DE112009002251B4

DE112009002251B4 - Fahrzeugsteuervorrichtung

Info

Publication number: DE112009002251B4
Application number: DE112009002251.0T
Authority: DE
Inventors: Shigekazu Hase; Hiroya Ueno; Kohei Tsuda; Eiji Moriyama; Hiroshi Tsutsui
Original assignee: Aisin AW Co Ltd
Current assignee: Aisin AW Co Ltd
Priority date: 2009-01-08
Filing date: 2009-12-09
Publication date: 2015-07-23
Anticipated expiration: 2029-12-10
Also published as: KR101287154B1; JP5190720B2; US8430789B2; EP2311705A4; JPWO2010079665A1; CN102164796A; CN102164797B; WO2010079665A1; EP2311705A1; US20100174429A1; CN102164796B; JP5246519B2; US20100173745A1; DE112009002251T5; JPWO2010079714A1; EP2311705B1; US8744653B2; KR20110058840A; WO2010079714A1; CN102164797A

Abstract

Fahrzeugsteuervorrichtung (31) zum Steuern eines Fahrzeugantriebsgeräts (1) mit einem Eingangselement (I), das betrieblich mit einer Kraftmaschine (11) und einer elektrischen Rotationsmaschine (12) gekoppelt ist, einem Ausgangselement (O) und einem Getriebe (14), das eine Vielzahl von Reibungseingriffselementen (B1, C1) hat, in welchem eine Vielzahl von Schaltstufen durch Steuern eines Einrückens und Ausrückens der Vielzahl der Reibungseingriffselemente umgeschaltet wird, und wobei eine Rotationsantriebskraft des Eingangselements durch ein Änderungsübersetzungsverhältnis von einer der Schaltstufen geschaltet wird und an das Ausgangselement abgegeben wird, dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn ein Umschalten zu der Schaltstufe mit einem kleineren Änderungsübersetzungsverhältnis in dem Getriebe in einem Zustand durchgeführt wird, dass die elektrische Rotationsmaschine eine Regeneration durchführt, ein ausrückseitiger Öldruck als Öldruck eines Betätigungsöls für ein ausrückseitiges Element, das das Reibungseingriffselement an einer Ausrückseite ist, gesteuert wird, um das ausrückseitige Element über einen gesamten Schaltprozess (TP) in einem Schlupfzustand zu halten, und eine Änderungsratensteuerung durchgeführt wird, um den ausrückseitigen Öldruck durch eine Druckverringerungsrate entsprechend einer Größe eines von der elektrischen Rotationsmaschine abgegebenen Regenerationsdrehmoments zu verringern.

Description

TECHNISCHER BEREICH
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fahrzeugsteuervorrichtung zum Steuern eines Fahrzeugantriebsgeräts mit einem Eingangselement, das betrieblich mit einer Kraftmaschine und einer elektrischen Rotationsmaschine gekoppelt ist, einem Ausgangselement und einem Getriebe mit einer Vielzahl von Reibungseingriffselementen, bei dem eine Vielzahl von Schaltstufen durch Steuern eines Einrückens und eines Ausrückens der Vielzahl der Reibungseingriffselemente umgeschaltet werden, und wobei eine Rotationsantriebskraft des Eingangselements durch ein Veränderungsübersetzungsverhältnis von einer der Schaltstufen geschaltet wird und an das Ausgangselement abgegeben wird.
STAND DER TECHNIK
In den vergangenen Jahren wurden Hybridfahrzeuge in die Praxis umgesetzt, bei denen eine Kraftstoffeffizienz einer Kraftmaschine verbessert werden kann und das Abgas unter reduziert werden kann, indem eine Kraftmaschine und eine elektrischen Rotationsmaschine in Kombination als Antriebskraftquellen verwendet werden. Als Beispiel eines Fahrzeugantriebsgeräts, das bei einem solchen Hybridfahrzeug verwendet wird, beschreibt das Patentdokument 1, das nachstehend angegeben ist, ein Fahrzeugantriebsgerät, das zum Schalten der Rotationsantriebskraft der Kraftmaschine und der elektrischen Rotationsmaschine als Antriebskraftquellen durch das Veränderungsübersetzungsverhältnis von einer von Schaltstufen, die in einem Getriebe eingerichtet sind, und zum Abgeben der geschalteten Antriebskraft aufgebaut ist.
Wenn bei einem solchen Antriebsgerät für ein Hybridfahrzeug das Fahrzeug zu einem Ausrollzustand durch Wegnehmen eines Fußes von dem Beschleunigerpedal übergeht, kann das Umschalten zu einer Schaltstufe mit einem kleineren Veränderungsübersetzungsverhältnis (Hochschalten) in Abhängigkeit von der Relation zu der Fahrzeuggeschwindigkeit usw. durchgeführt werden. Wenn dabei die Schaltstufe zwischen zwei benachbarten Schaltstufen umgeschaltet wird, wird das Einrücken und Ausrücken der Reibungseingriffselemente gesteuert, um das durchzuführen, was Austauschschaltvorgang genannt wird. Bei diesem Austauschschaltvorgang wird normalerweise das Reibungseingriffselement an der Ausrückseite relativ rasch in einem Ausgangsstadium des Schaltvorgangs vollständig ausgerückt und wird das Reibungseingriffselement an der Einrückseite graduell eingerückt, während es schlupft. Ein negatives Drehmoment, das an dem Eingangselement wirkt, ist bei einem gewöhnlichen Fahrzeug klein, das nur die Kraftmaschine als Antriebskraftquelle hat, und auch bei einem Hybridfahrzeug, wenn die elektrische Rotationsmaschine die Regeneration nicht durchführt oder Ähnliches. Wenn eine solche Schaltsteuerung durchgeführt wird, verringert sich die Rotationsdrehzahl des Eingangselements lediglich durch Reibungskräfte der jeweiligen Teile in der Kraftmaschine und dergleichen und verändert sich schwach. Daher tritt ein Problem der Erzeugung eines Stoßes (eines Schaltstoßes) kaum auf, wenn das Reibungseingriffselement an der Einrückseite eingerückt wird.
Wenn das Fahrzeug sich in dem Ausrollzustand befindet, kann eine Bremsung nachfolgend durch die Absicht des Fahrzeugbetreibers durchgeführt werden. In dieser Situation kann bei dem Antriebsgerät für das Hybridfahrzeug, wie vorstehend beschrieben ist, ein Bremsen des Fahrzeugs durchgeführt werden, indem verursacht wird, dass die elektrische Rotationsmaschine eine Regeneration durchführt. In dem Fall, dass die elektrische Rotationsmaschine die Regeneration durchführt, gibt die elektrische Rotationsmaschine ein relativ großes negatives Drehmoment ab und überträgt dieses auf das Eingangselement. Wenn somit der gewöhnliche Austauschschaltvorgang durchgeführt wird, wie vorstehend beschrieben ist, wird die Drehzahl des Eingangselements durch das negative Drehmoment, das von der elektrischen Rotationsmaschine abgegeben wird, in hohem Maße verringert und verändert sich rasch, und es ist höchst wahrscheinlich, dass ein Schaltstoß erzeugt wird. Demgemäß ist das Fahrzeugantriebsgerät, das in dem Patentdokument 1 beschrieben ist, aufgebaut, um die Größe des negativen Drehmoments (das Regenerationsdrehmoment), das durch die elektrische Rotationsmaschine abgegeben wird, auf eine gewisse Größe oder darunter zu begrenzen, wenn die Regeneration durchgeführt wird. Somit wird die Erzeugung eines Schaltstoßes bei dem Fahrzeug aufgrund eines raschen Abfalls der Drehzahl des Eingangselements unterdrückt, das betrieblich mit der elektrischen Rotationsmaschine gekoppelt ist.
[Dokument zum Stand der Technik]
[Patentdokument]
[Patentdokument 1]

Japanische Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. JP 2008 094332 A

Die US 2003/0 190 995 A1 offenbart eine Fahrzeugsteuervorrichtung zum Steuern eines Fahrzeugantriebsgeräts gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Durch die Erfindung zu lösendes Problem
Wenn jedoch die Größe des Regenerationsdrehmoments begrenzt wird, wie vorstehend beschrieben ist, ist es möglich, die Erzeugung eines Schaltstoßes zu unterdrücken, aber verringert sich die regenerierte Energie um diesen Betrag, wodurch sich ein Problem einer Verringerung der Energieeffizienz ergibt.
Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf das vorstehend genannte Problem gemacht, und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Technologie zur Verfügung zu stellen, die sowohl eine Unterdrückung der Erzeugung eines Stoßes (eines Schaltstoßes) bei einem Fahrzeug durch eine Schaltbetätigung als auch eine Verbesserung der Energieeffizienz zu erzielen, wenn ein Umschalten zu einer Schaltstufe mit einem kleineren Veränderungsübersetzungsverhältnis während der Regeneration durchgeführt wird.
Mittel zum Lösen des Problems
Die Aufgabe der Erfindung wird mit einer Fahrzeugsteuervorrichtung zum Steuern eines Fahrzeugantriebsgeräts gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Erfindungsgemäß hat eine Fahrzeugsteuervorrichtung zum Steuern eines Fahrzeugantriebsgeräts, das ein Eingangselement, das betrieblich mit einer Kraftmaschine und einer elektrischen Rotationsmaschine gekoppelt ist, ein Ausgangselement und ein Getriebe mit einer Vielzahl von Reibungseingriffselementen aufweist, bei dem eine Vielzahl von Schaltstufen durch Steuern eines Einrückens und eines Ausrückens der Vielzahl der Reibungseingriffselemente umgeschaltet wird, und eine Rotationsantriebskraft für das Eingangselement durch ein Veränderungsübersetzungsverhältnis von einer der Schaltstufen geschaltet wird und an das Ausgangselement abgegeben wird, eine charakteristische Struktur, bei der dann, wenn ein Umschalten zu der Schaltstufe mit einem geringeren Veränderungsübersetzungsverhältnis in dem Getriebe in einem Zustand durchgeführt wird, dass die elektrische Rotationsmaschine eine Regeneration durchführt, ein ausrückseitiger Öldruck als Öldruck eines Betätigungsöls für ein ausrückseitiges Element, das das Reibungseingriffselement an einer Ausrückseite ist, gesteuert wird, um das ausrückseitige Element über den gesamten Schaltprozess in einem Schlupfzustand zu halten.
Dabei stellt der Schaltprozess einen Prozess dar, bei dem eine Drehzahl des Eingangselements von einer Drehzahl vor dem Umschalten der Schaltstufen zu einer Drehzahl nach dem Umschalten der Schaltstufen schaltet, die auf der Grundlage von Veränderungsübersetzungsverhältnissen von Schaltstufen vor und nach dem Umschalten bestimmt wird. Ferner wird in der vorliegenden Anmeldung die „elektrische Rotationsmaschine” als Konzept verwendet, das einen Motor (einen Elektromotor), einen Generator (Leistungsgenerator) und einen Motor-Generator, der sowohl als Motor als auch als Generator funktioniert, wenn es erforderlich ist, umfasst.
In der vorstehend beschriebenen charakteristischen Struktur wird durch Steuern des ausrückseitigen Öldrucks, so dass das ausrückseitige Element in einem Schlupfzustand über den gesamten Schaltprozess gehalten wird, ein Zustand aufrechterhalten, bei dem ein Teil der Rotationsantriebskraft von dem Ausgangselement auf die Eingangselementseite über das ausrückseitige Element über den gesamten Schaltprozess übertragen wird. Auch wenn demgemäß die elektrische Rotationsmaschine veranlasst wird, ein relativ großes negatives Drehmoment für die Durchführung einer Regeneration abzugeben, unterdrückt die Rotationsantriebskraft, die von dem Ausgangselement übertragen wird, eine rasche Änderung der Drehzahl des Eingangselements. Somit kann die Erzeugung eines Schaltstoßes unterdrückt werden. Da ferner die Erzeugung des Schaltstoßes gerade durch Steuern des ausrückseitigen Öldrucks unterdrückt werden kann ist es nicht notwendig die Größe des negativen Drehmoments (des Regenerationsdrehmoments), das durch die elektrische Rotationsmaschine abgegeben wird, zu begrenzen, worin der Unterschied zu dem Fall liegt, dass das ausrückseitige Element relativ rasch in einem Ausgangsstadium des Schaltprozesses vollständig ausgerückt wird. Daher tritt ein Problem, wie z. B. eine Verringerung der regenerierten Energie, nicht auf und kann eine hohe Energieeffizienz aufrechterhalten werden. Mit dieser Struktur ist es somit möglich, sowohl die Unterdrückung der Erzeugung eines Schaltstoßes als auch eine Verbesserung der Energieeffizienz zu erzielen, wenn ein Umschalten zu einer Schaltstufe mit einem kleineren Veränderungsübersetzungsverhältnis während der Regeneration durchgeführt wird.
Erfindungsgemäß wird eine Veränderungsratensteuerung durchgeführt, um den ausrückseitigen Öldruck durch eine Druckreduktionsrate entsprechend einer Größe des Regenerationsdrehmoments zu verringern, das von der elektrischen Rotationsmaschine abgegeben wird.
Mit dieser Struktur kann durch Durchführen einer relativ einfachen Steuerung zum graduellen Verringern des ausrückseitigen Öldrucks, um das Verhältnis des Schlupfs des ausrückseitigen Elements graduell zu vergrößern, eine rasche Änderung der Drehzahl des Eingriffselements unterdrückt werden. Die Größe der Rotationsantriebskraft, die von dem Ausgangselement abgegeben wird, die zum geringfügigen Ändern der Drehzahl des Eingangselements erforderlich ist, unterscheidet sich zu diesem Zeitpunkt von der Größe des Regenerationsdrehmoments, das von der elektrischen Rotationsmaschine abgegeben wird. Demgemäß wird die Druckverringerungsrate zum Verringern des ausrückseitigen Öldrucks gemäß der Größe des Regenerationsdrehmoments, das von der elektrischen Rotationsmaschine abgegeben wird, verändert und dadurch wird die Drehzahl des Eingangselements geeignet verändert. Somit kann die Erzeugung eines Schaltstoßes unterdrückt werden.
Ferner ist es vorzuziehen, dass eine Drehzahlsteuerung durchgeführt wird, um den ausrückseitigen Öldruck so zu verändern, dass eine Drehzahl des Eingangselements eine Soll-Drehzahl zu jedem Zeitpunkt des Schaltprozesses wird.
Mit dieser Struktur wird die Soll-Drehzahl zu jedem Zeitpunkt geeignet eingerichtet und wird der ausrückseitige Öldruck sequenziell gemäß der Soll-Drehzahl verändert, und dadurch wird die Drehzahl des Eingangselements zu jedem Zeitpunkt präzise gesteuert und unterdessen geeignet verändert. Somit kann die Erzeugung eines Schaltstoßes unterdrückt werden.
Ferner ist es vorzuziehen, dass in einem Ausgangsstadium des Schaltprozesses eine Änderungsratensteuerung durchgeführt wird, um den ausrückseitigen Öldruck durch eine Druckverringerungsrate entsprechend einer Größe des Regenerationsdrehmoments, das durch die elektrische Rotationsdrehmaschine abgegeben wird, zu verringern, und wird bei einem vorbestimmten Umschaltpunkt oder später, nachdem die Änderungsratensteuerung durchgeführt ist, eine Drehzahlsteuerung durchgeführt, um den ausrückseitigen Öldruck so zu verändern, dass eine Drehzahl des Eingriffselements eine Soll-Drehzahl zu jedem Zeitpunkt nach der Änderungsratensteuerung wird.
Mit dieser Struktur kann in dem Ausgangsstadium des Schaltprozesses durch Durchführen einer relativ einfachen Steuerung zum graduellen Verringern des ausrückseitigen Öldrucks, um das Verhältnis des ausrückseitigen Elements zum Schlupfen graduell zu vergrößern, eine rasche Änderung der Drehzahl des Eingangselements unterdrückt werden. Ferner wird in einem späteren Stadium des Schaltprozesses bei dem vorbestimmten Umschaltpunkt oder später der ausrückseitige Öldruck sequenziell gemäß der Soll-Drehzahl geändert und wird die Drehzahl des Eingangselements zu jedem Zeitpunkt präzise gesteuert und geeignet geändert, wodurch eine rasche Änderung der Drehzahl des Eingangselements unterdrückt werden kann. Daher kann durch die insgesamt relativ einfache Steuerung die Erzeugung des Schaltstoßes unterdrückt werden. Zusätzlich wird in einer weiteren bevorzugten Struktur der vorbestimmte Umschaltpunkt in diesem Fall auf der Grundlage der Drehzahl des Eingangselements, einer Zeit von dem Start der Änderungsratensteuerung, eines Niveaus des ausrückseitigen Öldrucks und/oder dergleichen eingerichtet.
Ferner ist es vorzuziehen, dass in der Drehzahlsteuerung eine Soll-Drehzahl zu jedem Zeitpunkt des Schaltprozesses eingerichtet wird, um einen Verlauf über der Zeit aufzuweisen, der im Wesentlichen keine Verhaltensänderung bei dem Fahrzeug verursacht, wenn ein Umschalten der Schaltstufen durchgeführt wird.
Mit dieser Struktur kann die Soll-Drehzahl zu jedem Zeitpunkt des Schaltprozesses geeignet eingerichtet werden und kann die Erzeugung des Schaltstoßes zuverlässiger unterdrückt werden.
Ferner ist es vorzuziehen, dass bei der Drehzahlsteuerung eine Soll-Drehzahländerungsrate des Eingangselements zu jedem Zeitpunkt auf der Grundlage einer Sollschaltzeit, die im Voraus eingerichtet wird, die eine Sollzeit darstellt, die zum Umschalten der Schaltstufen erforderlich ist, und einer Drehzahländerungsbreite, die eine Differenz der Drehzahl des Eingangselements vor und nach dem Umschalten der Schaltstufen darstellt, bestimmt wird und die Steuerung zum Ändern des ausrückseitigen Öldrucks so durchgeführt wird, dass eine Ist-Drehzahländerungsrate des Eingangselements einer Soll-Drehzahländerungsrate zu jedem Zeitpunkt folgt.
Im Allgemeinen tritt ein Schaltstoß auf, wenn die Drehzahl des Eingangselements sich rasch ändert. Anders gesagt steht die Erzeugung des Schaltstoßes in engem Zusammenhang mit einer zeitlichen Änderungsrate der Drehzahl des Eingangselements. Demgemäß wird wie in der vorstehend beschriebenen Struktur ein Sollwert der Drehzahländerungsrate des Eingangselements zu jedem Zeitpunkt individuell eingerichtet und wird der ausrückseitige Öldruck so geändert, dass die Ist-Drehzahländerungsrate des Eingangselements der Soll-Drehzahländerungsrate zu jedem Zeitpunkt folgt. Auf diese Weise kann eine rasche Änderung der Drehzahl des Eingangselements sicherer unterdrückt werden und kann die Erzeugung des Schaltstoßes zuverlässiger unterdrückt werden.
Ferner ist es vorzuziehen, dass bei der Änderungsratensteuerung ein unterer Grenzwert des ausrückseitigen Öldrucks so eingerichtet wird, dass ein Eingriffsdruck des ausrückseitigen Elements gleich wie oder höher als ein gewisser Druck wird.
Mit dieser Struktur kann in dem Fall, dass die Drehzahlsteuerung durchgeführt wird, nachdem die Änderungsratensteuerung durchgeführt wird, der Eingriffsdruck des ausrückseitigen Elements als Reaktion auf eine Änderung des ausrückseitigen Öldrucks rasch geändert werden, nachdem die Drehzahlsteuerung gestartet wird. Daher kann die Drehzahlsteuerung geeignet durchgeführt werden. Zusätzlich ist es bevorzugt, dass ein unterer Grenzwert des ausrückseitigen Öldrucks auf einen Wert eingerichtet wird, so dass der Eingriffsdruck des auswärtsseitigen Elements einen Wert von zumindest größer als null hat. Ferner ist es vorzuziehen, dass, bis der Schaltprozess beendet ist, ein einrückseitiger Öldruck als Öldruck eines Betätigungsöls für ein einrückseitiges Element, das das Reibungseingriffselement an der Einrückseite darstellt, auf einem Druck gehalten wird, der das einrückseitige Element in einem ausgerückten Zustand über den für einen gesamten Bereich des Schaltprozesses hält, und nachdem der Schaltprozess beendet ist, der ausrückseitige Öldruck auf null zurückgeführt wird, und der einrückseitige Öldruck auf einen Volleinrückdruck erhöht wird.
In dieser Struktur wird praktisch nur der ausrückseitige Öldruck gesteuert, um die Drehzahl des Eingangselements zum Umschalten der Schaltstufen zu steuern. Daher kann mit dieser Struktur, während die Erzeugung eines Schaltstoßes durch Steuern des auswärtsseitigen Öldrucks unterdrückt wird, wie beschrieben wurde, ein Austausch zwischen dem einrückseitigen Element und dem ausrückseitigen Element sicher durchgeführt werden, nachdem der Schaltprozess beendet ist, um das Änderungsübersetzungsverhältnis nach dem Schalten des Gangs zu erzielen.
Ferner ist es vorzuziehen, dass die Soll-Drehzahl des Eingangselements vor und nach dem Umschalten der Schaltstufen auf der Grundlage einer Drehzahl und eines Änderungsübersetzungsverhältnisses des Ausgangselements abgeleitet wird, und der Schaltprozess ein Prozess zum Schalten der Stufe von einem Zeitpunkt, wenn eine Drehzahldifferenz zwischen einer Ist-Drehzahl des Eingangselements und der Soll-Drehzahl des Eingangselements vor dem Umschalten der Schaltstufen gleich wie oder größer als ein vorbestimmter Wert ist, zu einem Zeitpunkt ist, wenn die Drehzahldifferenz zwischen der Ist-Drehzahl des Eingangselements und der Soll-Drehzahl des Eingangselements nach dem Umschalten der Schaltstufen gleich wie oder kleiner als ein vorbestimmter Wert wird.
Mit dieser Struktur können ein Startpunkt und ein Endpunkt des Schaltprozesses geeignet auf der Grundlage der Drehzahl des Ausgangselements, der Änderungsübersetzungsverhältnisse der jeweiligen Schaltstufen vor und nach dem Umschalten und der Ist-Drehzahl des Eingangselements bestimmt werden.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein schematisches Diagramm, das eine Struktur eines Fahrzeugantriebsgeräts mit einer Steuereinheit gemäß einem Ausführungsbeispiel zeigt.
2 ist ein Blockdiagramm, das eine Struktur der Steuereinheit gemäß diesem Ausführungsbeispiel zeigt.
3 ist ein Diagramm, das ein Beispiel eines Schaltkennfelds gemäß diesem Ausführungsbeispiel zeigt.
4 ist ein schematisches Diagramm, das ein ausrückseitiges Steuerinstruktionssignal gemäß diesem Ausführungsbeispiel zeigt.
5 ist ein schematisches Diagramm, das ein einrückseitiges Steuerinstruktionssignal gemäß diesem Ausführungsbeispiel zeigt.
6 ist ein Zeitdiagramm zum Beschreiben eines normalen Schaltsteuerprozesses gemäß diesem Ausführungsbeispiel.
7 ist ein erläuterndes Diagramm zum Beschreiben eines Schaltprozesses gemäß diesem Ausführungsbeispiel.
8 ist ein erläuterndes Diagramm zum Beschreiben eines Steuerverfahrens eines ausrückseitigen Öldrucks bei einer Drehzahlsteuerung.
9 ist ein Zeitdiagramm zum Beschreiben eines speziellen Schaltsteuerprozesses gemäß diesem Ausführungsbeispiel.
10 ist ein Ablaufdiagramm, das einen gesamten Prozessablauf des Schaltsteuerprozesses gemäß diesem Ausführungsbeispiel zeigt.
11 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Prozessablauf des speziellen Schaltsteuerprozesses gemäß diesem Ausführungsbeispiel zeigt.
BESTE WEGE ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG
Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. In diesem Ausführungsbeispiel wird ein Beispiel einer Anwendung einer Fahrzeugsteuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung auf ein Fahrzeugantriebsgerät 1 für ein Hybridfahrzeug beschrieben. 1 ist ein schematisches Diagramm, das Strukturen eines Antriebsübertragungssystems und eines Hydrauliksteuersystems des Fahrzeugantriebsgeräts 1 gemäß diesem Ausführungsbeispiel zeigt. In diesem Diagramm bezeichnet eine durchgezogene Linie einen Übertragungspfad einer Antriebskraft, bezeichnet eine gestrichelte Linie einen Zufuhrpfad eines Betätigungsöls und bezeichnet eine strichpunktierte Linie einen Zufuhrpfad elektrischer Leistung. Wie in diesem Diagramm gezeigt ist, weist das Fahrzeugantriebsgerät 1 gemäß diesem Ausführungsbeispiel schematisch eine Kraftmaschine 11 und eine elektrische Rotationsmaschine 12 als Antriebskraftquellen auf und ist so aufgebaut, dass die Antriebskraft von diesen Antriebskraftquellen über einen Drehmomentwandler 13 und ein Getriebe 14 abgegeben wird und auf Räder 16 übertragen wird. Ferner weist dieses Fahrzeugantriebsgerät 1 eine hydraulische Steuervorrichtung 17 zum Zuführen eines Betätigungsöls zu Teilen auf, wie z. B. zu dem Drehmomentwandler 13 und dem Getriebe 14. 2 ist ein Blockdiagramm, das eine Struktur einer Steuereinheit 31 gemäß diesem Ausführungsbeispiel zeigt. In diesem Diagramm bezeichnet eine durchgezogene Linie einen Übertragungspfad eines Signals und bezeichnet der Umriss eines Pfeils einen Zufuhrpfad des Betätigungsöls. Wie in diesem Diagramm gezeigt ist, ist die Steuereinheit 31 gemäß diesem Ausführungsbeispiel aufgebaut, um jedes Teil des Fahrzeugantriebsgeräts 1 einschließlich der Hydrauliksteuervorrichtung 17 zu steuern. In diesem Ausführungsbeispiel entspricht diese Steuereinheit 31 einer „Fahrzeugsteuervorrichtung” gemäß der vorliegenden Erfindung.
1. Struktur des Antriebsübertragungssystems des Fahrzeugantriebsgeräts
Zuerst wird die Struktur des Antriebsübertragungssystems des Fahrzeugantriebsgeräts 1 gemäß diesem Ausführungsbeispiel beschrieben. Wie in 1 gezeigt ist, ist das Fahrzeugantriebsgerät 1 ein Antriebsgerät für ein paralleles Hybridfahrzeug mit einer Kraftmaschine 11 und einer elektrischen Rotationsmaschine 12 als Antriebskraftquellen zum Antreiben des Fahrzeugs, bei dem die Kraftmaschine 11 und die elektrische Rotationsmaschine 12 in einer Reihe betrieblich gekoppelt sind. Ferner weist das Fahrzeugantriebsgerät 1 einen Drehmomentwandler 13 und ein Getriebe 14 auf und schaltet die Rotationsantriebsquellen der Kraftmaschine 11 und der elektrischen Rotationsmaschine 12 als Antriebskraftquellen mit dem Drehmomentwandler 13 und dem Getriebe 14 und überträgt die geschalteten Antriebskräfte auf eine Ausgangswelle O.
Die Kraftmaschine 11 ist eine Brennkraftmaschine, die durch eine Verbrennung von Kraftstoff angetrieben wird, und verschiedenartige Bauarten von weitläufig bekannten Kraftmaschinen, beispielsweise eine Benzinkraftmaschine und eine Dieselkraftmaschine, kann verwendet werden. In diesem Beispiel ist eine Ausgangsrotationswelle der Kraftmaschine 11, wie z. B. eine Kurbelwelle, betrieblich mit einer Eingangswelle I über eine Übertragungskupplung 21 gekoppelt. Demgemäß ist die Eingangswelle I selektiv mit der Kraftmaschine 11 über die Übertragungskupplung 21 betrieblich gekoppelt. Die Übertragungskupplung 21 nimmt eine Zufuhr des Betätigungsöls auf, dessen Druck durch die Hydrauliksteuervorrichtung 17 eingestellt wird, die später beschrieben wird, und arbeitet, während sie durch ein nicht gezeigtes hydraulisches Steuerventil gesteuert wird. Zusätzlich ist in einer anderen bevorzugten Struktur die Ausgangsrotationswelle der Kraftmaschine 11 integral mit der Eingangswelle I betrieblich gekoppelt oder ist damit über ein weiteres Element, wie z. B. einen Dämpfer betrieblich gekoppelt.
Die elektrische Rotationsmaschine 12 hat einen Stator 12a, der mit einem nicht gezeigten Gehäuse fixiert ist, und einen Rotor 12b, der in einer radialen Richtung innerhalb dieses Stators 12a drehbar gestützt ist. Der Rotor 12b dieser elektrischen Rotationsmaschine 12 ist betrieblich mit der Eingangswelle I gekoppelt, um sich integral damit zu drehen. Dieses Ausführungsbeispiel ist nämlich so aufgebaut, dass sowohl die Kraftmaschine 11 als auch die elektrische Rotationsmaschine 12 betrieblich mit der Eingangswelle I gekoppelt sind. Daher entspricht in diesem Ausführungsbeispiel die Eingangswelle I einem „Eingangselement” gemäß der vorliegenden Erfindung. Die elektrische Rotationsmaschine 12 ist elektrisch mit einer Batterie 26 als Leistungsspeichervorrichtung verbunden. Die elektrische Rotationsmaschine 12 kann eine Funktion als Motor (Elektromotor), der eine motorische Leistung erzeugt, während er eine Zufuhr von Leistung aufnimmt, und eine Funktion als Generator (Leistungsgenerator), der elektrische Leistung erzeugt, während er eine Zufuhr einer motorischen Leistung aufnimmt, durchführen. Die elektrische Rotationsmaschine 12 wird nämlich zur Drehung energiebeaufschlagt, indem sie elektrische Energiezufuhr von der Batterie 26 aufnimmt, oder speichert in der Batterie 26 die elektrische Energie, die durch die Rotationsantriebskräfte erzeugt werden, die von den Rädern 16 übertragen werden. Es ist anzumerken, dass die Batterie 26 ein Beispiel der Leistungsspeichervorrichtung ist und es möglich ist, eine unterschiedliche Leistungsspeichervorrichtung, wie z. B. einen Kondensator zu verwenden, oder mehrere Arten von Leistungsspeichervorrichtungen in Kombination zu verwenden.
Bei diesem Fahrzeugantriebsgerät 1 werden Rotationsantriebskräfte sowohl von der Kraftmaschine 11 als auch von der elektrischen Rotationsmaschine 12 auf Räder 16 übertragen, um zu ermöglichen, dass das Fahrzeug fährt. Während der Fahrt kann in Abhängigkeit von dem Ladezustand der Batterie 26 die elektrische Rotationsmaschine 12 sich entweder in einem Zustand der Erzeugung einer Antriebskraft durch die von der Batterie 26 zugeführte elektrische Energie oder in einem Zustand, der Erzeugung von elektrischer Energie durch die Rotationsantriebskraft der Kraftmaschine 11 befinden. Wenn ferner das Fahrzeug verzögert, wird die Übertragungskupplung 21 ausgerückt und wird die Kraftmaschine 11 angehalten, und die elektrische Rotationsmaschine 12 erlangt einen Zustand der Erzeugung von elektrischer Energie durch die Rotationsantriebskräfte, die von den Rädern 16 übertragen werden. Die durch die elektrische Rotationsmaschine 12 erzeugte elektrische Energie wird in der Batterie 26 gespeichert. In einem angehaltenen Zustand des Fahrzeugs wird die Übertragungskupplung 21 ausgerückt und werden die Kraftmaschine 11 und die elektrische Rotationsmaschine 12 angehalten.
Der Drehmomentwandler 13 ist betrieblich mit der Eingangswelle I gekoppelt bzw. antriebsgekoppelt. Der Drehmomentwandler 13 ist eine Vorrichtung, die die Rotationsantriebskraft der Eingangswelle I, die betrieblich mit der Kraftmaschine 11 und der elektrischen Rotationsmaschine 12 als Antriebskraftquelle gekoppelt ist, auf das Getriebe 14 über eine Zwischenwelle N überträgt. Der Drehmomentwandler 13 weist ein Pumpenlaufrad 13a als eingangsseitiges Drehelement, das betrieblich mit der Eingangswelle I gekoppelt ist, einen Turbinenläufer 13b als ausgangsseitiges Drehelement, das betrieblich mit der Zwischenwelle N gekoppelt ist, und einen Stator 13c auf, der dazwischen vorgesehen ist und der eine Freilaufkupplung hat. Dann überträgt der Drehmomentwandler 13 die Antriebskraft zwischen dem Pumpenlaufrad 13a an der Antriebsseite und dem Turbinenläufer 13b an der Antriebsseite über das Betätigungsöl, das in den Drehmomentwandler 13 gefüllt ist.
Dabei weist der Drehmomentwandler 13 eine Sperrkupplung bzw. Wandlerüberbrückungskupplung 22 als Reibungseingriffselement zum Sperren bzw. Überbrücken auf. Diese Sperrkupplung 22 ist eine Kupplung zum Koppeln des Pumpenlaufrads 13a und des Turbinenläufers 13b, so dass das Pumpenlaufrad 13a und der Turbinenläufer 13b sich integral drehen, um eine Übertragungseffizienz durch Beseitigen einer Rotationsdifferenz (eines Schlupfs) zwischen dem Pumpenlaufrad 13a und dem Turbinenläufer 13b zu beseitigen. Daher überträgt in einem Zustand, in dem die Sperrkupplung 22 eingerückt ist, der Drehmomentwandler 13 die Antriebskraft der Antriebskraftquelle (der Eingangswelle I) auf das Getriebe 14 (die Zwischenwelle M) ohne Einwirkung eines Betätigungsöls direkt. In diesem Ausführungsbeispiel befindet sich diese Sperrkupplung 22 grundsätzlich in einem eingerückten Zustand und arbeitet in einem Zustand, in welchem die Eingangswelle I und die Zwischenwelle M sich integral drehen. Wenn jedoch eine normale Schaltsteuerung, die später beschrieben wird, oder Ähnliches durchgeführt wird, wenn beispielsweise ein Herunterschalten der Schaltstufe durchgeführt wird, wird die Sperrkupplung 22 ausgerückt, um die Antriebskraft über den Drehmomentwandler 13 zu übertragen, um eine Erzeugung eines Stoßes (Schaltstoßes) bei dem Fahrzeug durch die Schaltbetätigung zu unterdrücken. Dem Drehmomentwandler 13 mit der Sperrkupplung 22 wird ein Betätigungsöl zugeführt, dessen Druck durch die Hydrauliksteuervorrichtung 17 eingestellt wird.
Das Getriebe 14 ist betrieblich mit der Zwischenwelle M als Ausgangswelle des Drehmomentwandlers 13 gekoppelt. Das Getriebe 14 ist eine Vorrichtung, die die Rotationsantriebskraft von der Eingangswelle I, die über den Drehmomentwandler 13 übertragen wird, schaltet und die geschaltete Antriebskraft auf die Ausgangswelle O an der Seite der Antriebsräder 16 überträgt. Dabei ist das Getriebe 14 ein Mehrstufenautomatikgetriebe mit mehreren Schaltstufen (Mehrganggetriebe). In diesem Ausführungsbeispiel weist das Getriebe 14 drei Schaltstufen (erster Gang, zweiter Gang und dritter Gang) mit unterschiedlichen Änderungsübersetzungsverhältnissen (Drehzahlreduktionsverhältnis) (nicht gezeigt) auf. Zum Ausbilden dieser Schaltstufen ist das Getriebe 14 mit einem Getriebemechanismus, wie z. B. einem Planetengetriebemechanismus und einer Vielzahl von Reibungseingriffselementen aufgebaut. 1 zeigt schematisch als Beispiel der Vielzahl der Reibungseingriffselemente die Kupplung C1 und die Bremse B1. Die drei Schaltstufen werden gegenseitig durch Steuern des Einrückens und des Ausrückens der Vielzahl der Reibungseingriffselemente umgeschaltet.
Beim Umschalten der Schaltstufe wird eines der Reibungseingriffselemente, das vor dem Schalten des Gangs eingerückt ist, ausgerückt, und wird eines der Eingriffselemente, das vor dem Schalten des Gangs ausgerückt ist, eingerückt. Demgemäß werden Rotationszustände einer Vielzahl von Drehelementen, die in dem Getriebemechanismus enthalten sind, umgeschaltet, um dadurch jede Schaltstufe zu verwirklichen. Das Getriebe 14 schaltet die Drehzahl der Zwischenwelle M durch ein vorbestimmtes Änderungsübersetzungsverhältnis, das für jede Schaltstufe eingerichtet ist, und wandelt ein Drehmoment um und überträgt das umgewandelte Drehmoment auf die Ausgangswelle O als Ausgangselement. Die Rotationsantriebskraft, die von dem Getriebe 14 auf die Ausgangswelle O übertragen wird, wird dann auf die Räder 16 über ein Differential 15 übertragen. Es ist anzumerken, dass der Aufbau in diesem Beispiel ein einachsiger Aufbau ist, bei dem die Eingangswelle I, die Zwischenwelle M und die Ausgangswelle O allesamt koaxial angeordnet sind.
2. Aufbau des hydraulischen Steuersystems
Als nächstes wird das hydraulische Steuersystem des vorstehend beschriebenen Fahrzeugantriebsgeräts 1 beschrieben. Das hydraulische Steuersystem hat zwei Arten von Pumpen, nämlich eine mechanische Pumpe 23 und eine elektrische Pumpe 24, wie in 1 gezeigt ist, als Öldruckquellen zum Ansaugen von Betätigungsöl, das in einer nicht gezeigten Ölwanne gespeichert wird, und zum Zuführen des Betätigungsöls zu jeweiligen Teilen des Fahrzeugantriebsgeräts 1. Dabei ist die mechanische Pumpe 23 eine Ölpumpe, die durch eine Rotationsantriebskraft der Eingangswelle I (der Kraftmaschine 11 und der elektrischen Rotationsmaschine 12 als Antriebskraftquellen) betrieben wird. Als solche mechanische Pumpe 23 wird vorzugsweise beispielsweise eine Zahnradpumpe, eine Flügelpumpe oder Ähnliches verwendet. In diesem Beispiel ist die mechanische Pumpe 23 betrieblich mit der Eingangswelle I über das Pumpenlaufrad 13a des Drehmomentwandlers 13 betrieblich gekoppelt und wird durch die Rotationsantriebskraft von der Kraftmaschine 11 und/oder der elektrischen Rotationsmaschine 12 angetrieben. Die mechanische Pumpe 23 hat grundsätzlich eine Ausstoßfähigkeit, die ausreichend größer als die Menge des Betätigungsöls ist, die für das Fahrzeugantriebsgerät 1 benötigt wird. Jedoch stößt die mechanische Pumpe 23 nicht das Betätigungsöl aus, wenn die Eingangswelle I angehalten ist (wenn nämlich das Fahrzeug angehalten ist). Ferner stößt die mechanische Pumpe 23 das Betätigungsöl aus, während die Eingangswelle I sich mit einer geringen Drehzahl dreht (wenn nämlich das Fahrzeug bei einer niedrigen Geschwindigkeit fährt), aber kann es sich eine Situation ergeben, dass die Pumpe unfähig ist, eine notwendige Menge Öl für das Fahrzeugantriebsgerät 1 zuzuführen. Demgemäß weist dieses Fahrzeugantriebsgerät 1 die elektrische Pumpe 24 als Pumpe zum Unterstützen der mechanischen Pumpe 23 auf.
Die elektrische Pumpe 24 ist eine Ölpumpe, die durch eine Antriebskraft eines Elektromotors 25 zum Antreiben der Pumpe ungeachtet der Rotationsantriebskraft der Eingangswelle I (Antriebskraftquelle) arbeitet. Als eine solche elektrische Pumpe 24 wird ebenso beispielsweise eine Zahnradpumpe oder eine Flügelpumpe vorzugsweise verwendet. Der Elektromotor 25, der die elektrische Pumpe 24 antreibt, ist elektrisch mit der Batterie 26 verbunden und erzeugt eine Antriebskraft durch Aufnehmen einer Zufuhr von elektrischer Energie von der Batterie 26. Diese elektrische Pumpe 24 ist eine Pumpe zum Unterstützen der mechanischen Pumpe 23 und arbeitet in einem Zustand, bei dem eine notwendige Menge Öl von der mechanischen Pumpe 23 nicht zugeführt wird, wenn das Fahrzeug angehalten ist oder mit einer geringen Geschwindigkeit fährt.
Ferner hat das hydraulische Steuersystem die Hydrauliksteuervorrichtung 17 zum Einstellen des Öldrucks des Betätigungsöls, das von der mechanischen Pumpe 23 und der elektrischen Pumpe 24 zugeführt wird, auf einen vorbestimmten Druck. Obwohl eine detaillierte Beschreibung davon an dieser Stelle weggelassen ist, stellt die Hydrauliksteuervorrichtung 17 eine Öffnung von einem oder mehreren Regulierventilen auf der Grundlage eines Signaldrucks von einem Linearsolenoidventil zum Einstellen eines Öldrucks ein, um die Menge des Betätigungsöls einzustellen, das von dem Regulierventil oder den Ventilen abgelassen wird, und um dadurch den Öldruck des Betätigungsöls auf einen oder mehrere vorbestimmte Drücke einzustellen. Das Betätigungsöl, das auf den vorbestimmten Druck eingestellt wird, wird zu der Übertragungskupplung 21, der Sperrkupplung 22, dem Drehmomentwandler 13 und der Vielzahl der Reibungseingriffelemente C1, B1, ... des Getriebes 14 mit Öldruckniveaus zugeführt, die jeweils erforderlich sind.
Dabei wird das Betätigungsöl, das von der Hydrauliksteuervorrichtung 17 zu der Vielzahl der Reibungseingriffselemente C1, B1, ... des Getriebes 14 zugeführt wird, individuell über ein Getriebesteuerventil VB zugeführt, wie in 2 gezeigt ist. Zu diesem Zeitpunkt stellt das Getriebesteuerventil VB die Öffnung eines Ventils gemäß einem Steuerinstruktionssignal ein, das von der Steuereinheit 31 abgegeben wird, und führt das Betätigungsöl, das auf den Öldruck entsprechend dem Steuerinstruktionssignal eingestellt ist, zu den Reibungseingriffselementen C1, B1, ... zu. Die vorliegende Erfindung hat Charakteristiken der Steuerung des Einrückens und des Ausrückens der Vielzahl der Reibungseingriffselemente (der Steuerung insbesondere der Ausrückseite), wenn ein Umschalten der Schaltstufen durch das Getriebe 14 durchgeführt wird. Die Details hiervon werden später beschrieben.
3. Struktur der Steuereinheit
Als nächstes wird die Struktur der Steuereinheit 31 gemäß diesem Ausführungsbeispiel beschrieben. Die Steuereinheit 31, die in dem Fahrzeugantriebsgerät 1 enthalten ist, führt eine Funktion als Kerneinheit durch, die eine Betriebssteuerung von jedem Teil des Fahrzeugantriebsgeräts 1 durchführt, wie in 2 gezeigt ist. Diese Steuereinheit 31 hat eine arithmetische Prozessoreinheit, wie z. B. eine CPU als Kerneinheit und ist mit Speichervorrichtungen, wie z. B. einem RAM (freier Zugriffsspeicher), der so strukturiert ist, dass Daten von diesem eingelesen werden können und in diesem durch die arithmetische Prozessoreinheit geschrieben werden können, und einem ROM (nur Lesespeicher), der so strukturiert ist, dass Daten durch die arithmetische Prozessoreinheit eingelesen werden können, und so weiter (nicht gezeigt) aufgebaut. Eine Software (ein Programm) das in dem ROM oder Ähnlichem gespeichert ist, oder einer Hardware, die separat vorgesehen ist, wie z. B. ein arithmetischer Schaltkreis, oder beides davon bilden funktionelle Einheiten 32 bis 38 der Steuereinheit 31. Diese funktionalen Einheiten 32 bis 38 sind so aufgebaut, dass sie Informationen miteinander austauschen können. Ferner ist ein Speicher 41 als Hardwarestruktur mit einem Speichermedium, beispielsweise einem Flash-Speicher aufgebaut, in welchem Informationen gespeichert oder überschrieben werden können. Der Speicher 41 ist ebenso derart aufgebaut, dass Informationen mit der Steuereinheit 31 ausgetauscht werden können. Dieser Speicher 41 kann in der Speichervorrichtung vorgesehen werden, die in der Steuereinheit 31 enthalten ist.
Ferner weist, wie in 1 und 2 gezeigt ist, dieses Fahrzeugantriebsgerät 1 eine Vielzahl von Sensoren auf, die in jeweiligen Einheiten vorgesehen sind, insbesondere einen Eingangswellendrehzahlsensor Se1, einen Zwischenwellendrehzahlsensor Se2, einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor Se3, einen Beschleunigeröffnungserfassungssensor Se4, und einen Batteriezustandserfassungssensor Se5. Dabei erfasst der Eingangswellendrehzahlsensor Se1 die Drehzahl der Eingangswelle I. Der Zwischenwellendrehzahlsensor Se2 erfasst die Drehzahl der Zwischenwelle M. Der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor Se3 erfasst die Drehzahl der Räder 16, nämlich die Fahrzeuggeschwindigkeit. Der Beschleunigeröffnungserfassungssensor Se4 erfasst die Beschleunigeröffnung durch Erfassen eines Betätigungsbetrags eines nicht gezeigten Beschleunigerpedals. Der Batteriezustandserfassungssensor Se5 erfasst einen Batteriezustand der Batterie 26, wie z. B. einen Ladebetrag, einen Spannungswert und dergleichen. Informationen, die Erfassungsergebnisse durch diese Sensoren Se1 bis Se5 angeben, werden an die Steuereinheit 31 abgegeben.
Wie in 2 gezeigt ist, hat die Steuereinheit 31 eine Kraftmaschinensteuereinheit 32, eine Steuereinheit 33 der elektrischen Rotationsmaschine, eine Drehbeschleunigungsbezugseinheit 34, eine Differentialdrehungsbezugseinheit 35 und eine Umschaltsteuereinheit 36. Ferner hat die Umschaltsteuereinheit 36 als untergeordnete funktionale Einheit eine ausrückseitige Hydrauliksteuereinheit 37 und eine einrückseitige Hydrauliksteuereinheit 38. Der Speicher 41, auf den sich die funktionalen Einheiten 32 bis 38 der Steuereinheit 31 beziehen, speichert ein Kennfeld 42, Instruktionsparameter 43 und Soll-Schaltzeitdaten 44. Details der funktionalen Einheiten 32 bis 38 zur Steuereinheit 31 werden nachstehend beschrieben.
Die Kraftmaschinensteuereinheit 32 ist eine funktionale Einheit, die eine Betriebssteuerung der Kraftmaschine 11 durchführt. Die Kraftmaschinensteuereinheit 32 führt einen Prozess durch, um einen Kraftmaschinenbetriebspunkt zu bestimmen, und die Kraftmaschine 11 zu steuern, so dass diese an diesem Kraftmaschinenbetriebspunkt arbeitet. Dabei ist der Kraftmaschinenbetriebspunkt ein Steuerinstruktionswert, der einen Steuerzielpunkt der Kraftmaschine 11 darstellt, und wird durch eine Drehzahl und ein Drehmoment bestimmt. Genau gesagt ist der Kraftmaschinenbetriebspunkt ein Instruktionswert, der einen Steuerzielpunkt der Kraftmaschine 11 darstellt, der unter Berücksichtigung einer angeforderten Fahrzeugausgangsleistung (die auf der Grundlage eines angeforderten Fahrzeugdrehmoments und einer Kraftmaschinendrehzahl bestimmt wird) und einer optimalen Kraftstoffeffizienz bestimmt wird, und wird durch einen Drehzahlinstruktionswert und einen Drehmomentinstruktionswert bestimmt. Die Kraftmaschinensteuereinheit 32 steuert dann die Kraftmaschine 11, so dass diese bei dem Drehmoment und der Drehzahl arbeitet, die durch den Kraftmaschinenbetriebspunkt angegeben sind.
Die Steuereinheit 33 der elektrischen Rotationsmaschine ist eine funktionale Einheit, die eine Betriebssteuerung der elektrischen Rotationsmaschine 12 durchführt. Die Steuereinheit 33 der elektrischen Rotationsmaschine führt einen Prozess zum Bestimmen eines Betriebspunkts der elektrischen Rotationsmaschine und zum Steuern der elektrischen Rotationsmaschine 12 durch, so dass diese an diesem Betriebspunkt der elektrischen Rotationsmaschine arbeitet. Dabei ist der Betriebspunkt der elektrischen Rotationsmaschine ein Steuerinstruktionswert, der einen Steuerzielpunkt der elektrischen Rotationsmaschine 12 darstellt, und wird durch eine Drehzahl und ein Drehmoment bestimmt. Genau gesagt, ist der Betriebspunkt der elektrischen Rotationsmaschine ein Instruktionswert, der einen Steuerzielpunkt der elektrischen Rotationsmaschine 12 darstellt, der unter Berücksichtigung der angeforderten Fahrzeugausgangsleistung und des Kraftmaschinenbetriebspunkts bestimmt wird, und wird durch den Drehzahlinstruktionswert und den Drehmomentinstruktionswert bestimmt. Die Steuereinheit 33 der elektrischen Rotationsmaschine steuert die elektrische Rotationsmaschine 12, so dass diese bei dem Drehmoment und bei der Drehzahl arbeitet, die durch den Betriebspunkt der elektrischen Rotationsmaschine angegeben sind. Die Steuereinheit 33 der elektrischen Rotationsmaschine führt ebenso eine Steuerung zum Umschalten eines Zustands, bei dem die elektrische Rotationsmaschine 12 eine Antriebskraft durch von der Batterie 26 zugeführte elektrische Energie erzeugt, und einen Zustand, bei dem die elektrische Rotationsmaschine 12 Leistung durch die Rotationsantriebskraft der Kraftmaschine 11 und dergleichen erzeugt, in Abhängigkeit von dem Betrag der Ladung in der Batterie 26, der durch den Batteriezustandserfassungssender Se5 erfasst wird, durch. Ferner ist die Steuereinheit 33 der elektrischen Rotationsmaschine so aufgebaut, dass diese eine Steuerung der Drehzahl des Elektromotors 25 zum Antreiben der elektrischen Pumpe 24 durchführt.
Die Drehbeschleunigungsgewinnungseinheit 34 ist eine funktionale Einheit, die eine Ist-Drehbeschleunigung AI der Eingangswelle I gewinnt. In diesem Ausführungsbeispiel nimmt die Drehbeschleunigungsgewinnungseinheit 34 sequentiell eine Eingabe einer Information der Ist-Drehzahl der Eingangswelle I, die von dem Eingangswellendrehzahlsender Se1 abgegeben wird, auf und berechnet eine Drehzahlvariation pro Zeiteinheit, um dadurch die Drehbeschleunigung (Drehzahländerungsrate) AI zu gewinnen. Die Information hinsichtlich der Ist-Drehbeschleunigung AI der Eingangswelle I, die bei der Drehbeschleunigungsgewinnungseinheit 34 erhalten wird, wird zu der ausrückseitigen Hydrauliksteuereinheit 37 der Umschaltsteuereinheit 36 abgegeben.
Die Differentialdrehungsgewinnungseinheit 35 ist eine funktionale Einheit, die eine Differentialdrehzahl ΔN, die eine Differenz der Drehzahl zwischen einer Solldrehzahl NT der Eingangswelle I, die auf der Grundlage der Ist-Drehzahl NO der Ausgangswelle O erhalten wird, und der Ist-Drehzahl NI der Eingangswelle I ist, gewinnt. Dabei wird die Solldrehzahl NT der Eingangswelle I durch Multiplizieren der Ist-Drehzahl NO der Ausgangswelle O, die durch den Ausgangswellendrehzahlsensor Se3 erfasst wird, mit dem Änderungsübersetzungsverhältnis von einer der Schaltstufen des Getriebes 14 bestimmt. Die Ist-Drehzahl NI der Eingangswelle I wird durch den Eingangswellendrehzahlsensor Se1 erfasst. Dabei wird die Differentialdrehzahl ΔN als absoluter Wert des Werts erhalten, der sich aus dem Subtrahieren der Ist-Drehzahl NO von der Solldrehzahl NT der Eingangswelle I ergibt. Die Information hinsichtlich der Differentialdrehzahl ΔN, die durch die Differentialrotationsgewinnungseinheit 35 erhalten wird, wird zu der ausrückseitigen Hydrauliksteuereinheit 37 und der einrückseitigen Hydrauliksteuereinheit 38 der Umschaltsteuereinheit 36 abgegeben.
Die Umschaltsteuereinheit 36 ist eine funktionale Einheit, die eine Steuerung zum Umschalten der Schaltstufen des Getriebes 14 durch Bestimmen einer Schaltstufe in dem Getriebe 14 auf der Grundlage der Beschleunigeröffnung und der Geschwindigkeit des Fahrzeugs durchführt und einen Betrieb des Getriebesteuerventils VB gemäß der bestimmten Schaltstufe steuert. Zum Bestimmen einer solchen Schaltstufe bezieht sich die Umschaltsteuereinheit 36 auf das in dem Speicher 41 gespeicherte Kennfeld 42. 3 ist ein Diagramm, das ein Beispiel des Schaltkennfelds 42 gemäß diesem Ausführungsbeispiel zeigt. Das Schaltkennfeld 42 ist ein Kennfeld, in welchem Schaltzeitpläne der Schaltstufen in dem Getriebe 14 auf der Grundlage der Beschleunigeröffnung und der Fahrzeuggeschwindigkeit eingerichtet sind. Wie in diesem Diagramm gezeigt ist, werden eine Vielzahl von Hochschaltlinien und eine Vielzahl von Herunterschaltlinien eingerichtet, die durch gerade Linien dargestellt sind, die im Allgemeinen nach rechts ansteigen (der Beschleunigeröffnungsgrad steigt an, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit ansteigt). Dabei definieren die Hochschaltlinien Schaltzeitpläne von einer niedrigen Schaltstufe zu einer hohen Schaltstufe zwischen zwei benachbarten Schaltstufen in dem Getriebe 14 und definieren die Herunterschaltlinienschaltzeitpläne von einer hohen Schaltstufe zu einer niedrigen Schaltstufe. Da in diesem Ausführungsbeispiel das Getriebe 14 drei Schaltstufen hat, sind eine Hochschaltlinie von dem ersten Gang zu dem zweiten Gang, eine Hochschaltlinie von dem zweiten Gang zu dem dritten Gang, eine Herunterschaltlinie von dem zweiten Gang zu dem ersten Gang und eine Herunterschaltlinie von dem dritten Gang zu dem zweiten Gang eingerichtet. Dabei bedeutet Hochschalten ein Umschalten zu einer Schaltstufe mit einem niedrigeren Änderungsübersetzungsverhältnis (Drehzahlreduktionsverhältnis), und bedeutet das Herunterschalten ein Umschalten zu einer Schaltstufe mit einem höheren Änderungsübersetzungsverhältnis (Drehzahlreduktionsverhältnis).
Wenn die Schaltstufe in dem Getriebe 14 bestimmt ist, wird dem Reibungseingriffselement entsprechend der vorbestimmten Schaltstufe ein Betätigungsöl zugeführt, so dass dieses in den eingerückten Zustand versetzt wird, und wird dadurch die Sollschaltstufe erzielt. Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit und die Beschleunigeröffnung sich ändern, um dadurch eine Hochschaltlinie oder eine Herunterschaltlinie auf dem Beschleunigungskennfeld von 3 zu durchqueren, bestimmt die Umschaltsteuereinheit 36 eine neue Schaltstufe in dem Getriebe 14 auf der Grundlage der Beschleunigeröffnung und der Geschwindigkeit des Fahrzeugs, und wird dem Reibungseingriffselement entsprechend der vorbestimmten Schaltstufe das Betätigungsöl zuführt, um einen eingerückten Zustand zu bilden, und wird dadurch die neue Schaltstufe erzielt. Zu diesem Zeitpunkt wird eines der Reibungseingriffselemente, das vor dem Schalten des Gangs eingerückt ist, ausgerückt, und wird eines der Reibungseingriffselemente, das vor dem Schalten des Gangs ausgerückt ist, eingerückt. Wenn beispielsweise die Schaltstufe in dem Getriebe 14 von dem zweiten Gang zu dem dritten Gang zum Hochschalten umgeschaltet wird, wird die erste Kupplung C1 ausgerückt und wird die erste Bremse B1 eingerückt. Wenn in diesem Fall die Schaltstufe in dem Getriebe 14 von dem dritten Gang zu dem zweiten Gang zum Herunterschalten umgeschaltet wird, wird die erste Bremse B1 ausgerückt und wird die erste Kupplung C1 eingerückt.
Das Einrücken und das Ausrücken von jedem der Reibungseingriffselemente C1, B1, ..., das mit einem Hochschalten oder einem Herunterschalten der Schaltstufen einhergeht, werden durch die ausrückseitige Hydrauliksteuereinheit 37 und die einrückseitige Hydrauliksteuereinheit 38 gesteuert. Die ausrückseitige Hydrauliksteuereinheit 37 ist eine funktionale Einheit, die den Öldruck des Betätigungsöls (den ausrückseitigen Öldruck) für das Reibungseingriffselement (das ausrückseitige Element) an der Ausrückseite steuert. Die ausrückseitige Hydrauliksteuereinheit 37 steuert den ausrückseitigen Öldruck durch Abgeben eines ausrückseitigen Steuerinstruktionssignals S1 als Steuersignal zu dem Getriebesteuerventil VB und durch Steuern des Betriebs der Vielzahl der Steuerventile des Getriebesteuerventils VB grundsätzlich gemäß dem ausrückseitigen Steuerinstruktionssignal S1. Wenn jedoch, wie später beschrieben wird, die Umschaltsteuereinheit 36 eine spezielle Schaltsteuerung durchführt, steuert die ausrückseitige Hydrauliksteuereinheit 37 den ausrückseitigen Öldruck durch das ausrückseitige Steuerinstruktionssignal S1 nur in einem Ausgangsstadium eines Schaltprozesses TP, und steuert darauf den ausrückseitigen Öldruck auf der Grundlage der Ist-Drehbeschleunigung AI der Eingangswelle I ungeachtet des ausrückseitigen Steuerinstruktionssignals S1. Das ausrückseitige Steuerinstruktionssignal S1 wird, wie in 4 gezeigt ist, durch Regulieren einer Referenzwellenform, die im Voraus eingerichtet wird, mit einem oder mehreren Instruktionsparametern 43 erzeugt. Als solche Instruktionsparameter 43 werden in diesem Ausführungsbeispiel ein Standby-Druck a1, ein Druckreduktionsstartdruck a2 und eine Druckreduktionsrate a3 individuell eingerichtet. Somit wird das ausrückseitige Steuerinstruktionssignal S1 mit einer Wellenform entsprechend den eingerichteten Werten der Instruktionsparameter (a1 bis a3) erzeugt, während es auf der im Voraus eingerichteten Referenzwellenform basiert.
Die einrückseitige Hydrauliksteuereinheit 38 ist eine funktionale Einheit, die den Öldruck des Betätigungsöls (den einrückseitigen Öldruck) für das Reibungseingriffselement (einrückseitiges Element) an der Einrückseite steuert. Die einrückseitige Hydrauliksteuereinheit 38 steuert den einrückseitigen Öldruck durch Abgeben eines einrückseitigen Steuerinstruktionssignals S2 als Steuersignal an das Getriebesteuerventil VB und Steuern des Betriebs der Vielzahl der Steuerventile des Getriebesteuerventils VB gemäß dem einrückseitigen Steuerinstruktionssignal S2. Das einrückseitige Steuerinstruktionssignal S2 wird durch, wie in 4 gezeigt ist, Regulieren einer Referenzwellenform, die im Voraus eingerichtet ist, mit einem oder mehreren Instruktionsparametern 43 erzeugt. Als solche Instruktionsparameter 43 werden in diesem Ausführungsbeispiel ein Fülldruck b1, eine Füllzeit b2, ein Haltedruck b3, eine Haltezeit b4, eine Druckanstiegsrate b5 und ein Volleinrückdruck b6 individuell eingerichtet. Somit wird das einrückseitige Steuerinstruktionssignal S2 mit einer Wellenform entsprechend den eingerichteten Werten der Instruktionsparameter (b1 bis b6) erzeugt, während es auf der im Voraus eingerichteten Referenzwellenform basiert. Das erzeugte ausrückseitige Steuerinstruktionssignal S1 und das erzeugte einrückseitige Steuerinstruktionssignal S2 werden zu dem Getriebesteuerventil VB abgegeben, um den ausrückseitigen Öldruck und den einrückseitigen Öldruck zu steuern, um dadurch die Einrückdrücke der Reibungseingriffselemente zu steuern.
Die Umschaltsteuereinheit 36 führt eine Schaltsteuerung durch Umschalten zwischen einer normalen Schaltsteuerung und einer speziellen Schaltsteuerung in Abhängigkeit von der Tatsache durch, ob der Zustand des Fahrzeugs eine vorbestimmte Übergangsbedingung der speziellen Schaltsteuerung erfüllt oder nicht. Die Umschaltsteuereinheit 36 führt nämlich grundsätzlich die normale Schaltsteuerung durch und führt die spezielle Schaltsteuerung durch, wenn der Zustand des Fahrzeugs die vorbestimmte Übergangsbedingung der speziellen Schaltsteuerung erfüllt. Hier ist die Übergangsbedingung der speziellen Schaltsteuerung eine Bedingung, die sich auf einen Betriebszustand der elektrischen Rotationsmaschine 12 und eine Umschaltrichtung der Schaltstufe in dem Getriebe 14 bezieht. Insbesondere wird die Übergangsbedingung der speziellen Schaltsteuerung so eingerichtet, dass die Schaltstufe in dem Getriebe 14 von einer Schaltstufe mit einem höheren Änderungsübersetzungsverhältnis zu einer Schaltstufe mit einem niedrigeren Änderungsübersetzungsverhältnis umgeschaltet wird (hochgeschaltet wird), nämlich in einen Zustand, dass die elektrische Rotationsmaschine 12 eine Regeneration durch die von den Rädern 16 übertragene Rotationsantriebskraft durchführt.
Die normale Schaltsteuerung wird durchgeführt, wenn die Übergangsbedingung der speziellen Schaltsteuerung nicht erfüllt ist, wenn nämlich die elektrische Rotationsmaschine 12 mit Energie beaufschlagt wird, um sich zu drehen, oder im Leerlauf dreht (weder mit Energie beaufschlagt wird, um sich zu drehen, noch eine Regeneration durchführt), oder wenn die Schaltstufe in dem Getriebe 14 von einer Schaltstufe mit einem niedrigeren Änderungsübersetzungsverhältnis zu einer Schaltstufe mit einem höheren Änderungsübersetzungsverhältnis umgeschaltet wird (heruntergeschaltet wird). In der normalen Schaltsteuerung wird das ausrückseitige Element rasch ausgerückt und wird das einrückseitige Element in dem Ausgangsstadium des Schaltprozesses TP eingerückt. Kurz gesagt führt die ausrückseitige Hydrauliksteuereinheit 37 eine Steuerung zum raschen Ausrücken des ausrückseitigen Elements durch Einrichten des absoluten Werts der Druckverringerungsrate a3 auf einen relativ großen Wert durch. Ferner führt die einrückseitige Hydrauliksteuereinheit 38 eine Steuerung zum Einrücken des einrückseitigen Elements durch Einrichten des Fülldrucks b1, der Füllzeit b2, des Haltedrucks b3 und der Haltezeit b4 auf geeigneten Werten, vorläufiges Füllen des Betätigungsöls in die Ölkammer des einrückseitigen Elements und dann Erhöhen des einrückseitigen Öldrucks durch die Druckanstiegsrate b5 entsprechend der Größe des von den Rädern 16 übertragenen Drehmoments durch.
6 ist ein Zeitdiagramm, wenn ein Schaltbetrieb durch die normale Schaltsteuerung durchgeführt wird. In 6 sind von oben in dieser Reihenfolge eine Drehzahl NI der Eingangswelle I, ein von der elektrischen Rotationsmaschine 12 abgegebenes Drehmoment, eine Bremsbetätigung durch den Fahrer, eine Beschleunigeröffnung, eine Hochschaltanforderung, ein ausrückseitiger Öldruck und ein einrückseitiger Öldruck gezeigt. Wenn die Beschleunigeröffnung zum Zeitpunkt t11 null wird, verringert sich das Ausgangsdrehmoment der elektrischen Rotationsmaschine 12 graduell und erreicht zum Zeitpunkt t12 null. Es ist anzumerken, dass die Hochschaltanforderung zum Zeitpunkt t11 anliegt. Vom Zeitpunkt t11 bis t12 wird der ausrückseitige Öldruck auf dem gehaltenen Druck entsprechend dem Ausgangsdrehmoment aufrechterhalten und wird der einrückseitige Öldruck auf einem vorbestimmten gehaltenen Druck aufrechterhalten, nachdem das vorläufige Füllen abgeschlossen ist. In diesem Beispiel wird die Bremsbetätigung durch den Fahrer nicht durchgeführt und gibt die elektrische Rotationsmaschine 12 ein negatives Drehmoment nicht ab. Somit wird die normale Schaltsteuerung durchgeführt. Insbesondere wird von dem Zeitpunkt t12 bis t13 der ausrückseitige Öldruck rasch verringert und wird das einrückseitige Eingriffselement rasch in dem Ausgangsstadium des Schaltprozesses TP ausgerückt. Darauf wird der einrückseitige Öldruck graduell erhöht, um das einrückseitige Eingriffselement einzurücken, und endet der Schaltprozess TP zum Zeitpunkt T14.
Wenn andererseits die Übergangsbedingung der speziellen Schaltsteuerung erfüllt ist, wird die spezielle Schaltsteuerung durchgeführt, die die Besonderheit der vorliegenden Erfindung ist. Die spezielle Schaltsteuerung ist zum Halten des ausrückseitigen Elements in einem Schlupfzustand über den gesamten Schaltprozess TP vorgesehen. In diesem Ausführungsbeispiel wird sie durch die Steuerschritte einer Standby-Steuerung, einer Änderungsratensteuerung, einer Drehzahlsteuerung, einer Ausrücksteuerung und einer Einrücksteuerung durchgeführt. Die Standby-Steuerung, die Änderungsratensteuerung, die Drehzahlsteuerung und die Ausrücksteuerung werden durch die ausrückseitige Hydrauliksteuereinheit 37 durchgeführt, um den ausrückseitigen Öldruck zu steuern, und die Einrücksteuerung wird durch die einrückseitige Hydrauliksteuereinheit 38 durchgeführt, um den einrückseitigen Öldruck zu steuern.
Hier ist der Schaltprozess TP (siehe 7) ein Prozess, bei dem die Drehzahl der Eingangswelle I von einer Vorumschaltsolldrehzahl NT1 als Soll-Drehzahl NT vor dem Umschalten der Schaltstufen zu einer Nachumschaltsolldrehzahl NT2 als Soll-Drehzahl NT nach dem Schalten der Schaltstufen schaltet. In diesem Beispiel wird der Schaltprozess TP auf eine Dauer von einem Zeitpunkt, wenn eine Differentialdrehzahl ΔN1 vor dem Umschalten der Schaltstufen, die durch die Differentialrotationsgewinnungseinheit 35 gewonnen wird, gleich wie oder höher als ein vorbestimmter Wert wird, zu einem Zeitpunkt, wenn eine Differentialdrehzahl ΔN2 nach dem Umschalten der Schaltstufen, die durch die Differentialrotationsgewinnungseinheit 35 gewonnen wird, gleich wie oder niedriger als ein vorbestimmter Wert wird (anders gesagt eine Dauer von einem Zeitpunkt, wenn das ausrückseitige Element beginnt zu schlupfen, zu einem Zeitpunkt, wenn ein eingangsseitiges Element des eingriffsseitigen Elements sich mit einem Ausgangselement des eingriffsseitigen Elements synchronisiert) eingerichtet. Die vorbestimmten Werte in diesem Fall werden auf Werte eingerichtet, die eine Identifizierung ermöglichen, dass eine Abweichung zwischen der Ist-Drehzahl der Eingangswelle I und den Soll-Drehzahlen NT1, NT2 vor und nach dem Umschalten der Schaltstufen aufgetreten ist.
In der speziellen Schaltsteuerung wird die Standby-Steuerung vor dem Eintreten in den Schaltprozess TP zuerst durchgeführt. In dieser Standby-Steuerung richtet dann, wenn ein Hochschalten der Schaltstufe auf der Grundlage der Beschleunigeröffnung und der Geschwindigkeit des Fahrzeugs angefordert wird, die ausrückseitige Hydrauliksteuereinheit 37 den ausrückseitigen Öldruck auf einen Haltedruck entsprechend einem Ausgangsdrehmoment ein, bis eine gewisse Zeit verstreicht. Dabei wird diese Standby-Zeit durch einen internen Zeitgeber überwacht.
Wenn eine gewisse Zeit verstrichen ist, nachdem das Hochschalten angefordert wurde, wird als nächstes die Änderungsratensteuerung durchgeführt. Diese Änderungsratensteuerung wird in dem Ausgangsstadium des Schaltprozesses TP durchgeführt, indem die ausrückseitige Hydrauliksteuereinheit 37 den ausrückseitigen Öldruck durch die Druckverringerungsrate a3 entsprechend der Größe des negativen Drehmoments (Regenerationsdrehmoments) reduziert, das von der elektrischen Rotationsmaschine 12 abgegeben wird. In diesem Beispiel wird der absolute Wert der Druckverringerungsrate a3 kleiner eingerichtet, wenn das Regenerationsdrehmoment größer wird, und wird der absolute Wert der Druckverringerungsrate a3 größer eingerichtet, wenn das Regenerationsdrehmoment kleiner wird. Jedoch wird in jedem Fall der absolute Wert der Druckverringerungsrate a3 in diesem Augenblick auf einen ausreichend kleineren Wert als den absoluten Wert der Druckverringerungsrate a3 in der vorstehend beschriebenen normalen Schaltsteuerung eingerichtet und wird der ausrückseitige Öldruck geringfügig reduziert. Unterdessen wird das ausrückseitige Element weder eingerückt noch vollständig ausgerückt und wird in einem Schlupfzustand gehalten.
Während der Änderungsratensteuerung steuert die ausrückseitige Hydrauliksteuereinheit 37 den ausrückseitigen Öldruck, so dass der Eingriffsdruck des ausrückseitigen Elements eine gewisse Größe oder darüber erreicht. In diesem Ausführungsbeispiel wird ein unterer Grenzwert des ausrückseitigen Öldrucks während der Änderungsratensteuerung so eingerichtet, dass der Eingriffsdruck des ausrückseitigen Elements eine gewisse Größe oder darüber erreicht. Demgemäß wird der ausrückseitige Öldruck während der Änderungsratensteuerung gleich wie oder höher als eine Öldruckgrenze PL gehalten. Die Öldruckgrenze PL zu diesem Zeitpunkt wird auf einen Wert gesetzt, so dass der Eingriffsdruck des ausrückseitigen Elements zumindest größer als null wird. Insbesondere ist vorzuziehen, dass der ausrückseitige Öldruck in einem Zustand, in welchem eine in dem ausrückseitigen Element enthaltene Reibungsplatte das Hubende an der Ausrückseite erreicht (der Hubenddruck), als Öldruckgrenze PL eingerichtet wird. Es ist anzumerken, dass unter Berücksichtigung von Variationen während der Herstellung, Halterungen über der Zeit und dergleichen ein Druck, der sich aus der Addition eines vorbestimmten Werts zu dem Hubenddruck ergibt, als Öldruckgrenze PL eingerichtet werden kann.
Die ausrückseitige Hydrauliksteuereinheit 37 überwacht den Grad des Fortschritts α eines Schaltbetriebs, während die Änderungsratensteuerung durchgeführt wird. Der Grad des Fortschritts α ist ein Indikator, der darstellt, wie weit die Umschaltung der Schaltstufen vorangeschritten ist. In diesem Beispiel ist der Grad des Fortschritts α als Verhältnis einer Differenz der Drehzahl zwischen der Vorumschaltsolldrehzahl NT1 der Eingangswelle T und der Ist-Drehzahl NI der Eingangswelle I während des Schaltbetriebs zu einer Differenz der Drehzahl zwischen der Vorumschaltsolldrehzahl NT1 der Eingangswelle I und der Nachumschaltsolldrehzahl NT2 der Eingangswelle I abgeleitet (Drehzahländerungsbreite W). Die Solldrehzahlen NT1, NT2 der Eingangswelle I vor und nach dem Umschalten der Schaltstufen werden jeweils durch Multiplizieren der Ist-Drehzahl NO der Ausgangswelle O, die durch den Ausgangswellendrehzahlsensor Se3 erfasst wird, mit dem Änderungsübersetzungsverhältnis von einer der Schaltstufen in dem Getriebe 14 abgeleitet, wie vorstehend beschrieben ist. Die Ist-Drehzahl NI der Eingangswelle I wird durch den Eingangswellendrehzahlsensor Se1 erfasst. Daher wird der Grad des Fortschritts α auf der Grundlage der Ist-Drehzahl NI der Eingangswelle I, die durch den Eingangswellendrehzahlsensor Se1 erfasst wird, die Ist-Drehzahl NO der Ausgangswelle O, die durch den Ausgangswellendrehzahlsensor Se3 erfasst wird, und die jeweiligen Änderungsübersetzungsverhältnisse der Schaltstufen vor und nach dem Umschalten abgeleitet.
Unter Verwendung eines Zeitpunkts, wenn der Grad des Fortschritts α einen vorbestimmten Prozentanteil erreicht, als Umschaltpunkt wird die Änderungsratensteuerung bis zu diesem Umschaltpunkt durchgeführt, solange die elektrische Rotationsmaschine 12 die Regeneration durchführt. In diesem Ausführungsbeispiel wird unter der Bedingung, dass die elektrische Rotationsmaschine 12 die Regeneration durchführt, eine Zeit, wenn der Schaltbetrieb um 50% fortgeschritten ist (der Grad des Fortschritts α 0,5 erreicht hat) als Umschaltpunkt herangezogen, und wird die Änderungsratensteuerung bis zu diesem Umschaltpunkt durchgeführt. Hier ist der Aufbau in diesem Beispiel derart, dass bestimmt wird, ob die elektrische Rotationsmaschine 12 die Regeneration durchführt oder nicht, auf der Grundlage der Beschleunigeröffnung und der Größe des Drehmoments, das durch die elektrische Rotationsmaschine 12 abgegeben wird. Wenn insbesondere die Beschleunigeröffnung gleich wie oder geringer als ein vorbestimmter Wert ist und die elektrische Rotationsmaschine 12 ein Drehmoment abgibt, das geringer als ein vorbestimmter Wert ist, wird bestimmt, dass die elektrische Rotationsmaschine 12 eine Regeneration durchführt und wird anderenfalls bestimmt, dass die elektrische Rotationsmaschine 12 die Regeneration nicht durchführt.
Unter der Bedingung, dass die elektrische Rotationsmaschine 12 die Regeneration durchführt, wird dann, wenn der Schaltbetrieb um 50% vorangeschritten ist (der Grad des Fortschritts α 0,5 erreicht hat), und den Umschaltpunkt erreicht hat, die Drehzahlsteuerung als nächstes durchgeführt. In dieser Drehzahlsteuerung verändert die ausrückseitige Hydrauliksteuereinheit 37 den ausrückseitigen Öldruck, um die Drehzahl NI der Eingangswelle I gleich der Soll-Drehzahl NT zu jedem Zeitpunkt des Schaltprozesses TP zu machen. In diesem Ausführungsbeispiel wird eine Soll-Schaltzeit, die eine Schaltzeit darstellt, die zum Umschalten der Schaltstufen erforderlich ist, im Voraus eingerichtet, und es wird angenommen, dass der Schaltbetrieb abgeschlossen ist, wenn die Soll-Schaltzeit nach dem Start des Schaltbetriebs verstrichen ist. Es ist anzumerken, dass die Soll-Schaltzeit in dem Speicher 41 als Soll-Schaltzeitdatum 44 gespeichert wird. Die Soll-Drehzahl NT der Eingangswelle I zu jedem Zeitpunkt wird auf der Grundlage der Soll-Schaltzeit und der Drehzahländerungsbreite W als Differenz der Drehzahl der Eingangswelle I vor und nach dem Umschalten der Schaltstufen bestimmt. Zu diesem Zeitpunkt wird die Soll-Drehzahl NT zu jedem Zeitpunkt des Schaltprozesses TP eingerichtet, um einem Verlauf über der Zeit zu folgen, der im Wesentlichen keine Verhaltensänderung des Fahrzeugs verursacht, wenn das Umschalten der Schaltstufen durchgeführt wird. In diesem Beispiel wird die Soll-Drehzahl NT zu jedem Zeitpunkt so eingerichtet, dass die Drehzahl der Eingangswelle I von einem Zeitpunkt, wenn die Drehzahlsteuerung gestartet wird, bis zu einem Zeitpunkt, wenn der Schaltbetrieb abgeschlossen ist, einen Verlauf über der Zeit folgt, der durch eine quadratische Kurve dargestellt wird.
In diesem Ausführungsbeispiel wird eine Soll-Drehbeschleunigung AT (Soll-Drehzahländerungsrate) zu jedem Zeitpunkt des Weiteren von der Soll-Drehzahl NT zu jedem Zeitpunkt abgeleitet, wie vorstehend beschrieben ist. Da in diesem Beispiel die Soll-Drehzahl NT zu jedem Zeitpunkt so eingerichtet ist, dass sie einem Verlauf über der Zeit folgt, der durch eine quadratische Kurve dargestellt ist, wird die Soll-Drehbeschleunigung AT zu jedem Zeitpunkt so eingerichtet, dass der absolute Wert davon sich linear graduell in Richtung auf den Endpunkt des Schaltbetriebs verringert, und schließlich null wird. Es ist anzumerken, dass der Aufbau so sein kann, dass die Soll-Drehbeschleunigung AT zu jedem Zeitpunkt zusätzlich unter Berücksichtigung der Beschleunigung des Fahrzeugs eingerichtet wird. Die ausrückseitige Hydrauliksteuereinheit 37 ändert dann den ausrückseitigen Öldruck, so dass die Ist-Drehbeschleunigung AI der Eingangswelle I, die durch die Drehbeschleunigungsgewinnungseinheit 34 gewonnen wird, der Soll-Drehbeschleunigung AT zu jedem Zeitpunkt folgt. Wie nämlich in 8 gezeigt ist, vergleicht die ausrückseitige Hydrauliksteuereinheit 37 die Soll-Drehbeschleunigung AT der Eingangswelle I zu jedem Zeitpunkt mit der Ist-Drehbeschleunigung AI und, wenn eine Abweichung dazwischen gebildet wird, ändert den ausrückseitigen Öldruck, so dass die Ist-Drehbeschleunigung AI der Eingangswelle I sich in einer Richtung ändert, um gegen diese Abweichung zu wirken. Auf diese Weise kann die Drehzahl NI der Eingangswelle I auf die Nachumschaltsolldrehzahl NT2 problemlos in der letzten Hälfte des Stadiums des Schaltprozesses TP geschaltet werden. Unterdessen wird das ausrückseitige Element weder eingerückt noch vollständig ausgerückt und wird in einem Schlupfzustand gehalten.
Die Drehzahlsteuerung wird durchgeführt, solange die elektrische. Rotationsmaschine 12 die Regeneration durchführt, bis die Differentialdrehzahl ΔN2 zwischen der Nachumschaltsolldrehzahl NT2, die durch die Differentialrotationsgewinnungseinheit 35 gewonnen wird, und der Ist-Drehzahl NI der Eingangswelle I gleich wie oder geringer als ein vorbestimmter Wert wird. In diesem Beispiel wird der vorbestimmte Wert zu diesem Zeitpunkt auf einen Wert eingerichtet, der gleich dem Referenzwert zum Bestimmen des Abschlusses des Schaltprozesses TP ist. Daher sind die Zeitabstimmung, wenn die Drehzahlsteuerung beendet wird, und die Zeitabstimmung, wenn der Schaltprozess TP beendet wird, in diesem Beispiel dieselben.
Wenn die elektrische Rotationsmaschine 12 die Regeneration anhält, während die Änderungsratensteuerung oder die Drehzahlsteuerung durchgeführt wird, oder wenn die Differentialdrehzahl ΔN2 nach dem Umschalten der Schaltstufen, die durch die Differentialdrehungsgewinnungseinheit 35 gewonnen wird, gleich wie oder geringer als ein vorbestimmter Wert wird, wird dann die Außensteuerung durchgeführt. In dieser Ausrücksteuerung reduziert die ausrückseitige Hydrauliksteuereinheit 37 den ausrückseitigen Öldruck durch die Druckverringerungsrate, die gleich der Druckverringerungsrate des ausrückseitigen Öldrucks in der normalen Schaltsteuerung ist, und führt den ausrückseitigen Öldruck rasch auf null. Somit wird das ausrückseitige Element rasch vollständig ausgerückt.
In der Einrücksteuerung steuert die einrückseitige Hydrauliksteuereinheit 38 den einrückseitigen Hydraulikdruck, um einen Zustand aufrechtzuerhalten, bei dem das einrückseitige Element vollständig ausgerückt ist, bis der Schaltprozess TP beendet ist (oder die Drehzahlsteuerung beendet ist), und um das einrückseitige Element einzurücken, nachdem der Schaltprozess TP beendet ist. In diesem Ausführungsbeispiel hält die einrückseitige Hydrauliksteuereinheit 38, bis der Schaltprozess TP beendet ist, über den gesamten Schaltprozess TP den einrückseitigen Öldruck auf einem Druck, so dass das Erhöhen des einrückseitigen Öldrucks um einen vorbestimmten Betrag ermöglicht, das ausrückseitige Element rasch einzurücken und erhöht den einrückseitigen Öldruck auf den Volleinrückdruck, nachdem der Schaltprozess TP beendet ist.
9 ist ein Zeitdiagramm, wenn ein Schaltbetrieb durch die spezielle Schaltsteuerung durchgeführt wird. 9 zeigt von oben in der Reihenfolge ähnlich wie in 6 die Drehzahl NI der Eingangswelle I, das von der elektrischen Rotationsmaschine 12 abgegebene Drehmoment, die Bremsbetätigung durch den Fahrer, die Beschleunigeröffnung, die Hochschaltanforderung, den ausrückseitigen Öldruck und den einrückseitigen Öldruck. Wenn die Beschleunigeröffnung zum Zeitpunkt t21 null wird, verringert sich das Ausgangsdrehmoment der elektrischen Rotationsmaschine 12 graduell. Die Hochschaltanforderung wird zum Zeitpunkt t21 eingeschaltet. Vom Zeitpunkt t21 bis t23 befindet sich der ausrückseitige Öldruck auf einem Haltedruck entsprechend dem Ausgangsdrehmoment und wird der einrückseitige Öldruck auf einem vorbestimmten Haltedruck gehalten, nachdem das vorläufige Füllen abgeschlossen ist. Während dieser Dauer führt der Fahrer eine Bremsbetätigung zum Zeitpunkt t22 durch, und darauf erreicht die elektrische Rotationsmaschine 12 einen Zustand, bei dem die elektrische Rotationsmaschine 12 ein negatives Drehmoment zum Bremsen des Fahrzeugs abgibt und eine Regeneration durchführt. In diesem Fall wird eine Hochschaltanforderung in einem Zustand abgegeben, dass die elektrische Rotationsmaschine 12 die Regeneration durchführt, und somit wird die spezielle Schaltsteuerung durchgeführt. Insbesondere wird von dem Zeitpunkt t23 bis zu dem Zeitpunkt t26 der ausrückseitige Öldruck so gesteuert, dass das ausrückseitige Element in einem Schlupfzustand über den gesamten Schaltprozess gehalten wird.
Genauer gesagt wird die Änderungsratensteuerung vom Zeitpunkt t23 zum Zeitpunkt t25 durchgeführt und wird der ausrückseitige Öldruck graduell durch die Druckverringerungsrate entsprechend der Größe des Negativdrehmoments (Regenerationsdrehmoments) verringert, das von der elektrischen Rotationsmaschine 12 abgegeben wird. Jedoch erreicht zum Zeitpunkt t24 der ausrückseitige Öldruck die Öldruckgrenze PL als einen eingerichteten unteren Grenzwert des ausrückseitigen Öldrucks und wird somit nicht weiter reduziert, und der ausrückseitige Öldruck wird auf der Öldruckgrenze PL von dem Zeitpunk t24 zu dem Zeitpunkt t25 gehalten. Zu einem Zeitpunkt, wenn der Schaltbetrieb um 50% fortgeschritten ist, nämlich an einem Umschaltpunkt zum Zeitpunkt t25 wird dann die Steuerung von der Änderungsratensteuerung zu der Drehzahlsteuerung umgeschaltet. In der Drehzahlsteuerung wird der ausrückseitige Öldruck so geändert, dass die Ist-Drehbeschleunigung AI der Eingangswelle I der Soll-Drehbeschleunigung AT zu jedem Zeitpunkt folgt. In dem gezeigten Beispiel vergrößert sich von dem Zeitpunkt t25 bis zu dem Zeitpunkt t26 der ausrückseitige Öldruck einmal und bleibt darauf auf einem wesentlichen konstanten Druck. Wenn nachfolgend die Differentialdrehzahl ΔN2 gleich wie oder geringer als ein vorbestimmter Wert zu dem Zeitpunkt t26 wird, wird der einrückseitige Öldruck auf den Volleinrückdruck erhöht, und darauf wird der ausrückseitige Öldruck rasch auf null geführt.
In der speziellen Schaltsteuerung, wie vorstehend beschrieben ist, wird über dem gesamten Schaltprozess TP ein Zustand, bei dem das einrückseitige Element vollständig ausgerückt ist, aufrechterhalten und wird das ausrückseitige Element weder eingerückt noch vollständig ausgerückt und wird in einem Schlupfzustand gehalten. Daher steuert durch die spezielle Schaltsteuerung gemäß der vorliegenden Erfindung die Schaltsteuereinheit 36 die Drehzahl NI der Eingangswelle I während des Schaltbetriebs im Wesentlichen nur durch Steuerung des ausrückseitigen Öldrucks. Dann wird durch Halten des ausrückseitigen Elements in einem Schlupfzustand über dem gesamten Schaltprozess TP ein Zustand aufrechterhalten, bei dem ein Teil der Rotationsantriebskraft, die von den Rädern 16 übertragen wird, auf die Seite der Eingangswelle I über das ausrückseitige Element über den gesamten Schaltprozess TP übertragen wird. Auch wenn demgemäß die elektrische Rotationsmaschine 12 veranlasst wird, ein relativ großes negatives Drehmoment zum Durchführen der Regeneration abzugeben, wird das große negative Drehmoment, das von der elektrischen Rotationsmaschine 12 abgegeben wird, teilweise durch die Rotationsantriebskraft ausgeglichen, die von den Rädern 16 übertragen wird, um dadurch eine rasche Änderung der Drehzahl der Eingangswelle I zu unterdrücken. 9 zeigt, wie die Drehzahl NI der Eingangswelle I sich gleichmäßig über den gesamten Schaltprozess TP ändert. Somit kann die Erzeugung des Schaltstoßes unterdrückt werden. Da ferner die Erzeugung des Schaltstoßes gerade durch Steuern des ausrückseitigen Öldrucks unterdrückt werden kann, ist es nicht notwendig, die Größe des negativen Drehmoments (des Regenerationsdrehmoments), das von der elektrischen Rotationsmaschine 12 abgegeben wird, zu begrenzen, worin der Unterschied zu dem Fall liegt, dass das ausrückseitige Element in dem Ausgangsstadium des Schaltprozesses TP rasch vollständig ausgerückt wird. Daher tritt ein Problem, wie z. B. die Verringerung der zu regenerierenden Energie, nicht auf und kann eine hohe Energieeffizienz aufrechterhalten werden.
Es ist anzumerken, dass in 9 zum Vergleich eine gestrichelte Linie zeigt, wie die Drehzahl NI der Eingangswelle I sich verändert, wenn das ausrückseitige Element ähnlich wie bei der normalen Schaltsteuerung rasch ausgerückt wird, wenn ebenso die elektrische Rotationsmaschine 12 ein negatives Drehmoment abgibt, um eine Regeneration durchzuführen. In diesem Beispiel verringert sich, wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, die Drehzahl NI der Eingangswelle I rasch und fällt unter die Nachumschaltsolldrehzahl NT2 in dem Ausgangsstadium des Schaltprozesses TP. Wenn die Drehzahl NI der Eingangswelle I sich auf diese Weise rasch ändert, ist die Erzeugung des Schaltstoßes höchstwahrscheinlich. Wenn andererseits die spezielle Schaltsteuerung durchgeführt wird, verändert sich die Drehzahl NI der Eingangswelle I über den gesamten Schaltprozess TP gleichmäßig, wie vorstehend beschrieben ist, wodurch die Erzeugung des Schaltstoßes effektiv unterdrückt wird.
Hier wird in der Änderungsratensteuerung der ausrückseitige Öldruck durch die Druckverringerungsrate a3 entsprechend der Größe des durch die elektrische Rotationsmaschine 12 abgegebenen Regenerationsdrehmoments verringert. In diesem Beispiel wird der ausrückseitige Öldruck durch die Druckverringerungsrate a3 mit einem absoluten Wert verringert, der kleiner wird, wenn das Regenerationsdrehmoment größer wird, und der ausrückseitige Öldruck wird durch die Druckverringerungsrate a3 mit einem absoluten Wert verringert, der größer wird, wenn das Regenerationsdrehmoment kleiner wird. Bei dem Aufbau dieses Beispiels wird der ausrückseitige Öldruck gleichmäßiger verringert, wenn das Regenerationsdrehmoment größer wird, und wird die Rotationsantriebskraft, die von den Rädern 16 auf die Seite der Eingangswelle I über das ausrückseitige Element übertragen wird, größer, wodurch ein großes negatives Drehmoment der elektrischen Rotationsmaschine 12 geeignet ausgeglichen werden kann. Somit gestattet ein relativ einfacher Prozess, eine rasche Änderung der Drehzahl der Eingangswelle I geeignet zu unterdrücken.
Ferner werden in der Drehzahlsteuerung die Soll-Drehzahl NT und die Soll-Drehbeschleunigung AT der Eingangswelle I zu jedem Zeitpunkt auf der Grundlage der Soll-Schaltzeit und der Drehzahländerungsbreite B bestimmt, und wird der ausrückseitige Öldruck so verändert, dass die Ist-Drehbeschleunigung AI der Eingangswelle I der Soll-Drehbeschleunigung AT zu jedem Zeitpunkt folgt, wodurch die Ist-Drehbeschleunigung AI (zeitliche Änderungsrate der Drehzahl) der Eingangswelle I, die in hohem Maße mit der Erzeugung eines Schaltstoßes in Zusammenhang steht, geeignet gesteuert werden kann. Daher kann eine rasche Änderung der Drehzahl der Eingangswelle I sicherer unterdrückt werden und kann die Erzeugung des Schaltstoßes zuverlässiger unterdrückt werden. Darüber hinaus wird in diesem Beispiel die Soll-Drehzahl NT zu jedem Zeitpunkt so eingerichtet, dass die Drehzahl der Eingangswelle I von einem Zeitpunkt, wenn die Drehzahlsteuerung gestartet wird, bis zu einem Zeitpunkt, wenn der Schaltbetrieb abgeschlossen ist, einen Verlauf über der Zeit folgt, der durch eine quadratische Kurve dargestellt ist. In diesem Fall verringert sich der absolute Wert der Soll-Drehbeschleunigung AT zu jedem Zeitpunkt graduell in Richtung auf einen Endpunkt des Schaltbetriebs (und wird schließlich null). Somit kann die Drehzahl NI der Eingangswelle I zu der Nachumschaltsolldrehzahl NT2 sanft in dem Stadium der zweiten Hälfte des Schaltprozesses TP geschaltet werden. Demgemäß kann die Erzeugung eines Schaltstoßes zuverlässiger unterdrückt werden.
4. Ablauf des Steuerprozesses
Als nächstes werden die Inhalte der Steuerungen des Fahrzeugantriebsgeräts 1 gemäß diesem Ausführungsbeispiel beschrieben. 10 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Gesamtprozessablauf des Schaltsteuerprozesses des Fahrzeugantriebsgeräts 1 gemäß diesem Ausführungsbeispiel zeigt. 11 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Prozessablauf eines speziellen Schaltsteuerprozesses des Schritts #03 in 10 zeigt. Die Abläufe der Steuerprozesse des Fahrzeugantriebsgeräts 1, die nachstehend beschrieben sind, werden durch die funktionalen Einheiten 32 bis 38 der Steuereinheit 31 durchgeführt. Wenn die funktionalen Einheiten 32 bis 38 der Steuereinheit 31 durch ein Programm ausgebildet sind, arbeitet die arithmetische Prozessoreinheit, die in der Steuereinheit 31 enthalten ist, als Computer, um das Programm auszuführen, das die funktionalen Einheiten 32 bis 38 ausbildet.
4-1. Gesamtablauf des Schaltsteuerprozesses
In dem Schaltsteuerprozess gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird zuerst bestimmt, ob eine Hochschaltanforderung einer Schaltstufe vorliegt oder nicht auf der Grundlage der Beschleunigeröffnung und der Geschwindigkeit des Fahrzeugs (Schritt #01), und es wird bestimmt, ob die elektrische Rotationsmaschine 12 durch eine Regeneration durchführt oder nicht, nämlich auf der Grundlage der Beschleunigeröffnung und der Größe des Drehmoments, das durch die elektrische Rotationsmaschine 12 abgegeben wird (Schritt #02). Es ist anzumerken, dass die Reihenfolge der Durchführung der Bestimmungsschritte, die vorstehend angegeben ist, nicht speziell bestimmt ist. Wenn bestimmt wird, dass eine Hochschaltanforderung der Schaltstufe vorliegt (Schritt #01: Ja), und bestimmt wird, dass die elektrische Rotationsmaschine 12 die Regeneration durchführt (Schritt #02: Ja), führt die Umschaltsteuereinheit 36 die spezielle Schaltsteuerung durch (Schritt #03). Ein detaillierter Prozessablauf der speziellen Schaltsteuerung wird nachstehend beschrieben. Wenn andererseits bestimmt wird, dass keine Hochschaltanforderung der Schaltstufe vorliegt (Schritt #01: Nein), oder bestimmt wird, dass die elektrische Rotationsmaschine 12 eine Regeneration nicht durchführt (Schritt #02: Nein), führt die Umschaltsteuerung 36 die normale Schaltsteuerung durch (Schritt #04). Während dann das Fahrzeug fährt, wird der Prozess von den Schritten #01 bis #04 sequenziell wiederholt durchgeführt.
4-2. Gesamtablauf des speziellen Schaltsteuerprozesses
Als nächstes wird ein detaillierter Betriebsablauf des speziellen Schaltsteuerprozesses des Schritts #03 beschrieben. In der speziellen Schaltsteuerung wird zuerst die Standby-Steuerung durchgeführt (Schritt #21). In der Standby-Steuerung wird der ausrückseitige Öldruck auf einem Haltedruck entsprechend dem Ausgangsdrehmoment gehalten, bis eine gewisse Zeit verstrichen ist. Wenn mit einem internen Zeitgeber bestimmt wird, dass die gewisse Zeit verstrichen ist (Schritt #22: Ja), wird dann die Änderungsratensteuerung durchgeführt (Schritt #23). Da die Inhalte dieser Änderungsratensteuerung schon beschrieben sind, wird eine genaue Beschreibung hiervon weggelassen. Während die Änderungsratensteuerung durchgeführt wird, wird bestimmt, ob die elektrische Rotationsmaschine 12 eine Regeneration durchführt oder nicht, nämlich auf der Grundlage der Beschleunigeröffnung und der Größe des Drehmoments, das von der elektrischen Rotationsmaschine 12 abgegeben wird (Schritt #24). Wenn bestimmt wird, dass die elektrische Rotationsmaschine 12 die Regeneration nicht durchführt (Schritt #24: Nein), wird die Ausrücksteuerung durchgeführt (Schritt #29). In der Ausrücksteuerung wird der ausrückseitige Öldruck rasch verringert und wird das ausrückseitige Element rasch vollständig ausgerückt. Wenn andererseits bestimmt wird, dass die elektrische Rotationsmaschine 12 die Regeneration durchführt (Schritt #24: Ja), wird dann bestimmt, ob der Schaltbetrieb um 50% fortgeschritten ist und den Umschaltpunkt erreicht hat oder nicht (Schritt #25). Wenn der Grad des Fortschritts des Schaltbetriebs nicht 50% erreicht hat (Schritt #25: Nein), wird der Prozess von Schritt #23 bis Schritt #25 wiederholt durchgeführt. Wenn der Grad des Fortschritt des Schaltbetriebs 50% erreicht hat (Schritt #25: Ja), wird dann die Drehzahlsteuerung durchgeführt (Schritt #26). Da die Inhalte dieser Drehzahlsteuerung schon beschrieben sind, wird eine genaue Beschreibung hiervon weggelassen.
Während die Drehzahlsteuerung durchgeführt wird, wird bestimmt, ob die elektrische Rotationsmaschine 12 die Regeneration durchführt oder nicht, nämlich auf der Grundlage der Beschleunigeröffnung und der Größe des Drehmoments, das von der elektrischen Rotationsmaschine 12 abgegeben wird (Schritt #27). Wenn bestimmt wird, dass die elektrische Rotationsmaschine 12 die Regeneration nicht durchführt (Schritt #27: Nein), wird die Ausrücksteuerung durchgeführt (Schritt #29), und wird das ausrückseitige Element rasch vollständig ausgerückt. Wenn andererseits bestimmt wird, dass die elektrische Rotationsmaschine 12 die Regeneration durchführt (Schritt #27: Ja), wird bestimmt, ob die Differentialdrehzahl ΔN2 gleich wie oder geringer als der vorbestimmte Wert ist oder nicht (Schritt #28). Wenn die Differentialdrehzahl ΔN2 höher als der vorbestimmte Wert ist (Schritt #28: Nein), wird der Prozess von Schritt #26 bis Schritt #28 wiederholt durchgeführt. Wenn die Differentialdrehzahl ΔN2 gleich wie oder geringer als der vorbestimmte Wert wird (Schritt #28: Ja), wird dann die Ausrücksteuerung durchgeführt (Schritt #29), und wird das ausrückseitige Element rasch vollständig ausgerückt. Ferner wird die Einrücksteuerung durchgeführt (Schritt #30). In dieser Einrücksteuerung wird der einrückseitige Öldruck auf den Volleinrückdruck erhöht, nachdem der Schaltprozess TP beendet ist. Somit wird der spezielle Schaltsteuerprozess beendet.
[Andere Ausführungsbeispiele]

(1) In dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel ist ein Beispiel beschrieben, bei dem die Änderungsratensteuerung in dem Ausgangsstadium des Schaltprozesses TP durchgeführt wird und die Drehzahlsteuerung darauf durchgeführt wird. Jedoch ist das Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung nicht darauf beschränkt. Insbesondere ist eines der bevorzugten Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung aufgebaut, um nur die Änderungsratensteuerung über den gesamten Schaltprozess TP durchzuführen, solange das ausrückseitige Element in einem Schlupfzustand über den gesamten Schaltprozess TP gehalten wird. In diesem Aufbau ist es möglich, sowohl die Unterdrückung der Erzeugung des Schaltstoßes als auch die Verbesserung der Energieeffizienz mit relativ einfachen Steuerinhalten zu erzielen.
(2) Alternativ ist eines der bevorzugten Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung so aufgebaut, dass es nur die Drehzahlsteuerung über den gesamten Schaltprozess TP durchführt. In diesem Aufbau werden zu jedem Zeitpunkt des Schaltprozesses TP die Drehbeschleunigung AI und die Drehzahl NI der Eingangswelle I präzise gesteuert und des Weiteren geeignet geändert, wodurch es möglich ist, sowohl die Unterdrückung der Erzeugung des Schaltstoßes als auch die Verbesserung der Energieeffizienz zu erzielen.
(3) In dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel ist ein Beispiel beschrieben, in welchem die Änderungsratensteuerung in dem Ausgangsstadium des Schaltprozesses TP durchgeführt wird und die Änderungsratensteuerung zu der Drehzahlsteuerung geschaltet wird, wenn der Schaltbetrieb um 50% fortgeschritten ist (der Grad des Fortschritts α 0,5 geworden ist) und den Umschaltpunkt erreicht hat. Jedoch ist das Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung nicht darauf beschränkt. Insbesondere kann der Umschaltpunkt, der die Zeitabstimmung zum Schalten von der Änderungsratensteuerung zu der Drehzahlsteuerung definiert, beliebig eingerichtet werden. Wenn der Umschaltpunkt auf der Grundlage der Drehzahl NI der Eingangswelle I eingerichtet wird, wie es in diesem Beispiel der Fall ist, kann der eingerichtete Wert geeignet zwischen 0% (α = 0) bis 100% (α = 1) geändert werden. Es ist anzumerken, dass der Fall von 0% (α = 0) dem vorstehend beschriebenen Aufbau der Durchführung von nur der Drehzahlsteuerung über den gesamten Schaltprozess TP entspricht und der Fall von 100% (α = 1) dem vorstehend beschriebenen Aufbau der Durchführung von nur der Änderungsratensteuerung über den gesamten Schaltprozess TP entspricht. Wenn ferner der Umschaltpunkt eingerichtet wird, ist ein weiterer bevorzugter Aufbau, den Umschaltpunkt auf der Grundlage einer verstrichenen Zeit, seit die Änderungsratensteuerung gestartet ist, auf der Grundlage eines Öldruckniveaus des ausrückseitigen Öldrucks und/oder dergleichen einzurichten. Beispielsweise kann ein Umschaltpunkt auf einen Zeitpunkt eingerichtet werden, wenn eine vorbestimmte Zeit verstrichen ist, seit die Änderungsratensteuerung gestartet ist, einen Zeitpunkt, wenn das Niveau des ausrückseitigen Öldrucks einen vorbestimmten Druck erreicht, oder dergleichen, und kann die Drehzahlsteuerung ungeachtet des Grads des Fortschritts α an dem Umschaltpunkt und darauf durchgeführt werden.
(4) In dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel ist ein Beispiel beschrieben, in welchem in der Drehzahlsteuerung der ausrückseitige Öldruck so geändert wird, dass die Ist-Drehbeschleunigung AI der Eingangswelle I, die durch die Drehbeschleunigungsgewinnungseinheit 34 gewonnen wird, der Soll-Drehbeschleunigung AT zu jedem Zeitpunkt folgt. Jedoch ist das Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung nicht darauf beschränkt. Insbesondere kann eines der bevorzugten Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung aufgebaut sein, und beispielsweise unter Bezugnahme auf die Drehzahl anstelle der Drehbeschleunigung den ausrückseitigen Öldruck so zu ändern, dass die Ist-Drehzahl NI der Eingangswelle I, die durch den Eingangswellendrehzahlsensor Se1 erfasst wird, der Soll-Drehzahl NT zu jedem Zeitpunkt folgt.
(5) In dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel ist ein Beispiel beschrieben, in welchem in der Drehzahlsteuerung die Soll-Drehzahl NT zu jedem Zeitpunkt eingerichtet wird, um einem Verlauf über der Zeit zu folgen, der durch eine quadratische Kurve dargestellt wird. Jedoch ist das Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung nicht darauf beschränkt. Insbesondere kann eines der bevorzugten Ausführungsbeispiele aufgebaut sein, so dass die Soll-Drehzahl NT eingerichtet wird, um einen Verlauf über der Zeit zu folgen, der durch eine lineare Kurve, eine kubische Kurve oder eine Kurve höherer Ordnung, einer Hyperbel oder Ähnlichem folgt, solange die Soll-Drehbeschleunigung AT zu jedem Zeitpunkt einen Verlauf über der Zeit folgt, so dass der absolute Wert von dieser sich graduell in Richtung auf den Endpunkt des Schaltbetriebs verringert.
(6) In dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel ist ein Beispiel beschrieben, in welchem das Getriebe 14 drei Schaltstufen (einen ersten Gang, einen zweiten Gang und einen dritten Gang) mit unterschiedlichen Änderungsübersetzungsverhältnisses aufweist. Jedoch ist das Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung nicht darauf beschränkt. Solange insbesondere das Getriebe 14 ein Mehrganggetriebe ist, ist die Anzahl der Schaltstufen nicht besonders beschränkt. Eines der bevorzugten Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung kann mit zwei Schaltstufen oder vier oder mehr Schaltstufen aufgebaut sein.
(7) In dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel ist ein Beispiel beschrieben, in welchem das Fahrzeugantriebsgerät 1 einen einachsigen Aufbau hat, in welchem die Eingangswelle I, die Zwischenwelle M und die Ausgangswelle O allesamt koaxial angeordnet sind. Jedoch sind die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung nicht darauf beschränkt. Insbesondere kann beispielsweise in einem der bevorzugten Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung die vorliegende Erfindung auf ein Fahrzeugantriebsgerät 1 mit einem Aufbau angewendet werden, bei dem die Eingangswelle I, die Zwischenwelle M und die Ausgangswelle O auf unterschiedlichen Wellen angeordnet sind.

INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
Die vorliegende Erfindung kann vorzugsweise für eine Steuervorrichtung zum Steuern eines Fahrzeugantriebsgeräts mit einem Eingangselement, das betrieblich mit einer Kraftmaschine und einer elektrischen Rotationsmaschine gekoppelt ist, einem Ausgangselement und einem Getriebe angewendet werden, das eine Vielzahl von Reibungseingriffselementen hat, in welchem eine Vielzahl von Schaltstufen durch Steuern des Einrückens und Ausrückens der Vielzahl der Reibungseingriffselemente umgeschaltet wird, und wobei eine Rotationsantriebskraft des Eingangselements durch ein Änderungsübersetzungsverhältnis von einer der Schaltstufen geschaltet wird und an das Ausgangselement abgegeben wird.
Bezugszeichenliste

1: Fahrzeugantriebsgerät
11: Kraftmaschine
12: Elektrische Rotationsmaschine
14: Getriebe
31: Steuereinheit (Fahrzeugsteuervorrichtung)
I: Eingangswelle (Eingangselement)
O: Ausgangswelle (Ausgangselement)
B1: Erste Bremse (Reibungseingriffselement)
C1: Erste Kupplung (Reibungseingriffselement)
TP: Schaltprozess
a3: Druckverringerungsrate

Claims

Fahrzeugsteuervorrichtung (31) zum Steuern eines Fahrzeugantriebsgeräts (1) mit einem Eingangselement (I), das betrieblich mit einer Kraftmaschine (11) und einer elektrischen Rotationsmaschine (12) gekoppelt ist, einem Ausgangselement (O) und einem Getriebe (14), das eine Vielzahl von Reibungseingriffselementen (B1, C1) hat, in welchem eine Vielzahl von Schaltstufen durch Steuern eines Einrückens und Ausrückens der Vielzahl der Reibungseingriffselemente umgeschaltet wird, und wobei eine Rotationsantriebskraft des Eingangselements durch ein Änderungsübersetzungsverhältnis von einer der Schaltstufen geschaltet wird und an das Ausgangselement abgegeben wird, dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn ein Umschalten zu der Schaltstufe mit einem kleineren Änderungsübersetzungsverhältnis in dem Getriebe in einem Zustand durchgeführt wird, dass die elektrische Rotationsmaschine eine Regeneration durchführt, ein ausrückseitiger Öldruck als Öldruck eines Betätigungsöls für ein ausrückseitiges Element, das das Reibungseingriffselement an einer Ausrückseite ist, gesteuert wird, um das ausrückseitige Element über einen gesamten Schaltprozess (TP) in einem Schlupfzustand zu halten, und eine Änderungsratensteuerung durchgeführt wird, um den ausrückseitigen Öldruck durch eine Druckverringerungsrate entsprechend einer Größe eines von der elektrischen Rotationsmaschine abgegebenen Regenerationsdrehmoments zu verringern.
Fahrzeugsteuervorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei eine Drehzahlsteuerung durchgeführt wird, um den ausrückseitigen Öldruck zu ändern, so dass eine Drehzahl des Eingangselements eine Soll-Drehzahl zu jedem Zeitpunkt des Schaltprozesses wird.
Fahrzeugsteuervorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei in einem Ausgangsstadium des Schaltprozesses eine Änderungsratensteuerung durchgeführt wird, um den ausrückseitigen Öldruck durch eine Druckverringerungsrate entsprechend einer Größe des von der elektrischen Rotationsmaschine abgegebenen Regenerationsdrehmoments zu verringern, und wobei bei einem vorbestimmten Umschaltpunkt oder später, nachdem die Änderungsratensteuerung durchgeführt ist, eine Drehzahlsteuerung durchgeführt wird, um den ausrückseitigen Öldruck zu ändern, so dass eine Drehzahl des Eingangselements eine Soll-Drehzahl zu jedem Zeitpunkt nach der Änderungsratensteuerung wird.
Fahrzeugsteuervorrichtung gemäß Anspruch 2 oder 3, wobei in der Drehzahlsteuerung eine Soll-Drehzahl zu jedem Zeitpunkt des Schaltprozesses eingerichtet ist, um einem Verlauf über der Zeit zu folgen, der keine Verhaltensänderung des Fahrzeugs verursacht, wenn die Umschaltung der Schaltstufen durchgeführt wird.
Fahrzeugsteuervorrichtung gemäß einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei in der Drehzahlsteuerung eine Soll-Drehzahländerungsrate des Eingangselements zu jedem Zeitpunkt auf der Grundlage einer im Voraus eingerichteten Soll-Schaltzeit, die eine Soll-Zeit darstellt, die zum Umschalten der Schaltstufen erforderlich ist, und einer Drehzahländerungsbreite, die eine Differenz der Drehzahl des Eingangselements vor und nach dem Umschalten der Schaltstufen darstellt, bestimmt wird, und wobei eine Steuerung durchgeführt wird, um den ausrückseitigen Öldruck zu ändern, so dass eine Ist-Drehzahländerungsrate des Eingangselements einer Soll-Drehzahländerungsrate zu jedem Zeitpunkt folgt.
Fahrzeugsteuervorrichtung gemäß Anspruch 3, wobei in der Änderungsratensteuerung ein unterer Grenzwert des ausrückseitigen Öldrucks so eingerichtet wird, dass ein Einrückdruck des ausrückseitigen Elements gleich wie oder höher als ein gewisser Druck wird.
Fahrzeugsteuervorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei bis der Schaltprozess beendet ist, ein einrückseitiger Öldruck als Öldruck eines Betätigungsöls für ein einrückseitiges Element, das das Reibungseingriffselement an einer Einrückseite darstellt, auf einem Druck gehalten wird, der das einrückseitige Element in einem ausgerückten Zustand über einen gesamten Bereich des Schaltprozesses hält, und nachdem der Schaltprozess beendet ist, der ausrückseitige Öldruck auf null gestellt wird und der einrückseitige Öldruck auf einen Volleinrückdruck erhöht wird.
Fahrzeugsteuervorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Soll-Drehzahl des Eingangselements vor und nach dem Umschalten der Schaltstufen auf der Grundlage einer Drehzahl des Ausgangselements und eines Änderungsübersetzungsverhältnisses abgeleitet wird, und wobei der Schaltprozess ein Prozess ist zum Schalten eines Gangs von einem Zeitpunkt, wenn eine Drehzahldifferenz zwischen einer Ist-Drehzahl des Eingangselements und der Soll-Drehzahl des Eingangselements vor dem Umschalten der Schaltstufen gleich wie oder größer als ein vorbestimmter Wert wird, zu einem Zeitpunkt, wenn die Drehzahldifferenz zwischen der Ist-Drehzahl des Eingangselements und der Soll-Drehzahl des Eingangselements nach dem Umschalten der Schaltstufen gleich wie oder kleiner als ein vorbestimmter Wert ist.