwärtsgänge des Automatikgetriebes (8) durchgeführt wird, die vorbestimmte Drehzahl (Nx, Nx') nicht umfasst.
Steuereinrichtung für ein hybrid-elektrisches Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erforderliche Brems-Drehmoment bezüglich jedem der Vorwärtsgänge des Automatikgetriebes (8) individuell gesetzt wird; und die vorbestimmte Drehzahl (N1, N2, N3, N4, N5) für jedes erforderliche Brems-Drehmoment, welches vor und nach dem Herunterschalten entsprechend den Vorwärtsgängen angelegt wird, von der Drehzahl verschieden ist, die in den Bereich der Drehzahlschwankung des Elektromotors (6) zur Zeit Herunterschaltens fällt.
Steuereinrichtung für ein hybrid-elektrisches Fahrzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass je höher der Gang ist, desto größer das erforderliche Brems-Drehmoment ist, zumindest in einem Teil des Drehzahlbereiches des Elektromotors (6), in dem das erforderliche Brems-Drehmoment gesetzt wird.
Steuereinrichtung für ein hybrid-elektrisches Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erforderliche Brems-Drehmoment bezüglich jedem der Vorwärtsgänge des Automatikgetriebes (8) individuell gesetzt wird, sodass wenn die Vorwärtsgänge des Automatikgetriebes (8) zu einer tieferen Seite geschaltet werden die vorbestimmte Drehzahl (N1, N2, N3, N4, N5) erhöht wird, und eine Gangschaltungs-Tabelle des Automatikgetriebes (8) derart gesetzt wird, dass wenn das Herunterschalten von einem vorbestimmten Vorwärtsgang des Automatikgetriebes (8) durchgeführt wird, das Herunterschalten bei einer höheren Drehzahl gestartet wird als der vorbestimmten Drehzahl (N4) für das erforderliche Brems-Drehmoment, welches dem vorbestimmten Vorwärtsgang entspricht, und dass die vorbestimmte Drehzahl für das erforderliche Brems-Drehmoment, welches dem nach dem Herunterschalten eingelegten Gang entspricht, höher ist als der Bereich der Drehzahlschwankung des Elektromotors (6) zur Zeit Herunterschaltens.