DE102021124617B4

DE102021124617B4 - Automatikgetriebesteuerung

Info

Publication number: DE102021124617B4
Application number: DE102021124617.2A
Authority: DE
Inventors: Shinya Akagawa
Original assignee: Suzuki Motor Corp
Current assignee: Suzuki Motor Corp
Priority date: 2020-09-24
Filing date: 2021-09-23
Publication date: 2022-12-15
Anticipated expiration: 2041-09-24
Also published as: FR3114286B1; FR3114286A1; JP2022053142A; JP7513881B2; DE102021124617A1

Abstract

Es sind eine Wärmekraftmaschine 2, ein Motor 4, ein Getriebe 3, das eine Drehzahl der Wärmekraftmaschine ändert und die Drehung auf eine Antriebswelle 11 überträgt, eine Kupplung 31, die eine Kraftübertragung zwischen der Wärmekraftmaschine 2 und der Antriebswelle 1 unterbricht und schließt, und eine Steuereinheit 8 vorgesehen, welche eine Betätigungsgeschwindigkeit der Kupplung 31 innerhalb eines vorbestimmten Zulassungszeitraums erhöht, in welchem eine Änderung des an das Getriebe 3 ausgegebenen Kupplungsdrehmoments während einer Gangwechselzeitspanne des Getriebes 3 erlaubt ist.

Description

AUTOMATIKGETRIEBESTEUERUNG
[Technisches Gebiet]
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Automatikgetriebesteuerung gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.
[Technischer Hintergrund]
Die JP 2019 - 55 771 A offenbart, dass zum Minimieren der von einem Insassen wahrgenommenen Verzögerung eines Fahrzeugs während der Gangwechselphase und zum gleichzeitigen Verringern der Energieaufnahme eines Elektromotors dann, wenn ein maximales Drehmoment, das von dem Elektromotor abgegeben werden kann, niedriger ist als ein Anfangsdrehmoment, das von einer Wärmekraftmaschine unmittelbar vor dem Beginn der Gangwechselphase auf die Räder gegeben wird, eine Reibungskupplung allmählich im Rahmen einer Zeitspanne ausgekuppelt wird, bis das von der Wärmekraftmaschine auf das Rad übertragene Drehmoment einen verringerten Drehmomentwert erreicht, der im Wesentlichen dem maximalen Drehmoment gleicht, das von dem Elektromotor übertragen werden kann. Die Reibungskupplung wird allmählich innerhalb einer Zeitspanne eingekuppelt, bis das von der Wärmekraftmaschine auf die Räder übertragene Drehmoment sich von dem verringerten Drehmoment auf den Anfangsdrehmomentwert geändert hat und der Elektromotor in jeder Zeitspanne kein Drehmoment überträgt.
Die DE 10 2020 207 476 A1 zeigt eine Automatikgetriebesteuerung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Diese Automatikgetriebesteuerung weist ähnliche Merkmale auf wie die oben diskutierte Steuerung nach der JP 2019 - 55 771 A.
[Stand der Technik]
[Patentliteratur]

[Patentschrift 1] JP 2019 - 55 771 A
[Patentschrift 2] DE 10 2020 207 476 A1

[Offenbarung der Erfindung]
[Technisches Problem]
Wenn allerdings nach der JP 2019 - 55 771 A ein maximales Drehmoment, welches von dem Elektromotor geliefert werden kann, kleiner ist als der von einer Wärmekraftmaschine auf die Räder übertragene Anfangsdrehmomentwert unmittelbar vor dem Start der Gangwechselphase, so gibt es eine Zeitspanne, in der der Elektromotor kein Drehmoment liefert. In dieser Zeitspanne wird eine Reibungskupplung langsamer ausgekuppelt oder eingekuppelt als in einer Zeitspanne, in welcher der Elektromotor Drehmoment liefert, und deshalb wird Zeit benötigt, um den Gangwechsel abzuschließen, und der Fahrer nimmt möglicherweise ein Verzögerungsgefühl während des Gangwechsels wahr.
Es ist folglich ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Automatikgetriebesteuerung anzugeben, die ein von dem Fahrer wahrgenommenes Verlangsamungsgefühl während eines Gangwechsels reduzieren kann.
[Lösung des Problems]
Um das obige Problem zu lösen, schafft die vorliegende Erfindung eine Automatikgetriebesteuerung eines Hybridfahrzeugs mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
[Vorteilhafte Wirkungsweise der Erfindung]
Damit ist es erfindungsgemäß möglich, ein von dem Fahrer empfundenes Gefühl der Verlangsamung des Fahrzeugs während eines Gangwechsels zu reduzieren.
Figurenliste

1 ist ein schematisches Aufbaudiagramm eines Hybridfahrzeugs gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
2 ist ein Flussdiagramm, welches Prozeduren eines Gangwechsel-Unterstützungssteuerungsprozesses der Automatikgetriebesteuerung gemäß der Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht.
3 ist ein Zeitablaufdiagramm, welches Änderungen im Drehmoment während des Gangwechsel-Unterstützungssteuerungsprozesses der Automatikgetriebesteuerung gemäß der Ausführungsform der Erfindung zeigt.
4 ist ein Zeitablaufdiagramm, das Änderungen des Drehmoments zeigt, wenn Geschwindigkeiten des Auskuppelns und Einkuppelns der Kupplung in drei Stufen im Rahmen eines Steuerprozesses für die Gangwechselunterstützung der Automatikgetriebesteuerung gemäß der Ausführungsform der Erfindung geändert werden.

[Beschreibung der Ausführungsform]
Eine Automatikgetriebesteuerung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist die Merkmale des Anspruchs 1 auf.
Damit kann die Automatikgetriebesteuerung nach der Ausführungsform der Erfindung ein durch den Fahrer wahrgenommenes Gefühl der Fahrzeugverzögerung während eines Gangwechsels verringern.
[Ausführungsform]
Im Folgenden wird anhand der Zeichnungen ein mit einer Automatikgetriebesteuerung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ausgestattetes Hybridfahrzeug im Einzelnen beschrieben.
Nach 1 enthält ein Hybridfahrzeug 1 gemäß der Ausführungsform der Erfindung eine (im Folgenden einfach als „Maschine“ bezeichnete) Wärmekraftmaschine 2 in Form eines Verbrennungsmotors, ein Getriebe 3 als Automatikgetriebe, einen Motor 4, einen Inverter 5, eine Hochspannungsbatterie 6 als Batterie, eine Niederspannungsbatterie 7 und eine Steuereinheit 8.
Die Maschine 2 enthält mehrere Zylinder. Bei dieser Ausführungsform ist die Maschine 2 aufgebaut zur Ausführung einer Reihe von vier Prozessen, bestehend aus einem Einlassprozess, einem Kompressionsprozess, einem Expansionsprozess und einem Ausstoßprozess für jeden Zylinder.
Ein Anlasser 21 ist mit der Maschine 2 verbunden. Der Anlasser 21 ist mit einer Kurbelwelle der Maschine 2 über einen (nicht gezeigten) Riemen verbunden. Der Anlasser 21 dreht sich durch Speisung mit elektrischer Leistung, um die Kurbelwelle zu drehen und die Maschine 2 mit einer Drehkraft zu starten.
Der Anlasser 21 besteht aus einem Starter oder einem integrierten Startergenerator (ISG). Sowohl der Starter als auch das ISG können als Anlasser 21 vorgesehen sein.
Das Getriebe 3 wechselt die Drehzahl, die von der Maschine 2 abgegeben wird, und treibt Antriebsräder 10 über Antriebswellen 11 an. Das Getriebe 3 enthält einen (nicht dargestellten) konstant kämmenden Getriebemechanismus, bestehend aus parallel verlaufenden Zahnradmechanismen und einem (nicht gezeigten) Aktuator.
Eine Einscheiben-Trockenkupplung 31 befindet sich zwischen der Maschine 2 und dem Getriebe 3. Die Kupplung 31 schließt oder trennt die Kraftübertragung zwischen der Maschine 2 und dem Getriebe 3.
Das Getriebe 3 ist konfiguriert als sogenanntes automatisches Schaltgetriebe (ASG), und das Wechseln der Getriebestufen des Getriebemechanismus und das Verbinden und das Trennen der Kupplung 31 erfolgen durch den (nicht gezeigten) Aktuator.
Ein Differenzial 32 befindet sich zwischen dem Getriebe 3 und den Antriebsrädern 10. Das Differenzial 32 und die Antriebsräder 10 sind durch Antriebswellen 10 miteinander verbunden.
Der Motor 4 ist mit dem Differenzial 32 über einen (nicht gezeigten) Untersetzer verbunden, zum Beispiel einer Kette. Der Motor 4 fungiert als Elektromotor. Der Motor 4 fungiert außerdem als elektrischer Generator und sorgt für eine Energieerzeugung beim Fahren des Hybridfahrzeugs 1.
Der Motor 4 besitzt einen Temperatursensor 41 zum Messen der Temperatur des Motors 4. Der Temperatursensor 41 ist mit der Steuereinheit 8 verbunden.
Unter der Steuerung durch die Steuereinheit 8 wandelt der Inverter 5 wie von der Hochspannungsbatterie 6 oder dergleichen gelieferte elektrische Gleichleistung in Drehstromleistung um und liefert diese an den Motor 4.
Unter der Steuerung durch die Steuereinheit 8 wandelt der Inverter 5 von dem Motor 4 gelieferte Drehstromleistung in Gleichstromleistung um. Diese Gleichstromleistung lädt beispielsweise die Hochspannungsbatterie 6 auf.
Die Hochspannungsbatterie 6 besteht zum Beispiel aus einer Lithiumionen-Speicherbatterie. Die Hochspannungsbatterie 6 liefert elektrische Leistung an den Inverter 5.
Die Hochspannungsbatterie 6 ist mit einem Batteriezustandssensor 61 ausgestattet, der den Lade-/Entladestrom, die Spannung und die Batterietemperatur der Hochspannungsbatterie 6 erfasst. Der Batteriezustandssensor 61 ist mit der Steuereinheit 8 verbunden. Die Steuereinheit 8 kann die Ladungsmenge der Hochspannungsbatterie 6 anhand eines Ausgangssignals des Batteriezustandssensors 61 ermitteln.
Die Niederspannungsbatterie 7 besteht beispielsweise aus einem Bleiakkumulator. Die Niederspannungsbatterie 7 liefert elektrische Leistung an eine elektrische Last des Hybridfahrzeugs 1, beispielsweise an den Anlasser 21.
Damit bildet das Hybridfahrzeug 1 ein Parallel-Hybridsystem, das in der Lage ist, Energie sowohl von der Maschine 2 als auch dem Motor 4 zum Antreiben des Fahrzeugs zu beziehen, und das mittels Leistung fährt, die von der Maschine 2 und/oder dem Motor 4 geliefert wird.
Die Steuereinheit 8 setzt sich zusammen aus einer Computereinheit mit einer zentralen Verarbeitungseinheit (CPU), einen Schreib-/Lesespeicher (RAM), einen Festspeicher (ROM), einem Flashspeicher zum Speichern von Backup-Daten oder dergleichen, einem Eingangsport und einem Ausgangsport.
Der ROM dieser Computereinheit speichert ein Programm zum Veranlassen der Computereinheit, als Steuereinheit 8 zu fungieren, außerdem speichert er verschiedene Konstantwerte, verschiedene Karten und dergleichen.
In anderen Worte, die CPU führt das in dem ROM gespeicherte Programm unter Verwendung des RAM als Arbeitsspeicher aus, sodass die Computereinheit als Steuereinheit 8 bei dieser Ausführungsform fungiert.
Zusätzlich zu dem Temperatursensor 41 und dem Batteriezustandssensor 61, die oben erwähnt wurden, sind mit dem Eingangsport der Steuereinheit 8 verschiedene Sensoren verbunden, darunter ein Gashebelstellungssensor 81 und ein Kupplungshubsensor 82.
Der Gashebelstellungssensor 81 ermittelt das Maß, in welchem das (nicht gezeigte) Gaspedal betätigt wird, als Gashebelstellung. Der Kupplungshubsensor 82 ermittelt das Maß des Eingriffs der Kupplung 31.
Andererseits sind zusätzlich zu dem Anlasser 21, dem Aktuator des Getriebes 3 und dem oben angesprochenen Inverter 5 verschiedene Steuerobjekte an das Ausgangsport der Steuereinheit 8 angeschlossen, darunter eine (nicht gezeigte) Einspritzanlage.
Bei dieser Ausführungsform berechnet die Steuereinheit 8 basierend auf der Gashebelstellung das vom Fahrer angeforderte Wunschdrehmoment. Die Steuereinheit 8 steuert die Maschine 2, das Getriebe 3, die Kupplung 31 und den Motor 4 derart, dass das vom Fahrer vorgegebene Wunschdrehmoment an die Antriebsräder 10 gegeben wird.
Darüber hinaus steuert die Steuereinheit 8 beispielsweise das Getriebe 3 und die Kupplung 31 basierend auf einer Gangwechselkarte zum Festlegen der Gangstufe des Getriebes 3 anhand der Gashebelstellung und der Fahrzeuggeschwindigkeit, sodass die Gangstufe des Getriebes 3 dann geändert wird, wenn eine Wechsellinie, das ist eine Grenzlinie zwischen benachbarten Getriebestufen, von einem Punkt gekreuzt wird, der mittels der Gashebelstellung und der Fahrzeuggeschwindigkeit gewonnen wird.
Die Steuereinheit 8 ist konfiguriert zum Ausführen einer Gangwechsel-Unterstützungssteuerung zum Ausgeben eines Unterstützungsdrehmoments von dem Motor 4 an die Antriebsräder 10 innerhalb eines Zeitraums, in welchem die Kupplung 31 bei einem Gangwechsel ausgekuppelt ist. Der „Zeitraum, in welchem die Kupplung 31 ausgekuppelt ist“ bezieht sich auf eine Zeitspanne, in der der vollständige Eingriff oder Einkupplungszustand der Kupplung 31 aufgehoben ist (diese Zeitspanne bitte im Folgenden als „unvollständige Einkupplungszeitspanne“ bezeichnen), wobei diese unvollständige Einkupplungszeitspanne das beinhaltet, was als Halbkupplungszustand bezeichnet wird. Dieser Halbkupplungszustand bezieht sich auf einen Zustand, in welchem die Reibungselemente der Kupplung 31 miteinander bei Schlupf zum Übertragen von Leistung in Eingriff stehen.
In einem Fahrzeug, in welchem sich die Kupplung in dem Antriebsstrang zwischen dem Getriebemechanismus und der Maschine befindet, kommt es, weil von der Maschine kein Drehmoment auf die Antriebsräder innerhalb der unvollständigen Einkupplungszeitspanne während des Gangwechsels übertragen wird, zu einem sogenannten Drehmomentverlust, und durch diesen Drehmomentverlust am Gefühl für Beschleunigung/Verzögerung, es entsteht ein Leerlaufgefühl.
Die Gangwechsel-Unterstützungssteuerung dient dazu, das Auftreten des Leerlaufgefühls aufgrund des Drehmomentverlusts zu vermeiden, indem vom Motor 4 auf die Antriebsräder 10 während der unvollständigen Einkupplungszeitspanne der Kupplung 31 bei einem Gangwechsel ein Hilfsdrehmoment gegeben wird.
In der unvollständigen Einkupplungszeitspanne der Kupplung 31 bei einem Gangwechsel erhöht die Steuereinheit 8 die Betätigungsgeschwindigkeit der Kupplung 31 innerhalb eines vorbestimmten Zulassungszeitraums, in welchem eine Änderung des Kupplungs-Drehmoments zugelassen wird. Die Betätigungsgeschwindigkeit der Kupplung 31 bezieht sich auf eine Auskuppelgeschwindigkeit oder eine Einkuppelgeschwindigkeit der Kupplung 31.
Das Kupplungsdrehmoment bedeutet das Drehmoment an einer Ausgangswelle des Getriebes 3, das an das Differenzial 32 abgegeben wird.
Der Zulassungszeitraum ist eine Zeitspanne, in welcher das Kupplungsdrehmoment kleiner oder gleich ist dem Drehmoment, welches größer als das maximale Motorausgangsdrehmoment ist, bei dem es sich um das maximale Drehmoment handelt, welches von dem Motor 4 zu Beginn des Gangwechsels ausgegeben werden kann, und zwar größer ist im einen vorbestimmten Betrag bei einem Auskuppelvorgang oder einem Einkuppelvorgang während des Gangwechsels.
Der Auskuppelprozess bezieht sich auf eine Zeitspanne, zwischen dem Beginn der Beseitigung der vollständigen Einkupplung der Kupplung 31 bis zur vollständigen Auskupplung der Kupplung 31.
Der Einkuppelprozess bezieht sich auf eine Zeitspanne zwischen dem Beginn des Einkuppelns der Kupplung 31 nach dem Wechsel der Gangstufen des Getriebsmechanismus des Getriebes 3 bis hin zum vollständig eingekuppelten Zustand der Kupplung 31.
In anderen Worten: Der Zulassungszeitraum beim Auskuppelvorgang ist eine Zeitspanne von dem Zeitpunkt, zu dem das Kupplungsdrehmoment kleiner oder gleich dem Drehmoment ist, welches um den vorbestimmten Betrag größer ist als das maximale Motorausgangsdrehmoment, bis hin zu dem Zeitpunkt, zu dem die Kupplung 31 vollständig ausgekuppelt ist. Der Zulassungszeitraum beim Einkuppelprozess ist außerdem eine Zeitspanne von dem Zeitpunkt an, zu dem das Einkuppeln der Kupplung 31 beginnt, bis zu dem Zeitpunkt, zu dem das Kupplungsdrehmoment gleich dem Drehmoment ist, welches um den vorbestimmten Betrag größer ist als das maximale Motorausgangsdrehmoment.
Die Steuereinheit 8 berechnet das Maximum-Motorausgangsdrehmoment basierend auf der Ladungsmenge der Hochspannungsbatterie 6 oder dem Zustand der Wärmeerzeugung des Motors 4.
Die Steuereinheit 8 stellt die Betätigungsgeschwindigkeit der Kupplung 31 in dem Zulassungszeitraum so ein, dass sie schneller ist als die Betätigungsgeschwindigkeit der Kupplung 31 in einer von dem Zulassungszeitraum verschiedenen Zeitspanne beim Auskuppelprozess oder beim Einkuppelprozess während des Gangwechsels.
Die Steuereinheit 8 kann die Betätigungsgeschwindigkeit der Kupplung 31 bei dem Auskuppelvorgang während des Gangwechsels anders einstellen als in dem Einkuppelvorgang. Wenn zum Beispiel die Betätigungsgeschwindigkeit der Kupplung außerhalb des Zulassungszeitraums des Auskuppelvorgangs während des Gangwechsels als eine erste Geschwindigkeit definiert ist und die Kupplungsbetätigungsgeschwindigkeit in dem Zulassungszeitraum als eine zweite Geschwindigkeit definiert ist, so stellt die Steuereinheit 8 die zweite Geschwindigkeit höher ein als die erste Geschwindigkeit. Wenn außerdem die Kupplungsbetätigungsgeschwindigkeit in dem Zulassungszeitraum des Einkuppelvorgangs während des Gangwechsels als eine dritte Geschwindigkeit definiert ist und die Kupplungsbetätigungsgeschwindigkeit außerhalb des Zulassungszeitraums als eine vierte Geschwindigkeit definiert ist, so wird die dritte Geschwindigkeit höher eingestellt als die vierte Geschwindigkeit. Die erste und die vierte Geschwindigkeit oder die zweite und die dritte Geschwindigkeit können gleich groß sein, können aber auch verschieden sein.
Die Länge des Zulassungszeitraums kann für den Auskuppelvorgang anders eingestellt sein als für den Einkuppelvorgang bei einem Gangwechsel.
Beispielsweise stellt die Steuereinheit 8 als Zulassungszeitraum eine Zeitspanne ein, in welcher das Kupplungsdrehmoment kleiner oder gleich dem Drehmoment ist, welches seinerseits größer ist als das Maximum-Motorausgangsdrehmoment um den Betrag α beim Auskuppelvorgang während des Gangwechsels, und stellt als Zulassungszeitraum eine Zeitspanne ein, in welcher das Kupplungsdrehmoment gleich oder kleiner ist als das Drehmoment, welches um β größer ist als das Maximum-Motorausgangsdrehmoment während des Einkuppelvorgangs. Die Werte α und β können gleich groß sein, oder sie können verschieden voneinander sein.
Beispielsweise kann die Steuereinheit 8 das Maximum-Motorausgangsdrehmoment zu einer vorbestimmten Zeitspanne berechnen und die Auskoppelgeschwindigkeit zu einem Zeitpunkt erhöhen, zu dem das Kupplungsdrehmoment gleich dem Maximum-Motorausgangsdrehmoment plus α wird.
Vorzugsweise stellt die Steuereinheit 8 den Zulassungszeitraum beim Einkuppelvorgang auf einen längeren Wert ein als den Zulassungszeitraum beim Auskuppelvorgang.
Der Zulassungszeitraum beinhaltet eine unterstützungsfreie Zeitspanne und eine Unterstützungszeitspanne. Die unterstützungsfreie Zeitspanne ist eine Zeitspanne, in der das Kupplungsdrehmoment größer ist als das Maximum-Motorausgangsdrehmoment, bei dem es sich um das maximale Drehmoment handelt, das von dem Motor 4 zu Beginn des Gangwechsels abgegeben werden kann, und während des Gangwechsels wird von dem Motor 4 beim Auskuppelvorgang oder dem Einkuppelvorgang kein Unterstützungsdrehmoment abgegeben. Die Unterstützungszeitspanne ist eine Zeitspanne, in der das Kupplungsdrehmoment kleiner oder gleich dem Maximum-Motorausgangsdrehmoment ist, und das Differenzdrehmoment zwischen Maximum-Motorausgangsdrehmoment und Kupplungsdrehmoment wird von dem Motor 4 zwecks Unterstützung beim Auskuppelvorgang oder beim Einkuppelvorgang während des Gangwechsels abgegeben.
Die Steuereinheit 8 kann die Betätigungsgeschwindigkeit der Kupplung 31 in der unterstützungsfreien Zeitspanne anders einstellen als in der Unterstützungszeitspanne. Vorzugsweise stellt die Steuereinheit 8 die Betätigungsgeschwindigkeit der Kupplung 31 in der Unterstützungszeitspanne auf einen höheren Wert ein als die Betätigungszeitspanne der Kupplung 31 in der unterstützungsfreien Zeitspanne.
Die Steuereinheit 8 kann die Betätigungsgeschwindigkeit der Kupplung 31 in der unterstützungsfreien Zeitspanne oder der Unterstützungszeitspanne beim Gangwechsel zwischen Einkuppelvorgang und Auskuppelvorgang unterschiedlich einstellen.
Die Steuereinheit 8 kann den Zulassungszeitraum beim Einkuppelvorgang während des Gangwechsels erhöhen, wenn es eine Beschleunigungsanforderung seitens des Fahrers gibt. Beispielsweise berechnet die Steuereinheit 8 die Gaspedalgröße oder das Maß der Zunahme der Gaspedalgröße bezüglich der Zeit in einem vorbestimmten Zeitintervall, und sie stellt fest, dass es eine Beschleunigungsanforderung seitens des Fahrers gibt, wenn die Gaspedalgröße oder die Zunahme der Gaspedalgröße bezüglich der Zeit innerhalb einer Zeitspanne beginnend vor dem Start der Einkupplung der Kupplung 31 bis zum Beginn der Einkupplung der Kupplung 31 größer oder gleich einem vorbestimmten Wert wird.
Außerdem bestimmt beispielsweise die Steuereinheit 8, dass es von dem Fahrer einen Beschleunigungswunsch gibt, wenn von dem Fahrer als Fahrmodus ein sportlicher Fahrmodus gewählt wird. Der sportliche Fahrmodus ist ein Fahrmodus, der die Fahrleistung des Fahrzeugs gegenüber normalen Zeiten verbessert und für sportliches Fahren geeignet ist.
Die Steuereinheit 8 kann zum Beispiel den Zulassungszeitraum beim Einkuppelvorgang während des Gangwechsels gemäß der Gaspedalstellung erhöhen. In diesem Fall ist es bevorzugt, den Zulassungszeitraum zu verlängern, wenn die Gaspedalstellung größer ist.
Anhand der 2 soll ein Gangwechsel-Unterstützungssteuervorgang beschrieben werden, der von der Automatikgetriebesteuerung gemäß der vorliegenden Ausführungsform nach obiger Beschreibung ausgeführt wird. Der im Folgenden erläuterte Gangwechsel-Unterstützungssteuervorgang wird gestartet, wenn die Steuereinheit 8 ihren Betrieb beginnt, und er wird in einem voreingestellten Zeitintervall ausgeführt.
Im Schritt S1 ermittelt die Steuereinheit 8 die Ladungsmenge der Hochspannungsbatterie 6. Nach Ausführung des Prozesses im Schritt S1 führt die Steuereinheit 8 den Prozess im Schritt S2 aus.
Im Schritt S2 bestimmt die Steuereinheit 8, ob ein Gangstufenwechsel auszuführen ist. Beispielsweise stellt die Steuereinheit 8 anhand der Geschwindigkeit, der Maschinendrehzahl oder dergleichen fest, ob ein Gangwechsel auszuführen ist.
Wenn die Durchführung eines Gangwechsels bestimmt wird, führt die Steuereinheit 8 den Prozess im Schritt S3 aus. Wenn festgestellt wird, dass kein Gangwechsel zu erfolgen hat, beendet die Steuereinheit 8 den Gangwechsel-Unterstützungssteuerprozess.
Im Schritt S3 berechnet die Steuereinheit 8 aus der Ladungsmenge der Hochspannungsbatterie 6 das maximale Motorausgangsdrehmoment. Nach Ausführen des Prozesses im Schritt S3 geht die Steuerung 8 zu dem Prozess im Schritt S4.
Im Schritt S4 beginnt die Steuereinheit 8 das Auskuppeln der Kupplung 31 bei der ersten Geschwindigkeit. Nach Ausführen des Prozesses im Schritt S4 geht die Steuerung 8 zum Prozess im Schritt S5.
Im Schritt S5 stellt die Steuereinheit 8 fest, ob das Kupplungsdrehmoment gleich dem maximalen Motorausgangsdrehmoment plus α ist.
Wenn festgestellt wird, dass das Kupplungsdrehmoment gleich dem Maximum-Motorausgangsdrehmoment plus α ist, führt die Steuereinheit 8 den Prozess im Schritt S6 aus. Wenn festgestellt wird, dass das Kupplungsdrehmoment nicht gleich dem Maximum-Motorausgangsdrehmoment plus α ist, wiederholt die Steuereinheit 8 den Prozess im Schritt S5.
Im Schritt S6 beginnt die Steuereinheit 8 das Auskuppeln der Kupplung 31 mit der zweiten Geschwindigkeit. Nach Ausführung des Prozesses im Schritt S8 geht die Steuereinheit zum Ausführen des Prozesses im Schritt S7.
Im Schritt S7 stellt die Steuereinheit 8 fest, ob das Umschalten der Gangstufen abgeschlossen ist. Wird festgestellt, dass der Gangwechselvorgang abgeschlossen ist, führt die Steuereinheit 8 den Prozess im Schritt S8 aus.
Wird bestimmt, dass der Umschaltvorgang noch nicht abgeschlossen ist, wiederholt die Steuereinheit 8 den Prozess im Schritt S7.
Im Schritt S8 startet die Steuereinheit 8 das Einkuppeln der Kupplung 31 bei der dritten Geschwindigkeit. Nach Ausführen des Prozesses im Schritt S8 geht die Steuereinheit zum Schritt S9.
Im Schritt S9 stellt die Steuereinheit 8 fest, ob das Kupplungsdrehmoment gleich dem Maximum-Motorausgangsdrehmoment plus β ist.
Wenn festgestellt wird, dass das Kupplungsdrehmoment dem Maximum-Motorausgangsdrehmoment plus β gleicht, führt die Steuereinheit 8 den Prozess im Schritt S10 aus. Wird festgestellt, dass das Kupplungsdrehmoment nicht dem Maximum-Motorausgangsdrehmoment plus β gleicht, wiederholt die Steuereinheit 8 den Prozess im Schritt S9.
Im Schritt S10 startet die Steuereinheit 8 das Einkuppeln der Kupplung 31 mit der vierten Geschwindigkeit.
Nach Ausführen des Prozesses im Schritt S10 beendet die Steuereinheit 8 den Gangwechsel-Unterstützungssteuerprozess.
Anhand der 3 sollen Abläufe bei diesem Gangwechsel-Unterstützungssteuerprozess beschrieben werden. In 3 sind eine Zeitspanne von t1 bis t3 und eine Zeitspanne von t4 bis t6 Zulassungszeiträume. Außerdem ist in dem Zulassungszeitraum von t1 bis t3 eine Zeitspanne von t1 bis t2 eine unterstützungsfreie Zeitspanne, und eine Zeitspanne von t2 bis t3 ist eine Unterstützungszeitspanne. Ferner ist in dem Zulassungszeitraum von t4 bis t6 eine Zeitspanne von t4 bis t5 eine Unterstützungszeitspanne, und eine Zeitspanne von t5 bis t6 ist eine unterstützungsfreie Zeitspanne.
Wenn ein Gangwechselprozess gestartet wird und die Beseitigung des vollständig eingekuppelten Zustands der Kupplung 31 begonnen wird, wird die Kupplung 31 mit der ersten Geschwindigkeit ausgekuppelt. Das Kupplungsdrehmoment nimmt ab, und ebenfalls nimmt das Gesamtdrehmoment, welches auf die Antriebswellen 11 übertragen wird, ab (das Gesamtdrehmoment wird erhalten durch Summieren des Kupplungsdrehmoments und des Motordrehmoments). Da zu dieser Zeit das Kupplungsdrehmoment größer ist als das Maximum-Motorausgangsdrehmoment, erfolgt keine Abgabe eines Unterstützungsdrehmoments seitens des Motors 4.
Wenn das Kupplungsdrehmoment so groß ist wie das Maximum-Motorausgangsdrehmoment plus α zu der Zeit t1, wird die Auskuppelgeschwindigkeit der Kupplung 31 auf die zweite Geschwindigkeit erhöht, die höher ist als die erste Geschwindigkeit.
Wenn das Kupplungsdrehmoment zum Zeitpunkt t2 gleich dem Maximum-Motorausgangsdrehmoment wird, wird von dem Motor 4 als Unterstützungsdrehmoment eine Differenz zwischen dem Maximum-Motorausgangsdrehmoment und dem Kupplungsdrehmoment geliefert.
Wenn zur Zeit t3 die Kupplung 31 vollständig ausgekuppelt ist, wird das Umschalten der Getriebestufen des Übersetzungsmechanismus des Getriebes 3 begonnen, währenddessen eine Motorunterstützung durch den Motor 4 beim Maximum-Motorausgangsdrehmoment erfolgt.
Wenn zur Zeit t4 das Umschalten der Gangstufen des Übertragungsmechanismus des Getriebes 3 abgeschlossen ist, wird das Einkuppeln der Kupplung 31 mit der dritten Geschwindigkeit begonnen, welche zum Beispiel im Wesentlichen so groß ist wie die zweite Geschwindigkeit, und das Unterstützungsdrehmoment von dem Motor 4 wird verringert, sodass dessen Summe mit dem Kupplungsdrehmoment gleich dem Maximum-Motorausgangsdrehmoment wird.
Wenn das Kupplungsdrehmoment so groß ist wie das Maximum-Motorausgangsdrehmoment zur Zeit t5, entfällt das Unterstützungsdrehmoment seitens des Motors 4.
Wenn das Kupplungsdrehmoment dem Maximum-Motorausgangsdrehmoment plus β zur Zeit t6 gleicht, wird die Einkuppelgeschwindigkeit der Kupplung 31 auf die vierte Geschwindigkeit verringert. Dann ist zur Zeit t7 die Kupplung 31 vollständig eingekuppelt, und der Gangwechselvorgang endet.
4 zeigt Abläufe für den Fall, dass die Betätigungsgeschwindigkeit der Kupplung 31 zwischen der Unterstützungszeitspanne und der unterstützungsfreien Zeitspanne in dem Zulassungszeitraum beim Auskuppelvorgang und beim Einkuppelvorgang während des Gangwechsels unterschiedlich eingestellt ist. In anderen Worten, 4 zeigt einen Fall des Änderns von Auskuppel- und Einkuppelgeschwindigkeiten der Kupplung 31 in drei Schritten.
Wenn nach 4 ein Gangwechselvorgang gestartet wird und die Beseitigung des vollständigen Eingriffs der Kupplung 31 gestartet wird, wird die Kupplung 31 bei der ersten Geschwindigkeit ausgekuppelt. Das Kupplungsdrehmoment nimmt ab, und das auf die Antriebswellen 11 gelangte Gesamtdrehmoment nimmt ebenfalls ab. Da zu dieser Zeit das Kupplungsdrehmoment größer ist als das Maximum-Motorausgangsdrehmoment, erfolgt keine Abgabe von Unterstützungsdrehmoment seitens des Motors 4.
Wenn das Kupplungsdrehmoment so groß wird wie das Maximum-Motorausgangsdrehmoment plus α zur Zeit t11, wird die Auskuppelgeschwindigkeit der Kupplung 31 auf eine Geschwindigkeit gesteigert, die höher liegt als die erste Geschwindigkeit und geringer ist als die zweite Geschwindigkeit.
Wenn das Kupplungsdrehmoment so groß wird wie das Maximum-Motorausgangsdrehmoment zur Zeit t12, wird die Auskuppelgeschwindigkeit der Kupplung 31 auf die zweite Geschwindigkeit gesteigert, und die Differenz zwischen dem Maximum-Motorausgangsdrehmoment und dem Kupplungsdrehmoment wird von dem Motor 4 als Unterstützungsdrehmoment abgegeben.
Wenn zur Zeit t13 die Kupplung 31 vollständig ausgekuppelt ist, wird das Wechseln der Gangstufe des Übertragungsmechanismus des Getriebes 3 gestartet, währenddessen eine Motorunterstützung durch den Motor 4 bei dem Maximum-Motorausgangsdrehmoment erfolgt.
Wenn zur Zeit t14 der Wechsel der Gangstufen des Getriebes 3 abgeschlossen ist, wird das Einkuppeln der Kupplung 31 bei der dritten Geschwindigkeit gestartet, und das Unterstützungsdrehmoment seitens des Motors 4 wird verringert, sodass die Summe aus dem Unterstützungsdrehmoment von dem Motor 4 und dem Kupplungsdrehmoment gleich dem Maximum-Motorausgangsdrehmoment wird.
Wenn im Zeitpunkt t15 das Kupplungsdrehmoment gleich dem Maximum-Motorausgangsdrehmoment wird, wird die Einkuppelgeschwindigkeit der Kupplung 31 auf eine Geschwindigkeit verringert, die unter der dritten Geschwindigkeit und über der vierten Geschwindigkeit liegt, und das Unterstützungsdrehmoment seitens des Motors 4 verschwindet.
Wenn zur Zeit t16 das Kupplungsdrehmoment so groß wird wie das Maximum-Motorausgangsdrehmoment plus β, wird die Einkuppelgeschwindigkeit der Kupplung 31 auf die vierte Geschwindigkeit herabsetzt. Dann ist im Zeitpunkt t17 die Kupplung 31 vollständig eingekuppelt, und der Gangwechselvorgang endet.
Damit erhöht bei der vorliegenden Ausführungsform die Steuereinheit 8 die Betätigungsgeschwindigkeit der Kupplung 31 in dem vorbestimmten Zulassungszeitraum, in welchem eine Änderung des Kupplungsdrehmoments in der unvollständigen Einkuppelzeitspanne der Kupplung 31 beim Gangwechsel zulässig ist.
Durch Erhöhen der Betätigungsgeschwindigkeit der Kupplung 31 bei gleichzeitigem Zulassen eines gewissen Maßes an Vibration (Gangwechselstoß) des Hybridfahrzeugs 1, verursacht durch eine Änderung des Drehmoments an den Antriebswellen 11 während eines Gangwechsels, ist es somit möglich, sowohl eine Unterdrückung des Gangwechselstoßes als auch eine Unterdrückung eines Verzögerungsgefühls seitens des Fahrers während des Gangwechsels zu erreichen.
Außerdem ist der Zulassungszeitraum eine Zeitspanne, in welcher das Kupplungsdrehmoment kleiner oder gleich dem Drehmoment ist, welches seinerseits beim Auskuppelvorgang und beim Einkuppelvorgang während des Gangwechsels um einen vorbestimmten Betrag größer ist als das Maximum-Motorausgangsdrehmoment.
Da somit die Betätigungsgeschwindigkeit der Kupplung 31 in einer Zeitspanne erhöht wird, in der keine Unterstützung durch den Motor 4 erfolgt, außerdem in einer Zeitspanne, in der das Kupplungsdrehmoment kleiner ist als das Maximum-Motorausgangsdrehmoment, und Unterstützung durch den Motor 4 möglich ist, besteht die Möglichkeit, die Gangwechselzeit zu verkürzen und das von dem Fahrer wahrgenommene Verzögerungsgefühl beim Gangwechsel zu verringern. Ferner ist es möglich, die Gangwechselzeit zu verkürzen, ohne das Maß an Unterstützung durch den Motor 4 zu ändern.
Ferner enthält der Zulassungszeitraum bei dem Auskuppelvorgang und dem Einkuppelvorgang die unterstützungsfreie Zeitspanne, in der das Kupplungsdrehmoment größer ist als das Maximum-Motorausgangsdrehmoment und von dem Motor 4 kein Unterstützungsdrehmoment abgegeben wird, und die Unterstützungszeitspanne, in welcher das Kupplungsdrehmoment kleiner oder gleich dem Maximum-Motorausgangsdrehmoment ist und das Differenzdrehmoment von Maximum-Motorausgangsdrehmoment und Kupplungsdrehmoment zwecks Unterstützung von dem Motor 4 abgegeben wird.
Da die Betätigungsgeschwindigkeit der Kupplung 31 in der unterstützungsfreien Zeitspanne, in der Unterstützung durch den Motor 4 nicht erfolgt, ebenso wie in der Unterstützungszeitspanne, in der Unterstützung seitens des Motors 4 erfolgt, erhöht wird, besteht somit die Möglichkeit, die Gangwechselzeit zu verkürzen und ein von dem Fahrer wahrzunehmendes Verzögerungsgefühl beim Gangwechsel zu reduzieren. Ferner ist es möglich, die Gangwechselzeit zu verkürzen, ohne den Unterstützungsbeitrag seitens des Motors 4 zu ändern.
Außerdem stellt die Steuereinheit 8 die Betätigungsgeschwindigkeit der Kupplung 31 in der Unterstützungszeitspanne höher ein als die Betätigungsgeschwindigkeit der Kupplung 31 in der unterstützungsfreien Zeitspanne.
Durch Einstellen der Betätigungsgeschwindigkeit der Kupplung 31 in der unterstützungsfreien Zeitspanne auf einen geringeren Wert als die Betätigungsgeschwindigkeit der Kupplung 31 in der Unterstützungszeitspanne ist es hierdurch möglich, sowohl eine Unterdrückung eines Gangwechselstoßes als auch eine Unterdrückung eines von dem Fahrer wahrgenommenen Verzögerungsgefühls beim Gangwechsel zu erreichen.
Außerdem stellt die Steuereinheit 8 den Zulassungszeitraum beim Einkuppelprozess länger ein als den Zulassungszeitraum beim Auskuppelprozess.
Auf diese Weise wird die Zeitspanne, in der die Betätigungsgeschwindigkeit der Kupplung 31 erhöht wird, verlängert während des Einkuppelprozesses im Vergleich zu dem Auskuppelprozess, und es ist möglich, die Gangwechselzeitspanne zu verkürzen und das vom Fahrer wahrgenommene Verzögerungsgefühl während des Gangwechselvorgangs zu verringern.
Außerdem erhöht die Steuereinheit 8 den Zulassungszeitraum beim Einkuppelvorgang während des Gangwechsels ansprechend auf eine Beschleunigungsanforderung seitens des Fahrers.
Durch Erhöhen der Zeitspanne, in welcher die Betätigungsgeschwindigkeit der Kupplung 31 beim Einkupplungsvorgang ansprechend auf die Beschleunigungsanforderung seitens des Fahrers erhöht wird, lässt sich die Gangwechselzeit verkürzen.
Durch Verlängern der Zeitspanne, in welcher die Betätigungsgeschwindigkeit der Kupplung 31 beim Einkuppelprozess ansprechend auf die Beschleunigungsanforderung seitens des Fahrers erhöht wird, kann ein von dem Fahrer wahrgenommener Stoß reduziert werden, auch wenn das Hybridfahrzeug 1 zur Beschleunigungsseite gezogen wird, weil der Stoß der Beschleunigungsanforderung seitens des Fahrers folgt. Ferner ist es möglich, sowohl eine Unterdrückung eines Gangwechselstoßes als auch eine Unterdrückung eines vom Fahrer wahrgenommenen Verzögerungsgefühls beim Gangwechsel zu erreichen.
Obschon ein Beispiel erläutert wurde, bei dem die Steuereinheit 8 verschiedene Bestimmungen und Berechnungen basierend auf unterschiedlichen Arten von Sensorinformation durchführt, besteht keine Beschränkung auf dieses Ausführungsbeispiel, das Hybridfahrzeug 1 kann eine Kommunikationseinheit enthalten, die mit einem externen Gerät, beispielsweise einem externen Server kommunizieren kann, sodass die verschiedenen Bestimmungen und Berechnungen von dem externen Gerät anhand von Erfassungsinformationen verschiedener Sensoren erfolgen, die von der Kommunikationseinheit übertragen wird. Die Kommunikationseinheit empfängt ihrerseits solche Bestimmungs- und Berechnungsergebnisse, und verschiedene Steuervorgänge werden unter Verwendung dieser empfangenen Bestimmungs- und Berechnungsergebnisse ausgeführt.
Obschon die Ausführungsform der Erfindung offenbart wurde, ist es für den Fachmann ersichtlich, dass Änderungen ohne Abweichung vom Schutzumfang der Erfindung möglich sind. Diese Modifikationen und Äquivalente sind von den beigefügten Ansprüchen abgedeckt.
Bezugszeichenliste

1: Hybridfahrzeug,
2: Maschine,
3: Getriebe (Automatikgetriebe),
4: Motor,
6: Hochspannungsbatterie (Batterie),
8: Steuereinheit,
11: Antriebswelle,
31: Kupplung,
41: Temperatursensor,
61: Batteriezustandssensor,
81: Gaspedalstellungssensor,
82: Kupplungshubsensor

Claims

Automatikgetriebesteuerung eines Hybridfahrzeugs, das eine Wärmekraftmaschine (2), einen Motor (4), ein Automatikgetriebe (3), welches eine Drehzahl der Wärmekraftmaschine (2) ändert und die Drehung auf eine Antriebswelle (11) überträgt, und eine Kupplung (31), welche eine Kraftübertragung zwischen der Wärmekraftmaschine (2) und der Antriebswelle (11) trennt und schließt, aufweist, umfassend: eine Steuereinheit (8), die das Automatikgetriebe (3) und die Kupplung (31) zum Umschalten von Gangstufen des Automatikgetriebes (3) steuert, wobei die Steuereinheit (8) eine Betätigungsgeschwindigkeit der Kupplung (31) innerhalb eines vorbestimmten Zulassungszeitraums, in welchem eine Änderung der Drehmomentabgabe der Kupplung an das Automatikgetriebe (3) während eines Gangwechselzeitraums des Automatikgetriebes (31) zugelassen ist, erhöht, dadurch gekennzeichnet, dass der Zulassungszeitraum bei einem Auskuppelvorgang und einem Einkuppelvorgang während eines Gangwechsels des Automatikgetriebes (3) aufweist: eine unterstützungsfreie Zeitspanne, in welcher das Kupplungsdrehmoment größer ist als das Maximum-Motorausgangsdrehmoment und ein Unterstützungsdrehmoment von dem Motor (4) nicht abgegeben wird, und eine Unterstützungszeitspanne, in welcher das Kupplungsdrehmoment kleiner oder gleich dem Maximum-Motorausgangsdrehmoment ist und ein Differenzdrehmoment aus Maximum-Motorausgangsdrehmoment und dem Kupplungsdrehmoment durch den Motor (4) zur Unterstützung abgegeben wird.
Automatikgetriebesteuerung nach Anspruch 1, bei der die Steuereinheit (8) die Betätigungsgeschwindigkeit der Kupplung (31) innerhalb der Unterstützungsfreien Zeitspanne höher einstellt als die Betätigungsgeschwindigkeit der Kupplung (31) innerhalb einer Zeitspanne verschieden von dem Zulassungszeitraum, und die Betätigungsgeschwindigkeit der Kupplung (31) innerhalb der Unterstützungszeitspanne höher einstellt als die Betätigungsgeschwindigkeit der Kupplung (31) in der unterstützungsfreien Zeitspanne beim Auskuppeln und beim Einkuppeln während des Gangwechsels des Automatikgetriebes (3).
Automatikgetriebesteuerung nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Steuereinheit (8) den Zulassungszeitraum bei einem Einkuppelvorgang während eines Gangwechsels des Automatikgetriebes (3) länger einstellt als den Zulassungszeitraum bei einem Auskuppelvorgang während des Gangwechsels des Automatikgetriebes (3).
Automatikgetriebesteuerung nach Anspruch 3, bei der die Steuereinheit (8) den Zulassungszeitraum bei dem Einkuppelvorgang während des Gangwechselns des Automatikgetriebes (3) ansprechend auf eine Beschleunigungsanforderung seitens eines Fahrers erhöht.