DE112013004032T5

DE112013004032T5 - Steuervorrichtung für eine Fahrzeugantriebsvorrichtung

Info

Publication number: DE112013004032T5
Application number: DE201311004032
Authority: DE
Inventors: c/o AISIN AW CO. LTD. Tsuda Kohei; c/o Aisin AW Co. Ltd. Onouchi Tomohiro; c/o Aisin AW Co. Ltd. Kusabe Keiichirou
Original assignee: Aisin AW Co Ltd
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 2012-10-05
Filing date: 2013-10-04
Publication date: 2015-05-07
Also published as: CN104641156A; US9815455B2; CN104641156B; JPWO2014054813A1; US20150274154A1; JP5983756B2; WO2014054813A1

Abstract

Wenn ein Schalten eines Drehzahländerungsmechanismus (6) in einem Regenerationszustand einer elektrischen Drehmaschine (3) auszuführen ist und eine Sollschaltstufe nach dem Schalten eine Vielzahl an Schaltstufen höher oder niedriger als eine gegenwärtige Schalstufe ist, sagt eine Steuervorrichtung (10) für eine Fahrzeugantriebsvorrichtung (100) die Wärmeerzeugungsmenge eines Eingriffselementes, dessen Einrückzustand/Ausrückzustand während des Schaltens zu ändern ist, vorher und bestimmt auf der Basis der vorhergesagten Wärmeerzeugungsmenge, ob ein beliebiges Sprungschalten, bei dem die Schaltstufen ausgelassen werden, zwischen der gegenwärtigen Schaltstufe und der Sollschaltstufe gestattet werden kann. Wenn irgendein Sprungschalten vorhanden ist, das ausgeführt werden kann, führt die Steuervorrichtung (10) das Sprungschalten aus und steuert sie den Drehzahländerungsmechanismus (6) so, dass die Schaltstufe von der gegenwärtigen Schaltstufe zu der Sollschaltstufe geschaltet wird.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Steuervorrichtungen für Fahrzeugsteuervorrichtungen, bei denen eine elektrische Drehmaschine an der Eingangsseite eines Drehzahländerungsmechanismus vorgesehen ist.
HINTERGRUND DES STANDES DER TECHNIK
In den vergangenen Jahren sind Fahrzeuge, wie dies beispielsweise durch solche Fahrzeuge wie Hybridfahrzeuge und elektrische Fahrzeuge repräsentiert wird, in zunehmendem Maße entwickelt worden, die eine elektrische Drehmaschine als eine Antriebsquelle aufweisen und eine Energieeffizienz haben, die durch Umwandeln von kinetischer Energie des Fahrzeugs in elektrische Energie und Sammeln der elektrischen Energie durch Regeneration der elektrischen Drehmaschine verbessert wird.
Beispielsweise beschreibt die veröffentlichte japanische Patentanmeldung JP 2008-94253 A ein Hybridfahrzeug, das eine elektrische Drehmaschine (einen Motorgenerator) hat, die zwischen einem Verbrennungsmotor und einem gestuften Automatikgetriebe vorgesehen ist, bei dem ein Sprungherunterschalten des gestuften Automatikgetriebes ausgeführt wird, um eine Regeneration der elektrischen Drehmaschine bei einer hohen Drehzahl so zu bewirken, dass ein ausreichender Regenerationsbetrag durch die elektrische Drehmaschine erlangt wird.
Die veröffentlichte japanische Patentanmeldung JP 2011-213252 A beschreibt, dass während des Energieabschaltens ein auszurückendes Eingriffselement in Rutscheingriff steht, um eine Regeneration durch eine elektrische Drehmaschine zu bewirken.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Durch die Erfindung zu lösendes Problem
Das in JP 2008-94253 A beschriebene Hybridfahrzeug verhindert eine Regeneration durch die elektrische Drehmaschine während des Sprungherunterschaltens und stellt eine Verzögerung während des Schaltens durch eine Reibungsbremse sicher. Demgemäß kann kinetische Energie während des Schaltens nicht gesammelt werden, was die Energieeffizienz verringert.
Eine Lösung des vorstehend erläuterten Problems ist es, ein Schalten während eines Bewirkens einer Regeneration durch einen Rutscheingriff eines Eingriffselementes zu bewirken, das mit dem Schalten in Zusammenhang steht, wie dies bei dem in der JP 2011-213252 A beschriebenen Hybridfahrzeug der Fall ist. In diesem Fall wird jedoch ein einzurückendes Eingriffselement einer Bremsdrehkraft in einer Trägheitsphase ausgesetzt. Eine große Wärmemenge wird daher während des Rutscheingriffs erzeugt. Darüber hinaus wird in dem Fall eines Sprungschaltens die Wärmeerzeugungsmenge des Eingriffselementes erhöht aufgrund einer großen Differenz zwischen der Drehzahl der Eingangswelle des Automatikgetriebes vor dem Schalten und jener nach dem Schalten, und einer längeren Schaltzeit im Vergleich zu einem normalen Herunterschalten.
Es ist mitunter erwünscht, ein Sprungheraufschalten auszuführen, während eine Bremskraft sichergestellt ist, wie beispielsweise in dem Fall, bei dem bei aus einem niedergedrückten Zustand freigegebenem Gaspedal ein Bremspedal niedergedrückt ist. Auch in diesem Fall ist es im Hinblick auf die Energieeffizienz erwünscht, eine Regeneration der elektrischen Drehmaschine zu bewirken, während eine Bremskraft auf das Fahrzeug durch die Regeneration der elektrischen Drehmaschine aufgebracht wird, wie dies in JP 2011-213252 A beschrieben ist. Bei dem Sprungschalten ist jedoch die für das Schalten erforderliche Zeit lang, und eine große Wärmemenge wird in dem auszurückenden Eingriffselement erzeugt, da dieses einer Bremsdrehkraft sogar in der Trägheitsphase ausgesetzt ist.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Steuervorrichtung zu schaffen, die eine Energieeffizienz einer Fahrzeugantriebsvorrichtung verbessert durch effizientes Bewirken einer Regeneration einer elektrischen Drehmaschine, ohne übermäßige Wärmeerzeugung eines Eingriffselementes zu bewirken.
Lösung des Problems
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Steuervorrichtung (10) für eine Fahrzeugantriebsvorrichtung (100) geschaffen, die einen Drehzahländerungsmechanismus (6) hat, der eine vorbestimmte Schaltstufe durch Einrücken einer Vielzahl an Eingriffselementen erzielt, wobei die Steuervorrichtung (10) den Drehzahländerungsmechanismus (6) so steuert, dass, wenn ein Schalten des Drehzahländerungsmechanismus (6) in einem Regenerationszustand, bei dem eine Regeneration durch eine elektrische Drehmaschine (3) ausgeführt wird, die an einer Eingangsseite des Drehzahländerungsmechanismus (6) vorgesehen ist, ausgeführt wird, das Schalten des Drehzahländerungsmechanismus (6) ausgeführt wird, während ein Zustand beibehalten bleibt, bei dem eine regenerative Bremskraft der elektrischen Drehmaschine (3) übertragen werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn das Schalten des Drehzahländerungsmechanismus (100) in dem Regenerationszustand auszuführen ist und eine Sollschaltstufe nach dem Schalten eine Vielzahl an Schaltstufen höher oder niedriger als eine Ist-Schaltstufe ist, die Steuervorrichtung (100) eine Wärmeerzeugungsmenge des Eingriffselementes vorhersagt, das bei der gegenwärtigen Schaltstufe eingerückt ist und bei der Schaltstufe nach dem Schalten auszurücken ist, oder des Eingriffselementes, das bei der gegenwärtigen Schaltstufe ausgerückt ist und bei der Schaltstufe nach dem Schalten einzurücken ist, vorhersagt und auf der Basis der Wärmeerzeugungsmenge bestimmt, ob irgendein Sprungschalten von der gegenwärtigen Schaltstufe zu der Schaltstufe, die eine Vielzahl an Schaltstufen höher oder niedriger als die gegenwärtige Schaltstufe ist, zwischen der gegenwärtigen Schaltstufe und der Sollschaltstufe gestattet werden kann oder nicht, und wenn das Sprungschalten gestattet werden kann, die Steuereinheit (10) das Sprungschalten ausführt und den Drehzahländerungsmechanismus (6) so steuert, dass die Schaltstufe von der gegenwärtigen Schaltstufe zu der Sollschaltstufe geschaltet wird.
Dadurch ist es möglich, dass die Steuervorrichtung nicht irgendeine Sprungschaltung ausführt, die aufgrund einer großen Wärmeerzeugungsmenge des Eingriffselementes nicht gestattet werden kann, sondern lediglich ein Sprungschalten mit einer zulässigen Wärmeerzeugungsmenge ausführt. Dadurch kann verhindert werden, dass eine thermische Belastung bei dem Eingriffselement, dessen Einrückzustand/Ausrückzustand für das Schalten zu ändern ist, übermäßig wird, und die Anzahl an Schaltungen kann reduziert werden, indem so viele Sprungschaltungen wie möglich ausgeführt werden, und somit kann ein Energieverlust während des Schaltens reduziert werden. Da darüber hinaus die Regeneration durch die elektrische Drehmaschine in einem effizienten Drehzahlbereich zu einem frühzeitigen Zeitpunkt ausgeführt werden kann, kann die Energieeffizienz der Fahrzeugantriebsvorrichtung verbessert werden.
Vorzugsweise wird die Wärmeerzeugungsmenge auf der Basis der regenerativen Bremskraft vorhergesagt.
Außerdem wird bevorzugt, dass, wenn die Wärmeerzeugungsmenge gleich wie oder geringer als der Grenzwert der Wärmeerzeugungsmenge ist, der für jedes Eingriffselement (C-1 bis C-3, B-1, B-2, F-1) eingestellt worden ist, die Steuervorrichtung bestimmt, dass das Sprungschalten gestattet werden kann, und wenn die Wärmeerzeugungsmenge größer als der Grenzwert der Wärmeerzeugungsmenge ist, die Steuervorrichtung das Sprungschalten nicht gestattet.
Wie dies vorstehend beschrieben ist, wird der Grenzwert der Wärmeerzeugungsmenge für jedes Eingriffselement festgelegt, und es wird bestimmt, ob die vorhergesagte Wärmeerzeugungsmenge des Eingriffselementes, dessen Einrückzustand/Ausrückzustand geändert wird, größer als der Grenzwert der Wärmeerzeugungsmenge ist oder nicht. Demgemäß kann mit Leichtigkeit auf der Basis der Wärmeerzeugungsmenge während eines Schaltens bestimmt werden, ob das Sprungschalten ausgeführt werden kann oder nicht.
Es wird außerdem bevorzugt, dass die Steuervorrichtung auf der Basis eines Wärmegleichgewichts, das bis zum Ausführen des Schaltens akkumuliert wird, eine gegenwärtige Temperatur des Eingriffselementes, dessen Wärmeerzeugungsmenge vorhergesagt wird, berechnet und auf der Basis der berechneten gegenwärtigen Temperatur und der Wärmeerzeugungsmenge eine geschätzte Temperatur während des Schaltens des Eingriffselementes erlangt wird, dessen Wärmeerzeugungsmenge vorhergesagt wird, und wenn die geschätzte Temperatur gleich wie oder geringer als eine zulässige Temperatur ist, die für jedes Eingriffselement festgelegt worden ist, die Steuervorrichtung bestimmt, dass das Sprungschalten gestattet werden kann, und wenn die geschätzte Temperatur höher als die zulässige Temperatur ist, die Steuervorrichtung das Sprungschalten nicht gestattet.
Wie dies vorstehend beschrieben ist, wird die geschätzte Temperatur im Hinblick auf die gegenwärtige Temperatur des Eingriffselementes erlangt, die auf der Basis des Wärmegleichgewichts berechnet wird, das bis zum Ausführen des Schaltens akkumuliert wird. Demgemäß kann die Temperatur des Eingriffselementes während des Schaltens akkurat abgeschätzt werden, und ob das Sprungschalten ausgeführt werden kann oder nicht, kann akkurat bestimmt werden.
Außerdem wird bevorzugt, dass die Steuervorrichtung (10) für die Fahrzeugantriebsvorrichtung (100) eine maximale Drehzahländerungsbeschleunigung erlangt, die zu dem Drehzahländerungsmechanismus (6) durch die elektrische Drehmaschine (3) gegeben werden kann, und eine Zeitspanne erlangt, die für das Schalten von der maximalen Drehzahländerungsbeschleunigung und einer Differenz zwischen einer Drehzahl des Drehzahländerungsmechanismus vor dem Schalten und jener nach dem Schalten erforderlich ist, und wenn die erforderliche Zeit länger als eine vorbestimmte Grenzschaltzeit ist, die Steuervorrichtung die berechnete Schaltung nicht gestattet.
Wenn, wie dies vorstehend beschrieben ist, die für das Sprungschalten erforderliche Zeit länger als die vorbestimmte Grenzschaltzeit ist, gestattet die Steuervorrichtung das berechnete Sprungschalten nicht. Dadurch kann eine Verschlechterung des Fahrverhaltens aufgrund einer langen Schaltzeit verhindert werden.
Es wird außerdem bevorzugt, dass, wenn eine Vielzahl an Sprungschaltungen vorhanden ist, die gestattet werden kann, die Steuervorrichtung (10) für die Fahrzeugantriebsvorrichtung (100) das Sprungschalten mit der größten Differenz in der Schaltstufe zwischen der gegenwärtigen Schaltstufe und einer Schaltstufe nach dem Sprungschalten aus der Vielzahl an Sprungschaltungen, die gestattet werden können, ausführt.
Wenn, wie dies vorstehend beschrieben ist, eine Vielzahl an Sprungschaltungen vorhanden ist, die gestattet werden können, führt die Steuervorrichtung die Sprungschaltung aus, die die größte Differenz bei der Schaltstufe aufweist. Das Schalten zu der Sollschaltstufe kann somit schnell bei einer geringen Anzahl an Schaltungen erzielt werden.
Außerdem wird bevorzugt, dass, wenn bestimmt wird, ob die Sprungschaltungen gestattet werden können oder nicht, die Steuervorrichtung (10) für die Fahrzeugantriebsvorrichtung (100) erst bestimmen, ob das Sprungschalten von der gegenwärtigen Schaltstufe direkt zu der Sollschaltstufe gestattet werden kann oder nicht, und dann bestimmen, ob die Sprungschaltungen gestattet werden können oder nicht, indem die Differenz bei der Schaltstufe zwischen der gegenwärtigen Schaltstufe und der Schaltstufe nach dem Sprungschalten einzeln verringert wird, und das erste Sprungschalten, von dem bestimmt worden ist, dass es gestattet werden kann, das Sprungschalten mit der größten Differenz bei der Schaltstufe zwischen der gegenwärtigen Schaltstufe und der Schaltstufe nach dem Sprungschalten ist.
Wie dies vorstehend beschrieben ist, wird der Umstand, ob das Sprungschalten gestattet werden kann oder nicht, bestimmt durch einzelnes Verringern der Differenz bei der Schaltstufe von der Differenz der Schaltstufe bei dem Sprungschalten, bei dem die Schaltstufe von der gegenwärtigen Schaltstufe direkt zu der Sollschaltstufe geschaltet wird. Es kann daher zuverlässig und leicht bestimmt werden, dass das erste Sprungschalten, das gestattet werden kann, das Sprungschalten mit der größten Schaltstufendifferenz ist.
Es wird außerdem bevorzugt, dass, wenn das Sprungschalten ein Sprungschalten ist, das ausgeführt wird durch Ändern des Einrückzustands/Ausrückzustands von einem Eingriffelement, das die gegenwärtige Schaltstufe ausbildet, die Steuervorrichtung (10) für die Fahrzeugantriebsvorrichtung (100) die Wärmeerzeugungsmenge des Eingriffselementes (beispielsweise C-1 in dem Fall eines Schaltens 6-2), bei dem bewirkt worden ist, dass es eine Momentkapazität entsprechend der regenerativen Bremskraft hat, wenn der Einrückzustand/Ausrückzustand des einen Eingriffselementes geändert wird, berechnet und das Sprungschalten gestattet, wenn aus der berechneten Wärmeerzeugungsmenge bestimmt werden kann, das der Einrückzustand/Ausrückzustand des einen Eingriffselementes geändert werden kann.
Ob das Schalten gestattet werden kann oder nicht, kann somit zuverlässig auf der Basis der Wärmeerzeugungsmenge des Eingriffselementes bestimmt werden, das eine erhöhte Wärmemenge erzeugt.
Es wird außerdem bevorzugt, dass, wenn das Sprungschalten ein Sprungschalten ist, das ausgeführt wird durch Ändern des Eingriffszustandes/Ausrückzustandes von beiden von zwei Eingriffselementen, die die gegenwärtige Schaltstufe ausbilden, die Steuervorrichtung (10) der Fahrzeugantriebsvorrichtung (100) die Wärmeerzeugungsmenge von jedem Eingriffselement (beispielsweise C-1 und B-2 in dem Fall eines Schaltens 6-1), bei dem bewirkt worden ist, dass es die Momentkapazität entsprechend der regenerativen Bremskraft hat, wenn der Einrückzustand/Ausrückzustand von jedem der beiden Eingriffselemente geändert wird, berechnet und das Sprungschalten gestattet, wenn aus den berechneten Wärmeerzeugungsmengen bestimmt werden kann, dass der Einrückzustand/Ausrückzustand von beiden der zwei Eingriffselemente geändert werden kann.
Ob das Schalten gestattet werden kann oder nicht, kann somit zuverlässig sogar dann bestimmt werden, wenn das Schalten ein Sprungschalten ist, das ausgeführt wird durch Ändern des Einrückzustandes/Ausrückzustandes von beiden der zwei Eingriffselemente, die die gegenwärtige Schaltstufe bilden.
Es wird außerdem bevorzugt, dass, wenn das Sprungschalten ein Heraufschalten ist, das Eingriffselement, das dazu gebracht worden ist, dass es die Momentkapazität entsprechend der regenerativen Bremskraft hat, das auszurückende Eingriffselement ist (beispielsweise C-1 und B-1 in dem Fall eines Schaltens 1-6), und wenn das Sprungschalten ein Herunterschalten ist, das Eingriffselement, das dazu gebracht worden ist, dass es die Momentkapazität entsprechend der regenerativen Bremskraft hat, das einzurückende Eingriffselement ist (C-1 und B-2 in dem Fall eines Schaltens 6-1).
Ob das Schalten gestattet werden kann oder nicht, kann somit zuverlässig auf der Basis der Wärmeerzeugungsmenge des Eingriffselementes bestimmt werden, das eine große Wärmemenge während des Schaltens so erzeugt, dass sich eine Momentkapazität ergibt, die ausreichend groß zum Übertragen der regenerativen Bremskraft ist.
Es wird außerdem bevorzugt, dass die Steuervorrichtung (10) für die Fahrzeugantriebsvorrichtung (100) die Wärmeerzeugungsmenge auf der Basis der Zeit, die für das Schalten erforderlich ist, der Differenz zwischen der Drehzahl des Drehzahländerungsmechanismus (6) vor dem Schalten und nach dem Schalten, und einer Momentkapazität des Eingriffselementes (C-1 bis C-3, B-1, B-2, F-1) berechnet.
Die in Klammern gesetzten Bezugszeichen dienen der Bezugnahme in den Zeichnungen. Diese Bezugszeichen sollen das Verständnis der Erfindung erleichtern und beeinflussen den in den Ansprüchen beschriebenen Aufbau in keiner Weise.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt eine schematische Ansicht eines Hybridfahrzeugs gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel.
2 zeigt eine Skelettdarstellung einer Hybridantriebsvorrichtung des Hybridfahrzeugs in 1.
3 zeigt eine Einrücktabelle eines Drehzahländerungsmechanismus der Hybridantriebsvorrichtung in 2.
4 zeigt eine Schalttabelle des Drehzahländerungsmechanismus der Hybridantriebsvorrichtung in 2.
Die 5A und 5B zeigen grafische Darstellungen der Beziehung zwischen dem Moment eines Reibungseingriffselementes und der Drehzahl einer Eingangswelle, wobei 5A den Fall eines regenerativen Herunterschaltens zeigt und 5B den Fall eines regenerativen Heraufschaltens zeigt.
6A zeigt ein Flussdiagramm eines Schaltbestimmungsprozesses für ein Sprungherunterschalten in dem Fall eines Änderns der Schaltstufe von einer sechsten Schaltstufe zu einer ersten Schaltstufe, und 6B zeigt eine Sprungherunterschaltbestimmungstabelle von Sprungschaltungen, die bestimmt werden, wenn das Sprungherunterschalten ausgeführt wird.
7A zeigt eine Darstellung eines Verfahrens zum Bestimmen, ob ein Sprungschalten ausgeführt werden kann oder nicht, gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, und 7B zeigt eine Darstellung eines Berechnungsverfahrens, das angewendet wird zum Bestimmen, ob ein Sprungschalten ausgeführt werden kann oder nicht, wenn ein Heraufschalten gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ausgeführt wird.
8A zeigt ein Flussdiagramm eines Schaltbestimmungsprozesses für ein Sprungheraufschalten in dem Fall eines Änderns der Schaltstufe von der ersten Schaltstufe zu der sechsten Schaltstufe, und 8B zeigt eine Sprungheraufschaltbestimmungstabelle von Sprungschaltungen, die bestimmt werden, wenn das Sprungheraufschalten ausgeführt wird.
9 zeigt in einer grafischen Darstellung, wie eine geschätzte Temperatur eines Reibungseingriffselementes sich während der Fahrt eines Fahrzeugs ändert.
Die 10A und 10B zeigen grafische Darstellungen der Differenz bei der geschätzten Temperatur des Reibungseingriffselementes während des Schaltens aufgrund der Differenz bei der gegenwärtigen Temperatur des Reibungseingriffselementes zu Beginn des Schaltens, wobei 10A den Fall eines Herunterschaltens zeigt und 10B den Fall eines Heraufschaltens zeigt.
11A zeigt eine Darstellung eines Verfahrens zum Bestimmen, ob ein Sprungschalten ausgeführt werden kann oder nicht, gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel, und 11B zeigt eine Darstellung eines Berechnungsverfahrens, das verwendet wird zum Bestimmen, ob ein Sprungschalten ausgeführt werden kann oder nicht, wenn ein Heraufschalten gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel ausgeführt wird.
MODI ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG
Steuervorrichtungen für eine Fahrzeugantriebsvorrichtung gemäß den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung sind nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. In der nachstehend dargelegten Beschreibung bezieht sich der Ausdruck "antriebsgekuppelt" auf den Zustand, bei dem Drehelemente miteinander so gekuppelt sind, dass eine Antriebskraft zwischen ihnen übertragen werden kann, und dieser Ausdruck wird als ein Konzept verwendet, der den Zustand umfasst, bei dem die Drehelemente miteinander so gekuppelt sind, dass sie sich zusammen drehen, oder den Zustand umfasst, bei dem die Drehelemente miteinander über eine Kupplung etc. so gekuppelt sind, dass eine Antriebskraft zwischen Ihnen übertragen werden kann. Der Ausdruck "Sprungschalten" bedeutet ein Schalten von einer gegenwärtigen Schaltstufe zu einer Schaltstufe, die eine Vielzahl an Schaltstufen höher oder niedriger als die gegenwärtige Schaltstufe ist.
Erstes Ausführungsbeispiel
Schematischer Aufbau der Hybridantriebsvorrichtung
Wie dies in den 1 und 2 gezeigt ist, hat ein Hybridfahrzeug (nachstehend einfach als "Fahrzeug" bezeichnet) 1 eine elektrische Drehmaschine (nachstehend als der "Motorgenerator" oder einfach als "Motor" bezeichnet) 3 zusätzlich zu einem Verbrennungsmotor 2 als eine Antriebsquelle. Eine Hybridantriebsvorrichtung 100 als eine Fahrzeugantriebsvorrichtung, die einen Kraftzug des Fahrzeugs 1 ausbildet, ist eine Hybridantriebsvorrichtung mit einem Motor, und hat einen Drehzahländerungsmechanismus 6, der an einem Übertragungspfad zwischen dem Verbrennungsmotor 2 und den Rädern 4 vorgesehen ist, und einen Eingangsabschnitt 5, der zwischen dem Drehzahländerungsmechanismus 6 und dem Verbrennungsmotor 2 angeordnet ist.
Wie dies in 2 gezeigt ist, hat der Drehzahländerungsmechanismus 6 eine Vielzahl an Eingriffselementen (genauer gesagt eine Vielzahl an Reibungseingriffselementen) C-1 bis C-3, B-1, B-2 und F-1, und ist durch ein Mehrstufenautomatikgetriebe (gestuftes Automatikgetriebe) ausgebildet, das eine Vielzahl an Schaltstufen erlangt durch Ändern der Übertragungspfade von Schaltgetriebemechanismen SP, PU durch Einrücken (in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel Ändern des Einrückzustandes/Ausrückzustandes von) der Vielzahl an Eingriffselementen.
Der Eingangsabschnitt 5 hat den Motor 3 und eine Verbrennungsmotorverbindungskupplung K0. Die Verbrennungsmotorverbindungskupplung K0 ermöglicht eine Kraftübertragung zwischen einer Verbrennungsmotorkupplungswelle 9, die mit einer Kurbelwelle des Verbrennungsmotors 2 antriebsgekuppelt ist, und einer Eingangswelle 11 des Drehzahländerungsmechanismus 6 und trennt diese Kraftübertragung. Darüber hinaus ist der Motor 3 an der Eingangsseite des Drehzahländerungsmechanismus 6 (die von der Seite, die mit den Antriebsrädern 4 gekuppelt ist, entgegengesetzte Seite an dem Kraftübertragungspfad) vorgesehen und ist mit der Eingangwelle 11 des Drehzahländerungsmechanismus 6 antriebsgekuppelt.
Demgemäß steuert in dem Fall des Antreibens sowohl des Verbrennungsmotors 2 als auch des Motors 2 zum Bewegen des Fahrzeugs die Hybridantriebsvorrichtung 100 eine Hydrauliksteuervorrichtung 12 durch eine Steuereinheit (ECU, Steuervorrichtung) 10 zum Einrücken der Kupplung K0. In einem EV-Antriebsmodus, bei dem das Fahrzeug lediglich durch die Antriebskraft des Motors 3 fährt, der mit dem Übertragungspfad an der Radseite antriebsgekuppelt ist, rückt die Hybridantriebsvorrichtung 100 die Kupplung K0 aus, um den Übertragungspfad an der Seite des Verbrennungsmotors 2 von dem Übertragungspfad an der Radseite zu trennen.
Sensoren, wie beispielsweise ein Eingangswellendrehzahlsensor 13, der die Drehzahl der Eingangswelle 11 des Drehzahländerungsmechanismus 6 erfasst, die die gleiche Drehung wie der Motor 3 ausführt, ein Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 15, der die Drehzahl einer Abgabewelle 14 des Drehzahländerungsmechanismus 6 erfasst, ein Gaspedalbetätigungsbetragsensor 16 und ein Bremssensor 17 sind mit der Steuereinheit 10 so verbunden, dass die Sensoren mit der Steuereinheit 10 kommunizieren können. Auf der Basis des durch den Gaspedalbetätigungsbetragsensor 16 erfassten Gaspedalbetätigungsbetrags, des durch den Bremssensor 17 erfassten Bremsbetätigungsbetrags und der Drehzahl der Abgabewelle 14 (Fahrzeuggeschwindigkeit), die durch den Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 15 erfasst wird, steuert die Steuereinheit 10 die Hydrauliksteuervorrichtung 12 so, dass die Reibungseingriffselemente C-1 bis C-3, B-1 und B-2 des Drehzahländerungsmechanismus 6 einrücken oder ausrücken, wodurch die Schaltstufe des Drehzahländerungsmechanismus 6 geschaltet wird.
Aufbau des Drehzahländerungsmechanismus
Ein spezifischer Aufbau des Drehzahländerungsmechanismus 6 ist nachstehend beschrieben. Wie dies in 2 gezeigt ist, ist der Drehzahländerungsmechanismus 6 mit einem Planetengetriebe SP und einer Planetengetriebeeinheit PU an der Eingangswelle 11 versehen. Das Planetengetriebe SP ist ein sogenanntes Planetengetriebe der Einzelantriebszahnradart, das ein Sonnenrad S1, einen Träger CR1 und ein Hohlrad R1 hat und das an dem Träger CR1 ein Antriebszahnrad (Ritzel) P1 hat, das mit dem Sonnenrad S1 und dem Hohlrad R1 in Zahneingriff steht.
Die Planetengetriebeeinheit PU ist ein Planetengetriebe der sogenannten Ravigneauxart, das ein Sonnenrad S2, ein Sonnenrad S3, einen Träger CR2 und ein Hohlrad R2 als vier Drehelemente hat und das an dem Träger CR2 ein langes Antriebszahnrad (Ritzel) PL, das mit dem Sonnenrad S2 und dem Hohlrad R2 in Zahneingriff steht, und ein kurzes Antriebszahnrad (Ritzel) PS hat, das mit dem Sonnenrad S3 so in Zahneingriff steht, dass das lange Antriebszahnrad PL mit dem kurzen Antriebszahnrad PS in Zahneingriff steht.
Das Sonnenrad S1 des Planetengetriebes SP ist an einem Getriebegehäuse 18 fixiert, und das Hohlrad R1 ist an der Eingangswelle 11 antriebsgekuppelt, um die gleiche Drehung (nachstehend ist diese als "Eingangsdrehung" bezeichnet) wie die Eingangswelle 11 auszuführen. Darüber hinaus vollführt der Träger CR1 eine verzögerte Drehung, die eine von der Eingangsdrehung verzögerte Drehung ist, durch das fixierte Sonnenrad S1 und das Hohlrad R1, das die Eingangsdrehung ausführt, und ist mit der Kupplung C-1 und der Kupplung C-3 verbunden.
Das Sonnenrad S2 der Planetengetriebeeinheit PU ist mit der Bremse B-1 verbunden, so dass das Sonnenrad S2 an dem Getriebegehäuse 18 fixiert werden kann. Das Sonnenrad S2 der Planetengetriebeeinheit PU ist außerdem mit der Kupplung C-3 verbunden, so dass das Sonnenrad S2 die verzögerte Drehung des Trägers CR1 über die Kupplung C-3 empfangen kann. Das Sonnenrad S3 ist mit der Kupplung C-1 verbunden, so dass das Sonnendrad S3 die verzögerte Drehung des Trägers CR1 empfangen kann.
Darüber hinaus ist der Träger CR2 mit der Kupplung C-2 verbunden, die die Drehung der Eingangswelle 11 empfängt, so dass der Träger CR2 die Eingangsdrehung über die Kupplung C-2 empfangen kann. Der Träger CR2 ist außerdem mit der Einwegkupplung F-1 und der Bremse B-2 verbunden, so dass die Drehung des Trägers CR2 in einer Richtung in Bezug auf das Getriebegehäuse 18 über die Einwegkupplung F-1 begrenzt ist, und dass der Träger CR2 über die Bremse B-2 ortsfest gehalten werden kann. Das Hohlrad R2 ist mit einem Gegenzahnrad (Gegenrad) verbunden, und das Gegenrad ist mit den Antriebsrädern 4 (siehe 1) über eine Gegenwelle und eine Differenzialeinheit verbunden.
Der Drehzahländerungsmechanismus 6 mit dem vorstehend erläuterten Aufbau erzielt die erste (1.) bis sechste (6.) Vorwärtsschaltstufe und eine Rückwärtsschaltstufe (R) durch ein Einrücken und Ausrücken der Kupplungen C-1 bis C-3, der Bremsen B-1, B-2 und der Einwegkupplung F-1, die in der Skelettdarstellung von 2 gezeigt sind, gemäß der Eingriffstabelle von 3, und ändert die Drehzahl der Drehung, die durch die Eingangswelle 11 empfangen wird, bei jeder Schaltstufe, um die sich ergebende Drehung zu den Rädern 4 auszugeben.
Hintergrund des Schaltens im regenerativen Zustand
In der Hybridantriebsvorrichtung 100, an der der vorstehend beschriebene Motor 3 montiert ist, ist es erwünscht, die Energieeffizienz zu verbessern, indem soweit wie möglich kinetische Energie in elektrische Energie umgewandelt wird und die elektrische Energie durch Regeneration durch den Motor 3 gesammelt wird. In diesem Fall ist es erwünscht, die Regeneration durch den Motor 3 in einem derartigen Drehzahlbereich auszuführen, der die höchste Regenerationseffizienz erzielt, und es ist im Hinblick auf das Antriebsverhalten erwünscht, die Regeneration durch den Motor 3 an einer Linie gleicher Leistung auszuführen. Es ist daher erwünscht, die Regeneration durch den Motor 3 in einem Bereich mit hoher Drehung auszuführen.
Ein Schleppmoment des Drehzahländerungsmechanismus 6 nimmt zu, wenn die Drehzahl der Eingangswelle 11 zunimmt. Wie dies in 4 gezeigt ist, wird eine Schalttabelle des Drehzahländerungsmechanismus 6, der den an der Eingangsseite vorgesehenen Motor 3 hat, daher derart festgelegt, dass eine Sollschaltstufe sich gemäß dem Umstand ändert, ob eine Regenerationsanfrage vorliegt oder nicht. Das heißt, ein Schaltpunkt wird derart festgelegt, dass, wenn keine Regenerationsanfrage vorliegt, eine hohe Gangschaltstufe gewählt wird, so dass die Eingangswelle 11 eine niedrige Drehzahl ausführt, und wenn eine Regenerationsanfrage vorliegt, eine niedrige Gangstufe gewählt wird, so dass die Eingangswelle 11 eine hohe Drehzahl ausführt.
Demgemäß kann, wenn ein Bremspedal stärker niedergedrückt wird und das Niveau der Regenerationsanfrage demgemäß ansteigt, es sein, dass der Drehzahländerungsmechanismus 6 zu einer Schaltstufe herunterschalten muss, die mehrere Schaltstufen niedriger als eine gegenwärtige Schaltstufe ist bei einer Regeneration, die durch den Motor 3 ausgeführt wird, um eine Regeneration durch den Motor 3 in einem effizienten Drehzahlbereich auszuführen (siehe Pfeil A in 4). Auch für Heraufschaltungen kann, wenn eine Bremsanforderung vorliegt und wenn ein Gaspedal von einem niedergedrückten Zustand freigegeben wird, es sein, dass der Drehzahländerungsmechanismus 6 zu einer Schaltstufe heraufschalten muss, die mehrere Schaltstufen höher als die gegenwärtige Schaltstufe ist, wobei eine Regeneration durch den Motor 3 ausgeführt wird, wie dies durch einen Pfeil B in der Zeichnung gezeigt ist.
Bei sowohl einem regenerativen Herunterschalten als ein Herunterschalten, das mit einer durch den Motor 3 ausgeführten Regeneration ausgeführt wird, als auch einem regenerativen Heraufschalten als ein Heraufschalten, das mit durch den Motor 3 ausgeführter Regeneration ausgeführt wird, ist es erwünscht, zu einer Sollschaltstufe in so wenig wie möglich Schaltungen zu wechseln, um die Regenerationseffizienz und das Fahrverhalten zu verbessern, wenn die Sollschaltstufe nach dem Schalten mehrere Schaltstufen höher oder niedriger als die gegenwärtige Schaltstufe ist.
Demgemäß kann, wenn eine Sollschaltstufe nach dem Schalten mehrere Schaltstufen höher oder niedriger als eine gegenwärtige Schaltstufe ist, ein Sprungschalten ausgeführt werden, das ein Schalten ist, das durch Auslassen von mehreren Schaltstufen ausgeführt wird, anstatt dass die Schaltstufe einzeln nacheinander geändert wird. Jedoch hat ein derartiges Sprungschalten das folgende Problem, wenn es in dem Regenerationszustand ausgeführt wird.
Das heißt in dem Fall des Ausführens eines Schaltens des Drehzahländerungsmechanismus 6 in dem regenerativen Zustand, bei dem eine Regeneration durch den an der Eingangsseite des Drehzahländerungsmechanismus 6 vorgesehenen Motor (elektrische Drehmaschine) 3 ausgeführt wird, wird eine Bremskraft für das Fahrzeug durch eine Regenerationskraft des Motors 3 sichergestellt. Die Steuereinheit 10 steuert daher den Drehzahländerungsmechanismus 6 so, dass der Einrückzustand/Ausrückzustand der Reibungseingriffselemente geändert wird, während der Zustand beibehalten wird, bei dem die regenerative Bremskraft des Motors 3 übertragen werden kann.
Genauer gesagt wird, wie dies in 5A gezeigt ist, ein regeneratives Herunterschalten ausgeführt durch ein in einer Trägheitsphase erfolgendes Erhöhen der Momentkapazität eines einzurückenden Reibungseingriffselementes auf einen Wert T1, der der regenerativen Bremskraft entspricht. Wie dies in 5B gezeigt ist, wird ein regeneratives Heraufschalten ausgeführt, während eine Änderung der Drehzahl ausgeführt wird durch ein in einer Trägheitsphase ausgeführtes Verringern der Momentkapazität TR eines auszurückenden Reibungseingriffselementes in einem Bereich T2, in dem eine Unterbrechung des regenerativen Bremsens gestattet ist.
Im Gegensatz zu herkömmlichen Fahrzeugantriebsvorrichtungen, die lediglich bei dem am weitesten negativen Moment entsprechend dem Verbrennungsmotorreibungsmoment (Fahrzeugantriebsvorrichtungen ohne Motor) generieren, wird ein Schalten, bei dem der Motor 3 in dem regenerativen Zustand ist, somit bei einem negativen Moment ausgeführt, das um ein negatives Moment des Motors 3 relativ zur Regeneration höher ist. Das heißt in dem Fall des regenerativen Herunterschaltens ist die Momentkapazität des in der Trägheitsphase einzurückenden Reibungseingriffselementes um das negative Moment des Motors 3 höher als jene in den herkömmlichen Fahrzeugantriebsvorrichtungen. Bei dem regenerativen Heraufschalten hat das auszurückende Reibungseingriffselement eine Momentkapazität, die einer Bremskraft in der Trägheitsphase entspricht, im Gegensatz zu den herkömmlichen Fahrzeugantriebsvorrichtungen, bei denen ein auszurückendes Reibungseingriffselement keine Momentkapazität in der Trägheitsphase hat.
Ein Reibungseingriffselement, dessen Einrückzustand/Ausrückzustand geändert werden soll, vollführt eine Rutschdrehung in dem Zustand, bei dem das Reibungseingriffselement eine Momentkapazität hat, die der regenerativen Bremskraft entspricht, so dass die regenerative Bremskraft zu den Rändern 4 übertragen werden kann. Die Wärmeerzeugungsmenge in der Trägheitsphase wird daher erhöht.
Ein Sprungschalten erfordert eine größere Differenz zwischen der Drehzahl der Eingangswelle 11 des Drehzahländerungsmechanismus 6 vor dem Schalten und jener nach dem Schalten als ein normales Schalten, bei dem die Gangstufe um 1 (nacheinander) geschaltet wird. Die Dauer der Trägheitsphase ist daher bei dem Sprungschalten länger als bei dem normalen Schalten, und die für das Sprungschalten erforderliche Zeitspanne ist länger als jene, die für das normale Schalten erforderlich ist. Die erhöhte Wärmeerzeugungsmenge in der Trägheitsphase zusammen mit der langen Dauer der Trägheitsphase bei dem Sprungschalten führt zu einer hohen Wärmeerzeugungsmenge an einer Reibungsplatte des Reibungseingriffselementes, dessen Einrückzustand/Ausrückzustand für das Schalten geändert werden soll, was eine Zunahme der Temperatur des Reibungseingriffselementes verursachen kann.
Die Steuereinheit 10 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel steuert daher den Drehzahländerungsmechanismus 6 während des regenerativen Schaltens so, dass die Regenerationseffizienz und das Antriebsvermögen verbessert werden, indem eine Erzeugung einer übermäßigen thermischen Last auf das Reibungseingriffselement, dessen Einrückzustand/Ausrückzustand geändert werden soll, verhindert wird, und die Anzahl an Schaltungen soweit wie möglich verringert wird, um einen Schaltverlust in einer Momentphase zu reduzieren. Der Betrieb der Steuereinheit 10 bei dem regenerativen Schalten ist nachstehend für ein regeneratives Herunterschalten und für ein regeneratives Heraufschalten beschrieben.
Regeneratives Herunterschalten
6B zeigt eine Sprungherunterschaltbestimmungstabelle, auf die die Steuereinheit 10 für eine Bestimmung eines Sprungherunterschaltens Bezug nimmt. Sämtliche mögliche Muster eines Sprungherunterschaltens, die durch die Steuereinheit 10 ausgeführt werden kann, sind in der Sprungherunterschaltbestimmungstabelle aufgezeichnet.
Die Steuereinheit 10 bestimmt konstant, ob jedes Sprungherunterschalten, das in der Sprungherunterschaltbestimmungstabelle gezeigt ist, gestattet werden kann oder nicht. Genauer gesagt berechnet, wie dies in 7A gezeigt ist, die Steuereinheit 10 eine maximale Drehänderungsbeschleunigung, die der Eingangswelle 11 des Drehzahländerungsmechanismus 6 durch den Motor 3 mitgeteilt werden kann, auf der Basis eines maximalen Moments und einer maximalen Kraft, die gegenwärtig von dem Motor 3 ausgegeben werden, der Drehzahl der Eingangswelle 11 nach dem Schalten, dem gegenwärtigen Motormoment, der Trägheit eines Drehelementes an der Eingangsseite des Reibungseingriffselementes (Gesamtträgheit der Drehelemente, die an einem Antriebssystem an der Eingangsseite in Bezug auf das Reibungseingriffselement gekuppelt sind).
Das heißt die Steuereinheit 10 fungiert als eine Einheit 30 zur Berechnung der maximalen Drehungsänderungsbeschleunigung, die die maximale Drehänderungsbeschleunigung berechnet und das Motormoment berechnet, das von dem Motor 3 nach dem Schalten ausgegeben werden kann, auf der Basis der maximalen Motorleistung und der Drehzahl nach dem Schalten. Die Steuereinheit 10 erlangt einen Wert eines maximalen Momentes, das von dem Motor 3 ausgegeben werden kann, durch eine Invertersteuerung, und bestimmt ein kleineres Motormoment von dem Motormoment, das von der maximalen Motorleistung berechnet wird, und dem erlangten maximalen Motormoment, als ein Moment, das von dem Motor 3 ausgegeben werden kann (d.h. eine regenerative Bremskraft).
Die Steuereinheit 10 berechnet ein maximales Trägheitsmoment, das von dem Motor 3 ausgegeben werden kann, auf der Basis des Moments, das von dem Motor 3 ausgegeben werden kann, und des gegenwärtigen Motormoments. Die Steuereinheit 10 teilt das maximale Trägheitsmoment durch die Trägheit des Drehelementes an der Eingangsseite in Bezug auf das Reibungseingriffselement, um die maximale Drehänderungsbeschleunigung zu berechnen, die der Eingangswelle 11 des Drehzahländerungsmechanismus 6 durch den Motor 3 mitgeteilt werden kann.
Da die Drehzahlen der Eingangswelle 11 vor und nach dem Schalten für jedes Muster der Sprungschaltung voreingestellt ist, kann die Steuereinheit 10 die Drehzahldifferenz der Eingangswelle 11, die zum Ausführen jedes Sprungschaltens erforderlich ist, d.h. die Differenz zwischen der Drehzahl der Eingangswelle 11 des Drehzahländerungsmechanismus 6 vor dem Schalten und jene nach dem Schalten erlangen (Drehzahldifferenzberechnungseinheit 31). Die Steuereinheit 10 fungiert als eine Einheit 32 zur Berechnung der erforderlichen Schaltzeit (Sollschaltzeit) und kann somit eine Schaltzeit, die zum Ausführen eines Sprungschaltens (während der Trägheitsphase) erforderlich ist, berechnen durch Dividieren der Differenz zwischen der Drehzahl des Drehzahländerungsmechanismus 6 vor dem Schalten und jene nach dem Schalten durch die maximale Drehänderungsbeschleunigung.
Die Steuereinheit 10 fungiert außerdem als eine Einheit 33 zur Berechnung der Momentkapazität und berechnet die Momentkapazität des Reibungseingriffselementes durch Berechnen eines Eingangsmomentes zu dem Drehzahländerungsmechanismus 6 auf der Basis eines Reibungsmomentes des Verbrennungsmotors (lediglich in dem Fall, bei dem der Verbrennungsmotor mit einem Kraftübertragungssystem verbunden ist) und des Antriebsmoments des Motors, und durch Multiplizieren des Eingangsmomentes zu dem Drehzahländerungsmechanismus 6 mit dem Verteilungsverhältnis des Reibungseingriffselementes.
Wenn die Zeit, die für das Schalten erforderlich ist, die Differenz zwischen der Drehzahl des Drehzahländerungsmechanismus vor dem Schalten und jener nach dem Schalten ist, und die Momentkapazität des Reibungseingriffselementes erlangt worden sind, fungiert die Steuereinheit 10 als eine Wärmeerzeugungsmengenberechnungseinheit 34, und kann somit die Wärmeerzeugungsmenge des einzurückenden Reibungseingriffselementes auf der Basis der für das Schalten erforderlichen Zeit, der Differenz zwischen der Drehzahl der Eingangswelle 11 des Drehzahländerungsmechanismus vor dem Schalten und jener nach dem Schalten und der Momentkapazität des Reibungseingriffselementes berechnen.
Wenn die Wärmeerzeugungsmenge des Reibungseingriffselementes einmal erlangt werden kann, fungiert die Steuereinheit 10 als eine Bestimmungseinheit 36, die bestimmt, ob ein Sprungschalten gestattet werden kann oder nicht. Die Steuereinheit 10 bestimmt, ob die berechnete Wärmeerzeugungsmenge gleich wie oder geringer als ein Wärmeerzeugungsmengengrenzwert ist, der für jedes Reibungseingriffselement festgelegt worden ist, oder nicht (Wärmeerzeugungsmengenbestimmungseinheit 37).
Wenn die erforderliche Schaltzeit einmal erlangt worden ist, bestimmt die Steuereinheit 10, ob die erforderliche Schaltzeit gleich wie oder geringer als eine Grenzschaltzeit ist oder nicht, die auf eine derartige Länge festgelegt worden ist, dass keine Unbequemlichkeit für den Fahrer im Hinblick auf das Fahrverhalten bewirkt wird (Schaltzeitbestimmungseinheit 38). Die Steuereinheit 10 gestattet eine jegliche Sprungschaltung, wenn die Wärmeerzeugungsmenge des Reibungseingriffselementes gleich wie oder geringer als der Wärmeerzeugungsmengengrenzwert ist und die erforderliche Schaltzeit gleich wie oder geringer als die Grenzschaltzeit ist. Die Steuereinheit 10 gestattet kein Muster des Sprungschaltens, das auch nur eine der Bedingungen für die Wärmeerzeugung und die Schaltzeit nicht erfüllt.
Wenn, wie dies in 6A gezeigt ist, eine Schaltanforderung für ein regeneratives Herunterschalten von der sechsten Schaltstufe als eine gegenwärtige Schaltstufe zu der ersten Schaltstufe als eine Sollschaltstufe vorhanden ist (JA in S1), nimmt die Steuereinheit 10 zunächst auf das Schaltbestimmungsergebnis der Frage Bezug, ob ein Sprungschalten von der sechsten Schaltstufe als die gegenwärtige Schaltstufe direkt zu der ersten Schaltstufe als die Sollschaltstufe ausgeführt werden kann oder nicht (S2). Wenn das Schalten 6-1 gestattet werden kann (JA in S2), führt die Steuereinheit 10 das Schalten 6-1 aus (S3). Wenn das Schalten 6-1 nicht gestattet werden kann (NEIN in S2), bestimmt die Steuereinheit 10, ob irgendein Sprungschalten, das ausgeführt werden kann oder nicht, in der Reihenfolge von einem Schalten 6-2, einem Schalten 6-3 und einem Schalten 6-4 vorhanden ist, so dass die Differenz der Schaltstufe beim Schalten von der gegenwärtigen Schaltstufe zu der Sollschaltstufe einzeln reduziert wird (S4 bis S6).
Wenn irgendein Sprungschalten, das gestattet werden kann, durch die Bestimmung herausgefunden wird, führt die Steuereinheit 10 dieses Sprungschalten aus (S7 bis S9). Danach sucht die Steuereinheit 10 in ähnlicher Weise nach einem beliebiges Sprungschalten, das gestattet werden kann, bis die gegenwärtige Schaltstufe gleich der Sollschaltstufe wird, und führt somit ein Schalten zu der Sollschaltstufe (in dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel: die erste Schaltstufe) bei der minimalen Anzahl an Schaltungen aus. Wenn kein Sprungschalten vorhanden ist, das gestattet werden kann, schaltet die Steuereinheit 10 die Schaltstufe einzeln wie gewöhnlich herunter (S10).
In 6B berechnet in dem Fall des Bestimmens, ob ein Sprungschalten gestattet werden kann oder nicht, das ausgeführt wird durch Ändern des Einrückzustands/Ausrückzustandes von einem Reibungseingriffselement, das die gegenwärtige Schaltstufe ausbildet (beispielsweise Schalten 6-2), die Steuereinheit 10 die Wärmeerzeugungsmenge des Reibungseingriffselementes (beispielsweise die Kupplung C1), das dazu gebracht worden ist, dass es eine Momentkapazität hat, die einer regenerativen Bremskraft entspricht beim Ändern des Einrückzustandes/Ausrückzustandes des einen Reibungseingriffselementes. Dieses Sprungschalten wird lediglich dann gestattet, wenn auf der Basis der berechneten Wärmeerzeugungsmenge und der berechneten erforderlichen Zeit bestimmt wird, dass der Einrückzustand/Ausrückzustand des Reibungseingriffselementes geändert werden kann.
In dem Fall eines Sprungschaltens, das ausgeführt wird durch Ändern der Einrückzustände/Ausrückzustände von beiden von zwei Reibungseingriffselementen, die die gegenwärtige Schaltstufe ausbilden, wie bei einem Schalten, bei dem vier Elemente involviert sind (beispielsweise Schalten 6-1), berechnet die Steuereinheit 10 die Wärmeerzeugungsmenge von jedem Reibungseingriffselement, das dazu gebracht worden ist, dass es eine Momentkapazität hat entsprechend einer regenerativen Bremskraft beim Ändern des Einrückzustandes/Ausrückzustandes von jedem Reibungseingriffselement, d.h. die Wärmeerzeugungsmenge von jedem Reibungseingriffselement, das die regenerative Bremskraft überträgt, während eine Rutschdrehung während des Schaltens ausgeführt wird (beispielsweise die Kupplung C1 und die Bremse B2; nachstehend auch als das aktive Reibungseingriffselement bezeichnet als das Eingriffselement, das eine Änderung bei der Drehung der Eingangswelle 11 des Drehzahländerungsmechanismus 6 bewirkt). Dieses Sprungschalten wird lediglich dann gestattet, wenn auf der Basis der berechneten Wärmeerzeugungsmengen und der berechneten erforderlichen Zeit bestimmt wird, dass die Einrückzustände/Ausrückzustände von beiden der zwei Reibungseingriffselemente geändert werden können.
Auf der Basis der Wärmeerzeugungsmenge des Reibungseingriffselementes oder der Reibungseingriffselemente, die eine erhöhte Wärmemenge erzeugen, kann die Steuereinheit 10 somit zuverlässig bestimmen, ob ein Schalten gestattet werden kann oder nicht, und kann außerdem zuverlässig bestimmen, ob ein Schalten gestattet werden kann oder nicht sogar wenn das Schalten ein Sprungschalten ist, das ausgeführt wird durch Ändern der Einrückzustände/Ausrückzustände von beiden von zwei Reibungseingriffselementen, die eine gegenwärtige Schaltstufe bilden.
Vorstehend sind lediglich die Sprungschaltungen von der sechsten Schaltstufe unter Bezugnahme auf 6A beschrieben. Jedoch bestimmt in dem Fall, bei dem das Sprungschalten direkt zu der ersten Schaltstufe als die Sollschaltstufe nicht ausgeführt wird, die Steuereinheit 10 in ähnlicher Weise, ob es irgendein Sprungschalten gibt, das ausgeführt werden kann oder nicht, indem einzeln nacheinander die Differenz in der Schaltstufe von der gegenwärtigen Schaltstufe nach dem Sprungschalten zu der Sollschaltstufe reduziert wird, und sie führt das erste Sprungschalten aus, das gestattet werden kann. Die Steuereinheit 10 führt somit ein Schalten aus, bis die gegenwärtige Schaltstufe gleich der Sollschaltstufe wird.
Regeneratives Heraufschalten
Auch in dem Fall eines regenerativen Heraufschaltens bestimmt die Steuereinheit 10 konstant, ob jedes Muster des Sprungschaltens, das in einer in 8B gezeigten Sprungheraufschaltbestimmungstabelle gezeigt ist, gestattet werden kann oder nicht, wie dies bei dem regenerativen Herunterschalten der Fall ist.
Wie dies in 7B gezeigt ist, ist ein Verfahren zum Bestimmen, ob ein Sprungschalten ausgeführt werden kann oder nicht, grundsätzlich demjenigen in dem Fall des regenerativen Herunterschaltens ähnlich. Da es sich jedoch um ein Heraufschalten handelt, wird ein maximales Trägheitsmoment, das von dem Motor 3 ausgegeben werden kann, aus dem minimalen Moment und der minimalen Leistung des Motors berechnet. Genauer gesagt hat, da es sich um ein Heraufschalten handelt, das maximale Trägheitsmoment einen negativen Wert, und die maximale Drehänderungsbeschleunigung hat ebenfalls einen negativen Wert. Die Wärmeerzeugungsmenge wird für ein auszurückendes Reibungseingriffselement berechnet.
Wenn beispielsweise, wie dies in 8A gezeigt ist, eine Schaltanforderung für ein regeneratives Heraufschalten von der ersten Schaltstufe als eine gegenwärtige Schaltstufe zu der sechsten Schaltstufe als eine Sollschaltstufe vorhanden ist (JA in S20), nimmt die Steuereinheit 10 zunächst Bezug auf das Schaltbestimmungsergebnis der Frage, ob ein Sprungschalten von der ersten Schaltstufe als die gegenwärtige Schaltstufe direkt zu der sechsten Schaltstufe als die Sollschaltstufe ausgeführt werden kann oder nicht (S21). Wenn das Schalten 1-6 gestattet werden kann (JA in S21), führt die Steuereinheit 10 das Schalten 1-6 aus (S22). Wenn das Schalten 1-6 nicht gestattet werden kann (NEIN in S21), bestimmt die Steuereinheit 10, ob es irgendein Sprungschalten, das ausgeführt werden kann oder nicht, gibt, in der Reihenfolge von Schalten 1-5, Schalten 1-4 und Schalten 1-3, so dass die Differenz bei der Schaltstufe beim Schalten von der gegenwärtigen Schaltstufe zu der Sollschaltstufe einzeln (nacheinander) reduziert wird (S23 bis S25).
Wenn jedes Sprungschalten, das ausgeführt werden kann, durch die Bestimmung (JA in S23 bis S25) herausgefunden wird, führt die Steuereinheit 10 dieses Sprungschalten aus (S26 bis S28). Danach sucht die Steuereinheit 10 in ähnlicher Weise nach einem beliebigen Sprungschalten, dass ausgeführt werden kann, bis die gegenwärtige Schaltstufe gleich der Sollschaltstufe wird, und führt somit ein Schalten zu der Sollschaltstufe (in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel: die sechste Schaltstufe) bei einer minimalen Anzahl an Schaltungen aus.
Wenn kein Sprungschalten vorhanden ist, das ausgeführt werden kann, schaltet die Steuereinheit 10 die Schaltstufe wie gewöhnlich einzeln herauf (S29).
Wie dies vorstehend beschrieben ist, sagt die Steuereinheit 10 die Wärmeerzeugungsmenge des Reibungseingriffselementes, dessen Einrückzustand/Ausrückzustand für das Schalten geändert werden soll, auf der Basis der Leistung des Motors (elektrische Drehmaschine) 3 und einer erforderlichen regenerativen Bremskraft vorher und berechnet diese. Auf der Basis dieser Wärmeerzeugungsmenge bestimmt die Steuereinheit 10, ob es irgendein Sprungschalten gibt, das zwischen der gegenwärtigen Schaltstufe und der Sollschaltstufe gestattet werden kann. Wenn es irgendein Sprungschalten gibt, das ausgeführt werden kann, führt die Steuereinheit 10 dieses Sprungschalten aus und steuert sie den Drehzahländerungsmechanismus so, dass die Schaltstufe von der gegenwärtigen Schaltstufe zu der Sollschaltstufe geändert wird. Dies ermöglicht es, dass die Steuereinheit 10 nicht nur ein beliebiges Sprungschalten, das aufgrund einer hohen Wärmeerzeugungsmenge des Reibungseingriffselementes nicht gestattet werden kann, nicht ausführt, sondern lediglich ein Sprungschalten mit einer akzeptablen (zulässigen) Wärmeerzeugungsmenge ausführt. Dies kann verhindern, dass eine thermische Belastung bei dem Reibungseingriffselement, dessen Einrückzustand/Ausrückzustand für das Schalten geändert werden soll (d.h. das Eingriffselement, das bei der gegenwärtigen Schaltstufe eingerückt ist und bei einer Schaltstufe nach dem Schalten ausgerückt werden soll, oder das Eingriffselement, das bei der gegenwärtigen Schaltstufe ausgerückt ist und bei einer Schaltstufe nach dem Schalten eingerückt werden soll; anders ausgedrückt, das Eingriffselement, dessen Wärmeerzeugungsmenge vorhergesagt wird), in übermäßigem Maße auferlegt wird, und kann die Anzahl an Schaltungen reduzieren, indem so viele Sprungschaltungen wie möglich ausgeführt werden, und kann somit einen Energieverlust beim Schalten reduzieren. Da darüber hinaus eine Regeneration durch die elektrische Drehmaschine in einem effizienten Drehzahlbereich bei einem frühzeitigen Zeitpunkt ausgeführt werden kann, kann die Energieeffizienz der Fahrzeugantriebsvorrichtung verbessert werden.
Wenn die für ein Sprungschalten erforderliche Zeit länger als ein vorherbestimmter Schaltgrenzwert ist, wird das berechnete Sprungschalten nicht gestattet.
Dadurch kann eine Verschlechterung des Fahrverhaltens aufgrund einer langen Schaltzeit verhindert werden.
Darüber hinaus wird in dem Fall, bei dem mehrere Sprungschaltungen gestattet werden können, das Sprungschalten mit der größten Differenz in der Schaltstufe ausgeführt. Das Schalten zu der Sollschaltstufe kann somit schnell bei einer geringen Anzahl an Schaltungen erzielt werden. Darüber hinaus wird die Frage, ob ein Sprungschalten gestattet werden kann oder nicht, bestimmt, indem die Differenz bei der Schaltstufe einzeln (nacheinander) von der Differenz bei der Schaltstufe bei dem Sprungschalten, bei dem die Schaltstufe von der gegenwärtigen Schaltstufe direkt zu der Sollschaltstufe geschaltet wird, reduziert wird. Es kann daher zuverlässig und leicht bestimmt werden, dass das erste Sprungschalten, das gestattet werden kann, das Sprungschalten mit der höchsten Differenz in der Schaltstufe ist.
Die Steuereinheit 10 berechnet die Wärmeerzeugungsmenge des Reibungseingriffselementes, das dazu gebracht worden ist, dass es eine Momentkapazität entsprechend einer regenerativen Bremskraft hat (in dem Fall eines Heraufschaltens: das auszurückende Reibungseingriffselement; in dem Fall eines Herunterschaltens: das einzurückende Reibungseingriffselement), wenn der Einrückzustand/Ausrückzustand des Reibungseingriffselementes geändert wird, und sie bestimmt, ob ein Sprungschalten gestattet werden kann oder nicht. Ob ein Schalten gestattet werden kann oder nicht, kann daher zuverlässig auf der Basis der Wärmeerzeugungsmenge des Reibungseingriffselementes bestimmt werden, das eine hohe Wärmeerzeugungsmenge während des Schaltens erzeugt, so dass sich eine ausreichend hohe Momentkapazität zum Übertragen der regenerativen Bremskraft ergibt.
Zweites Ausführungsbeispiel
Eine Fahrzeugsteuervorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die 9 bis 11 beschrieben. Das zweite Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel dahingehend, dass eine abgeschätzte Temperatur des Reibungseingriffselementes während des Schaltens erlangt wird, und ob ein Auslassschalten ausgeführt werden kann oder nicht, wird auch auf der Basis der Frage bestimmt, ob die geschätzte Temperatur höher als eine zulässige Temperatur ist oder nicht. Lediglich der Unterschied gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel ist nachstehend beschrieben und die Beschreibung ähnlicher Abschnitte unterbleibt.
9 ist eine Darstellung, die zeigt, wie eine geschätzte Temperatur des aktiven Reibungseingriffselementes sich während der Fahrt des Fahrzeugs ändert. 9 zeigt, dass der Einrückzustand/Ausrückzustand des aktiven Reibungseingriffselementes zwischen einem Zeitpunkt t1 und t2 und zwischen einem Zeitpunkt t3 und sich ändert, und dass das aktive Reibungseingriffselement während des Schaltens Wärme erzeugt und eine Temperaturerhöhung erlebt, wenn es eine Rutschdrehung während des Übertragens einer regenerativen Bremskraft ausführt. 9 zeigt außerdem, dass zwischen dem Zeitpunkt t2 und t3, während sich der Einrückzustand/Ausrückzustand des aktiven Reibungseingriffselementes nicht ändert, die Temperatur des aktiven Reibungseingriffselementes abnimmt und die Temperatur des Hydrauliköls (nachstehend ist dieses als „ATF“ bezeichnet) in dem Drehzahländerungsmechanismus 6 erreicht.
Bei dem Startzeitpunkt t1 des ersten Schaltens ist die Temperatur des aktiven Reibungseingriffselementes die gleiche wie die ATF-Temperatur (Temperatur des Hydrauliköls). Wenn jedoch das erste Schalten und das zweite Schalten bei einem relativ kurzen Zeitintervall wie in dem Fall von 9 ausgeführt werden, bleibt die Wärme, die während des ersten Schaltens erzeugt wird, bei dem Startzeitpunkt t2 des zweiten Schaltens vorhanden. Die Temperatur des aktiven Reibungseingriffselementes ist daher bei dem Startzeitpunkt t2 des zweiten Schaltens höher als bei dem Zeitpunkt t1.
Demgemäß kann selbst wenn die Wärmeerzeugungsmenge des aktiven Reibungseingriffselementes die gleiche bei dem ersten und bei dem zweiten Schalten ist, die Temperatur des aktiven Reibungseingriffselementes entweder höher als die zulässige Temperatur sein oder gleich wie oder geringer als die zulässige Temperatur während des Schaltens in Abhängigkeit von der Temperatur des aktiven Reibungseingriffselementes zu dem Schaltstartzeitpunkt sein.
Das heißt, wie dies in 10 gezeigt ist, selbst wenn ein Schalten in einer exakt der gleichen Weise ausgeführt wird, können die geschätzten Temperaturen X1, X2 des aktiven Reibungseingriffselementes höher als die zulässige Temperatur sein, wenn das aktive Reibungseingriffselement beim Starten des Schaltens eine hohe Temperatur aufweist, und die geschätzten Temperaturen X3, X4 des aktiven Reibungseingriffselementes dürfen nicht höher als die zulässige Temperatur sein, wenn das aktive Reibungseingriffselement eine niedrige Temperatur bei dem Starten des Schaltens hat.
Demgemäß wird in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Frage, ob ein Sprungschalten ausgeführt werden kann oder nicht, auch auf der Basis der Anforderung an die geschätzte Temperatur des Reibungseingriffselementes nach dem Schalten im Hinblick auf die gegenwärtige Temperatur des aktiven Reibungseingriffselementes bestimmt zusätzlich zu den Anforderungen im Hinblick auf die Wärmeerzeugungsmenge und die Steuerzeit bei dem ersten Ausführungsbeispiel. Das heißt, wie in 11 gezeigt, fungiert eine Steuereinheit 10A gemäß dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel als eine Ist-Temperaturberechnungseinheit 40, und sie berechnet und schätzt die gegenwärtige Temperatur des aktiven Reibungseingriffselementes in konstanter Weise auf der Basis des Wärmegleichgewichts (die Summe der eingegebenen Wärme und der Wärmeabgabe zu und von dem aktiven Reibungseingriffselement und der ATF-Temperatur), das sich akkumuliert hat, bis ein Schalten ausgeführt wird.
Wenn einmal die Wärmeerzeugungsmenge des aktiven Reibungseingriffselementes für das Schalten berechnet worden ist, fungiert die Steuereinheit 10A als eine Schätztemperaturberechnungseinheit 41, und sie erlangt eine geschätzte Temperatur des aktiven Reibungseingriffselementes während des Schaltens auf der Basis der gegenwärtigen Temperatur des aktiven Reibungseingriffselementes und der Wärmeerzeugungsmenge des aktiven Reibungseingriffselementes während des Schaltens.
Wenn die geschätzte Temperatur des aktiven Reibungseingriffselementes während des Schaltens einmal erlangt worden ist, fungiert die Steuereinheit 10A als eine Temperaturbestimmungseinheit 42, und sie bestimmt, ob die geschätzte Temperatur höher als die zulässige Temperatur ist oder nicht. In dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel umfasst eine Bestimmungseinheit 36A, die bestimmt, ob ein Sprungschalten gestattet werden kann oder nicht, die Temperaturbestimmungseinheit 42, den Wärmeerzeugungsmengenbestimmungsabschnitt 37 und die Schaltzeitbestimmungseinheit 38, und ein Sprungschalten wird lediglich dann gestattet, wenn sämtliche der Anforderungen an die geschätzte Temperatur, die Wärmeerzeugungsmenge und die Schaltzeit innerhalb der jeweiligen Grenzwerte sind.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird zusätzlich zu der Wärmeerzeugungsmenge des aktiven Reibungseingriffselementes während des Schaltens die gegenwärtige Temperatur des aktiven Reibungseingriffselementes ebenfalls berechnet auf der Basis des Wärmegleichgewichts, das akkumuliert worden ist, bis ein Schalten ausgeführt wird. Die geschätzte Temperatur des aktiven Reibungseingriffselementes während des Schaltens wird berechnet auf der Basis der Wärmeerzeugungsmenge und der gegenwärtigen Temperatur. Wenn die geschätzte Temperatur des aktiven Reibungseingriffselementes während des Schaltens gleich wie oder geringer als die zulässige Temperatur ist, wird bestimmt, dass das Sprungschalten gestattet werden kann. Wenn die geschätzte Temperatur des aktiven Reibungseingriffselements während des Schaltens höher als die zulässige Temperatur ist, wird das Sprungschalten nicht gestattet. Ob ein Sprungschalten ausgeführt werden kann oder nicht, kann somit noch genauer bestimmt werden.
Drittes Ausführungsbeispiel
In dem zweiten Ausführungsbeispiel wird die Frage, ob ein Sprungschalten ausgeführt werden kann oder nicht, auf der Basis von sämtlichen Anforderungen d.h. der Anforderung im Hinblick auf die Wärmeerzeugungsmenge, der Anforderung im Hinblick auf die abgeschätzte Temperatur und der Anforderung im Hinblick auf die Schaltzeit bestimmt. Jedoch kann die Frage, ob ein Sprungschalten ausgeführt werden kann oder nicht, auf der Basis von lediglich beispielsweise der Anforderung im Hinblick auf die Wärmeerzeugungsmenge bestimmt werden. Alternativ kann die Frage, ob ein Sprungschalten ausgeführt werden kann oder nicht, auf der Basis von lediglich der Anforderung im Hinblick auf die abgeschätzte Temperatur bestimmt werden, oder die Frage, ob ein Sprungschalten ausgeführt werden kann oder nicht, kann auf der Basis von lediglich der Anforderung im Hinblick auf die Wärmeerzeugungsmenge und der Anforderung im Hinblick auf die geschätzte Temperatur bestimmt werden.
Bei dem ersten bis dritten Ausführungsbeispiel ist ein Hybridantriebsfahrzeug als ein Beispiel der Fahrzeugsantriebsvorrichtung beschrieben. Jedoch ist ein Verbrennungsmotor nicht unbedingt als eine Antriebsquelle erforderlich, und die vorliegende Erfindung ist auf eine beliebige Fahrzeugantriebsvorrichtung anwendbar, die eine elektrische Drehmaschine an der Eingangsseite des Drehzahländerungsmechanismus aufweist. Der Drehzahländerungsmechanismus muss nicht unbedingt ein Mehrstufen-Automatik-Drehzahländerungsmechanismus mit sechs Gangstufen sein, und kann ein beliebiger Drehzahländerungsmechanismus mit drei oder mehr Schaltstufen sein. Darüber hinaus muss der Drehzahländerungsmechanismus nicht unbedingt eine Schaltstufe ausbilden, indem zwei Reibungseingriffselemente in Eingriff gelangen. Beispielsweise kann der Drehzahländerungsmechanismus ein Drehzahländerungsmechanismus sein, der eine Schaltstufe ausbildet, indem drei oder mehr Reibungseingriffselemente in Eingriff gelangen. Auch in diesem Fall kann, wie dies vorstehend beschrieben ist, die Frage, ob ein Schalten ausgeführt werden kann oder nicht, auf der Basis der Wärmeerzeugungsmenge des Reibungseingriffselementes bestimmt werden, das eine ausreichend hohe Momentkapazität hat zum Übertragen einer regenerativen Bremskraft während des Schaltens. Beispielsweise kann die Frage, ob ein Schalten ausgeführt werden kann oder nicht, bestimmt werden durch Berechnen der Wärmeerzeugungsmenge von zwei oder mehr Reibungseingriffselementen.
In den vorliegenden Ausführungsbeispiel wird als ein Beispiel des Reibungseingriffselementes, das eine ausreichende Momentkapazität zum Übertragen einer regenerativen Bremskraft während des Schaltens hat, das auszurückende Eingriffselement dazu gebracht, dass es eine ausreichende Momentkapazität hat zum Übertragen einer regenerativen Bremskraft in dem Fall eines regenerativen Heraufschaltens, und das einzurückende Eingriffselement wird dazu gebracht, dass es eine ausreichende Momentkapazität zum Übertragen einer regenerativen Bremskraft in dem Falle eines regenerativen Herunterschaltens hat. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht unbedingt darauf beschränkt. Das heißt das einzurückende Eingriffselement kann dazu gebracht werden, dass es eine ausreichende Momentkapazität zum Übertragen einer regenerativen Bremskraft in dem Fall eines regenerativen Heraufschaltens hat, und das auszurückende Eingriffselement kann dazu gebracht werden, dass es eine derartige Momentkapazität in dem Fall eines regenerativen Herunterschaltens hat.
Anders ausgedrückt berechnet die Steuereinheit die Wärmeerzeugungsmenge von zumindest einem Reibungseingriffselement, dessen Wärmeerzeugungsmenge während des Schaltens zunimmt, nämlich das aktive Eingriffselement, das eine Änderung bei der Drehung bewirkt. Dieses aktive Eingriffselement kann so gestaltet sein, dass es entweder ein auszurückendes Eingriffselement oder ein einzurückendes Eingriffselement ist. Darüber hinaus wird die Wärmeerzeugungsmenge des aktiven Eingriffselementes erlangt durch Berechnen einer angeforderten Schaltzeit etc. auf der Basis einer regenerativen Bremskraft (d.h. ein negatives Moment, das durch den Motor erzeugt wird). Alternativ kann eine Energieberechnung ausgeführt werden vor und nach dem Schalten auf der Basis der regenerativen Bremskraft, und die Wärmeerzeugungsmenge des Eingriffselementes kann aus dem Gleichgewicht berechnet werden, das aus der Energieberechnung erlangt wird.
Zusätzlich zu einer Mehrscheibenkupplung kann das Automatikgetriebe beispielsweise eine reibungsfreie Kupplung wie beispielsweise eine Klauenkupplung als ein Teil der Kupplungen und Bremsen anwenden und kann eine Vielzahl an Schaltstufen durch Kombination dieser Eingriffselemente ausbilden.
Darüber hinaus wird in den vorstehend erläuterten Ausführungsbeispielen die Frage, ob ein Sprungschalten von einer gegenwärtigen Schaltstufe direkt zu einer Sollschaltstufe gestattet werden kann oder nicht, zuerst bestimmt, und dann wird die Frage, ob ein Sprungschalten gestattet werden kann oder nicht, bestimmt durch Reduzieren der Differenz bei den Schaltstufen zwischen der gegenwärtigen Schaltstufe und der Schaltstufe nach dem Sprungschalten nacheinander um eine Schaltstufe. Jedoch kann die Frage, ob ein Sprungschalten ausgeführt werden kann oder nicht, bestimmt werden durch Erhöhen der Differenz bei der Schaltstufe von der gegenwärtigen Schaltstufe nacheinander um eine Schaltstufe. In diesem Fall weist das Sprungschalten, das unmittelbar vor dem Sprungschalten liegt, das nicht gestattet wird, die höchste Differenz zwischen den Schaltstufen auf.
In dem zweiten und dritten Ausführungsbeispiel werden die gegenwärtige Temperatur, die geschätzte Temperatur und die zulässige Temperatur in der Einheit Temperatur berechnet. Jedoch können die gegenwärtige Temperatur, die geschätzte Temperatur und die zulässige Temperatur berechnet werden, indem unter Verwendung der thermischen Kapazität der Kupplung in die Einheit Wärmeerzeugungsmenge umgewandelt wird. In ähnlicher Weise kann auch bei dem ersten Ausführungsbeispiel die Wärmeerzeugungsmenge und der Wärmeerzeugungsmengengrenzwert in der Temperatureinheit etc. berechnet werden. Das heißt in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel können solche Ausdrücke wie „Wärmeerzeugungsmenge“ und „Temperatur“ in einer beliebigen Einheit ausgedrückt werden, und sie sind im Wesentlichen die Gleichen.
Die Wärmeerzeugungsmenge des Reibungseingriffselementes kann als eine Differenz berechnet werden, die erlangt wird durch Subtrahieren der Energie an der stromaufwärtigen Seite des Reibungseingriffselementes bei der Kraftübertragung und der Energie an der stromabwärtigen Seite des Reibungseingriffselementes bei der Kraftübertragung von der Gesamtenergie in dem Kraftübertragungssystem.
Darüber hinaus muss die Steuereinheit 10 nicht konstant bestimmen, ob ein Sprungschalten ausgeführt werden kann oder nicht, indem die Wärmeerzeugungsmenge des Reibungseingriffselementes und die Schaltzeit berechnet werden, sondern sie kann bestimmen, ob ein Sprungschalten ausgeführt werden kann oder nicht, im Ansprechen auf einer Schaltanforderung durch Berechnen der Wärmeerzeugungsmenge des Reibungseingriffselementes, das mit dem Schalten in Zusammenhang steht, und der Schaltzeit. Die Steuereinheit 10 kann bestimmen, ob ein Schalten ausgeführt werden kann oder nicht, auf der Basis von lediglich der berechneten Wärmeerzeugungsmenge des Reibungseingriffselementes. Die in den vorstehend erläuterten Ausführungsbeispielen beschriebene Erfindung kann in beliebigen Kombinationen angewendet werden.
Industrielle Anwendbarkeit
Die Hydraulikantriebsvorrichtung für das Automatikgetriebe gemäß der vorliegenden Erfindung ist vorzugsweise an beispielsweise Automatikgetrieben von Vorrichtungen montiert, die eine elektrische Drehmaschine haben, wie beispielsweise Hybridfahrzeug und elektrische Fahrzeuge.
Bezugszeichenliste

3: elektrische Drehmaschine (Motor)
6: Drehzahländerungsmechanismus
10: Steuervorrichtung (Steuereinheit)
100: Fahrzeugantriebsvorrichtung (Hybridantriebsvorrichtung)
C-1 bis C-3, B-1, B-2, F-1: Eingriffselement (Kupplung, Bremse)

Claims

Steuervorrichtung für eine Fahrzeugantriebsvorrichtung, die einen Drehzahländerungsmechanismus hat, der eine vorbestimmte Schaltstufe durch Einrücken einer Vielzahl an Eingriffselementen erzielt, wobei die Steuervorrichtung den Drehzahländerungsmechanismus so steuert, dass, wenn ein Schalten des Drehzahländerungsmechanismus in einem Regenerationszustand, bei dem eine Regeneration durch eine elektrische Drehmaschine ausgeführt wird, die an einer Eingangsseite des Drehzahländerungsmechanismus vorgesehen ist, ausgeführt wird, das Schalten des Drehzahländerungsmechanismus ausgeführt wird, während ein Zustand beibehalten bleibt, bei dem eine regenerative Bremskraft der elektrischen Drehmaschine übertragen werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass wenn das Schalten des Drehzahländerungsmechanismus in dem Regenerationszustand auszuführen ist und eine Sollschaltstufe nach dem Schalten eine Vielzahl an Schaltstufen höher oder niedriger als eine Ist-Schaltstufe ist, die Steuervorrichtung eine Wärmeerzeugungsmenge des Eingriffselementes vorhersagt, das bei der gegenwärtigen Schaltstufe eingerückt ist und bei der Schaltstufe nach dem Schalten auszurücken ist, oder des Eingriffselementes, das bei der gegenwärtigen Schaltstufe ausgerückt ist und bei der Schaltstufe nach dem Schalten einzurücken ist, vorhersagt und auf der Basis der Wärmeerzeugungsmenge bestimmt, ob irgendein Sprungschalten von der gegenwärtigen Schaltstufe zu der Schaltstufe, die eine Vielzahl an Schaltstufen höher oder niedriger als die gegenwärtige Schaltstufe ist, zwischen der gegenwärtigen Schaltstufe und der Sollschaltstufe gestattet werden kann oder nicht, und wenn das Sprungschalten gestattet werden kann, die Steuereinheit das Sprungschalten ausführt und den Drehzahländerungsmechanismus so steuert, dass die Schaltstufe von der gegenwärtigen Schaltstufe zu der Sollschaltstufe geschaltet wird.
Steuervorrichtung für die Fahrzeugantriebsvorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeerzeugungsmenge auf der Basis der regenerativen Bremskraft vorhergesagt wird.
Steuervorrichtung für die Fahrzeugantriebsvorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei wenn die Wärmeerzeugungsmenge gleich wie oder geringer als der Grenzwert der Wärmeerzeugungsmenge ist, der für jedes Eingriffselement eingestellt worden ist, die Steuervorrichtung bestimmt, dass das Sprungschalten gestattet werden kann, und wenn die Wärmeerzeugungsmenge größer als der Grenzwert der Wärmeerzeugungsmenge ist, die Steuervorrichtung das Sprungschalten nicht gestattet.
Steuervorrichtung für die Fahrzeugantriebsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Steuervorrichtung auf der Basis eines Wärmegleichgewichts, das bis zum Ausführen des Schaltens akkumuliert wird, eine gegenwärtige Temperatur des Eingriffselementes, dessen Wärmeerzeugungsmenge vorhergesagt wird, berechnet und auf der Basis der berechneten gegenwärtigen Temperatur und der Wärmeerzeugungsmenge eine geschätzte Temperatur während des Schaltens des Eingriffselementes erlangt wird, dessen Wärmeerzeugungsmenge vorhergesagt wird, und wenn die geschätzte Temperatur gleich wie oder geringer als eine zulässige Temperatur ist, die für jedes Eingriffselement festgelegt worden ist, die Steuervorrichtung bestimmt, dass das Sprungschalten gestattet werden kann, und wenn die geschätzte Temperatur höher als die zulässige Temperatur ist, die Steuervorrichtung das Sprungschalten nicht gestattet.
Steuervorrichtung für die Fahrzeugantriebsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Steuervorrichtung für die Fahrzeugantriebsvorrichtung eine maximale Drehzahländerungsbeschleunigung erlangt, die zu dem Drehzahländerungsmechanismus durch die elektrische Drehmaschine gegeben werden kann, und eine Zeitspanne erlangt, die für das Schalten von der maximalen Drehzahländerungsbeschleunigung und einer Differenz zwischen einer Drehzahl des Drehzahländerungsmechanismus vor dem Schalten und jener nach dem Schalten erforderlich ist, und wenn die erforderliche Zeit länger als eine vorbestimmte Grenzschaltzeit ist, die Steuervorrichtung die berechnete Schaltung nicht gestattet.
Steuervorrichtung für die Fahrzeugantriebsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei wenn eine Vielzahl an Sprungschaltungen vorhanden ist, die gestattet werden kann, die Steuervorrichtung für die Fahrzeugantriebsvorrichtung das Sprungschalten mit der größten Differenz in der Schaltstufe zwischen der gegenwärtigen Schaltstufe und einer Schaltstufe nach dem Sprungschalten aus der Vielzahl an Sprungschaltungen, die gestattet werden können, ausführt.
Steuervorrichtung für die Fahrzeugantriebsvorrichtung gemäß Anspruch 6, wobei wenn bestimmt wird, ob die Sprungschaltungen gestattet werden können oder nicht, die Steuervorrichtung für die Fahrzeugantriebsvorrichtung erst bestimmt, ob das Sprungschalten von der gegenwärtigen Schaltstufe direkt zu der Sollschaltstufe gestattet werden kann oder nicht, und dann bestimmt, ob die Sprungschaltungen gestattet werden können oder nicht, indem die Differenz bei der Schaltstufe zwischen der gegenwärtigen Schaltstufe und der Schaltstufe nach dem Sprungschalten einzeln verringert wird, und das erste Sprungschalten, von dem bestimmt worden ist, dass es gestattet werden kann, das Sprungschalten mit der größten Differenz bei der Schaltstufe zwischen der gegenwärtigen Schaltstufe und der Schaltstufe nach dem Sprungschalten ist.
Steuervorrichtung für die Fahrzeugantriebsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei wenn das Sprungschalten ein Sprungschalten ist, das ausgeführt wird durch Ändern des Einrückzustands/Ausrückzustands von einem Eingriffelement, das die gegenwärtige Schaltstufe ausbildet, die Steuervorrichtung für die Fahrzeugantriebsvorrichtung die Wärmeerzeugungsmenge des Eingriffselementes, bei dem bewirkt worden ist, dass es eine Momentkapazität entsprechend der regenerativen Bremskraft hat, wenn der Einrückzustand/Ausrückzustand des einen Eingriffselementes geändert wird, berechnet und das Sprungschalten gestattet, wenn aus der berechneten Wärmeerzeugungsmenge bestimmt werden kann, das der Einrückzustand/Ausrückzustand des einen Eingriffselementes geändert werden kann.
Steuervorrichtung für die Fahrzeugantriebsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei wenn das Sprungschalten ein Sprungschalten ist, das ausgeführt wird durch Ändern des Eingriffszustandes/Ausrückzustandes von beiden von zwei Eingriffselementen, die die gegenwärtige Schaltstufe ausbilden, die Steuervorrichtung der Fahrzeugantriebsvorrichtung die Wärmeerzeugungsmenge von jedem Eingriffselement, bei dem bewirkt worden ist, dass es die Momentkapazität entsprechend der regenerativen Bremskraft hat, wenn der Einrückzustand/Ausrückzustand von jedem der beiden Eingriffselemente geändert wird, berechnet und das Sprungschalten gestattet, wenn aus den berechneten Wärmeerzeugungsmengen bestimmt werden kann, dass der Einrückzustand/Ausrückzustand von beiden der zwei Eingriffselemente geändert werden kann.
Steuervorrichtung für die Fahrzeugantriebsvorrichtung gemäß Anspruch 8 oder 9, wobei wenn das Sprungschalten ein Heraufschalten ist, das Eingriffselement, das dazu gebracht worden ist, dass es die Momentkapazität entsprechend der regenerativen Bremskraft hat, das auszurückende Eingriffselement ist, und wenn das Sprungschalten ein Herunterschalten ist, das Eingriffselement, das dazu gebracht worden ist, dass es die Momentkapazität entsprechend der regenerativen Bremskraft hat, das einzurückende Eingriffselement ist.
Steuervorrichtung für die Fahrzeugantriebsvorrichtung gemäß Anspruch 5, wobei die Steuervorrichtung für die Fahrzeugantriebsvorrichtung die Wärmeerzeugungsmenge auf der Basis der Zeit, die für das Schalten erforderlich ist, der Differenz zwischen der Drehzahl des Drehzahländerungsmechanismus vor dem Schalten und nach dem Schalten, und einer Momentkapazität des Eingriffselementes berechnet.