DE112011105107B4

DE112011105107B4 - Steuerungssystem eines Fahrzeugs

Info

Publication number: DE112011105107B4
Application number: DE112011105107.7T
Authority: DE
Inventors: Tomoya Takahashi; Sachio Toyora; Koji Murakami
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2011-03-30
Filing date: 2011-03-30
Publication date: 2021-08-19
Anticipated expiration: 2031-03-31
Also published as: CN103442958A; DE112011105107T5; CN103442958B; WO2012131959A1; JP5648739B2; JPWO2012131959A1

Abstract

Steuerungssystem eines Fahrzeugs mit:einer mechanischen Energiequelle (10), die eine mechanische Energie ausgeben kann;einer elektrischen Energiequelle (20), die eine mechanische Energie, die aus einer elektrischen Energie umgewandelt wird, ausgeben kann;einer Drehmomentübertragungsvorrichtung (30), die in der Lage ist, ein Drehmoment zwischen der mechanischen Energiequelle (10) und der elektrischen Energiequelle (20) und Antriebsrädern (WL, WR) zu übertragen;einer ersten Betätigungsvorrichtung (81), die gestaltet ist, eine Drehmomentübertragungsart der Drehmomentübertragungsvorrichtung (30) durch eine manuelle Betätigung von einem Fahrer zu ändern;einer Drehmomentverbindungs-/-blockierungsvorrichtung (50), die in der Lage ist, die Drehmomentübertragung zwischen der mechanischen Energiequelle (10) und der elektrischen Energiequelle (20) und zwischen der mechanischen Energiequelle (10) und den Antriebsrädern (WL, WR) zu verbinden/blockieren; undeiner zweiten Betätigungsvorrichtung (51), die gestaltet ist, eine Verbindungs-/-blockierungsbetätigung der Drehmomentverbindungs-/- blockierungsvorrichtung (50) durch eine manuelle Betätigung von einem Fahrer auszuführen, wobeiwenn das Drehmoment zu der mechanischen Energiequelle (10) bei einem Eingriffsbetrieb der Drehmomentverbindungs-/- blockierungsvorrichtung (50) zum Starten der mechanischen Energiequelle (10) in einem gestoppten Zustand durch Betätigen der ersten Betätigungsvorrichtung (81) und der zweiten Betätigungsvorrichtung (51) während eines Betriebs des Fahrzeugs übertragen wird, ein Hilfsdrehmoment mit einer Stärke, bei der ein Fahrer eine Verzögerung physisch nicht fühlt, von der elektrischen Energiequelle (20) ausgegeben wird, und wobei, wenn sich ein Drehmomentvermögen der Drehmomentverbindungs-/- blockierungsvorrichtung (50) auf ein Drehungsstartankurbeldrehmoment der mechanischen Energiequelle (10) erhöht, ein Hilfsdrehmoment, das kleiner ist als das Drehmomentvermögen, von der elektrischen Energiequelle (20) ausgegeben wird.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Steuerungssystem eines Fahrzeugs mit einer mechanischen Energiequelle, die eine mechanische Energie ausgeben kann, einer elektrischen Energiequelle, die eine mechanische Energie, die aus einer elektrischen Energie umgewandelt wird, ausgeben kann, und einer Drehmomentverbindungs-/-blockierungsvorrichtung, die zwischen den Quellen angeordnet ist, wobei das Steuerungssystem in einem Brennkraftmaschinenfahrmodus (Brennkraftmaschinenbetriebsmodus), der die mechanische Energiequelle verwendet, einen EV-Fahrmodus (EV-Betriebsmodus), der die elektrische Energiequelle verwendet, und einen Hybridfahrmodus (Hybridbetriebsmodus), der die mechanische Energiequelle und die elektrische Energiequelle verwendet, durch eine manuelle Betätigung eines Fahrers an der Drehmomentverbindungs-/- blockierungsvorrichtung und einer Fahrmodusumschaltvorrichtung (Betriebsmodusumschaltvorrichtung) umschaltet.
Hintergrund
Ein Fahrzeug mit der mechanischen Energiequelle und der elektrischen Energiequelle, die als Energiequelle zum Antreiben von Antriebsrädern dienen, sowie mit der Drehmomentverbindungs-/-blockierungsvorrichtung, die zwischen der mechanischen Energiequelle und der elektrischen Energiequelle angeordnet ist, ist üblicherweise bekannt. Diese Art eines Fahrzeugs ist z.B. in JP 2010 - 202 151 A und JP 2002 - 349 309 A offenbart. JP 2010 - 202 151 A beschreibt eine Technik zum Reduzieren eines Stoßes zu der Zeit eine Kupplungseingriffs durch Hinzufügen des Ausmaßes eines Drehmomentvermögens zu der Zeit einer automatischen Eingriffsteuerung einer Kupplung (Drehmomentverbindungs-/- blockierungsvorrichtung) zu einem Sollantriebsdrehmoment und zum Ausführen einer Antriebssteuerung eines Motors (elektrische Energiequelle) mit dem hinzugefügten Wert als ein Sollmotordrehmoment, wenn die Brennkraftmaschine (mechanische Energiequelle) während eines Fahrbetriebs in dem relevanten Fahrzeug gestartet wird. JP 2002 - 349 309 A beschreibt eine Technik zum Starten der Brennkraftmaschine, während ein Steuern mit dem Motor unterstützt wird, um das Sollmotordrehmoment auszugeben, das so festgelegt ist, das ein Massenträgheitsanteil der Brennkraftmaschine absorbiert (ausgeglichen) wird, wenn von dem EV-Betriebsmodus zu dem Brennkraftmaschinenbetriebsmodus während eines Betriebs in dem relevanten Fahrzeug umgeschaltet wird.
In dem in JP 2010 - 202 151 A gezeigten Fahrzeug wird die Kupplung durch eine elektronische Steuerungsvorrichtung unabhängig von einem Vorhandensein oder einem Fehlen einer Beabsichtigung des Fahrers für einen Kupplungseingriff automatisch gesteuert. Somit ist es, wenn die Brennkraftmaschine des Fahrzeugs gestartet wird, bevorzugt, den Stoß zu der Zeit des Kupplungseingriffs durch die Ausgabe des Hilfsdrehmoments (Unterstützungsdrehmoments) des Motors zu reduzieren, das das Ausmaß des Drehmomentvermögens der Kupplung berücksichtigt, und ist es weniger wahrscheinlich, dass der Kupplungseingriffsbetrieb durch den Fahrer erkannt wird, um dem Fahrer kein Gefühl eines fehlenden Komforts zu geben. Jedoch wird in dem Fahrzeug, in dem das Umschalten des Brennkraftmaschinenbetriebsmodus und des EV-Betriebsmodus manuell durch die Kupplungsbetätigung des Fahrers ausgeführt wird, wenn die in JP 2010 - 202 151 A gezeigte Technik angewandt wird, das Motordrehmoment zu der Brennkraftmaschine in den Kupplungseingriffsbetrieb übertragen, wenn die Brennkraftmaschine während des Fahrbetriebs gestartet wird, wodurch der Fahrer nicht in der Lage ist, das Gefühl einer Verzögerung des Fahrzeugs zu fühlen, das bei dem Kupplungseingriff involviert ist, und er ein Gefühl eines fehlenden Komforts hat, obwohl die Brennkraftmaschinendrehzahl ansteigt, und infolgedessen die Brennkraftmaschine in einigen Fällen nicht gestartet werden kann.
Weitere Steuerungssysteme für ein Fahrzeug sind in DE 10 2008 002 383 A1 und DE 10 2008 053 391 A1 .
Zusammenfassung der Erfindung
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Steuerungssystem eines Fahrzeugs bereitzustellen, das in der Lage ist, das Gefühl eines fehlenden Komforts des Fahrers, der bei der Betätigung der Drehmomentverbindungs-/- blockierungsvorrichtung involviert ist, zu lösen, wenn die mechanische Energiequelle während eines Fahrbetriebs gestartet wird, und das die mechanische Energiequelle zuverlässig starten kann.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird durch ein Steuerungssystem eines Fahrzeugs mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind in den Unteransprüchen dargelegt.
Es ist bevorzugt, dass das Hilfsdrehmoment (Unterstützungsdrehmoment), wenn das Drehmomentvermögen kleiner ist als das Drehungsstartankurbeldrehmoment, eine Stärke hat, die zu dem Drehmomentvermögen korrespondiert.
Das Steuerungssystem eines Fahrzeugs gemäß der vorliegenden Erfindung kann das Gefühl eine fehlenden Komforts des Fahrers lösen, der bei der Erzeugung einer Verzögerung involviert ist, bevor die Anzahl der Umdrehungen der mechanischen Energiequelle beginnt anzusteigen, da der Fahrer ein Gefühl einer Verzögerung durch die Hilfsdrehmomentausgabe von der elektrischen Energiequelle nicht fühlt (erfährt), bis das Drehmomentvermögen der Drehmomentverbindungs-/-blockierungsvorrichtung das Drehungsstartankurbeldrehmoment der mechanischen Energiequelle erreicht. Wenn das Drehmomentvermögen der Drehmomentverbindungs-/-blockierungsvorrichtung das Drehungsstartankurbeldrehmoment der mechanischen Energiequelle erreicht, gibt das Steuerungssystem das Hilfsdrehmoment, das kleiner ist als das Drehmomentvermögen, von der elektrischen Energiequelle aus, so dass der Fahrer ein Gefühl einer Verzögerung bei dem Anstieg der Anzahl der Umdrehungen der mechanischen Energiequelle erhalten kann, wodurch der Fahrer ein Gefühl eines fehlenden Komforts nicht erfährt. Daher kann gemäß dem Steuerungssystem die Brennkraftmaschine zuverlässig gestartet werden, da der Fahrer ein Gefühl eines fehlenden Komforts nicht erfährt.
Figurenliste

1 ist eine Ansicht, die ein Beispiel eines Hybridfahrzeugs darstellt, bei dem ein Steuerungssystem eines Fahrzeugs gemäß der vorliegenden Erfindung angewandt ist.
2 ist eine Ansicht, die ein Beispiel einer Gangschaltbetätigungsvorrichtung und einer EV-Betriebsmodusumschaltvorrichtung (EV-Fahrbetriebsmodusumschaltvorrichtung) zu der Zeit einer Neutralzustandsauswahl darstellt.
3 ist eine Ansicht, die ein Beispiel der Gangschaltbetätigungsvorrichtung und der EV-Betriebsmodusumschaltvorrichtung zu einer Zeit einer EV-Betriebsmodusauswahl darstellt.
4 ist eine Ansicht, die ein weiteres Beispiel der Gangschaltbetätigungsvorrichtung darstellt.
5 ist eine Ansicht, die ein Verhältnis eines Ankurbeldrehmoments und einer Brennkraftmaschinendrehzahl erläutert.
6 ist eine Ansicht, die ein Verhältnis eines Pedalbetätigungsausmaßes und eines Kupplungsdrehmomentvermögens erläutert.
7 ist ein Ablaufschaubild, das einen Berechnungsprozessbetrieb erläutert, der zu dem Hilfsdrehmoment zu der Zeit des Neustartens der Brennkraftmaschine zugehörig ist.
8 ist ein Zeitdiagramm zu der Zeit eines Neustartens der Brennkraftmaschine.
9 ist eine Ansicht, die im Verhältnis eines Kupplungsdrehmomentvermögens und eines Hilfsdrehmoments erläutert.
10 ist ein Ablaufschaubild, das einen weiteren Modus eines Berechnungsprozessbetriebs erläutert, der zu dem Hilfsdrehmoment zu der Zeit eines Neustartens der Brennkraftmaschine zugehörig ist.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Ein Ausführungsbeispiel eines Steuerungssystems eines Fahrzeugs gemäß der vorliegenden Erfindung ist nachstehend ausführlich in Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. Es sollte angemerkt werden, dass die vorliegende Erfindung nicht auf ein derartiges Ausführungsbeispiel beschränkt ist.
[Ausführungsbeispiel]
Ein Ausführungsbeispiel eines Steuerungssystems eines Fahrzeugs gemäß der vorliegenden Erfindung ist nachstehend in Bezug auf 1 bis 10 beschrieben.
Ein Fahrzeug, bei dem das Steuerungssystem der vorliegenden Erfindung angewandt wird, umfasst ein Hybridfahrzeug mit einer mechanischen Energiequelle, die eine mechanische Energie ausgeben kann, einer elektrischen Energiequelle, die eine mechanische Energie, die aus der elektrischen Energie umgewandelt wird, ausgeben kann, einer Drehmomentübertragungsvorrichtung, die in der Lage ist, ein Drehmoment zwischen der mechanischen Energiequelle und der elektrischen Energiequelle und dem Antriebsrad zu übertragen, einer ersten Betätigungsvorrichtung für einen Fahrer zum Ändern einer Drehmomentübertragungsart der Drehmomentübertragungsvorrichtung durch eine manuelle Betätigung, einer Drehmomentverbindungs-/-blockierungsvorrichtung, die in der Lage ist, die Drehmomentübertragung zwischen der mechanischen Energiequelle und der elektrischen Energiequelle und zwischen der mechanischen Energiequelle und dem Antriebsrad zu verbinden/blockieren (auszuführen/zu unterbrechen), und einer zweiten Betätigungsvorrichtung für den Fahrer zum Ausführen des Verbindungs-/-blockierungsbetriebs der Drehmomentverbindungs-/- blockierungsvorrichtung durch eine manuelle Betätigung.
Zunächst ist ein Beispiel des Hybridfahrzeugs in Bezug auf 1 beschrieben. Bezugszeichen 1 in 1 zeigt das Hybridfahrzeug des vorliegenden Beispiels an. Das Hybridfahrzeug 1, das in der Figur dargestellt ist, ist derart gestaltet, dass der Fahrer manuell zwischen einem Brennkraftmaschinenbetriebsmodus (Brennkraftmaschinenfahrmodus), in dem nur die Energie der mechanischen Energiequelle verwendet wird, einem EV-Betriebsmodus (EV-Fahrmodus), in dem nur die Energie der elektrischen Energiequelle verwendet wird, und einem Hybridantriebsmodus (Hybridfahrmodus), in dem beide Energien der mechanischen Energiequelle und der elektrischen Energiequelle verwendet werden, umschalten kann.
Das Hybridfahrzeug 1 weist als eine mechanische Energiequelle eine Brennkraftmaschine 10 auf, die eine mechanische Energie (Brennkraftmaschinendrehmoment) zu einer Ausgabewelle (Kurbelwelle) 11 ausgibt. Die Brennkraftmaschine 10 kann eine Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung, eine Brennkraftmaschine mit äußerer Verbrennung und dergleichen sein. Der Betrieb der Brennkraftmaschine 10 wird durch eine elektronische Steuerungsvorrichtung (nachstehend als eine „Brennkraftmaschinen-ECU“ bezeichnet) 110 für die Brennkraftmaschine gesteuert.
Das Hybridfahrzeug 1 weist ferner als elektrische Energiequelle einen Motor, einen Generator, der leistungsgetrieben werden kann, oder einen Motor/Generator auf, der sowohl Energie abgeben kann als auch regenerieren kann. Ein Motor/Generator 20 ist nachstehend beispielhaft beschrieben. Der Motor/Generator 20 ist z.B. als ein Permanentmagnettyp-Wechselstrom-Gleichstrom-Elektromotor gestaltet und der Betrieb dieses Motor/Generators wird durch eine elektronische Steuerungsvorrichtung (nachstehend als eine „Motor-/Generator-ECU“ bezeichnet) 102 für einen Motor/Generator gesteuert. Zu der Zeit des Leistungsantreiben arbeitet der Motor/Generator 20 als der Motor (Elektromotor), um die elektrische Energie, die durch eine sekundäre Batterie 25 und einen Inverter 26 zugeführt wird, in mechanische Energie umzuwandeln, und um die mechanische Energie (das Motorantriebsdrehmoment) von einer Drehwelle 21 auszugeben. Zu der Zeit des regenerativen Antriebs arbeitet der Motor/Generator 20 als der Generator (Leistungsgenerator), um die mechanische Energie in die elektrische Energie umzuwandeln, wenn die mechanische Energie (das Motorregenerationsdrehmoment) von der Drehwelle 21 eingegeben wird, und um die Energie in der sekundären Batterie 25 durch den Inverter 26 aufzunehmen bzw. zu speichern.
Das Hybridfahrzeug 1 weist eine Batterieüberwachungseinheit 27 zum Erfassen des Ladezustands (SOC: Zustand der Aufladung) der sekundären Batterie 25 auf. Die Batterieüberwachungseinheit 25 überträgt ein Signal, das zu dem erfassten Ladungszustand der sekundären Batterie 25 zugehörig ist (d.h. ein Signal, das zu dem verbleibenden Kapazitätsausmaß (SOC-Ausmaß) zugehörig ist), zu der Motor-/Generator-ECU 102. Die Motor-/Generator-ECU 102 führt eine Bestimmung des Ladungszustands der sekundären Batterie 25 auf der Grundlage eines derartigen Signals aus und bestimmt, ob es erforderlich ist die sekundäre Batterie 25 zu laden.
Das Hybridfahrzeug 1 weist ferner eine Drehmomentübertragungsvorrichtung, die ein manuelles Schaltgetriebe 30 aufweist, das eine Gangschaltung ist, die durch eine Gangschaltbetätigungsvorrichtung 81 betätigt wird, die als eine erste Betätigungsvorrichtung dient, die nachstehend beschrieben ist, und dergleichen auf. Wie vorstehend beschrieben ist, kann die Drehmomentübertragungsvorrichtung eine Energie zwischen der Brennkraftmaschine 10 und den Antriebsrädern WL, WR und zwischen dem Motor/Generator 20 und den Antriebsrädern WL, WR übertragen. Die Energie der Brennkraftmaschine 10 und des Motor/Generators 20 (das Brennkraftmaschinendrehmoment und das Motorabtriebsdrehmoment) wird zu den Antriebsrädern WL, WR als eine Antriebskraft durch eine derartige Drehmomentübertragungsvorrichtung übertragen.
Das Schaltgetriebe 30 weist eine Eingabewelle 41, an die das Brennkraftmaschinendrehmoment eingegeben wird, und eine Ausgabewelle 42 auf, die parallel zu der Eingabewelle 41 angeordnet ist, wobei ein Abstand zwischen ihnen vorliegt, und die das Drehmoment zu den Antriebsrädern WL, WR ausgibt.
Das Brennkraftmaschinendrehmoment wird zu der Eingabewelle 41 durch eine Kupplung 50 eingegeben, die als die Drehmomentverbindungs-/- blockierungsvorrichtung dient. Die Kupplung 50 ist z.B. eine Reibkupplungsvorrichtung, die gestaltet ist, um zu einem Eingriffszustand zum Koppeln der Ausgabewelle 11 der Brennkraftmaschine 10 und der Eingabewelle 41 und einem Freigabezustand (Blockierungszustand) zum Freigeben (Blockieren) der Ausgabewelle 11 und der Eingabewelle 41 von dem Eingriffszustand umzuschalten.
Der Eingriffszustand, der vorstehend erwähnt ist, ist ein Zustand, in dem das Drehmoment zwischen der Ausgabewelle 11 und der Eingabewelle 41 übertragen werden kann, und umfasst einen Zustand mit vollständigem Eingriff und einem Zustand mit teilweisem Eingriff. Der Zustand mit vollständigem Eingriff ist ein Zustand, in dem die Drehungen der Ausgabewelle 11 von der Eingabewelle 41 synchronisiert sind. Der Zustand mit teilweisem Eingriff ist ein Zustand von einem Zeitpunkt, wenn die Ausgabewelle 11 und die Eingabewelle 41 beginnen miteinander einzugreifen, bis zu einem Zeitpunkt, bei dem deren Drehungen synchronisiert worden sind, d.h. ein Zustand während des Eingriffbetriebs der Kupplung 50 oder ein Zustand von dem Drehungssynchronisierungszustand bis zu einem Zeitpunkt, zu dem die Ausgabewelle 11 und die Eingabewelle 41 vollständig blockiert sind, d.h. ein Zustand während des Freigabebetriebs der Kupplung 50. Der Freigabezustand ist ein Zustand, in dem das Drehmoment zwischen der Ausgabewelle 11 und der Eingabewelle 41 nicht übertragen werden kann.
Die Kupplung 50 ermöglicht eine Drehmomentübertragung zwischen der Brennkraftmaschine 10 und den Antriebsrädern WL, WR durch das Schaltgetriebe 30 und dergleichen in dem Eingriffszustand und verhindert eine derartige Drehmomentübertragung in dem Freigabezustand. Die Kupplung 50 ermöglicht ferner eine Drehmomentübertragung zwischen der Brennkraftmaschine 10 und dem Motor/Generator 20 durch das Schaltgetriebe 30 in dem Eingriffszustand und verhindert eine derartige Drehmomentübertragung in dem Freigabezustand. Der Umschaltbetrieb (d.h. der Verbindungs-/-blockierungsbetrieb (Verbindungs-/- blockierungsbetätigung) der Kupplung 50) des Eingriffszustands und des Freigabezustands der Kupplung 50 wird mechanisch durch einen Gelenkmechanismus, ein Kabel und dergleichen in Übereinstimmung mit der Betätigung des Fahrers an einem Kupplungspedal 51 (zweite Betätigungsvorrichtung) ausgeführt.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Drehwelle 21 des Motor/Generators 20 mit der Ausgabewelle 42 mittels eines Zahnradpaars 60 gekoppelt, das als ein EV-Zahnrad dient. Das Zahnradpaar 60 ist durch ein erstes Zahnrad 61 und ein zweites Zahnrad 62 gebildet, die miteinander kämmen. Das erste Zahnrad 61 ist an der Drehwelle 21 des Motors/Generators 20 angebracht, um mit dieser einstückig drehbar zu sein. Das weitere Zahnrad 62 ist mit einem größeren Durchmesser ausgeführt als das erste Zahnrad 61 und ist an der Ausgabewelle 42 des Schaltgetriebes 30 angebracht, um mit dieser einstückig drehbar zu sein. Das Zahnradpaar 60 arbeitet somit als eine Drehzahlreduzierungsvorrichtung, wenn das Drehmoment von der Seite der Drehwelle 21 des Motors/Generators 20 eingegeben wird, und arbeitet als eine Drehzahlerhöhungsvorrichtung, wenn das Drehmoment von der Seite der Ausgabewelle 42 des Schaltgetriebes 30 eingegeben wird. Daher wird, wenn der Motor/Generator 20 eine Energie abgibt, das Motorantriebsdrehmoment zu dem Schaltgetriebe 30 durch das Zahnradpaar 60 übertragen, das als die Drehzahlreduzierungsvorrichtung arbeitet. Wenn der Motor/Generator 20 in einem Regenerationsmodus angetrieben wird, wird andererseits das Ausgabedrehmoment von der Ausgabewelle 42 des Schaltgetriebes 30 zu einem Rotor des Motor/Generators 20 durch das Zahnradpaar 60 übertragen, das als die Drehzahlerhöhungsvorrichtung arbeitet. Das Zahnradpaar 60 ist in dem Kämmzustand unabhängig von der Position eines Schalthebels 81a in einer Schaltkulisse 81b, was nachstehend beschrieben ist, d.h. unabhängig davon, ob der Schalthebel 81a in einer Gangschaltposition 1 bis 5 oder R, in einer EV-Betriebsmodusauswahlposition EV oder einer Neutralposition ist.
Des Weiteren hat das Schaltgetriebe 30, das vorstehend dargestellt ist, Gangschaltstufen umfassend fünf Vorwärtsgänge und einen Rückwärtsgang und weist eine erste Gangschaltstufe 31, eine zweite Gangschaltstufe 32, eine dritte Gangschaltstufe 33, eine vierte Gangschaltstufe 34 und eine fünfte Gangschaltstufe 35 für die Vorwärtsgangschaltstufen und eine Rückwärtsgangschaltstufe 39 für die Rückwärtsgangschaltstufe auf. Die Vorwärtsgangschaltstufen sind derart gestaltet, dass das Untersetzungsverhältnis in der Reihenfolge der ersten Gangschaltstufe 31, der zweiten Gangschaltstufe 32, der dritten Gangschaltstufe 33, der vierten Gangschaltstufe 34 und der fünften Gangschaltstufe 35 kleiner wird. Die Gestaltung des Schaltgetriebes 30 von 1 wurde vorstehend kurz beschrieben, jedoch ist die Anordnung jeder Gangschaltstufe nicht zwangsweise auf die Art von 1 beschränkt.
In der Drehmomentübertragungsvorrichtung des vorliegenden Ausführungsbeispiels wird das Brennkraftmaschinendrehmoment, das zu der Eingabewelle 41 eingegeben wird, mit einer der Gangschaltstufen (Gangschaltstufe 31 bis 35, 39) geschaltet und zu der Ausgabewelle 42 übertragen, wobei die Kupplung 50 in dem Eingriffszustand ist. In der Drehmomentübertragungsvorrichtung wird das Motorantriebsdrehmoment zu der Ausgabewelle 42 übertragen. In der Drehmomentübertragungsvorrichtung wird das Drehmoment, das von der Ausgabewelle 42 ausgegeben wird, mit einem finalen Drehzahlverminderungsmechanismus 71 verringert und zu den Antriebsrädern WL, WR als die Antriebskraft durch einen Differentialmechanismus 72 übertragen.
Die erste Gangschaltstufe 31 ist durch ein Zahnradpaar eines ersten Gangantriebszahnrads 31a und eines ersten angetriebenen Gangzahnrad 31b gestaltet, die miteinander kämmen. Das erste Gangantriebszahnrad 31a ist an der Eingabewelle 41 angeordnet und das erste angetriebene Gangzahnrad 31b ist an der Ausgabewelle 42 angeordnet. Die zweite Gangzahnradstufe 32 bis zu der fünften Gangzahnradstufe 35 weist jeweils ein zweites Gangantriebszahnrad 32a bis fünftes Gangantriebszahnrad 35a und ein zweites angetriebenes Gangzahnrad 32b bis fünftes angetriebenes Gangzahnrad 35b ähnlich wie die erste Gangschaltstufe 31 auf.
Die Rückwärtsgangschaltstufe 39 ist durch ein Rückwärtsantriebszahnrad 39a, ein angetriebenes Rückwärtszahnrad 39b und ein Rückwärtszwischenzahnrad 39c gestaltet. Das Rückwärtsantriebszahnrad 39a ist an der Eingabewelle 41 angeordnet und das angetriebene Rückwärtszahnrad 39b ist an der Ausgabewelle 42 angeordnet. Das Rückwärtszwischenzahnrad 39c kämmt mit dem Rückwärtsantriebszahnrad 39a und dem angetriebenen Rückwärtszahnrad 39b und ist an einer Drehwelle 43 angeordnet.
Bei der Gestaltung des Schaltgetriebes 30 ist eines der Antriebszahnräder der Gangschaltstufen angeordnet, um sich einstückig mit der Eingabewelle 41 zu drehen, und sind die übrigen Antriebszahnräder angeordnet, um sich relativ in Bezug auf die Eingabewelle 41 zu drehen. Des Weiteren ist eines der angetriebenen Zahnräder der Gangschaltstufen angeordnet, um sich einstückig mit der Ausgabewelle 42 zu drehen, und sind die übrigen angetriebenen Zahnräder angeordnet, um sich relativ in Bezug zu der Ausgabewelle 42 zu drehen.
Eine Muffe (nicht dargestellt), die sich in der axialen Richtung in Übereinstimmung mit der Gangschaltbetätigung des Fahrers bewegt, ist an der Eingabewelle 41 und der Ausgabewelle 42 angeordnet. Die Muffe an der Eingabewelle 41 ist zwischen den Antriebszahnrädern von den zwei Gangschaltstufen angeordnet, die sich relativ zu der Eingabewelle 41 drehen können. Die Muffe an der Ausgabewelle 42 ist zwischen den angetriebenen Rädern von zwei Gangschaltstufen angeordnet, die sich relativ zu der Ausgabewelle 42 drehen können. Wenn der Fahrer die Gangschaltbetätigungsvorrichtung 81 betätigt, bewegt sich eine derartige Muffe in der axialen Richtung durch einen Gelenkmechanismus und eine Gabel (nicht dargestellt), die mit der Gangschaltbetätigungsvorrichtung 81 gekoppelt sind. Die Hülse dreht nach der Bewegung einstückig das relativ drehbare Antriebszahnrad und das angetriebene Zahnrad, die in der Bewegungsrichtung positioniert sind, mit der Eingabewelle 41 und der Ausgabewelle 42. In einem derartigen Schaltgetriebe 30 bewegt sich die Muffe in der Richtung korrespondierend zu der Gangschaltbetätigung der Gangschaltbetätigungsvorrichtung 81 des Fahrers, so dass das Umschalten zu der Gangschaltstufe korrespondierend zu der Gangschaltbetätigung oder das Umschalten in den neutralen Zustand (d.h. einen Zustand, in dem ein Drehmoment zwischen der Eingabewelle 41 und der Ausgabewelle 42 nicht übertragen wird) ausgeführt wird.
In dem Hybridfahrzeug 1 wird eine EV-Betriebsmodusumschaltvorrichtung, die durch den Fahrer betätigt wird, für die Auswahl des EV-Betriebsmodus verwendet. In diesem Fall ist die Funktion der EV-Betriebsmodusumschaltvorrichtung an der Gangschaltbetätigungsvorrichtung 81 vorgesehen.
Die Gangschaltbetätigungsvorrichtung 81 weist den Schalthebel 81a, der verwendet wird, wenn der Fahrer die Gangschaltbetätigung ausführt, die so genannte Schaltkulisse 81b zum Führen des Schalthebels 81a für jede Gangschaltstufe, den Gelenkmechanismus, die Gabel und dergleichen auf. Zum Beispiel kann die Gangschaltbetätigungsvorrichtung 81 in einem Modus sein, der in 2 und 3 oder 4 dargestellt ist. Die Begriffe „1 bis 5“ und „R“ auf der Schaltkulisse 81b in jeder Figur zeigen die Gangschaltpositionen (Auswahlpositionen) der ersten Gangschaltstufe 31 bis zu der fünften Gangschaltstufe 35 und der Rückwärtsgangschaltstufe 39 auf.
Wenn der Fahrer den Schalthebel 81a zu den Gangschaltpositionen 1 bis 5 und R betätigt und wenn die Kupplung 50 in dem Freigabezustand ist, schalten die Gangschaltbetätigungsvorrichtungen 81A, 81B, die in 2 und 3 sowie 4 dargestellt sind, das Schaltgetriebe 30 zu der Gangschaltstufe um, die zu der relevanten Position korrespondiert.
Die Gangschaltbetätigungsvorrichtung 81A, die in 2 und 3 dargestellt ist, weist an der Schaltkulisse 81b die EV-Betriebsmodusauswahlposition EV auf, die eine Auswahlposition des Schalthebels 81a ist, die von den Gangschaltpositionen 1 bis 5 und R verschieden ist, um zu dem EV-Betriebsmodus umzuschalten. In dem Hybridfahrzeug 1 des vorliegenden Ausführungsbeispiels wird der Betriebsmodus (Fahrmodus) der EV-Betriebsmodus, wenn der Schalthebel 81a zu der EV-Betriebsmodusauswahlposition EV geschaltet wird, wie in 3 dargestellt ist. In einem derartigen Hybridfahrzeug 1 wird es, wenn der Schalthebel 81a zu der EV-Betriebsmodusauswahlposition EV geschaltet wird, bewirkt, dass das Schaltgetriebe 30 durch die Muffe in den Neutralzustand oder dergleichen gebracht wird. Des Weiteren bewirkt ferner die Gangschaltbetätigungsvorrichtung 81A, dass das Schaltgetriebe 30 in den Neutralzustand gebracht wird, wenn der Schalthebel 81a zu der Neutralposition geschaltet wird, wie in 2 dargestellt ist.
Die Gangschaltbetätigungsvorrichtung 81B, die in 4 dargestellt ist, weist andererseits die EV-Betriebsmodusauswahlposition EV im Gegensatz zu der Gangschaltbetätigungsvorrichtung 81A nicht auf. In der Gangschaltbetätigungsvorrichtung 81B ist das Schaltgetriebe 30 im Neutralzustand und ist der Betriebsmodus in dem EV-Betriebsmodus, wenn der Schalthebel 81a zu der Neutralposition geschaltet wird, wie in 4 dargestellt ist.
Die Gangschaltbetätigungsvorrichtung 81 (81A, 81B) weist eine EV-Betriebsmodusauswahlpositionserfassungseinheit 82 auf. Die EV-Betriebsmodusauswahlpositionserfassungseinheit 82 erfasst, ob der EV-Betriebsmodus auf der Grundlage der Position des Schalthebels 81a an der Schaltkulisse 81b ausgewählt ist oder nicht. In dem Fall der Gangschaltbetätigungsvorrichtung 81A wird z.B. ein Positionsinformationserfassungssensor, der erfassen kann, dass der Schalthebel 81a in der EV-Betriebsmodusauswahlposition EV ist, und dergleichen für die EV-Betriebsmodusauswahlpositionserfassungseinheit 82 verwendet. In dem Fall der Gangschaltbetätigungsvorrichtung 81B wird z.B. ein Positionsinformationserfassungssensor, der erfassen kann, dass der Schalthebel 81a in der Neutralposition ist, und dergleichen für die EV-Betriebsmodusauswahlpositionserfassungseinheit 82 verwendet. Das Erfassungssignal der EV-Betriebsmodusauswahlpositionserfassungseinheit 82 wird zu einer elektronischen Steuerungsvorrichtung (nachstehend als eine „Hybrid-ECU“ bezeichnet) 100 zum umfassenden Steuern des Betriebs des gesamten Fahrzeugs übertragen.
Die Hybrid-ECU 100 kann Erfassungssignale von verschiedenen Arten von Sensoren, Informationen, wie z.B. einen Steuerungsbefehl und dergleichen mit der Brennkraftmaschinen-ECU 101 und der Motor-/Generator-ECU 102 austauschen. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind zumindest die Hybrid-ECU 100, die Brennkraftmaschinen-ECU 101 und die Motor-/Generator-ECU 102 die Hauptelemente des Steuerungssystems des Fahrzeugs.
Die Gangschaltbetätigungsvorrichtung 81 (81A, 81B) weist ferner eine Gangschaltpositionserfassungseinheit 83 zum Erfassen auf, während Gangschaltposition 1 bis 5 und R an der Schaltkulisse 81b der Schalthebel 81a aufweist, d.h. welche Gangschaltstufe der Fahrer ausgewählt hat. Die Gangschaltpositionserfassungseinheit 83 kann z.B. ein Positionsinformationserfassungssensor sein, der erfassen kann, in welcher Gangschaltposition 1 bis 5 und R der Schalthebel 81a ist. Das Erfassungssignal wird zu der Hybrid-ECU 100 übertragen. Die Hybrid-ECU 100 bestimmt die Gangschaltstufe, die durch den Fahrer ausgewählt worden ist, und die derzeitige Gangschaltstufe auf der Grundlage eines derartigen Erfassungssignals. Die Gangschaltpositionserfassungseinheit 83 ist als ein separater Körper von der EV-Betriebsmodusauswahlpositionserfassungseinheit 82 zur Erleichterung dargestellt, Sie kann jedoch durch eine Schalthebelpositionserfassungseinheit (nicht dargestellt) ersetzt werden, in der beide Erfassungseinheiten in einer Einheit integriert sind. Die Hybrid-ECU 100 kann eine bekannte Technik verwenden, die aus dem technischen Gebiet bekannt ist, um die derzeitige Gangschaltstufe von dem Brennkraftmaschinendrehmoment, der Raddrehzahl und dergleichen zu schätzen.
Wenn der Schalthebel 81a zu der Gangschaltposition 1 bis 5 und R geschaltet wird, wählt die Hybrid-ECU 100 entweder den Brennkraftmaschinenbetriebsmodus oder den Hybridbetriebsmodus aus. Zum Beispiel führt die Hybrid-ECU 100 das Umschalten des Brennkraftmaschinenbetriebsmodus und des Hybridbetriebsmodus auf der Grundlage der festgelegten Antriebsanforderung (angeforderte Antriebskraft) des Fahrers, der Information (SOC-Ausmaß) des Ladungszustands der sekundären Batterie 25, die von der Motor-/Generator-ECU 102 übertragen wird, und der Information des Fahrzeugbetriebszustands (Fahrzeugfahrzustands) (Informationen wie z.B. über eine Fahrzeuglateralbeschleunigung, die durch eine Fahrzeuglateralbeschleunigungserfassungsvorrichtung (nicht dargestellt), einen Rutschzustand der Antriebsräder WL, WR, der durch eine Radrutscherfassungsvorrichtung erfasst wird, und dergleichen) auf. Die Hybrid-ECU 100 dreht die Steuerungsbefehl korrespondierend zu dem relevanten Betriebsmodus zu der Brennkraftmaschinen-ECU 101 und der Motor-/Generator-ECU 102.
Wenn der EV-Betriebsmodus durch die Position des Schalthebels 81a an der Schaltkulisse 81b ausgewählt wird, überträgt die Hybrid-ECU 100 den Steuerungsbefehl korrespondierend zu einem derartigen Betriebsmodus zu der Brennkraftmaschine 101 und der Motor-/Generator-ECU 102.
In dem Hybridfahrzeug 1 wird die Kraftstoffwirtschaftlichkeit durch Stoppen der Brennkraftmaschine 100 während eines Betriebs (Fahrbetriebs) in dem EV-Betriebsmodus z.B. verbessert. Somit ist es in dem Hybridfahrzeug 1 erforderlich, dass die Brennkraftmaschine 10 gestartet wird, wenn von dem EV-Betriebsmodus zu dem Brennkraftmaschinenbetriebsmodus oder dem Hybridbetriebsmodus umgeschaltet wird, der das Brennkraftmaschinendrehmoment verwendet. In diesem Fall wird das Drehmoment von der Seite des Schaltgetriebes 30 zu der Brennkraftmaschine 10 übertragen, so dass die Brennkraftmaschine 10 durch ein derartiges Drehmoment angekurbelt wird und gestartet wird. In diesem Fall betätigt der Fahrer das Kupplungspedal 51 und die Gangschaltbetätigungsvorrichtung 81, so dass das Drehmoment von dem Schaltgetriebe 30 zu der Brennkraftmaschine 10 über die Kupplung 50 übertragen wird. Das heißt nach dem Freigabebetrieb der Kupplung 50 wird der Schalthebel 81a zu einer der Gangschaltpositionen 1 bis 5 geführt, um den Eingriffsbetrieb der Kupplung 50 auszuführen, so dass ein Teil des Drehmoments an der Seite der Ausgabewelle 42 zu der Eingabewelle 41 des Schaltgetriebes 30 übertragen wird und das Drehmoment der Eingabewelle 41 zu der Ausgabewelle 11 der Brennkraftmaschine 10 übertragen wird. Das Drehmoment an der Seite der Ausgabewelle 42 ist z.B. das Motordrehmoment für eine Antriebskrafterzeugung des EV-Betriebsmodus.
Wenn von dem EV-Betriebsmodus zu dem Brennkraftmaschinenbetriebsmodus umgeschaltet wird, wird z.B. ein Teil des Motordrehmoments zur Antriebskrafterzeugung des EV-Betriebsmodus als ein Ankurbeldrehmoment zum Starten der Brennkraftmaschine 10 übertragen, wodurch eine Verzögerung erzeugt werden kann, die mit dem Absenken der Antriebskraft einhergeht. In diesem Fall kann die Verzögerung mit der Erzeugung des Ankurbeldrehmoments erzeugt werden (d.h. bei dem Start des Eingriffs der Kupplung 50). Das Ankurbeldrehmoment erhöht sich, wenn der Eingriffsgrad der Kupplung 50 erhöht wird (d.h. wenn er sich dem Zustand mit vollständigem Eingriff nähert). Wie in 5 dargestellt ist, beginnt ein Anstieg der Brennkraftmaschinendrehzahl mit einer Verspätung in Bezug auf den Erzeugungszeitpunkt des Ankurbeldrehmoments. Dies fußt darauf, dass die Brennkraftmaschine 10 in dem gestoppten Zustand (Stoppzustand) nicht gleich beginnt zu drehen, während das Ankurbeldrehmoment größer wird oder gleich wie als eine Summe (nachstehend als ein „Drehungsstartankurbeldrehmoment“ bezeichnet) des Drehmoments wird, das zu der maximalen statischen Reibung der Brennkraftmaschine 10 und dem Drehmoment zugehörig ist, das zu dem Kompressionsdruck zugehörig ist, der durch die Brennkraftmaschinenstoppposition bestimmt ist, und dergleichen. Somit kann der Fahrer ein Gefühl eines fehlenden Komforts spüren, wenn die Verzögerung auftritt, bevor ein Anstieg der Brennkraftmaschinendrehzahl beginnt. Der Fahrer, der die Veränderung der Brennkraftmaschinendrehzahl auf einem Tachometer nicht erkennt, kann erwarten, dass die Brennkraftmaschine 10 mit dem Anstieg der Brennkraftmaschinendrehzahl startet, indem er eine Verzögerung spürt. Jedoch kann, wenn der Eingriffsgrad (nachstehend als „Kupplungseingriffsgrad“ bezeichnet) der Kupplung 50 in diesem Fall kleiner ist als die Stärke zum Erzeugen des Drehungsstartankurbeldrehmoments, die Brennkraftmaschine 10 nicht gestartet werden und kann das Schalten zu dem Brennkraftmaschinenbetriebsmodus nicht realisiert werden, wenn der Fahrer den Eingriffsbetrieb (Eingriffsbetätigung) der Kupplung 50 in einem derartigen Zustand stoppt.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird, wenn die Brennkraftmaschine 10 in dem gestoppten Zustand während eines Betriebs (Fahrbetriebs) gestartet wird, das Motordrehmoment bezüglich dem Drehmomentvermögen (nachstehend als ein „Kupplungsdrehmomentvermögen“ bezeichnet) der Kupplung 50 zu dem Motordrehmoment zur Antriebskrafterzeugung als das Hilfsdrehmoment (Unterstützungsdrehmoment) hinzugefügt und wird ein derartig hinzugefügtes Motordrehmoment ausgegeben, so dass die Brennkraftmaschinendrehzahl mit dem Hilfsdrehmoment erhöht werden kann.
Das Kupplungsdrehmomentvermögen Tcl kann z.B. mit der nachstehenden Gleichung 1 geschätzt werden, wobei µ der Reibungskoeffizient des Reibungsmaterials der jeweiligen Eingriffsabschnitte 50a, 50b der Kupplung 50 ist, A die Gesamtfläche einer Fläche ist, an der sich die jeweiligen Reibungsmaterialien berühren, P der Flächendruck zwischen den jeweiligen Eingriffsabschnitten 50a, 50b ist, und d der Außendurchmesser in dem Bereich ist, in dem sich die Reibungsmaterialien berühren. $Tcl = μ * A * P * d / 2$
Der Flächendruck P ändert sich gemäß dem Bewegungsausmaß zwischen den Eingriffsabschnitten 50a, 50b der Kupplung 50 und dem Pedalbetätigungsausmaß des Kupplungspedals 51. Die Werte, die von dem Flächendruck P verschieden sind, sind Gestaltungswerte und sind nicht veränderliche Werte. Somit kann erkannt werden, dass sich das Kupplungsdrehmomentvermögen Tcl gemäß dem Flächendruck P ändert, d.h. gemäß dem Bewegungsausmaß zwischen den Eingriffsabschnitten 50a, 50b und dem Pedalbetätigungsausmaß des Kupplungspedals 51. In anderen Worten erhöht sich das Kupplungsdrehmomentvermögen Tcl, wenn sich der teilweise Eingriffszustand der Kupplung 50 dem Zustand mit vollständigem Eingriff nähert, wie in 6 dargestellt ist.
In 6 kann das Kupplungsdrehmomentvermögen auf der senkrechten Achse durch den Kupplungseingriffsgrad ersetzt werden. Der Kupplungseingriffsgrad wird auf der Grundlage des Bewegungsausmaßes zwischen den Eingriffsabschnitten 50a, 50b oder dem Pedalbetätigungsausmaß des Kupplungspedals 51 geschätzt.
Die Hybrid-ECU 100 kann das Kupplungsdrehmomentvermögen Tcl aus dem Bewegungsausmaß zwischen den Eingriffsabschnitten 50a, 50b oder dem Pedalbetätigungsausmaß des Kupplungspedals 51 schätzen. Das Bewegungsausmaß zwischen den Eingriffsabschnitten 50a, 50b kann aus dem Erfassungswert eines so genannten Kupplungspedalhubsensors 53 erhalten werden. Das Pedalbetätigungsausmaß des Kupplungspedals 51 kann aus dem Erfassungswert eines so genannten Kupplungspedalhubsensors 53 erhalten werden. Da das Kupplungspedal 51 ein so genanntes Spiel hat, kann das Kupplungsdrehmomentvermögen Tcl ohne das Pedalbetätigungsausmaß für das Spiel geschätzt werden (6).
Da die Antriebskraft durch das Hilfsdrehmoment nicht verringert wird, kann der Fahrer den Anstieg der Brennkraftmaschinendrehzahl durch seine/ihre Kupplungseingriffsbetätigung ohne ein Gefühl der Verzögerung beginnen, bei der ein Gefühl eines fehlenden Komforts auftritt. Jedoch ist es weniger wahrscheinlich, dass der Fahrer die Verzögerung spürt, selbst nachdem der Anstieg der Brennkraftmaschinendrehzahl beginnt, aufgrund der Ausgabe des Hilfsdrehmoments für das Kupplungsdrehmomentvermögen Tcl. Somit kann der Fahrer zu dieser Zeit ein Gefühl ein Unbehagen spüren.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird, wenn die Brennkraftmaschine 10 in dem gestoppten Zustand während eines Betriebs gestartet wird, das Motordrehmoment für das Kupplungsdrehmomentvermögen Tcl als das Hilfsdrehmoment Ta ausgegeben und wird, nachdem das Kupplungsdrehmomentvermögen Tcl auf das Drehungsstartankurbeldrehmoment Tcr erhöht worden ist, das Motordrehmoment, das kleiner ist als das Kupplungsdrehmomentvermögen Tcl, als das Hilfsdrehmoment Ta ausgegeben. Das heißt in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die Stärke des Hilfsdrehmoments gemäß dem Kupplungsdrehmomentvermögen Tel gesteuert, wenn die Brennkraftmaschine 10 in dem gestoppten Zustand während eines Betriebs gestartet wird.
Ein Berechnungsprozessbetrieb, wenn die Brennkraftmaschine 10 in dem gestoppten Zustand während des Betriebs gestartet wird, ist nachstehend auf der Grundlage des Ablaufschaubilds von 7 und des Zeitschaubilds von 8 beschrieben. Das Starten der Brennkraftmaschine, wenn von dem EV-Betriebsmodus zu dem Brennkraftmaschinenbetriebsmodus umgeschaltet wird, ist nachstehend beschrieben.
Beim Starten der Brennkraftmaschine bestimmt die Hybrid-ECU 100, ob die freigegebene Kupplung 50 den Eingriff startet oder nicht (Schritt ST1). Ein Kennfeld, wie in 6 dargestellt ist, ist z.B. vorgesehen und die Bestimmung wird auf der Grundlage eines derartigen Kennfelds und des Pedalbetätigungsausmaßes des Kupplungspedals 51 ausgeführt. Die Bestimmung kann auch auf der Grundlage des erfassten Bewegungsausmaßes zwischen den Eingriffsabschnitten 50a, 50b ausgeführt werden. Des Weiteren wird unmittelbar nach dem Start des Eingriffs der Kupplung 50 das Hilfsdrehmoment noch nicht ausgegeben und wird die Verzögerung durch einen Vor-/Nachbeschleunigungssensor 91 erfasst. Daher kann in dem Schritt ST1 die Erfassung der Verzögerung als der Start des Eingriffs der Kupplung 50 bestimmt werden.
Wenn die Kupplung 50 den Eingriff nicht gestartet hat, wiederholt die Hybrid-ECU 100 die Bestimmung des Schritts ST1 bis eine Bestimmung gemacht wird, dass der Eingriff gestartet worden ist.
Wenn es bestimmt wird, dass die Kupplung 50 ihren Eingriff gestartet hat, schätzt die Hybrid-ECU 100 das Kupplungsdrehmomentvermögen Tcl (Schritt ST2) und bestimmt, ob das Kupplungsdrehmomentvermögen Tcl kleiner ist als das Drehungsstartankurbeldrehmoment Tcr (Schritt ST3).
Das Drehungsstartankurbeldrehmoment Tcr kann mit der Summe des Drehmoments, das zu der maximalen statischen Reibung der Brennkraftmaschine 10 zugehörig ist, und des maximalen Werts des Drehmoments, das zu dem Kompressionsdruck zugehörig ist, festgelegt sein. Das Drehungsstartankurbeldrehmoment Tcr kann, wie nachstehend beschrieben, festgelegt sein. Zum Beispiel verschwindet, wenn die Brennkraftmaschine 10 mit dem angewendeten Drehmoment stoppt, die Luft in dem Zylinder und reduziert sich der Kompressionsdruck, so dass die Ausgabewelle 11 und der Kolben (nicht dargestellt) ihre Bewegung nicht unmittelbar starten, selbst wenn das Drehmoment an der Ausgabewelle 11 aufgebracht wird. Jedoch kann sich die Ausgabewelle 11 (und dergleichen) schließlich bewegen, indem die Brennkraftmaschine 10 weiter das Drehmoment an der Ausgabewelle 11 aufbringt, während es sich erhöht. Das Drehmoment, das an der Ausgabewelle 11 aufgebracht wird, wenn eine Bewegung der Ausgabewelle 11 und dergleichen startet, kann als das Drehungsstartankurbeldrehmoment Tcr festgelegt sein.
Das Kupplungsdrehmomentvermögen Tcl wird bei dem Start des Eingriffs der Kupplung 50, wie in 8 dargestellt ist, während des teilweisen Eingriffszustands größer. Somit legt, wenn das Kupplungsdrehmomentvermögen Tcl kleiner ist als das Drehungsstartankurbeldrehmoment Tcr, die Hybrid-ECU 100 das Motordrehmoment für das Kupplungsdrehmomentvermögen Tcl als das Hilfsdrehmoment Ta fest (Schritt ST4) und gibt das Hilfsdrehmoment Ta von dem Motor/Generator 20 aus (Schritt ST5).
In diesem Fall wird die Summe des Motordrehmoments zur Antriebskrafterzeugung des EV-Betriebsmodus und des Hilfsdrehmoments Ta von dem Motor/Generator 20 ausgegeben. Das Hilfsdrehmoment Ta für das Kupplungsdrehmomentvermögen Tel wird bei einer Erhöhung des Kupplungsdrehmomentvermögens Tel aktualisiert und wird weiter ausgegeben, bis das Kupplungsdrehmomentvermögen Tel das Drehungsstartankurbeldrehmoment Trc erreicht. Daher wird in dem Hybridfahrzeug 1 das Motordrehmoment zur Antriebskrafterzeugung währenddessen zu den Antriebsrädern WL, WR übertragen und wird das Hilfsdrehmoment Ta zu der Brennkraftmaschine 10 übertragen. Daher wird in dem Hybridfahrzeug 1 die Erzeugung einer Verzögerung durch das Absenken der Antriebskraft verhindert, wie in 8 dargestellt ist. Das heißt, gemäß dem Steuerungssystem kann die Erzeugung der Verzögerung, bevor ein Anstieg der Brennkraftmaschinendrehzahl startet, wie durch eine Strichpunktlinie dargestellt ist, verhindert werden, wie vor der vorliegenden Steuerung 1 in 8. Daher hat der Fahrer kein Gefühl eines fehlenden Komforts, bei dem er eine Verzögerung spürt, obwohl ein Anstieg der Brennkraftmaschinendrehzahl noch nicht begonnen hat, bis das Kupplungsdrehmomentvermögen Tcl das Drehungsstartankurbeldrehmoment Tcr erreicht.
Das Hilfsdrehmoment Ta, das in dem Schritt ST4 festgelegt wird, muss nicht zwangsweise exakt mit dem Motordrehmoment für das Kupplungsdrehmomentvermögen Tel übereinstimmen. Dies fußt darauf, ob das Hilfsdrehmoment Ta mit dem Motordrehmoment übereinstimmt oder nicht, abhängig von der Abschätzgenauigkeit des Kupplungsdrehmomentvermögens Tcl. Daher muss die Stärke des Hilfsdrehmoments Ta lediglich innerhalb eines Bereichs festgelegt werden, in dem der Fahrer die Verzögerung physisch nicht spürt.
Wenn in dem Schritt ST3 bestimmt wird, dass das Kupplungsdrehmomentvermögen Tel größer ist als oder gleich ist wie das Drehungsstartankurbeldrehmoment Tcr, liegt die Hybrid-ECU 100 das Motordrehmoment kleiner fest als das Kupplungsdrehmomentvermögen Tel als das Hilfsdrehmoment Ta (Schritt ST6), schreitet zu dem Schritt ST5 voran und gibt das Hilfsdrehmoment Ta von dem Motor/Generator 20 aus.
Wie durch eine durchgezogene Linie in 8 und 9 dargestellt ist, wird z.B. das Hilfsdrehmoment Ta in dem Schritt ST6 auf das Drehungsstartankurbeldrehmoment Tcr festgelegt, d.h. auf die Summe des Drehmoments, das zu der maximalen statischen Reibung der Brennkraftmaschine 10 zugehörig ist, und des Drehmoments, das zu dem Kompressionsdruck zugehörig ist, unabhängig von einem Verstreichen der Zeit. In diesem Fall wird die Differenz des Kupplungsdrehmomentvermögens Tel und des Hilfsdrehmoments Ta mit einem Verstreichen der Zeit größer und kann eine große Verzögerung bei einem Verstreichen der Zeit erzeugt werden.
Wie durch eine Strichpunktlinie in 9 dargestellt ist, kann das Hilfsdrehmoment Ta derart festgelegt sein, dass der Erhöhungsgradient kleiner wird als der Erhöhungsgradient des Kupplungsdrehmomentvermögens Tcl. In diesem Fall kann es verhindert werden, dass die Differenz des Kupplungsdrehmomentvermögens Tel und des Hilfsdrehmoments Ta größer wird verglichen zu dem Ausführungsbeispiel, das vorstehend dargestellt ist, selbst wenn die Zeit verstreicht, wodurch die Änderung der Verzögerung gering ist und die Einstellung der Verzögerung erleichtert wird, bis die Brennkraftmaschine 10 ihren Startvorgang abgeschlossen hat.
Wie durch eine Doppelstrichpunktlinie in 9 dargestellt ist, kann das Hilfsdrehmoment Ta sich mit einem Verstreichen der Zeit verringern. In diesem Fall kann eine große Verzögerung bei einem Verstreichen der Zeit erzeugt werden und kann das Energieverbrauchausmaß der sekundären Batterie 25, die für die Ausgabe des Hilfsdrehmoments Ta erforderlich ist, in Bezug auf die zwei Ausführungsbeispiele, die vorstehend beschrieben sind, reduziert werden.
Wie in 8 dargestellt ist, wird das Hilfsdrehmoment Ta, das in dem Schritt ST6 festgelegt ist, weiterhin ausgegeben, bis die Brennkraftmaschine 10 den Startvorgang abgeschlossen hat. Somit wird in dem Hybridfahrzeug 1 die Verzögerung bei einer Erhöhung der Brennkraftmaschinendrehzahl erzeugt. Das heißt, gemäß dem Steuerungssystem kann ein Fall, in dem die Verzögerung nicht erzeugt wird, obwohl die Brennkraftmaschinendrehzahl ansteigt, verhindert werden, wie durch eine Doppelstrichpunktlinie dargestellt ist, wie vor der vorliegenden Steuerung 2 in 8. Daher hat der Fahrer kein Gefühl eines fehlenden Komforts von einem Zeitpunkt an, wenn ein Anstieg der Brennkraftmaschinendrehzahl beginnt, bis zu einem Zeitpunkt, zu dem die Brennkraftmaschine 10 ihren Startvorgang abgeschlossen hat.
Daher kann das Steuerungssystem des vorliegenden Ausführungsbeispiels zuverlässig die Brennkraftmaschine starten, ohne dass der Fahrer ein Gefühl eines fehlenden Komforts beim Starten der Brennkraftmaschine 10 in dem gestoppten Zustand während eines Betriebs (Fahrbetriebs) hat.
Ein allgemeines Fahrzeug, in dem die Energiequelle nur die Brennkraftmaschine ist und in dem das Schaltgetriebe montiert ist und das durch eine Massenträgheit in einem Zustand bewegt werden kann, in dem die Brennkraftmaschine gestoppt ist, wenn der Schalthebel in der Neutralposition ist, ist bekannt. In einem derartigen Fahrzeug wird, wenn die Vorwärtsgangschaltstufe durch die Kupplungsbetätigung und die Gangschaltbetätigung des Fahrers ausgewählt wird, das Drehmoment von dem Antriebsrad zu der Brennkraftmaschinenseite übertragen und wird die Brennkraftmaschine neu gestartet. In diesem Fall erhöht sich die Verzögerung bei einem starken Anstieg der Brennkraftmaschinendrehzahl in einem derartigen Fahrzeug. Das Hilfsdrehmoment Ta des Schritts ST6 kann mit einem der vorstehend beschriebenen Einstellungen angewandt werden, jedoch ist es bevorzugt in Übereinstimmung mit dem Erhöhungsgrad der Verzögerung zu der Zeit des Startens der Brennkraftmaschine des Fahrzeugs festgelegt. Somit kann das Hybridfahrzeug 1 ein Gefühl einer Verzögerung gleich wie bei dem relevanten Fahrzeug an den Fahrer abgeben. Daher kann das Steuerungssystem weiterhin das Gefühl des fehlenden Komforts (Unbehagens) des Fahrers auflösen.
Für das Hilfsdrehmoments Ta in dem Schritt ST6 kann das Steuerungssystem einen Modus aus einer Vielzahl von Modi, die vorstehend beschrieben sind, ausgewählt werden, um die Verzögerung ohne das Gefühl des fehlenden Komforts korrespondierend z.B. zu dem Straßengradienten und dergleichen zu erzeugen. Das Steuerungssystem kann derart gestaltet sein, dass nur eines der Hilfsdrehmomente Ta in dem Schritt ST6 einer Vielzahl von Modi angewandt wird, um immer das gleiche Gefühl einer Verzögerung zu erhalten.
Des Weiteren wendet das Steuerungssystem das Kupplungsdrehmomentvermögen Tel für das Festlegen des Hilfsdrehmoments Ta an, jedoch kann es derart gestaltet sein, dass das Hilfsdrehmoment Ta ohne Verwendung des Kupplungsdrehmomentvermögens Tel ausgegeben wird. In einem derartigen Fall ist es nicht erforderlich, dass das Kupplungsdrehmomentvermögen Tcl erhalten wird, und infolgedessen ist die Information hinsichtlich des Bewegungsausmaßes zwischen den Eingriffsabschnitten 50a, 50b oder des Pedalbetätigungsausmaßes des Kupplungspedals 51 nicht erforderlich und es ist nicht erforderlich, dass der Kupplungshubsensor 52 und der Kupplungspedalhubsensor 53 angeordnet werden. Daher kann das Steuerungssystem eine Kostenreduktion erzielen, die mit der Reduktion der Anzahl der Komponenten einhergeht.
Zum Beispiel überwacht, wenn es bestimmt wird, dass die Kupplung 50 den Eingriff gestartet hat, die Hybrid-ECU 100 die Fahrzeugvorwärts-/- rückwärtsbeschleunigung anstelle des Kupplungsdrehmomentvermögens Tcl und legt das Motordrehmoment fest, während eine Regelung ausgeführt wird, um die Schwankung zu verhindern. Das Motordrehmoment ist die Summe des Motordrehmoments zur Antriebskrafterzeugung und des Hilfsdrehmoments Ta. Das Hilfsdrehmoment Ta wird erhöht, wobei das Drehungsstartankurbelmoment Tcr als der obere Grenzwert dient. Somit wird, bis das Hilfsdrehmoment Ta das Drehungsstartankurbeldrehmoment Tcr erreicht, die Erzeugung der Verzögerung durch Verhindern der Schwankung der Fahrzeugvorwärts-/- rückwärtsbeschleunigung verhindert, sodass das Gefühl eines fehlenden Komforts für den Fahrer, bei der die Verzögerung erzeugt wird, bevor ein Anstieg der Brennkraftmaschinendrehzahl startet, aufgelöst werden. Nach dem Anstieg der Brennkraftmaschinendrehzahl kann das Hilfsdrehmoment Ta vermieden werden, wobei das Drehungsstartankurbeldrehmoment Tcr als die obere Grenze dient, so dass die Verzögerung bei einem Anstieg der Brennkraftmaschinendrehzahl erzeugt wird und das Gefühl des fehlenden Komforts für den Fahrer aufgelöst werden kann.
Wie in 7 dargestellt ist, werden in dem Ausführungsbeispiel, das vorstehend dargestellt ist, die Eigenschaften des Hilfsdrehmoments Ta, das festzulegen ist, auf der Grundlage des Vergleichsergebnisses des Kupplungsdrehmomentvermögens Tcl und des Drehungsstartankurbeldrehmoments Tcr geändert. Das Steuerungssystem kann die Brennkraftmaschinendrehzahl Ne auf der Grundlage des Erfassungssignals eines Kurbelwinkelsensors 12 an einer Stelle eines derartigen Vergleichs überwachen und die Eigenschaften des Hilfsdrehmoments Ta können auf der Grundlage geändert werden, ob sich die Brennkraftmaschine 10 dreht oder nicht oder ob die Brennkraftmaschinendrehzahl Ne vorliegt, bei der der Fahrer die Verzögerung spürt.
In diesem Fall bestimmt, wie in dem Ablaufschaubild von 10 dargestellt ist, die Hybrid-ECU 100, ob die freigegebene Kupplung 50 den Eingriff startet oder nicht (Schritt ST11), wiederholt die Bestimmung des Schritts ST1, wenn der Eingriff der Kupplung 50 nicht gestartet hat, bis eine Bestimmung gemacht wird, dass der Eingriff gestartet hat, und schätzt das Kupplungsdrehmomentvermögen Tcl oder den Kupplungseingriffsgrad (Schritt ST12), wenn es bestimmt wird, dass der Eingriff der Kupplung 50 gestartet hat. Die Hybrid-ECU 100 bestimmt dann, ob sich die Brennkraftmaschine 10 dreht oder nicht (Ne > 0?), oder ob die Brennkraftmaschinendrehzahl Ne größer ist als eine vorbestimmte Anzahl von Umdrehungen α (Ne > α) (Schritt ST13). Die vorbestimmte Anzahl von Umdrehungen α ist basierend darauf festgelegt, ob die Brennkraftmaschinendrehzahl Ne ein Ausmaß hat oder nicht, bei dem der Fahrer die Verzögerung physisch spürt. Der obere Grenzwert der Brennkraftmaschinedrehzahl Ne, bei der die Verzögerung physisch nicht gespürt wird, ist als die vorbestimmte Anzahl der Umdrehungen α festgelegt.
Wenn bestimmt wird, dass die Brennkraftmaschine 10 nicht gedreht wird oder die Brennkraftmaschinendrehzahl Ne nicht größer ist als die vorbestimmte Anzahl der Umdrehungen α, liegt die Hybrid-ECU 100 das Hilfsdrehmoment Ta gemäß dem geschätzten Kupplungsdrehmomentvermögen Tcl oder dem Kupplungseingriffsgrad fest (Schritt ST14) und gibt das Hilfsdrehmoment Ta von dem Motor/Generator 20 aus (Schritt ST15). Das Festlegen und die Ausgabe des Hilfsdrehmoments TA werden wiederholt, bis eine Drehung der Brennkraftmaschine 10 startet oder bis die Brennkraftmaschinendrehzahl Ne größer ist als die vorbestimmte Anzahl der Umdrehungen α.
Das Hilfsdrehmoment Ta ist das Motordrehmoment für das Kupplungsdrehmomentvermögen Tel ähnlich wie in dem Ausführungsbeispiel, das vorstehend dargestellt ist. Somit wird, wenn der Kupplungseingriffsgrad in dem Schritt ST12 geschätzt wird, das Kupplungsdrehmomentvermögen Tcl korrespondierend zu dem Kupplungseingriffsgrad erhalten und wird das Motordrehmoment für das Kupplungsdrehmomentvermögen Tcl als das Hilfsdrehmoment Ta festgelegt. In diesem kann ein Kennfeld des Hilfsdrehmoments Ta (= Tcl) korrespondierend zu dem Kupplungseingriffsgrad im Voraus vorbereitet werden und kann das Hilfsdrehmoment Ta auf der Grundlage des Kupplungseingriffsgrads und des Kennfelds festgelegt werden. Somit hat der Fahrer kein Gefühl eines fehlenden Komforts beim Fühlen der Verzögerung, obwohl ein Anstieg der Brennkraftmaschinendrehzahl nicht gestartet hat, bis eine Drehung der Brennkraftmaschine 10 startet oder bis die Brennkraftmaschinendrehzahl Ne größer ist als die vorbestimmte Drehzahl der Umdrehungen α.
Wenn bestimmt wird, dass die Brennkraftmaschine 10 gedreht wird oder dass die Brennkraftmaschinendrehzahl Ne größer ist als die vorbestimmte Drehzahl der Umdrehungen α, legt die Hybrid-ECU 100 das Motordrehmoment für das Kupplungsdrehmomentvermögen Tcl, wenn die relevante Bestimmung zuerst aufgeführt wird, als das Hilfsdrehmoment Ta fest (Schritt ST16), schreitet zu dem Schritt ST15 voran und gibt das Hilfsdrehmoment Ta von dem Motor/Generator 20 aus. Das heißt, wenn bestimmt wird, dass die Brennkraftmaschine 10 gedreht wird, wird das Motordrehmoment für das Kupplungsdrehmomentvermögen Tcl, wenn eine Drehung der Brennkraftmaschine 10 startet, als das Hilfsdrehmoment Ta festgelegt. Wenn bestimmt wird, dass die Brennkraftmaschinendrehzahl Ne größer ist als die vorbestimmte Anzahl der Umdrehungen α, wird das Motordrehmoment für das Kupplungsdrehmomentvermögen Tcl, wenn die Brennkraftmaschine Ne größer ist als die vorbestimmte Anzahl der Umdrehungen α, als das Hilfsdrehmoment Ta festgelegt. Das Hilfsdrehmoment Ta, das in dem Schritt ST16 festgelegt ist, wird weiter ausgegeben, bis die Brennkraftmaschine 10 den Startvorgang abgeschlossen hat. Somit wird in dem Hybridfahrzeug 1 die Verzögerung bei dem Anstieg der Brennkraftmaschinendrehzahl erzeugt. Daher hat der Fahrer kein Gefühl eines fehlenden Komforts von einem Zeitpunkt, zu dem ein Anstieg der Brennkraftmaschinendrehzahl startet, bis zu einem Zeitpunkt, zu dem die Brennkraftmaschine 10 den Startvorgang abgeschlossen hat.
In den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen ist der Motor/Generator 20 mit der Ausgabewelle 42 mittels des Zahnradpaars 60 verbunden, jedoch kann das Steuerungssystem des vorliegenden Ausführungsbeispiels bei einem Hybridfahrzeug angewandt werden, bei dem der Motor/Generator 20 direkt mit der Ausgabewelle 42 verbunden ist, oder kann bei einem Hybridfahrzeug angewandt werden, bei dem der Motor/Generator 20 mit der Eingabewelle 41 verbunden ist, wodurch Wirkungen, ähnlich wie in dem vorstehenden Ausführungsbeispiel, immer noch erreicht werden können.
Bezugszeichenliste

1: Hybridfahrzeug
10: Brennkraftmaschine
11: Ausgabewelle
20: Motor/Generator
30: Schaltgetriebe
41: Eingabewelle
42: Ausgabewelle
50: Kupplung
50a, 50b: Eingriffsabschnitt
51: Kupplungspedal
52: Kupplungshubsensor
53: Kupplungspedalhubsensor
81, 81a, 81b: Gangschaltbetätigungsvorrichtung
81a: Schalthebel
81b: Schaltkulisse
100: Hybrid-ECU
101: Brennkraftmaschinen-ECU
102: Motor-/Generator-ECU
EV: Betriebsmodusauswahlposition (Fahrbetriebsmodusauswahlposition)
WL, WR: Antriebsrad

Claims

Steuerungssystem eines Fahrzeugs mit: einer mechanischen Energiequelle (10), die eine mechanische Energie ausgeben kann; einer elektrischen Energiequelle (20), die eine mechanische Energie, die aus einer elektrischen Energie umgewandelt wird, ausgeben kann; einer Drehmomentübertragungsvorrichtung (30), die in der Lage ist, ein Drehmoment zwischen der mechanischen Energiequelle (10) und der elektrischen Energiequelle (20) und Antriebsrädern (WL, WR) zu übertragen; einer ersten Betätigungsvorrichtung (81), die gestaltet ist, eine Drehmomentübertragungsart der Drehmomentübertragungsvorrichtung (30) durch eine manuelle Betätigung von einem Fahrer zu ändern; einer Drehmomentverbindungs-/-blockierungsvorrichtung (50), die in der Lage ist, die Drehmomentübertragung zwischen der mechanischen Energiequelle (10) und der elektrischen Energiequelle (20) und zwischen der mechanischen Energiequelle (10) und den Antriebsrädern (WL, WR) zu verbinden/blockieren; und einer zweiten Betätigungsvorrichtung (51), die gestaltet ist, eine Verbindungs-/-blockierungsbetätigung der Drehmomentverbindungs-/- blockierungsvorrichtung (50) durch eine manuelle Betätigung von einem Fahrer auszuführen, wobei wenn das Drehmoment zu der mechanischen Energiequelle (10) bei einem Eingriffsbetrieb der Drehmomentverbindungs-/- blockierungsvorrichtung (50) zum Starten der mechanischen Energiequelle (10) in einem gestoppten Zustand durch Betätigen der ersten Betätigungsvorrichtung (81) und der zweiten Betätigungsvorrichtung (51) während eines Betriebs des Fahrzeugs übertragen wird, ein Hilfsdrehmoment mit einer Stärke, bei der ein Fahrer eine Verzögerung physisch nicht fühlt, von der elektrischen Energiequelle (20) ausgegeben wird, und wobei, wenn sich ein Drehmomentvermögen der Drehmomentverbindungs-/- blockierungsvorrichtung (50) auf ein Drehungsstartankurbeldrehmoment der mechanischen Energiequelle (10) erhöht, ein Hilfsdrehmoment, das kleiner ist als das Drehmomentvermögen, von der elektrischen Energiequelle (20) ausgegeben wird.
Steuerungssystem des Fahrzeugs nach Anspruch 1, wobei das Hilfsdrehmoment, wenn das Drehmomentvermögen kleiner ist als das Drehungsstartankurbeldrehmoment, eine Stärke hat, die zu dem Drehmomentvermögen korrespondiert.