DE112013001867T5 - Steuereinrichtung für ein Hybrid-Elektrofahrzeug - Google Patents

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c/o Mitsubishi Fuso Truck and Bus Sakata Kunio
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Abstract

[Ziel] Bereitstellen einer Steuereinrichtung für ein mit einem Doppelkupplungsgetriebe ausgestattetes Hybrid-Elektrofahrzeug, wobei durch eine Vorfüllsteuerung (Vordruckaufbringungssteuerung) erzeugte Vibrationen beim Start des Fahrzeugs unterdrückt werden, um das Unbehagen des Fahrers zu lindern. [Anordnung zur Erreichung des Ziels] Wenn ein Fahrzeug alleine durch einen Motor zu starten ist, sofort nachdem ein Verbrennungsmotor gestartet wird oder die Schaltposition vom N-Bereich zum D-Bereich („Ja” in S1) geändert wurde, wird eine Verzugszeit zum Verzögern einer Vorfüllung von ersten und zweiten Kupplungen gemäß einer Betriebsöltemperatur (S2) eingestellt und nach einem Verstreichen der Verzugszeit („Ja” in S4) wird das Vorfüllen durchgeführt (S5).

Description

  • [Technisches Gebiet]
  • Die vorliegende Erfindung betrifft Hydraulikdrucksteuertechniken, welche in Hybrid-Elektrofahrzeugen angewendet werden, welche mit einem Verbrennungsmotor und einem Elektromotor als jeweilige Antriebsquelle zum Fahren ausgestattet sind und ferner bereitgestellt als ein Triebstrang mit einem Doppelkupplungsgetriebe umfassend zwei Übersetzungsmechanismen, um beim Starten des Fahrzeugs durch den Elektromotor verursachte Vibrationen zu unterdrücken.
  • [Stand der Technik]
  • Ein Doppelkupplungsgetriebe zur Verwendung als Kraftfahrzeuggetriebe, welches zwei Kupplungen und zwei dazugehörige Übersetzungsmechanismen umfasst und in welchem der gewählte Gang abwechselnd zum Geschwindigkeitswechsel zwischen den zwei Übersetzungsmechanismen geschaltet wird, wurde entwickelt. Ebenfalls ist bereits ein Hybrid-Elektrofahrzeug bekannt, welches mit einem derartigen Doppelkupplungsgetriebe und ebenfalls mit einem Elektromotor ausgestattet ist, welcher in einem von zwei Leistungsübertragungssystemen eingesetzt ist und in welchem die Antriebsquelle zum Bewegen des Fahrzeugs zwischen dem Verbrennungsmotor und dem Elektromotor geschaltet werden kann (siehe Patentdokument 1).
  • Wenn ein mit einem solchen Doppelkupplungsgetriebe ausgestattetes Fahrzeug fährt, ist die zu einem der momentan zur Leistungsübertragung verwendeten Übersetzungsmechanismen gehörende Kupplung eingekuppelt und die andere, zu dem in einem Bereitschafts-Zustand befindlichen Übersetzungsmechanismus gehörende Kupplung ist ausgekuppelt. In Getrieben, die nass laufende Kupplungen verwenden, inklusive der Doppelkupplungsgetriebe, wird eine sogenannte Vorfüllsteuerung (Vordruckaufbringungssteuerung) ausgeführt, wodurch die Kupplung vor dem Gangwechsel mit Betriebsöl befüllt wird, so dass der Gang früh geschaltet werden kann (siehe Patentdokument 2).
  • [Liste der Literaturstellen]
  • [Patentdokumente]
    • [Patentdokument 1] Japanische offengelegte Patenpublikation (KOKAI) No. 2010-36781
    • [Patentdokument 2] Japanische offengelegte Patenpublikation (KOKAI) No. 2004-286183
  • [Zusammenfassung der Erfindung]
  • [Durch die Erfindung zu lösendes Problem]
  • Ein Hybrid-Elektrofahrzeug ist ausgelegt, um aus dem Stillstand alleine durch Verwendung des Elektromotors starten zu können. Wo jedoch die Vorfüllsteuerung, wie in Patentdokument 2 offenbart, in einem Hybrid-Elektrofahrzeug umfassend ein Doppelkupplungsgetriebe wie in Patentdokument 1 offenbart, eingesetzt wird, entsteht ein Problem, wenn das Fahrzeug nur durch Verwendung des Elektromotors gestartet wird. Insbesondere werden Vibrationen hervorgerufen, wenn die zu dem als nächstes zu verwendenden Übersetzungsmechanismus gehörende Kupplung beim Starten des Verbrennungsmotors vorgefüllt wird.
  • Dieses Phänomen ist insbesondere dann bemerkbar, wenn die Temperatur des für die Kupplung bereitgestellten Betriebsöls hoch ist. Demzufolge wird angenommen, dass die Vibrationen auftreten, da die Kupplung temporär in einen Leistungsübertragungszustand aufgrund exzessiver oder pulsierender Versorgung der Kupplung mit Hydraulikdruck kommt, mit dem Ergebnis, dass der Leerlauf des Verbrennungsmotors die Rotation des Elektromotors beeinträchtigt, welcher begonnen hat zu rotieren, um das Fahrzeug zu starten.
  • Insbesondere im Falle eines Hybrid-Elektrofahrzeugs, welches mit einem sogenannten Leerlauf Stopp-Autostart-(automatischer Stopp-und-Neustart)System ausgestattet ist, wodurch der Verbrennungsmotor automatisch gestoppt wird, wenn das Fahrzeug geparkt wird oder an Ampeln gestoppt wird, und automatisch wieder gestartet wird, das Fahrzeug zu starten ist, um die Kraftstoffeffizienz und die Abgasemissionscharakteristik zu verbessern, tritt die Vibration mit hoher Frequenz auf, da der Verbrennungsmotor häufig gestoppt und wieder gestartet wird, was möglicherweise den Fahrer dazu bringt, sich unbehaglich zu fühlen.
  • Die vorliegende Erfindung wurde gemacht, um das obige Problem zu lösen und ein Ziel davon ist es, eine Steuereinrichtung für ein Hybrid-Elektrofahrzeug, ausgestattet mit einem Doppelkupplungsgetriebe, bereitzustellen, wodurch durch eine Vorfüllsteuerung (Vordruckaufbringungssteuerung) verursachte Vibrationen beim Start des Fahrzeugs unterdrückt werden, um das Unbehagen des Fahrers zu vermindern.
  • [Anordnung zum Lösen des Problems]
  • Um das oben genannte Ziel zu erreichen, stellt Anspruch 1 eine Steuereinrichtung für ein Hybrid-Elektrofahrzeug bereit, welches ausgestattet ist mit einem Verbrennungsmotor und einem Elektromotor jeweils als Antriebsquelle zum Fahren, einem Getriebe umfassend einen ersten Übersetzungsmechanismus und einen zweiten Übersetzungsmechanismus, ein erstes Leistungsübertragungssystem, welches ausgelegt ist, um Leistung von dem Verbrennungsmotor durch den ersten Übersetzungsmechanismus an Antriebsräder zu übertragen, ein zweites Leistungsübertragungssystem, welches ausgelegt ist, um die Leistung von dem Verbrennungsmotor und von dem Elektromotor durch den zweiten Übersetzungsmechanismus an die Antriebsräder zu übertragen, eine zu dem ersten Leistungsübertragungssystem gehörende und zwischen dem Verbrennungsmotor und dem Getriebe angeordnete, erste Kupplung und eine zu dem zweiten Leistungsübertragungssystem gehörende und zwischen dem Verbrennungsmotor und dem Elektromotor angeordnete zweite Kupplung, wobei die Steuereinrichtung umfasst:
    eine Hydraulikdruckversorgungseinheit, welche ausgelegt ist, um Betriebsöl für die ersten und zweiten Kupplungen bereitzustellen, so dass Hydraulikdruck des Betriebsöls an den ersten und zweiten Kupplungen aufgebracht wird; eine
    Vordruckaufbringungssteuereinheit, welche ausgelegt ist, um eine Vordruckaufbringungssteuerung auszuführen, so dass die ersten und zweiten Kupplungen vorab durch die Hydraulikdruckversorgungseinheit mit dem Betriebsöl befüllt werden, bevor die ersten und zweiten Kupplungen eingekuppelt werden; und eine
    Vordruckaufbringungsverzögerungssteuereinheit, welche ausgelegt ist, um den Zeitpunkt des Startens der Vordruckaufbringungssteuerung durch die Vordruckaufbringungssteuereinheit um eine vorbestimmte Verzugszeit zu verzögern, wenn das Fahrzeug alleine durch den Elektromotor zu starten ist.
  • Gemäß Anspruch 2 stellt in der Steuereinrichtung von Anspruch 1 die Vordruckaufbringungsverzögerungssteuereinheit die Verzugszeit gemäß einer Temperatur des Betriebsöls ein, welches durch die Hydraulikversorgungseinheit bereitgestellt wird.
  • Gemäß Anspruch 3 stellt in der Steuereinrichtung von Anspruch 1 oder 2, wenn das Fahrzeug alleine durch den Elektromotor zu starten ist, nachdem der Verbrennungsmotor in einem gestoppten Zustand gestartet wird, die Vordruckaufbringungsverzögerungssteuereinheit die Verzögerungszeit gemäß einer Zeit ein, über welche der Verbrennungsmotor gestoppt gewesen ist.
  • Gemäß Anspruch 4 umfasst die Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 des Weiteren eine automatische Motor-Stopp-und-Neustart-Steuereinheit, welche ausgelegt ist, um eine Kraftstoffversorgung zum Verbrennungsmotor zu stoppen, wenn eine vorbestimmte automatische Motorstoppbedingung erfüllt ist, und den Verbrennungsmotor wieder zu starten, wenn eine vorbestimmte automatische Motorstartbedingung erfüllt ist, wobei die Vordruckaufbringungsverzögerungssteuereinheit den Zeitpunkt zum Starten der Vordruckaufbringungssteuerung durch die Vordruckaufbringungssteuereinheit um eine vorbestimmte Verzugszeit verzögert, wenn das Fahrzeug allein durch den Elektromotor zu starten ist, nachdem der Verbrennungsmotor durch die automatische Motor-Stopp-und-Neustart-Steuereinheit wieder gestartet wird.
  • Gemäß Anspruch 5 umfasst die Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4 des Weiteren eine Gangbereichsdetektionseinheit, welche ausgelegt ist, um einen im Getriebe gewählten Gangbereich zu detektieren, wobei die Vordruckaufbringungsverzögerungssteuereinheit den Zeitpunkt zum Starten der Vordruckaufbringungssteuerung durch die Vordruckaufbringungssteuereinheit um eine vorbestimmte Verzugszeit verzögert, wenn das Fahrzeug allein durch den Elektromotor zu starten ist, nachdem ein Wechsel von einem neutralen Bereich zu einem Bereich zum Fahren durch die Gangbereichsdetektionseinheit detektiert wird.
  • [Wirkungen der Erfindung]
  • Wenn in der in einem mit einem Doppelkupplungsgetriebe ausgestatteten Hybrid-Elektrofahrzeug angewendeten Steuereinrichtung von Anspruch 1 das Fahrzeug alleine durch den Elektromotor zu starten ist, so wird der Zeitpunkt zum Starten der Vordruckaufbringungssteuerung (Vorfüllsteuerung), in welcher die ersten und zweiten Kupplungen vorab mit Betriebsöl befüllt werden, um die vorbestimmte Verzögerungszeit verzögert.
  • Da der Start der Vordruckaufbringungssteuerung verzögert wird, wenn das Fahrzeug alleine mit dem Elektromotor gestartet wird, wird die Vordruckaufbringungssteuerung durchgeführt, nachdem die Rotation des Elektromotors stabil wird. Demzufolge treten, selbst wenn die Kupplung zeitweise in einen Leistungsübertragungszustand aufgrund der Vordruckaufbringungssteuerung kommt, der Interferenz mit der Rotation des Verbrennungsmotors zuordenbare Vibrationen nicht auf.
  • Es ist daher möglich, die durch die Vordruckaufbringungssteuerung beim Start des Fahrzeugs erzeugten Vibrationen zu unterdrücken, wodurch das Unbehagen des Fahrers gelindert werden kann.
  • In der Steuereinrichtung gemäß Anspruch 2 wird die Verzugszeit, um welche der Start der Vordruckaufbringungssteuerung verzögert wird, gemäß der Temperatur des Betriebsöls, welches für die Kupplungen bereitgestellt wird, eingestellt.
  • Von den Vibrationen, welche hervorgerufen werden, wenn das Fahrzeug alleine durch den Elektromotor gestartet wird, wird angenommen, dass sie in Abhängigkeit von der Temperatur des Betriebsöls auftritt. Somit ist es möglich, die Vibrationen in geeigneter Weise zu unterdrücken, indem die Verzugszeit zum Verzögern der Vordruckaufbringungssteuerung gemäß der Temperatur des Betriebsöls eingestellt wird.
  • In der Steuereinrichtung gemäß Anspruch 3 wird die Hydraulikdruckversorgungseinheit durch Rotation des Verbrennungsmotors angetrieben, und wenn das Fahrzeug alleine durch den Elektromotor zu starten ist nachdem der Verbrennungsmotor in einem gestoppten Zustand gestartet wird, wird die Verzugszeit zum Verzögern des Starts der Vordruckaufbringungssteuerung gemäß der Stoppzeit, über welche der Verbrennungsmotor gestoppt gewesen ist, eingestellt.
  • Wo die Hydraulikdruckversorgungseinheit dazu ausgelegt ist, durch die Rotation des Verbrennungsmotors angetrieben zu werden, tritt umso mehr Betriebsöl aus den Kupplungen aus, je länger die Motorstoppzeit ist. Somit ist es möglich, die Vibrationen auf geeignete Art und Weise zu unterdrücken, indem die Verzugszeit zum Verzögern des Starts der Vordruckaufbringungssteuerung gemäß der Motorstoppzeit eingestellt wird.
  • Die Steuereinrichtung gemäß Anspruch 4 wird in einem Fahrzeug eingesetzt, welches dazu ausgelegt ist, eine sogenannte automatische Motor-Stopp-und-Neustart-Steuerung (Leerlaufstopp-Autostart-Steuerung) durchzuführen, und die Vordruckaufbringungssteuerung wird ausgeführt, wenn das Fahrzeug alleine durch den Elektromotor zu starten ist, nachdem der Verbrennungsmotor durch die automatische Motor-Stopp-und-Neustart-Steuerung wieder gestartet wird.
  • Somit ist es möglich, das Unbehagen des Fahrers auf zufriedenstellende Weise zu lindern, indem die Vordruckaufbringungsverzögerungssteuerung dazu gebracht wird, mit der automatischen Stopp-und-Neustart-Steuerung zu arbeiten, durch welche der Verbrennungsmotor regelmäßig gestoppt und wieder gestartet wird.
  • In der Steuereinrichtung gemäß Anspruch 5 wird die Vordruckaufbringungsverzögerungssteuerung ausgeführt, wenn das Fahrzeug alleine durch den Elektromotor zu starten ist, nachdem der Gangbereich des Getriebes von einem neutralen Bereich zu einem Bereich zum Fahren gewechselt wird.
  • Während das Getriebe im neutralen Bereich ist, entweicht das Betriebsöl aus den Kupplungen. Demzufolge wird die Vordruckaufbringungsverzögerungssteuerung durchgeführt, wenn der Gangbereich von dem neutralen Bereich in den Bereich zum Bewegen des Fahrzeugs gewechselt wurde, wodurch die durch die Vordruckaufbringungssteuerung beim Starten des Fahrzeugs erzeugten Vibrationen unterdrückt werden können.
  • [Kurze Beschreibung der Zeichnungen]
  • 1 verdeutlicht schematisch eine Konfiguration einer Steuereinrichtung für ein Hybrid-Elektrofahrzeug gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 2 ist ein Flussdiagramm, welches eine Vorfüllsteuerungs-Routine zeigt, welche beim Start des Hybrid-Elektrofahrzeugs durch eine ECU der Steuereinrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgeführt wird.
  • 3 zeigt ein Kennfeld, welches zum Einstellen einer Vorfüll-Verzugszeit verwendet wird.
  • [Art und Weise zum Ausführen der Erfindung]
  • Im Folgenden wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben.
  • 1 ist ein Blockdiagramm, welches eine schematische Konfiguration einer Steuereinrichtung für ein Hybrid-Elektrofahrzeug gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Bezug nehmend auf die Figur, wird die Ausführungsform beschrieben.
  • Ein in 1 dargestelltes Fahrzeug 1 ist ein Hybrid-Elektrofahrzeug, welches mit einer Antriebseinheit ausgestattet ist, welche derart konfiguriert ist, dass ein Verbrennungsmotor 2 und ein Motor 4 (Elektromotor) als jeweilige Antriebsquelle zum Fahren mit einer Getriebeeinheit 8 (Getriebe) durch eine Kupplungseinheit 6 verbunden sind. Das Fahrzeug 1 bewegt sich, wenn die Antriebskraft von dem Verbrennungsmotor 2 oder dem Motor 4 oder beiden durch die Kupplungseinheit 6 und die Getriebeeinheit 8 an die rechten und linken Antriebsräder 10, 10 (z. B. Hinterräder) übertragen wird.
  • Insbesondere die Abgabe der rotatorischen Antriebskraft (im Folgenden vereinfacht als Antriebskraft bezeichnet) von dem Verbrennungsmotor 2 ist an die Kupplungseinheit 6 durch eine Eingangswelle 12 zugeführte Energie und wird dann innerhalb der Kupplungseinheit 6 zweigeteilt. Die Kupplungseinheit 6 beinhaltet zwei Kupplungen, sprich eine erste Kupplung 6a (erste Kupplung) und eine zweite Kupplung 6b (zweite Kupplung). Zwei Komponenten der Antriebskraft des Verbrennungsmotors 2 teilen sich innerhalb der Kupplungseinheit 6 auf, eine wird zur Eingangsseite der ersten Kupplung 6a übertragen und die andere wird zur Eingangsseite der zweiten Kupplung 6b übertragen.
  • Die Kupplungseinheit 6, welche in 1 lediglich schematisch durch Verwendung eines Blocks dargestellt ist, ist wie nachstehend konfiguriert. Die ersten und zweiten Kupplungen 6a und 6b sind nasslaufende Lamellenkupplungen, welche zum Einkuppeln und Auskuppeln gemäß dem Druck von Betriebsöl in der Lage sind, welches über Hydraulikleitungen 16a bzw. 16b von einer Hydraulikpumpe 14 (Hydraulikdruckversorgungseinheit), welche durch Rotation des Verbrennungsmotors 2 angetrieben ist, bereitgestellt wird. Auch sind die ersten und zweiten Kupplungen 6a und 6b koaxial angeordnet, so dass die erste Kupplung 6a innen angeordnet ist, während die zweite Kupplung 6b außen angeordnet ist.
  • Die Getriebeeinheit 8 beinhaltet zwei zu den ersten und zweiten Kupplungen 6a und 6b gehörige Übersetzungsmechanismen, sprich einen ersten Übersetzungsmechanismus 8a (G1 in 1) und einen zweiten Übersetzungsmechanismus 8b (G2 in 1). Die Ausgangsseite der ersten Kupplung 6a ist mit der Eingangswelle des ersten Übersetzungsmechanismus 8a gekoppelt und die Ausgangsseite der zweiten Kupplung 6b ist mit der Eingangswelle des zweiten Übersetzungsmechanismus 8b gekoppelt.
  • Der erste Übersetzungsmechanismus 8a ist als Vorwärtsgänge mit ungeradzahligen Gängen bereitgestellt, sprich Erst-, Dritt- und Fünft-Gang-Zahnrädern. Der zur zweiten Kupplung 6b gehörende, zweite Übersetzungsmechanismus 8b ist als Vorwärtsgänge mit geradzahligen Gängen bereitgestellt, sprich Zweit-, Viert- und Sechst-Gang-Zahnrädern. Obwohl nicht in 1 gezeigt, ist ein Rückwärtsgang in dem ersten Übersetzungsmechanismus 8a beinhaltet.
  • Die Antriebskraftabgabe von dem ersten Übersetzungsmechanismus 8a und die Abgabe von dem zweiten Übersetzungsmechanismus 8b werden durch eine gemeinsame Abtriebswelle 18 zu einer Differentialgetriebeeinheit 20 übertragen und dann an die rechten und linken Antriebsräder 10, 10 verteilt. Somit bilden die Kupplungseinheit 6 und die Getriebeeinheit 8 das, was Doppelkupplungsgetriebe genannt wird.
  • Der Motor 4 ist zwischen der zweiten Kupplung 6b und dem zweiten Übersetzungsmechanismus 8b eingesetzt. Obwohl nicht im Detail gezeigt, ist der Motor 4 an dem äußeren Randbereich der Abtriebswelle der zweiten Kupplung 6b angeordnet. Genauer gesagt ist der Rotor des Motors 4 an dem äußeren Randbereich der Abtriebswelle der zweiten Kupplung 6b fixiert und der Stator des Motors 4 ist an dem Gehäuse der Kupplungseinheit 6 fixiert. Das heißt die zweite Kupplung 6b dient auch als Drehwelle des Motors 4 und während sich der Rotor in dem Stator zusammen mit der zweiten Kupplung 6b dreht, wird das durch das zwischen dem Rotor und dem Stator erzeugte Magnetfeld erzeugte Antriebsmoment oder Regenerationsmoment durch die zweite Kupplung 6b dem zweiten Übersetzungsmechanismus 8b zugeführt.
  • Der Motor 4 ist über einen Inverter 24 mit einer an dem Fahrzeug 1 aufgenommenen Batterie 22 verbunden und erzeugt Antriebsmoment, wenn er mit elektrischer Leistung von der Batterie 22 versorgt wird. Die Batterie 22 ist beispielsweise eine Sekundärbatterie, wie zum Beispiel eine Lithium-Ionen-Sekundärbatterie oder Nickel-Metallhydrid-Sekundärbatterie. Der Inverter 24 konvertiert Gleichstrom-Leistung, welche in der Batterie 22 gespeichert ist, in Wechselstromleistung und versorgt den Motor 4 mit der konvertierten elektrischen Leistung. Während einer Verzögerung oder dergleichen des Fahrzeugs arbeitet der Motor 4 andererseits als elektrischer Generator (Generator) und wird regenerativ angetrieben. Der Motor 4 erzeugt insbesondere Wechselstromleistung durch Verwendung der Antriebskraft, welche von den Antriebsrädern 10 rückwärts übertragen wird, und zu dieser Zeit durch den Motor 4 erzeugtes Regenerationsmoment wird an den Antriebsrädern 10 als Widerstand für die Verzögerung bereitgestellt. Die so erzeugte Wechselstromleistung wird durch den Inverter 24 in Gleichstromleistung konvertiert und dann in die Batterie 22 geladen, wodurch die durch die Rotation der Antriebsräder generierte kinetische Energie als elektrische Energie rückgewonnen wird.
  • Wenn in dem wie oben beschrieben konfigurierten Fahrzeug 1 die ersten und zweiten Kupplungen 6a und 6b beide ausgekuppelt sind, ist nur die Drehwelle des Motors 4 mechanisch mit den Antriebsrädern 10 durch den zweiten Übersetzungsmechanismus 8b der Getriebeeinheit 8 verbunden. Das heißt nur das durch den Motor 4 erzeugte Antriebsmoment (nachstehend auch als Motormoment bezeichnet) wird als Antriebsmoment für das Fahrzeug 1 an die Antriebsräder 10 übertragen.
  • Wenn auf der anderen Seite eine der ersten und zweiten Kupplungen 6a und 6b eingekuppelt ist, ist der Verbrennungsmotor 2 durch die zu der eingekuppelten Kupplung gehörigen Übersetzungsmechanismen aus denen von der Getriebeeinheit 8 mechanisch mit den Antriebsrädern 10 verbunden. Wenn zu dieser Zeit das durch den Motor 4 generierte Moment „0” ist und alleine der Verbrennungsmotor 2 betrieben wird, ist das Antriebsmoment für das Fahrzeug 1 gleich dem nur durch den Verbrennungsmotor 2 generierten Antriebsmoment (im Folgenden auch als Motordrehmoment bezeichnet). Wenn der Motor 4 ebenfalls mit der eingekuppelten zweiten Kupplung 6b betrieben wird, ist das Antriebsmoment für das Fahrzeug 1 gleich der Summe aus dem Antriebsmoment von dem Motor 4 und dem von dem Verbrennungsmotor 2.
  • Auf diese Weise hat das Fahrzeug 1 zwei Leistungsübertragungssysteme, nämlich ein erstes Leistungsübertragungssystem, wodurch die Leistung des Verbrennungsmotors 2 über die erste Kupplung 6a und den ersten Übersetzungsmechanismus 8a an die Antriebsräder 10 übertragen wird, und ein zweites Leistungsübertragungssystem, wodurch die Leistung von dem Verbrennungsmotor 2 und von dem Motor 4 über die zweite Kupplung 6b und den zweiten Übersetzungsmechanismus 8b an die Antriebsräder 10 übertragen wird.
  • Zur Durchführung verschiedener Steueroperationen, wie die Anpassung der Drehmomentverteilung an den Verbrennungsmotor 2 und den Motor 4 ist das Fahrzeug 1 mit einer ECU (Elektronische Steuereinheit) 30 ausgestattet, welche eine integrierte Steuerung des Verbrennungsmotors 2, des Motors 4, der Kupplungseinheit 6, der Getriebeeinheit 8, der Hydraulikpumpe 14 und dergleichen durchführt.
  • Insbesondere ist die ECU 30 über ein CAN (Controller Area Network) mit zu dem Verbrennungsmotor 2, dem Motor 4, der Kupplungseinheit 6, der Getriebeeinheit 8, der Hydraulikpumpe 14 und dergleichen gehörenden Steuereinheiten (nicht gezeigt) verbunden, um so in der Lage zu sein, mit den einzelnen Steuereinheiten zu kommunizieren.
  • Des Weiteren ist das Fahrzeug 1 mit einem Schaltpositionssensor 32 (Gangbereichsdetektionseinheit) zum Detektieren einer Schaltposition (Gangbereich), welche derzeit durch die Manipulation des Schalthebels durch den Fahrer in der Getriebeeinheit 8 gewählt ist, ausgestattet. Die Schaltposition umfasst einen P-Bereich (Parken), welcher gewählt wird, wenn das Fahrzeug geparkt ist, einen N-Bereich (neutral), welcher gewählt wird, um die Gänge der Getriebeeinheit 8 in neutral zu stellen, einen D-Bereich (Fahren), welcher gewählt wird, wenn das Fahrzeug vorwärts bewegt wird, einen R-Bereich (rückwärts), welcher gewählt wird, wenn das Fahrzeug rückwärts bewegt wird. Die ECU 30 ist über den CAN auch mit dem Schaltpositionssensor 32 verbunden.
  • Die ECU 30 erhält verschiedene Informationen einschließlich, zusätzlich zu Informationen über die Schaltposition, welche durch den Schaltpositionssensor 32 detektiert wird, Informationen über die Drehzahl des Verbrennungsmotors 2, Informationen über die Drehzahl des Motors 4, ebenso wie das Motormoment, Informationen über den in der Getriebeeinheit 8 derzeit gewählten Gang, Informationen über einen SOC (Ladungszustand) der Batterie 22 und Informationen über die Temperatur des Betriebsöls in der Hydraulikpumpe 14.
  • Die ECU 30 überwacht auch den SOC der Batterie 22 sowie den Betriebszustand des Fahrzeugs 1 und steuert den Verbrennungsmotor 2, den Motor 4, die Kupplungseinheit 6, die Getriebeeinheit 8, die Hydraulikpumpe 14 und dergleichen, um einen den Anforderungen des Fahrers genügenden Betrieb zu erreichen, während die Kraftstoffeffizienz und die Abgasemissionscharakteristiken optimiert werden.
  • Wenn in dieser Ausführungsform eine vorbestimmte automatische Motorstoppbedingung erfüllt ist, führt die ECU 30 zum Beispiel eine sogenannte automatische Motorstoppsteuerung (Leerlaufstopp) durch, womit die Kraftstoffversorgung zu dem Verbrennungsmotor 2 gestoppt wird. Des Weiteren führt die ECU 30, wenn eine vorbestimmte automatische Motorstartbedingung erfüllt ist, nachdem der Verbrennungsmotor 2 automatisch gestoppt ist, eine sogenannte automatische Motorneustartsteuerung (Autostart) durch, womit der Verbrennungsmotor 2 automatisch wieder gestartet wird, indem der Verbrennungsmotor 2 unter Verwendung eines nicht gezeigten Starters oder dergleichen angelassen wird und die Kraftstoffversorgung wieder aufgenommen wird. Auf diese Weise kann die ECU 30 eine sogenannte Motorstopp-und-Neustartsteuerung (Leerlaufstopp-Autostart) durchführen.
  • Die Erfüllung der vorbestimmten automatischen Motorstartbedingung erfordert beispielsweise, dass die Fahrzeuggeschwindigkeit im Wesentlichen „0” ist, dass das Bremspedal niedergedrückt ist, und dass das Fahrpedal freigegeben ist.
  • Auf der anderen Seite erfordert die Erfüllung der vorbestimmten automatischen Motorneustartbedingung zum Beispiel, dass die oben genannte automatische Motorstoppbedingung nicht erfüllt ist, das heißt das Bremspedal ist freigegeben oder das Fahrpedal ist niedergedrückt.
  • Auch wählt die ECU 30 in diesem Ausführungsbeispiel jeweilige Gänge der ersten und zweiten Übersetzungsmechanismen 8a und 8b gemäß dem Betriebszustand des Fahrzeugs 1 und steuert die Hydraulikpumpe 14, so dass eine der zu dem Übersetzungsmechanismus, welcher zum Fahren verwendet wird, gehörenden ersten und zweiten Kupplungen 6a und 6b eingekuppelt werden kann, während die andere Kupplung ausgekuppelt werden kann. Dann führt die ECU 30 eine sogenannte Vorfüllsteuerung (Vordruckaufbringungssteuerung) durch, womit die einzukuppelnde Kupplung vorab mit dem Betriebsöl befüllt wird, um bereit zu sein für das Einkuppeln (Vordruckaufbringungssteuereinheit).
  • Wenn jedoch das Fahrzeug 1 aus dem Stillstand alleine durch Verwendung des Motors 4 zu starten ist, mit einer vorbestimmten, erfüllten Bedingung zur Verwendung des Motors 4, und wenn ebenfalls der Verbrennungsmotor 2 als Reaktion auf die Schlüssel „AN”-Operation des Fahrers gestartet wurde oder durch die oben genannte Motorneustartsteuerung oder wenn die Schaltposition von dem N-Bereich zu dem D-Bereich geschaltet wurde, verzögert die ECU 30 den Zeitpunkt zum Ausführen der Vorfüllsteuerung (Vordruckaufbringungsverzögerungssteuerung).
  • Im Folgenden wird die durch die ECU 30 beim Start des Fahrzeugs ausgeführte Vorfüllsteuerung detailliert beschrieben.
  • 2 ist ein Flussdiagramm, welches eine in diesem Ausführungsbeispiel durch die ECU 30 beim Start des Fahrzeugs ausgeführte Vorfüllsteuerungs-Routine zeigt, und 3 zeigt ein Kennfeld, welches zum Einstellen einer Vorfüll-Verzugszeit verwendet wird. Die Vorfüllsteuerung wird im Folgenden mit Bezug auf das Flussdiagramm von 2 und, falls nötig, auf 3 beschrieben. Diese Steuerung wird durch die ECU 30 initiiert (gestartet), wenn das Fahrzeug 1 alleine durch den Motor 4 zu starten ist.
  • Zuerst bestimmt die ECU 30 in Schritt S1 von 2, ob das Fahrzeug 1 entweder in einem Zustand ist, in welchem der Verbrennungsmotor 2 soeben gestartet wurde aufgrund der Erfüllung der automatischen Motorneustartbedingung oder als Reaktion auf die durch den Fahrer durchgeführte „EIN”-Betätigung des Schlüssels während der Verbrennungsmotor 2 gestoppt ist, oder in einem Zustand, wo ein Wechsel von dem N-Bereich zu dem D-Bereich auf Basis der Information von dem Schaltpositionssensor 32 detektiert wurde, oder nicht. Das heißt in Schritt S1 wird bestimmt, ob die ersten und zweiten Kupplungen 6a und 6b zu wenig Betriebsöl haben oder nicht, da, falls der Verbrennungsmotor 2 gestoppt wurde oder der N-Bereich gewählt wurde, unmittelbar bevor das Fahrzeug durch den Motor 4 gestartet wird, das Betriebsöl aufgrund einer Unterbrechung der Versorgung des Betriebsöls für die ersten und zweiten Kupplungen 6a und 6b von der Hydraulikpumpe 14 knapp wird. Wenn das Ergebnis der Bestimmung bejahend (Ja) ist, das heißt wenn die ersten und zweiten Kupplungen 6a und 6b zu wenig Betriebsöl bekommen, fährt die Routine mit Schritt S2 fort.
  • In Schritt S2 stellt die ECU 30 eine Vorfüllverzugszeit auf Basis des in 3 gezeigten Kennfelds ein.
  • Wie in 3 gezeigt, ist das Kennfeld so eingestellt, dass die Verzugszeit mit Anstieg der Temperatur des Betriebsöls in der Hydraulikpumpe 14 bis zu einer festen Temperatur länger wird, und dass die Verzugszeit bei und oberhalb der festen Temperatur auf eine feste Zeit eingestellt wird. Nachdem die Verzugszeit entsprechend dem Kennfeld eingestellt ist, fährt die ECU 30 mit Schritt S3 fort.
  • In Schritt S3 bestimmt die ECU 30, ob das Fahrzeug alleine mittels des Motors 4 bewegt werden kann, oder nicht. Insbesondere beurteilt die ECU 30, dass das Fahrzeug nicht alleine durch den Motor 4 bewegt werden kann, in Situationen, in denen zum Beispiel der Motor 4 aufgrund eines Defizits des SOC der Batterie 22 oder einer Störung des Motors 4 in einem Störungszustand ist, in denen das Fahrpedal stark niedergedrückt ist, um eine so plötzliche Beschleunigung zu fordern, dass das Motormoment alleine nicht mehr in der Lage ist, das geforderte Moment zu erfüllen und in denen das Fahrzeug durch das Kriechen mit der Verwendung des Motormoments alleine nicht vorwärts bewegt werden kann, wenn das Fahrzeug zum Beispiel auf einer ansteigenden Straße gestartet wird. Wenn das Ergebnis der Bestimmung zu bejahen ist (Ja) ist und somit das Fahrzeug nicht in einer der oben genannten Situationen ist, das heißt wenn der Motor 4 normal ist und das geforderte Moment alleine durch das Motormoment erbracht werden kann, fährt die Routine mit Schritt S4 fort.
  • In Schritt S4 bestimmt die ECU 30, ob die in Schritt S2 eingestellte Vorfüll-Verzugszeit ab dem Start des Verbrennungsmotors 2 oder ab dem Wechsel der Schaltposition von dem N-Bereich zu dem D-Bereich verstrichen ist, oder nicht. Wenn die Verzugszeit noch nicht verstrichen ist und somit das Ergebnis der Bestimmung negativ ist (Nein), kehrt die Routine zurück zu Schritt S3. Wenn auf der anderen Seite die Verzugszeit verstrichen ist und somit das Ergebnis der Bestimmung zu bejahen ist (Ja), fährt die Routine mit Schritt S5 fort.
  • In Schritt S5 führt die ECU 30 durch Starten der Bereitstellung von Betriebsöl von der Hydraulikpumpe 14 zu den ersten und zweiten Kupplungen 6a und 6b ein Vorfüllen durch. Nachdem die Kupplungen 6a und 6b mit dem Betriebsöl befüllt sind, endet die Routine.
  • Wenn das Ergebnis der Bestimmung in Schritt S3 negativ wird (Nein), bevor die Verzugszeit verstreicht, das heißt wenn beurteilt wird, dass das Fahrzeug nicht alleine durch den Motor 4 bewegt werden kann, so wird umgehend Schritt S5 durchgeführt, um ein Vorfüllen auszuführen. Dies ermöglicht es, das Motordrehmoment früher zu generieren obgleich einige Vibrationen auftreten können, und verhindert zudem, dass das Starten des Fahrzeugs verzögert wird.
  • Wenn des Weiteren in Schritt S1 beurteilt wird, dass das Fahrzeug weder in einem Zustand ist, in welchem der Verbrennungsmotor gerade gestartet wurde noch in einem Zustand, in welchem die Schaltposition gerade von dem N-Bereich zu dem D-Bereich geändert wurde, das heißt wenn das Ergebnis der Bestimmung in diesem Schritt negativ ist (Nein), wird Schritt S5 ausgeführt, um das Vorfüllen umgehend auszuführen. Das heißt in Fällen, in denen der Verbrennungsmotor 2 in Betrieb war oder das Fahrzeug zum Beispiel mit in dem D-Bereich gehaltener Schaltposition gestoppt wurde, wenn das Fahrzeug durch den Motor zu starten ist, sind die ersten und zweiten Kupplungen 6a und 6b bereits mit dem Betriebsöl befüllt und daher wird die Vorfüllung gewöhnlich ohne Verzug ausgeführt.
  • Wie oben dargelegt, wird das Vorfüllen nicht unverzüglich durchgeführt, sondern nach Ablauf der vorgegebenen Verzugszeit durchgeführt, wenn der Verbrennungsmotor soeben gestartet wurde oder die Schaltposition von dem N-Bereich zu dem D-Bereich geändert wurde, wenn das Fahrzeug 1 alleine durch den Motor 4 zu starten ist. Folglich wird das Vorfüllen durchgeführt, nachdem die Rotation des Motors 4 stabil wird, und auch wenn die Kupplungen 6a und 6b vorübergehend aufgrund des Vorfüllens in einen Leistungsübertragungszustand kommen, treten der Interferenz mit der Rotation des Verbrennungsmotors 2 zuordenbare Vibrationen nicht auf.
  • Es ist daher möglich, durch das Vorfüllen beim Starten des mit einem Doppelkupplungsgetriebe ausgestatten Hybrid-Elektrofahrzeugs erzeugte Vibrationen zu unterdrücken und somit das Unbehagen des Fahrers zu lindern.
  • Insbesondere stellt die ECU 30 die Verzugszeit zum Verzögern des Vorfüllens in diesem Ausführungsbeispiel gemäß der Temperatur des Betriebsöls ein, wie in 3 gezeigt. Von den Vibrationen, die erzeugt werden, wenn das Fahrzeug alleine durch den Motor 4 gestartet wird, wird angenommen, dass sie in Abhängigkeit von der Temperatur des Betriebsöls auftreten. Somit ist es möglich, solche Vibrationen auf geeignete Weise zu unterdrücken, indem die Verzugszeit zum Verzögern des Vorfüllens gemäß der Temperatur des Betriebsöls eingestellt wird.
  • Wenn der Verbrennungsmotor gerade gestartet wurde, verzögert die ECU 30 in diesem Ausführungsbeispiel auch das Ausführen des Vorfüllens und da der Verzug des Vorfüllens herbeigeführt wird, um mit der automatischen Motor-Stopp-Und-Neustartsteuerung zu arbeiten, damit der Verbrennungsmotor 2 häufig gestoppt und neugestartet wird, ist es möglich, das Unbehagen des Fahrers zufriedenstellend zu verringern. Des Weiteren wird die Vorfüllung auch verzögert, wenn die Schaltposition von dem N-Bereich zu dem D-Bereich geändert wird. Somit können dann selbst in dem Fall, in dem das Betriebsöl an den Kupplungen 6a und 6b aufgrund des Entweichens des Betriebsöls während der Wahl des N-Bereichs knapp wird, die beim Vorfüllen zum Start des Fahrzeugs erzeugten Vibrationen unterdrückt werden.
  • Obwohl die Steuereinrichtung für ein Hybrid-Elektrofahrzeug gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung oben beschrieben worden ist, ist anzumerken, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die vorstehende Ausführungsform beschränkt ist.
  • Zum Beispiel sind die vorbestimmte automatische Stoppbedingung und die vorbestimmte automatische Motorstartbedingung, welche in der Ausführungsform verwendet werden, nicht auf die vorstehend genannten Bedingungen begrenzt und stattdessen können andere geeignete Bedingungen verwendet werden.
  • Auch wird in dem vorangehenden Ausführungsbeispiel die Vorfüllverzugszeit auf Basis des Kennfelds von 3 eingestellt, so dass die Verzugszeit umso länger wird, je höher die Temperatur des Betriebsöls ist. Die Verzugszeit kann als Funktion von einigen anderen Parametern als der Betriebsöltemperatur eingestellt werden.
  • Wo zum Beispiel das Fahrzeug durch den Motor zu starten ist, unverzüglich nachdem der Verbrennungsmotor durch die automatische Neustartsteuerung oder als Antwort auf die „An”-Betätigung des Schlüssels gestartet ist, kann die Verzugszeit derart unter Berücksichtigung einer Stoppzeit, über welche der Verbrennungsmotor gestoppt wurde, eingestellt werden, dass die Verzugszeit mit der Stoppzeit ansteigt. Je länger die Stoppzeit ist, über welche der Verbrennungsmotor gestoppt ist, desto mehr Betriebsöl entweicht von den Kupplungen und somit ist es möglich, durch Einstellen der Verzugszeit zum Verzögern der Vordruckaufbringungssteuerung gemäß der Motorstoppzeit die Vibrationen in geeigneter Weise zu unterdrücken.
  • Weiterhin führt die ECU 30 in dem obigen Ausführungsbeispiel die Vorfüllverzögerungssteuerung durch, wenn die Schaltposition von dem N-Bereich zu dem D-Bereich geändert wurde. Der Punkt ist, dass die Vorfüllverzögerungssteuerung durchgeführt wird, wenn die Schaltposition von dem N-Bereich zu einem Bereich zum Bewegen des Fahrzeugs 1 geändert wurde und somit kann die Vorfüllverzögerungssteuerung auch ausgeführt werden, wenn die Schaltposition beispielsweise von dem N-Bereich zu dem R-Bereich geändert wurde.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Fahrzeug
    2
    Verbrennungsmotor
    4
    Motor (Elektromotor)
    6
    Kupplungseinheit
    6a
    erste Kupplung (erste Kupplung)
    6b
    zweite Kupplung (zweite Kupplung
    8
    Getriebeeinheit (Getriebe)
    8a
    erster Übersetzungsmechanismus
    8b
    zweiter Übersetzungsmechanismus
    14
    Hydraulikpumpe (Hydraulikdruckversorgungseinheit)
    30
    ECU (Vordruckaufbringungssteuereinheit, Vordruckaufbringungsverzögerungssteuereinheit, automatische Motor-Stopp-und-Neustart-Steuereinheit)
    32
    Schaltpositionssensor (Gangbereichsdetektionseinheit)

Claims (5)

  1. Steuereinrichtung für ein Hybrid-Elektrofahrzeug, welches ausgestattet ist mit einem Verbrennungsmotor und einem Elektromotor als eine jeweilige Antriebsquelle zum Fahren, einem Getriebe umfassend einen ersten Übersetzungsmechanismus und einen zweiten Übersetzungsmechanismus, ein erstes Leistungsübertragungssystem, welches ausgelegt ist, um Leistung von dem Verbrennungsmotor durch den ersten Übersetzungsmechanismus an Antriebsräder zu übertragen, ein zweites Leistungsübertragungssystem, welches ausgelegt ist, um die Leistung von dem Verbrennungsmotor und von dem Elektromotor durch den zweiten Übersetzungsmechanismus an die Antriebsräder zu übertragen, eine zu dem ersten Leistungsübertragungssystem gehörende und zwischen dem Verbrennungsmotor und dem Getriebe angeordnete, erste Kupplung, und eine zu dem zweiten Leistungsübertragungssystem gehörende und zwischen dem Verbrennungsmotor und dem Elektromotor angeordnete, zweite Kupplung, wobei die Steuereinrichtung umfasst: eine Hydraulikdruckversorgungseinheit, welche ausgelegt ist, um Betriebsöl für die ersten und zweiten Kupplungen bereitzustellen, so dass Hydraulikdruck des Betriebsöls an den ersten und zweiten Kupplungen aufgebracht wird; eine Vordruckaufbringungssteuereinheit, welche ausgelegt ist, um eine Vordruckaufbringungssteuerung auszuführen, so dass die ersten und zweiten Kupplungen vorab durch die Hydraulikdruckversorgungseinheit mit dem Betriebsöl befüllt werden, bevor die ersten und zweiten Kupplungen eingekuppelt werden, und eine Vordruckaufbringungsverzögerungssteuereinheit, welche ausgelegt ist, um den Zeitpunkt des Startens der Vordruckaufbringungssteuerung durch die Vordruckaufbringungssteuereinheit um eine vorbestimmte Verzugszeit zu verzögern, wenn das Fahrzeug alleine durch den Elektromotor zu starten ist.
  2. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, wobei die Vordruckaufbringungsverzögerungssteuereinheit die Verzugszeit gemäß einer Temperatur des Betriebsöls, welches durch die Hydraulikdruckversorgungseinheit bereitgestellt wird, einstellt.
  3. Steuereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei: die Hydraulikdruckversorgungseinheit durch die Rotation des Verbrennungsmotors angetrieben wird, und wenn das Fahrzeug alleine durch den Elektromotor zu starten ist nachdem der Verbrennungsmotor in einem gestoppten Zustand gestartet wird, stellt die Vordruckaufbringungsverzögerungssteuereinheit die Verzögerungszeit gemäß einer Zeit ein, über welche der Verbrennungsmotor gestoppt gewesen ist.
  4. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, des Weiteren umfassend eine automatische Motor-Stopp-und-Neustart-Steuereinheit, welche ausgelegt ist, um eine Kraftstoffversorgung zum Verbrennungsmotor zu stoppen, wenn eine vorbestimmte automatische Motorstoppbedingung erfüllt ist, und den Verbrennungsmotor wieder zu starten, wenn eine vorbestimmte automatische Motorstartbedingung erfüllt ist, wobei die Vordruckaufbringungsverzögerungssteuereinheit den Zeitpunkt zum Starten der Vordruckaufbringungssteuerung durch die Vordruckaufbringungssteuereinheit um eine vorbestimmte Verzugszeit verzögert, wenn das Fahrzeug allein durch den Elektromotor zu starten ist, nachdem der Verbrennungsmotor durch die automatische Motor-Stopp-und-Neustart-Steuereinheit wieder gestartet ist.
  5. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, des Weiteren umfassend eine Gangbereichsdetektionseinheit, welche ausgelegt ist, um einen im Getriebe gewählten Gangbereich zu detektieren, wobei die Vordruckaufbringungsverzögerungssteuereinheit den Zeitpunkt zum Starten der Vordruckaufbringungssteuerung durch die Vordruckaufbringungssteuereinheit um eine vorbestimmte Verzugszeit verzögert, wenn das Fahrzeug allein durch den Elektromotor zu starten ist, nachdem ein Wechsel von einem neutralen Bereich zu einem Bereich zum Fahren durch die Gangbereichsdetektionseinheit detektiert wird.
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