DE112014003056T5

DE112014003056T5 - Steuerungssystem für ein Hybridfahrzeug

Info

Publication number: DE112014003056T5
Application number: DE112014003056.2T
Authority: DE
Inventors: Koki Minamikawa; Toshio Sugimura; Seiji Kuwahara; Takahiko Tsutsumi; Masato Yoshikawa
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2013-06-27
Filing date: 2014-06-18
Publication date: 2016-04-21
Also published as: WO2014207527A3; JP2015009635A; US20160144849A1; CN105358362A; JP6098395B2; CN105358362B; WO2014207527A2; US9776620B2

Abstract

Eine Obergrenzen-Laderate (Plim) wird beschränkt, wenn eine Gangposition eines Automatikgetriebes (18) hoch ist, im Gegensatz dazu, wenn die Gangpositionen niedrig ist, so dass eine Maschine (14) kaum in einen Hochdrehmoment-Zustand eintritt, auch wenn die Gangposition hoch ist. Daher ist es möglich, Vibrationen und ein Geräusch zu unterdrücken, welche tendenziell zu der Zeit aufzutreten, wenn die Maschine (14) mit einer niedrigen Drehzahl und hohem Drehmoment angetrieben wird. Andererseits nimmt die Obergrenzen-Laderate (Plim) zu, wenn die Gangposition niedrig ist, im Gegensatz dazu, wenn die Gangposition hoch ist, mit dem Ergebnis, dass eine Laderate zunimmt, so dass es möglich ist, einen Ladezustand (SOC) einer Batterie (46) in einem geeigneten Bereich zu halten.

Description

Hintergrund der Erfindung 1. Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Steuerungssystem für ein Hybridfahrzeug und insbesondere eine Steuerung zum Laden einer Batterie.
2. Beschreibung des Standes der Technik
Allgemein bekannt ist ein Hybridfahrzeug mit einer Maschine und einem Elektromotor, welche derart mit Antriebsrädern gekoppelt sind, dass Leistung übertragen wird. Das Hybridfahrzeug fährt, während basierend auf einem Fahrzustand des Fahrzeugs zu einer Mehrzahl von Fahrmodi umgeschaltet bzw. gewechselt wird. Wenn beispielsweise der Ladezustand (Niveau der Ladung) einer Batterie niedriger oder gleich einem vorbestimmten Wert wird und eine Anforderung zum Laden der Batterie ausgegeben wird, wird der Fahrmodus hin zu einem Modus umgeschaltet, bei welchem das Fahrzeug unter Verwendung eines Teils der Leistung der Maschine fährt, während unter Verwendung des verbleibenden Teils der Leistung der Maschine durch den Elektromotor elektrische Leistung erzeugt wird. Ein in der japanischen Patentveröffentlichung mit der Nummer 2009-248913 ( JP 2009-248913 A ) beschriebenes Hybridfahrzeug stellt ebenso ein solches Fahrzeug dar. Die JP 2009-248913 A beschreibt eine Technologie bei dem Hybridfahrzeug, welches eine Batterie unter Verwendung der Leistung einer Maschine innerhalb des Bereichs eines Grenz-Ladewerts im Ansprechen auf eine Ladeanforderung zum Laden der Batterie lädt, zum Verringern des Grenz-Ladewerts, wenn eine Fahrzeuggeschwindigkeit niedrig ist. Auf diese Art und Weise wird durch Verringern des Grenz-Ladewerts, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit niedrig ist, das Auftreten von Vibrationen und eines Geräuschs während der Fahrt durch Verhindern, dass die Maschine mit einer niedrigen Drehzahl und hohem Drehmoment angetrieben wird, unterdrückt.
Kurzfassung der Erfindung
Das in der JP 2009-248913 A beschriebene Hybridfahrzeug umfasst kein Getriebe zwischen sowohl der Maschine als auch einem Elektromotor und Antriebsrädern. Bei einem Hybridfahrzeug, bei welchem in einem Leistungsübertragungspfad zwischen sowohl einer Maschine als auch einem Elektromotor und Antriebsrädern ein Getriebe vorgesehen ist, variiert die Drehzahl der Maschine ebenso mit der Gangposition des Getriebes; wenn jedoch das Hybridfahrzeug wie im Falle des in der JP 2009-248913 A beschriebenen Hybridfahrzeugs gesteuert wird, kann die Maschine in Abhängigkeit der Gangposition mit einer niedrigen Drehzahl und hohem Drehmoment betrieben werden, mit dem Ergebnis, dass Vibrationen und ein Geräusch auftreten können. Selbstverständlich ist es zulässig, den Grenz-Ladewert ungeachtet der Gangposition zum Zwecke des Unterdrückens des Auftretens von Vibrationen und eines Geräuschs einheitlich zu straffen bzw. zu verringern; eine Laderate nimmt jedoch entsprechend ab, so dass der Ladezustand der Batterie nicht geeignet gehalten werden kann.
Die Erfindung sieht ein Steuerungssystem vor, welches bei einem Hybridfahrzeug, bei welchem eine Maschine und ein Elektromotor mit einem Antriebsrad gekoppelt sind, so dass Leistung übertragen wird, und ein Getriebe in einem Leistungsübertragungspfad zwischen dem Antriebsrad und sowohl der Maschine als auch dem Elektromotor vorgesehen ist, in der Lage ist, den Ladezustand einer Batterie geeignet zu halten, während Vibrationen und ein Geräusch unterdrückt werden, die zu der Zeit auftreten, wenn das Fahrzeug fährt, wobei die Leistungserzeugung durch den Elektromotor ausgeführt wird.
Ein erster Aspekt der Erfindung bezieht sich auf ein Steuerungssystem für ein Hybridfahrzeug. Das Steuerungssystem umfasst ein Antriebsrad, eine Maschine, einen Elektromotor, ein Getriebe, eine Batterie und eine Steuerungsvorrichtung. Die Maschine ist derart mit dem Antriebsrad gekoppelt, dass Leistung hin zu dem Antriebsrad übertragen wird. Der Elektromotor ist derart mit dem Antriebsrad gekoppelt, dass Leistung hin zu dem Antriebsrad übertragen wird. Das Getriebe ist in einem Leistungsübertragungspfad zwischen dem Antriebsrad und sowohl der Maschine als auch dem Elektromotor vorgesehen. Die Batterie ist derart konfiguriert, dass diese mit elektrischer Leistung geladen wird, welcher durch den Elektromotor erzeugt wird. Die Steuerungsvorrichtung ist derart konfiguriert, dass diese das Hybridfahrzeug veranlasst, unter Verwendung von Leistung der Maschine zu fahren, während eine Laderate zum Laden der Batterie auf oder unterhalb einem Grenz-Ladewert gehalten wird, im Ansprechen auf eine Ladeanforderung zum Laden der Batterie. Die Steuerungsvorrichtung ist derart konfiguriert, dass diese den Grenz-Ladewert derart einstellt, dass der Grenz-Ladewert, wenn eine Gangposition des Getriebes hoch ist, im Vergleich bzw. Gegensatz dazu, wenn die Gangposition niedrig ist, niedriger ist.
Mit dieser Konfiguration wird die Laderate, wenn die Gangposition hoch ist, im Gegensatz dazu, wenn die Gangposition niedrig ist, begrenzt, so dass die Maschine kaum in einen Hochdrehmoment-Zustand eintritt, auch wenn die Gangposition hoch ist, das heißt, die Drehzahl der Maschine niedrig ist. Daher ist es möglich, Vibrationen und ein Geräusch zu unterdrücken, welche tendenziell zu der Zeit aufzutreten, wenn die Maschine mit einer niedrigen Drehzahl und hohem Drehmoment angetrieben wird. Andererseits ist der Grenz-Ladewert, wenn die Gangposition niedrig ist, im Gegensatz dazu, wenn die Gangposition hoch ist, höher, so dass die Laderate ebenso zunimmt, und es ist möglich, den Ladezustand der Batterie in einem geeigneten Bereich zu halten. Auf diese Art und Weise werden Vibrationen und ein Geräusch durch Verringern des Grenz-Ladewerts unterdrückt, wenn die Gangposition hoch ist, das heißt, Vibrationen und das Geräusch tendenziell auftreten, und die geeignete Laderate ist eingestellt, wenn die Gangposition niedrig ist. Daher ist es möglich, sowohl das Unterdrücken des Auftretens von Vibrationen und eines Geräuschs als auch das Halten des Ladezustands der Batterie zu erreichen.
Bei dem Steuerungssystem kann die Steuerungsvorrichtung derart konfiguriert sein, dass diese den Grenz-Ladewert derart eingestellt, dass der Grenz-Ladewert, wenn eine Fahrzeuggeschwindigkeit niedrig ist, im Gegensatz dazu, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit hoch ist, niedriger ist. Mit dieser Konfiguration nimmt die Drehzahl der Maschine ab, während die Fahrzeuggeschwindigkeit abnimmt und der Grenz-Ladewert nimmt entsprechend ab, so dass eine Zunahme des Drehmoments der Maschine unterdrückt wird und das Auftreten von Vibrationen und eines Geräuschs während der Fahrt unterdrückt wird.
Bei dem Steuerungssystem kann die Steuerungsvorrichtung derart konfiguriert sein, dass diese eine erforderliche Basis-Laderate zum Halten des Ladezustands der Batterie in einem vorbestimmten Bereich basierend auf dem Ladezustand der Batterie berechnet und einen niedrigeren Wert aus der erforderlichen Basis-Laderate und dem Grenz-Ladewert als einen Ziel-Ladewert einstellt. Mit dieser Konfiguration wird die Ladesteuerung basierend auf dem eingestellten Ziel-Ladewert ausgeführt, so dass es möglich ist, Vibrationen und ein Geräusch geeignet zu verhindern.
Bei dem Steuerungssystem kann die Steuerungsvorrichtung derart konfiguriert sein, dass diese die erforderliche Basis-Laderate derart eingestellt, dass die erforderliche Basis-Laderate zunimmt, während der Ladezustand der Batterie abnimmt. Mit dieser Konfiguration nimmt die erforderliche Basis-Laderate zu, während der Ladezustand der Batterie abnimmt, so dass es möglich ist, den Ladezustand der Batterie in einem optimalen Bereich zu halten.
Bei dem Steuerungssystem kann die Steuerungsvorrichtung derart konfiguriert sein, dass diese die erforderliche Basis-Laderate verringert, wenn eine Fahrzeuggeschwindigkeit höher oder gleich einer vorbestimmten Fahrzeuggeschwindigkeit ist, im Gegensatz dazu, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit niedriger als die vorbestimmte Fahrzeuggeschwindigkeit ist. Mit dieser Konfiguration ist es möglich, wenn ein Bremspedal bei einem Zustand hoher Fahrzeuggeschwindigkeit niedergedrückt wird, eine Bremskraft sicherzustellen, die durch den Elektromotor erzeugt wird.
Bei dem Steuerungssystem kann der Elektromotor derart konfiguriert sein, dass dieser elektrische Leistung unter Verwendung der Leistung der Maschine erzeugt.
Das Steuerungssystem kann ferner eine Kupplung umfassen. Die Kupplung kann zwischen der Maschine und dem Elektromotor vorgesehen sein. Die Steuerungsvorrichtung kann derart konfiguriert sein, dass diese die Kupplung zu der Zeit in Eingriff bringt, wenn die Batterie mit elektrischer Leistung geladen wird, die durch den Elektromotor unter Verwendung der Leistung der Maschine erzeugt wird. Mit dieser Konfiguration ist, wenn die Kupplung in Eingriff steht, der Leistungsübertragungspfad zwischen der Maschine und dem Elektromotor ausgebildet, so dass die Leistung der Maschine hin zu dem Elektromotor übertragen wird, und es ist möglich, dass elektrische Leistung durch den Elektromotor erzeugt wird.
Bei dem Steuerungssystem kann das Getriebe einem Stufenschaltungs-Automatikgetriebe entsprechen. Mit dieser Konfiguration variiert die Maschinendrehzahl mit der Gangposition des Getriebes auch bei der gleichen Fahrzeuggeschwindigkeit, so dass insbesondere, wenn die Gangposition hoch ist, die Maschinendrehzahl abnimmt und Vibrationen und ein Geräusch dazu neigen, aufzutreten. Im Gegensatz dazu wird der Grenz-Ladewert verringert, wenn die Gangposition hoch ist, so dass es möglich ist, das Auftreten von Vibrationen und eines Geräuschs dadurch zu verhindern, dass ein Zustand verhindert wird, bei welchem die Maschine mit einer niedrigen Drehzahl und hohem Drehmoment angetrieben wird. Bei dem Steuerungssystem kann das Getriebe einem stufenlosen Getriebe entsprechen.
Kurze Beschreibung der Abbildungen
Merkmale, Vorteile und die technische und industrielle Bedeutung von beispielhaften Ausführungsformen der Erfindung sind nachstehend mit Bezug auf die beigefügten Abbildungen beschrieben, in welchen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente bezeichnen, und worin:
1 eine Ansicht ist, welche die schematische Konfiguration eines Leistungsübertragungspfads von einer Maschine und einem Elektromotor, welche ein Hybridfahrzeug bilden, auf welches die Erfindung geeignet angewendet wird, hin zur Antriebsrädern darstellt, und diese entspricht einer Ansicht, welche einen relevanten Abschnitt eines bei dem Fahrzeug vorgesehenen Steuerungssystems darstellt, um eine Ausgangsteuerung bei der Maschine, welche als eine Antriebskraftquelle dient, eine Schaltsteuerung bei einem Automatikgetriebe, eine Antriebssteuerung bei dem Elektromotor und dergleichen auszuführen;
2 ein funktionelles Blockdiagramm ist, welches einen relevanten Abschnitt von Steuerfunktionen darstellt, welche durch eine in 1 gezeigte elektronische Steuerungseinheit implementiert sind;
3 ein Kennfeld ist, welches die Korrelation zwischen einem Ladezustand und einer erforderlichen Basis-Laderate zeigt;
4 ein Kennfeld ist, welches die Korrelation zwischen einer Fahrzeuggeschwindigkeit und einer erforderlichen Basis-Laderate zeigt;
5 ein Kennfeld ist, welches die Korrelation zwischen sowohl einer Fahrzeuggeschwindigkeit als auch einer Gangposition eines Automatikgetriebes und einer Obergrenzen-Laderate zeigt;
6 ein Flussdiagramm ist, welches einen relevanten Abschnitt von Steuerungsvorgängen der in 1 gezeigten elektronischen Steuerungseinheit darstellt, das heißt, Steuerungsvorgängen, welche in der Lage sind, Vibrationen und ein Geräusch zu unterdrücken, welche während der Fahrt auftreten, während der Ladezustand in einem geeigneten Bereich gehalten wird;
7 ein funktionelles Blockdiagramm ist, welches einen relevanten Abschnitt von Steuerungsfunktionen einer elektronischen Steuerungseinheit gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung darstellt;
8 ein Kennfeld ist, welches die Korrelation zwischen sowohl einer Fahrzeuggeschwindigkeit als auch der Gangposition des Automatikgetriebes und einem Obergrenzen-Ladedrehmoment zeigt;
9 ein Flussdiagramm ist, welches einen relevanten Abschnitt von Steuerungsvorgängen der in 7 gezeigten elektronischen Steuerungseinheit darstellt, das heißt, Steuerungsvorgängen, welche in der Lage sind, Vibrationen und ein Geräusch zu unterdrücken, welche während der Fahrt auftreten, während der Ladezustand in einem geeigneten Bereich gehalten wird; und
10 ein Diagramm ist, welches die Korrelation zwischen einer erforderlichen Leistung und einer Obergrenzen-Laderate zeigt.
Detaillierte Beschreibung von Ausführungsformen
Hier entspricht ein Grenz-Ladewert in geeigneter Art und Weise einem oberen Grenzwert bei oder unterhalb welchem ein Laden einer Batterie zugelassen ist. Eine Laderate (elektrische Energie), bei welcher der Batterie ermöglicht wird, geladen zu werden bzw. mit welcher die Batterie geladen werden kann, nimmt zu, während der Grenz-Ladewert zunimmt; wohingegen die Laderate (elektrische Energie), mit welcher die Batterie geladen werden kann, abnimmt, während der Grenz-Ladewert abnimmt.
In der Spezifikation gibt der Ausdruck „die Gangposition eines Getriebes ist hoch” an, dass das Übersetzungsverhältnis des Getriebes klein ist, mit anderen Worten, die Gangposition hin zu einer Gangposition geschaltet ist, bei welcher eine Maschinendrehzahl auf eine niedrige Drehzahl eingestellt ist. Der Ausdruck „die Gangposition ist niedrig” gibt an, dass das Übersetzungsverhältnis des Getriebes groß bzw. hoch ist, mit anderen Worten, die Gangposition hin zu einer Gangposition geschaltet ist, bei welcher die Maschinendrehzahl auf eine hohe Drehzahl eingestellt ist.
Nachfolgend sind Ausführungsformen der Erfindung mit Bezug auf die beigefügten Abbildungen detailliert beschrieben. Bei den nachfolgenden Ausführungsformen sind die Abbildungen nach Bedarf vereinfacht oder modifiziert und die Verhältnisskala bzw. der Maßstab, die Gestalt und dergleichen jeder Komponente sind nicht immer exakt aufgezeichnet.
Erste Ausführungsform
1 ist eine Ansicht, welche die schematische Konfiguration eines Leistungsübertragungspfads ausgehend von einer Maschine 14 und einem Elektromotor MG, welche ein Hybridfahrzeug 10 (nachfolgend als ein Fahrzeug 10 bezeichnet) bilden, auf welches die Erfindung geeignet angewendet wird, hin zu Antriebsrädern 34 darstellt, und diese entspricht einer Ansicht, welche einen relevanten Abschnitt eines bei dem Fahrzeug 10 vorgesehenen Steuerungssystems darstellt, um eine Ausgangsteuerung bei der Maschine 14, welche als eine Antriebskraftquelle dient, eine Schaltsteuerung bei einem Automatikgetriebe 18, eine Antriebssteuerung bei dem Elektromotor MG und dergleichen auszuführen.
Wie in 1 gezeigt ist, umfasst eine Fahrzeug-Leistungsübertragungsvorrichtung 12 (nachfolgend als Leistungsübertragungsvorrichtung 12 bezeichnet) eine Maschinen-Trennkupplung K0, den Elektromotor MG, einen Drehmomentwandler 16, eine Ölpumpe 22, das Automatikgetriebe 18 und dergleichen in der Reihenfolge ausgehend von der Seite der Maschine 14 in einem Getriebegehäuse 20 (nachfolgend als Gehäuse 20 bezeichnet). Das Gehäuse 20 dient als ein nicht drehendes Element, welches durch Bolzen mit einem Fahrzeugkörper und dergleichen verbunden ist. Die Leistungsübertragungsvorrichtung 12 umfasst eine Antriebswelle bzw. Kardanwelle 26, eine Differenzialgetriebeeinheit (Differenzialgetriebe) 28, ein Paar von Achsen 30 und dergleichen. Die Antriebswelle 26 ist mit einer Ausgangswelle 24 gekoppelt, welche ein Ausgangs-Drehelement des Automatikgetriebes 18 darstellt. Die Differenzialgetriebeeinheit 28 ist mit der Antriebswelle 26 gekoppelt. Das Paar von Achsen 30 sind mit der Differenzialgetriebeeinheit 28 gekoppelt. Die auf diese Art und Weise konfigurierte Leistungsübertragungsvorrichtung 12 wird beispielsweise für das Frontmotor-, Heckantriebs(FR)-Fahrzeug 10 geeignet verwendet. In der Leistungsübertragungsvorrichtung 12 wird, wenn die Maschinen-Trennkupplung K0 in Eingriff steht, die Leistung der Maschine 14 ausgehend von einer Maschinen-Kopplungswelle 32 der Reihe nach über die Maschinen-Trennkupplung K0, den Drehmomentwandler 16, das Automatikgetriebe 18, die Antriebswelle 26, die Differenzialgetriebeeinheit 28, das Paar von Achsen 30 und dergleichen hin zu dem Paar von Antriebsrädern 34 übertragen. Die Maschinen-Kopplungswelle 32 koppelt die Maschine 14 mit der Maschinen-Trennkupplung K0. Das heißt, die Maschine 14 ist derart mit den Antriebsrädern 34 gekoppelt, dass Leistung übertragen werden kann.
Der Drehmomentwandler 16 entspricht einer Fluid-Übertragungsvorrichtung, welche eine bei einem Pumpenlaufrad 16a eingegebene Antriebskraft über ein Fluid hin zu der Seite des Automatikgetriebes 18 überträgt. Das Pumpenlaufrad 16a ist mit der Maschine 14 sequentiell über die Maschinen-Trennkupplung K0 und die Maschinen-Kopplungswelle 32 gekoppelt, und dieses entspricht einem eingangsseitigen Drehelement, welches eine Antriebskraft von der Maschine 14 aufnimmt und um dessen eigene Achse drehbar ist. Ein Turbinenlaufrad 16b des Drehmomentwandlers 16 entspricht einem ausgangsseitigen Drehelement des Drehmomentwandlers 16. Das Turbinenlaufrad 16b ist durch eine Kerbverzahnung oder dergleichen mit einer Getriebe-Eingangswelle 36 gekoppelt, um bezüglich der Getriebe-Eingangswelle 36 relativ nicht drehbar zu sein. Die Getriebe-Eingangswelle 36 entspricht einem Eingangs-Drehelement des Automatikgetriebes 18. Der Drehmomentwandler 16 umfasst eine Überbrückungskupplung 38. Die Überbrückungskupplung 38 entspricht einer Direktkopplungskupplung, welche zwischen dem Pumpenlaufrad 16a und dem Turbinenlaufrad 16b vorgesehen ist, und diese wird über eine Hydraulikdrucksteuerung oder dergleichen in einen Eingriffszustand, einen Schlupfzustand oder einen gelösten Zustand versetzt.
Der Elektromotor MG ist ein so genannter Motor-Generator mit der Funktion eines Motors, welcher aus elektrischer Energie eine mechanische Antriebskraft erzeugt, und der Funktion eines Generators, welcher aus mechanischer Energie elektrische Energie erzeugt. Mit anderen Worten, der Elektromotor MG kann als eine Antriebskraftquelle dienen, welche anstelle der Maschine 14, die eine Leistungsquelle darstellt, oder zusammen mit der Maschine 14 eine Antriebskraft erzeugt. Zusätzlich erzeugt der Elektromotor MG elektrische Energie über eine Regeneration aus der durch die Maschine erzeugten Antriebskraft oder der von der Seite der Antriebsräder 34 eingegebenen angetriebenen Kraft (mechanischen Energie), und dieser arbeitet derart, um beispielsweise die elektrische Energie über einen Wechselrichter 40, einen Aufwärtswandler (nicht gezeigt) und dergleichen in einer Batterie 46 zu speichern. Die Batterie 46 entspricht einer elektrischen Speichervorrichtung. Der Elektromotor MG ist betriebsfähig mit dem Pumpenlaufrad 16a gekoppelt und Leistung wird zwischen dem Elektromotor MG und dem Pumpenlaufrad 16a wechselseitig übertragen. Daher ist der Elektromotor MG sowie die Maschine 14 mit der Getriebe-Eingangswelle 36 gekoppelt, so dass Leistung übertragen werden kann. Der Elektromotor MG ist derart verbunden, um elektrische Leistung über den Wechselrichter 40, den Aufwärtswandler (nicht gezeigt) und dergleichen mit der Batterie 46 auszutauschen. Wenn das Fahrzeug unter Verwendung des Elektromotors MG als die Antriebskraftquelle fährt, ist die Maschinen-Trennkupplung K0 gelöst und die Leistung des Elektromotors MG wird sequentiell über den Drehmomentwandler 16, das Automatikgetriebe 18, die Antriebswelle 26, die Differenzialgetriebeeinheit 28, das Paar von Achsen 30 und dergleichen hin zu dem Paar von Antriebsrädern 34 übertragen. Das heißt, der Elektromotor MG ist derart mit den Antriebsrädern 34 gekoppelt, dass Leistung übertragen werden kann.
Die Ölpumpe 22 ist mit dem Pumpenlaufrad 16 gekoppelt und entspricht einer mechanischen Ölpumpe, welche dadurch, dass diese durch die Maschine 14 (oder den Elektromotor MG) rotierend angetrieben wird, einen Hydraulikdruck zum Ausführen der Schaltsteuerung bei dem Automatikgetriebe 18, zum Steuern der Drehmomentkapazität der Überbrückungskupplung 38, zum Steuern des Eingriffs oder des Lösens der Maschinen-Trennkupplung K0 und zum Zuführen von Schmiermittel hin zu den Abschnitten des Leistungsübertragungspfads des Fahrzeugs 10 erzeugt. Die Leistungsübertragungsvorrichtung 12 umfasst eine elektrische Ölpumpe 52, welche durch einen Elektromotor (nicht gezeigt) angetrieben wird, und wenn die Ölpumpe 22 nicht angetrieben wird, wenn das Fahrzeug beispielsweise gestoppt ist, erzeugt diese durch Ergänzendes Betreiben der elektrischen Ölpumpe 52 einen Hydraulikdruck.
Die Maschinen-Trennkupplung K0, welche zwischen der Maschine 14 und dem Elektromotor MG vorgesehen ist, entspricht beispielsweise einer Mehrscheiben-Hydraulik-Reib-Eingriffsvorrichtung vom nassen Typ, bei welcher durch ein hydraulisches Stellglied auf eine Mehrzahl von aufeinander gestapelten Reibplatten gedrückt wird, und diese unterliegt einer Eingriffs/Löse-Steuerung durch eine Hydraulik-Steuerschaltung 50, welche bei der Leistungsübertragungsvorrichtung 12 vorgesehen ist, unter Verwendung eines Hydraulikdrucks, der durch die Ölpumpe 22 oder die elektrische Ölpumpe 52 erzeugt wird, als einen Quellendruck. Bei der Eingriffs/Löse-Steuerung wird die Drehmomentkapazität, welche die Maschinen-Trennkupplung K0 übertragen kann, das heißt, die Eingriffskraft der Maschinen-Trennkupplung K0 beispielsweise durch Regulieren eines Drucks eines linearen Magnetventils oder dergleichen in der Hydraulik-Steuerschaltung 50 kontinuierlich variiert. Die Maschinen-Trennkupplung K0 umfasst ein Paar von Kupplungs-Drehelementen (eine Kupplungsnabe und eine Kupplungstrommel), welche bei einem gelösten Zustand der Maschinen-Trennkupplung K0 relativ drehbar sind. Eines der Kupplungs-Drehelemente (Kupplungsnabe) ist mit der Maschinen-Kopplungswelle 32 gekoppelt, um relativ nicht drehbar zu sein; wohingegen das andere Element der Kupplung-Drehelemente (Kupplungstrommel) mit dem Pumpenlaufrad 16a des Drehmomentwandlers 16 gekoppelt ist, um relativ nicht drehbar zu sein. Mit dieser Konfiguration wird, wenn sich die Maschinen-Trennkupplung K0 in dem Eingriffszustand befindet, das Pumpenlaufrad 16a veranlasst, über die Maschinen-Kopplungswelle 32 integral mit der Maschine 14 zu rotieren. Das heißt, bei dem Eingriffszustand der Maschinen-Trennkupplung K0 wird eine Antriebskraft von der Maschine 14 bei dem Pumpenlaufrad 16a eingegeben. Andererseits ist bei dem gelösten Zustand der Maschinen-Trennkupplung K0 die Leistungsübertragung zwischen dem Pumpenlaufrad 16a und der Maschine 14 unterbrochen. Wie vorstehend beschrieben, ist der Elektromotor MG betriebsfähig mit dem Pumpenlaufrad 16a gekoppelt, so dass die Maschinen-Trennkupplung K0 als eine Kupplung dient, welche den Leistungsübertragungspfad zwischen der Maschine 14 und dem Elektromotor MG verbindet oder trennt. Eine so genannte normalerweise offene Kupplung wird gemäß der vorliegenden Ausführungsform als die Maschinen-Trennkupplung K0 verwendet. Die normalerweise offene Kupplung erhöht deren Drehmomentkapazität (Eingriffskraft) proportional zu einem Hydraulikdruck, und diese ist in einem Zustand, bei welchem kein Hydraulikdruck zugeführt wird, in den gelösten Zustand versetzt.
Das Automatikgetriebe 18 ist nicht über die Maschinen-Trennkupplung K0 mit dem Elektromotor MG gekoppelt, so dass Leistung übertragen werden kann. Das Automatikgetriebe 18 ist in dem Leistungsübertragungspfad zwischen den Antriebsrädern 34 und sowohl der Maschine 14 als auch dem Elektromotor MG eingefügt. Das Automatikgetriebe 18 überträgt Leistung von den Antriebskraftquellen (der Maschine 14 und dem Elektromotor MG) hin zu der Seite der Antriebsräder 34. Das Automatikgetriebe 18 ist beispielsweise ein Mehrstufengetriebe vom Planetengetriebetyp, welches als ein Stufenschaltungs-Automatikgetriebe dient, bei welchem eine Mehrzahl von Drehzahlpositionen (Gangpositionen) durch Umschalten durch Verändern einer sich in Eingriff befindlichen Vorrichtung einer Mehrzahl von Eingriffsvorrichtungen, beispielsweise Hydraulik-Reib-Eingriffsvorrichtungen, wie Kupplungen C und Bremsen B, (das heißt, in Eingriff Bringen einer der Hydraulik-Reib-Eingriffsvorrichtungen und Lösen einer anderen der Hydraulik-Reib-Eingriffsvorrichtungen) selektiv geschaffen werden. Das heißt, das Automatikgetriebe 18 ist ein Stufenschaltungsgetriebe, welches ein so genanntes Kupplungs-Zu-Kupplungs-Schalten ausführt, das bei einem bekannten Fahrzeug weit verbreitet verwendet wird, und welches die Rotation der Getriebe-Eingangswelle 36 von der Ausgangswelle 24 ausgibt, während die Geschwindigkeit der Rotation verändert wird. Die Getriebe-Eingangswelle 36 entspricht außerdem einer Turbinenwelle, welche durch das Turbinenlaufrad 16b des Drehmomentwandlers 16 rotierend angetrieben wird. Dann wird in dem Automatikgetriebe 18 durch die Eingriffs/Löse-Steuerung bei jeder der Kupplungen C und Bremsen B basierend auf der Gaspedalbetätigung des Fahrers, einer Fahrzeuggeschwindigkeit V und dergleichen eine vorbestimmte Gangposition (Drehzahlposition) geschaffen. Das Automatikgetriebe 18 ist in einen neutralen Zustand versetzt, wenn sämtliche Kupplungen C und Bremsen B des Automatikgetriebes 18 gelöst sind und der Leistungsübertragungspfad zwischen den Antriebsrädern 34 und sowohl der Maschine 14 als auch dem Elektromotor MG getrennt ist. Das Automatikgetriebe 18 entspricht einem Getriebe gemäß der Erfindung.
Rückbeziehend auf 1 umfasst das Fahrzeug 10 eine elektronische Steuerungseinheit 100, welche eine Steuerungsvorrichtung in Zusammenhang mit beispielsweise einer Hybrid-Antriebsteuerung oder dergleichen umfasst. Die elektronische Steuerungseinheit 100 ist derart konfiguriert, dass diese einen so genannten Mikrocomputer umfasst, welcher beispielsweise eine CPU, einen RAM, einen ROM, eine Eingangs-/Ausgangs-Schnittstelle und dergleichen umfasst. Die CPU führt verschiedene Steuerungen bei dem Fahrzeug 10 durch das Ausführen einer Signalverarbeitung gemäß im Vorhinein in dem ROM gespeicherten Programmen, während die temporäre Speicherfunktion des RAM verwendet wird, aus. Die elektronische Steuerungseinheit 100 ist beispielsweise derart konfiguriert, dass diese eine Ausgangsteuerung bei der Maschine 14, eine Antriebsteuerung bei dem Elektromotor MG einschließlich einer regenerativen Steuerung bei dem Elektromotor MG, eine Schaltsteuerung bei dem Automatikgetriebe 18, eine Drehmomentkapazitätssteuerung bei der Überbrückungskupplung 38, eine Drehmomentkapazitätssteuerung bei der Maschinen-Trennkupplung K0 und dergleichen ausführt, und diese ist nach Bedarf in eine elektronische Steuerungseinheit einer Maschinensteuerung (E/G-ECU), eine elektronische Steuerungseinheit einer Elektromotorsteuerung (MG-ECU), eine elektronische Steuerungseinheit einer Hydrauliksteuerung (A/T-ECU) (elektronische Steuerungseinheit einer Schaltsteuerung) und dergleichen aufgeteilt.
Der elektronischen Steuerungseinheit 100 werden beispielsweise ein Signal, welches eine Maschinendrehzahl Ne angibt, ein Signal, welches eine Getriebe-Eingangsdrehzahl Nin angibt, ein Signal, welches eine Getriebe-Ausgangsdrehzahl Nout angibt, ein Signal, welches eine Elektromotor-Drehzahl Nmg angibt, ein Signal, welches einen Drosselventil-Öffnungsgrad θth angibt, ein Signal, welches einen Einlassluftbetrag Qair der Maschine 14 angibt, ein Signal, welches eine Längsbeschleunigung G (oder eine Längsverzögerung G) des Fahrzeugs 10 angibt, ein Signal, welches eine Kühlmitteltemperatur THw der Maschine 14 angibt, ein Signal, welches eine Fluidtemperatur THoil von Hydraulikflüssigkeit in der Hydraulik-Steuerschaltung 50 angibt, ein Signal, welches einen Gaspedal-Betätigungsbetrag Acc angibt, ein Signal, welches einen Brems-Betätigungsbetrag Brk angibt, ein Signal, welches eine Hebelposition (Schalt-Betätigungsposition, Schaltposition, Betätigungsposition) Psh eines Schalthebels 84 angibt, ein Ladezustand (geladenes Niveau, verbleibendes Ladungsniveau) SOC der Batterie 46 und dergleichen zugeführt. Die Maschinendrehzahl Ne entspricht der Drehzahl der Maschine 14 und diese wird durch einen Maschinendrehzahlsensor 56 erfasst. Die Getriebe-Eingangsdrehzahl Nin entspricht einer Turbinendrehzahl Nt des Drehmomentwandlers 16, das heißt, der Drehzahl der Getriebe-Eingangswelle 36 als die Eingangsdrehzahl des Automatikgetriebes 18 und diese wird durch einen Turbinendrehzahlsensor 58 erfasst. Die Getriebe-Ausgangsdrehzahl Nout entspricht der Drehzahl der Ausgangswelle 24, entspricht der Fahrzeuggeschwindigkeit V, der Drehzahl der Antriebswelle 26 und dergleichen als ein auf die Fahrzeuggeschwindigkeit bezogener Wert, und diese wird durch einen Ausgangswellen-Drehzahlsensor 60 erfasst. Die Elektromotor-Drehzahl Nmg entspricht der Drehzahl des Elektromotors MG und diese wird durch einen Elektromotor-Drehzahlsensor 62 erfasst. Der Drosselventil-Öffnungsgrad θth entspricht dem Öffnungsgrad eines elektronischen Drosselventils (nicht gezeigt) und dieser wird durch einen Drosselsensor 64 erfasst. Der Einlassluftbetrag Qair wird durch einen Einlassluftbetragsensor 66 erfasst. Die Längsbeschleunigung G (oder die Längsverzögerung G) wird durch einen Beschleunigungssensor 68 erfasst. Die Kühlmitteltemperatur THw wird durch einen Kühlmitteltemperatursensor 70 erfasst. Die Fluidtemperatur THoil wird durch einen Fluidtemperatursensor 72 erfasst. Der Gaspedal-Betätigungsbetrag Acc entspricht dem Betätigungsbetrag eines Gaspedals 76 als eine vom Fahrer geforderte Antriebskraft (vom Fahrer geforderte Leistung) von dem Fahrzeug 10, und diese wird durch einen Gaspedal-Betätigungsbetragsensor 74 erfasst. Der Brems-Betätigungsbetrag Brk entspricht dem Betätigungsbetrag eines Bremspedals 80 als eine vom Fahrer geforderte Bremskraft (vom Fahrer geforderte Verzögerung) des Fahrzeugs 10, und dieser wird durch einen Fußbremssensor 78 erfasst. Die Hebelposition Psh, wie bekannte „P”-, „N”-, „D”-, „R”-, „S”-Positionen und dergleichen, wird durch einen Schaltpositionssensor 82 erfasst. Der Ladezustand SOC wird basierend auf einer Spannung, einem Strom und einer Batterietemperatur, welche durch eine Batterie-Überwachungseinheit 86 erfasst werden, berechnet. Zusätzlich wird elektrische Leistung von einer Hilfsbatterie 88 hin zu der elektronischen Steuerungseinheit 100 geführt. Die Hilfsbatterie 88 wird mit elektrischer Leistung geladen, welche durch einen DC/DC-Wandler (nicht gezeigt) heruntertransformiert wird.
Von der elektronischen Steuerungseinheit 100 werden beispielsweise ein Maschinenausgangs-Steuerungs-Befehlssignal Se für eine Ausgangsteuerung der Maschine 14, ein Elektromotor-Steuerungs-Befehlssignal Sm zum Steuern des Betriebs des Elektromotors MG, ein Hydraulikdruck-Befehlssignal Sp zum Betätigen von elektromagnetischen Ventilen (Magnetventilen), der elektrische Ölpumpe 52 und dergleichen, welche in der Hydraulik-Steuerschaltung 50 umfasst sind, um das hydraulische Stellglied der Maschinen-Trennkupplung K0 und die hydraulischen Stellglieder der Kupplungen C und der Bremsen B des Automatikgetriebes 18 zu steuern, und dergleichen ausgegeben.
2 ist ein funktionelles Blockdiagramm, welches einen relevanten Abschnitt von Steuerfunktionen darstellt, welche durch die elektronische Steuerungseinheit 100 implementiert sind. In 2 dient eine Stufenschaltungs-Steuerungseinheit 102 (Stufenschaltungs-Steuerungsmittel) als eine Schaltsteuerungseinheit, welche das Automatikgetriebe 18 umschaltet. Die Stufenschaltungs-Steuerungseinheit 102 ermittelt beispielsweise, ob das Automatikgetriebe 18 umzuschalten ist, das heißt, eine Drehzahl- bzw. Gangposition, hin zu welcher das Automatikgetriebe 18 umgeschaltet werden soll, basierend auf einem Fahrzeugzustand, welcher durch die tatsächliche Fahrzeuggeschwindigkeit V und den Gaspedal-Betätigungsbetrag Acc angegeben ist, durch Bezugnahme auf eine im Vorhinein gespeicherte bekannte Korrelation (Schaltlinienkennfeld, Schalt-Kennfeld) mit Hochschaltlinien und Herunterschaltlinien unter Verwendung der Fahrzeuggeschwindigkeit V und des Gaspedal-Betätigungsbetrags Acc (oder des Drossel-Öffnungsgrads θth) als Variablen. Dann führt die Stufenschaltungs-Steuerungseinheit 102 eine Automatik-Schaltsteuerung bei dem Automatikgetriebe 18 aus, so dass die ermittelte Gangposition erhalten wird. Die Stufenschaltungs-Steuerungseinheit 102 ermittelt beispielsweise, dass eine Anforderung zum Herunterschalten des Automatikgetriebes 18 ausgegeben wird, wenn der Gaspedal-Betätigungsbetrag Acc (erforderliches Fahrzeugdrehmoment) eine der Herunterschaltlinien in Richtung hin zu einer Seite eines hohen Gaspedal-Betätigungsbetrags (hohes gefordertes Fahrzeugdrehmoment) mit einer Zunahme des Gaspedal-Betätigungsbetrags Acc infolge einer weiteren Niederdrückbetätigung des Gaspedals 76 kreuzt, und diese führt eine Herunterschaltsteuerung des Automatikgetriebes 18 entsprechend der Herunterschaltlinie aus. Zu dieser Zeit gibt die Stufenschaltungs-Steuerungseinheit 102 beispielsweise den Befehl (Schalt-Ausgangsbefehl, Hydraulikdruckbefehl) Sp zum in Eingriff Bringen und/oder Lösen der Eingriffsvorrichtungen in Zusammenhang mit dem Schalten des Automatikgetriebes 18 hin zu der Hydraulik-Steuerschaltung 50 aus, so dass gemäß einem im Vorhinein gespeicherten vorbestimmten Eingriffs-Betätigungsdiagramm eine Gangposition erreicht wird. Die Hydraulik-Steuerschaltung 50 betätigt die hydraulischen Stellglieder der Eingriffsvorrichtungen in Zusammenhang mit dem Schalten durch Betätigen der Magnetventile in der Hydraulik-Steuerschaltung 50 gemäß dem Befehl Sp, so dass das Automatikgetriebe 18 durch Lösen der löseseitigen Kupplung und in Eingriff Bringen der eingriffsseitigen Kupplung umgeschaltet wird.
Eine Hybrid-Steuerungseinheit 104 (Hybrid-Steuerungsmittel) umfasst die Funktion einer Maschinenantriebs-Steuerungseinheit, welche eine Antriebsteuerung der Maschine 14 ausführt, und die Funktion einer Elektromotor-Betätigungs-Steuerungseinheit, welche die Betätigung bzw. den Betrieb des Elektromotors MG über den Wechselrichter 40 als die Antriebskraftquelle oder den Generator steuert. Die Hybrid-Steuerungseinheit 104 führt eine Hybrid-Antriebsteuerung oder dergleichen unter Verwendung der Maschine 14 und des Elektromotors MG über diese Steuerfunktionen aus. Die Hybrid-Steuerungseinheit 104 berechnet beispielsweise das vom Fahrer geforderte Drehmoment Tr* basierend auf dem Gaspedal-Betätigungsbetrag Acc und der Fahrzeuggeschwindigkeit V, und diese steuert die Antriebskraftquellen unter Berücksichtigung eines Getriebe- bzw. Übertragungsverlusts, einer Hilfslast, der Gangposition des Automatikgetriebes 18, dem Ladezustand SOC der Batterie 46 und dergleichen, so dass das erforderliche Drehmoment Tr* durch das Ausgangsdrehmoment der Antriebskraftquellen (der Maschine 14 und des Elektromotors MG) erhalten wird.
Die Hybrid-Steuerungseinheit 104 stellt insbesondere beispielsweise in einem Bereich, in welchem das erforderliche Drehmoment Tr* lediglich durch das Ausgangsdrehmoment Tmg des Elektromotors MG (Elektromotordrehmoment) vorgesehen ist, einen Fahrmodus auf einen Motor-Fahrmodus (nachfolgend EV-Fahrmodus) ein und führt eine Motorfahrt (EV-Fahrt) aus, bei welcher lediglich der Elektromotor MG als die Antriebskraftquelle verwendet wird. Andererseits stellt die Hybrid-Steuerungseinheit 104 beispielsweise in einem Bereich, in welchem das erforderliche Fahrzeugdrehmoment nicht ohne zumindest das Ausgangsdrehmoment (Maschinendrehmoment) Te der Maschine 14 vorgesehen ist, den Fahrmodus auf einen Maschinen-Fahrmodus ein und führt eine Maschinenfahrt aus, bei welcher zumindest die Maschine 14 als die Antriebskraftquelle verwendet wird.
Wenn die Hybrid-Steuerungseinheit 104 die EV-Fahrt ausführt, trennt die Hybrid-Steuerungseinheit 104 den Leistungsübertragungspfad zwischen der Maschine 14 und den Drehmomentwandler 16 durch Lösen der Maschinen-Trennkupplung K0 und veranlasst, dass der Elektromotor MG das Elektromotordrehmoment Tmg ausgibt, welches für die Motorfahrt erforderlich ist. Wenn die Hybrid-Steuerungseinheit 104 andererseits die Maschinenfahrt ausführt, überträgt die Hybrid-Steuerungseinheit 104 die Antriebskraft von der Maschine 14 durch in Eingriff Bringen der Maschinen-Trennkupplung K0 hin zu dem Pumpenlaufrad 16a und bewirkt, wenn notwendig, dass der Elektromotor MG ein Unterstützungsdrehmoment ausgibt. Wenn die Hybrid-Steuerungseinheit 104 beispielsweise die Ölpumpe 22 nicht antreibt, wie beispielsweise während eines Stopps des Fahrzeugs, verhindert die Hybrid-Steuerungseinheit 104 einen Mangel an Hydraulikflüssigkeit durch zusätzliches Betätigen der elektrischen Ölpumpe 52.
Wenn der Niederdrückbetrag des Gaspedals 76 beispielsweise zunimmt und das erforderliche Fahrzeugdrehmoment während der EV-Fahrt zunimmt und anschließend das für die EV-Fahrt entsprechend dem erforderlichen Fahrzeugdrehmoment erforderliche Elektromotordrehmoment Tmg einen vorbestimmten EV-Fahrt-Drehmomentbereich überschreitet, in welchem die EV-Fahrt möglich ist, schaltet die Hybrid-Steuerungseinheit 104 den Fahrmodus ausgehend von dem EV-Fahrmodus hin zu dem Maschinen-Fahrmodus um und führt durch Starten der Maschine 14 eine Maschinenfahrt aus. Zu der Zeit eines Starts der Maschine 14 bringt die Hybrid-Steuerungseinheit 104 die Maschinen-Trennkupplung K0 in Richtung hin zu einem vollständigen Eingriff in Eingriff und treibt die Maschine 14 durch Übertragen eines Maschinenstartdrehmoments Tmgs zum Starten der Maschine von dem Elektromotor MG über die Maschinen-Trennkupplung K0 rotierend an. Daher wird die Maschine 14 durch Steuern der Maschinenzündung, der Kraftstoffzuführung und dergleichen gestartet, während die Maschinendrehzahl Ne auf eine vorbestimmte Drehzahl oder höher erhöht wird. Die Hybrid-Steuerungseinheit 104 bringt die Maschinen-Trennkupplung K0 nach dem Start der Maschine 14 schnell vollständig in Eingriff.
Wenn der Ladezustand SOC der Batterie 46 niedriger oder gleich einem im Vorhinein eingestellten vorbestimmten Wert SOC* wird (wenn eine vorbestimmte Bedingung erfüllt ist, bei welcher die Batterie 46 geladen werden soll), wird eine Ladeanforderung zum Laden der Batterie 46 ausgegeben. Zu dieser Zeit überträgt die Hybrid-Steuerungseinheit 104 das vom Fahrer geforderte Drehmoment Tr* durch in Eingriff Bringen der Maschinen-Trennkupplung K0 und Antreiben der Maschine 14 hin zu den Antriebsrädern 34 und diese erzeugt elektrische Leistung durch rotierendes Antreiben des Elektromotors MG unter Verwendung des verbleibenden Teils der Leistung der Maschine 14. Daher wird die Batterie 46 geladen. Zu dieser Zeit berechnet die Hybrid-Steuerungseinheit 104 der Reihe nach einen Ziel-Ladewert Pb* der Batterie 46 und diese erzeugt elektrische Leistung unter Verwendung der Leistung der Maschine 14 innerhalb des Bereichs des Ziel-Ladewerts Pb*.
Bei der Maschinenfahrt, welche das Laden unter Verwendung des Elektromotors MG begleitet, wird der Ziel-Ladewert Pb* (Ziel-Ladeleistung) der Batterie 46 basierend auf dem Ladezustand SOC der Batterie 46, der Fahrzeuggeschwindigkeit V und dergleichen in der vorliegenden Art und Weise ermittelt. Wenn der Ladezustand SOC der Batterie 46 beispielsweise kleiner oder gleich dem vorbestimmten Wert SOC* wird, wird ein Laden unter Verwendung des Elektromotors MG ausgeführt und der Ziel-Ladewert Pb* wird derart eingestellt, um mit einer Abnahme des Ladezustands SOC zuzunehmen. Bei einer niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeit ist der Ziel-Ladewert Pb* derart eingestellt, dass dieser mit einer Abnahme der Fahrzeuggeschwindigkeit V abnimmt. Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit V niedrig ist, nimmt die Maschinendrehzahl Ne ab, so dass das Maschinendrehmoment Te für den Ziel-Ladewert Pb* zunimmt. Eine Erregungskraft von Vibrationen nimmt aufgrund des Vorstehenden zu, so dass Vibrationen und ein Geräusch während der Fahrt auf einfache Art und Weise auftreten. Im Gegensatz dazu wird durch Verringern des Ziel-Ladewerts Pb* in einem Fahrzustand, bei welchem die Fahrzeuggeschwindigkeit V niedrig ist, das Auftreten von Vibrationen und eines Geräuschs verhindert.
Bei der Leistungsübertragungsvorrichtung 12 für ein Fahrzeug mit dem Automatikgetriebe 18, wie dem Hybridfahrzeug 10, variiert die Maschinendrehzahl Ne jedoch mit der Gangposition des Automatikgetriebes 18. Die Maschinendrehzahl Ne nimmt insbesondere ab, während die Gangposition des Automatikgetriebes 18 höher wird, das heißt, während das Übersetzungsverhältnis abnimmt. Daher wird, auch wenn der gleiche Ziel-Ladewert Pb* erreicht wird, die Maschine 14 bei einer niedrigeren Drehzahl rotiert und bei einem höheren Drehmoment angetrieben, während die Gangposition höher wird, mit der Folge, dass die Erregungskraft von Vibrationen zunimmt. Daher neigen Vibrationen und ein Geräusch dazu, aufzutreten. Dieses Phänomen ist insbesondere bei einer niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeit problematisch. Wenn der Ziel-Ladewert Pb* konstant verringert wird, um das Auftreten von Vibrationen und eines Geräuschs zu unterdrücken, nimmt die Laderate (oder der Betrag der Ladung) ab, so dass der Ladezustand SOC der Batterie 46 aus einem geeigneten Bereich (beispielsweise 40% bis 60%) fallen kann. Daher führt die elektronische Steuerungseinheit 100 eine Steuerung zum Halten des Ladezustands SOC der Batterie 46 in einem geeigneten Bereich, während das Auftreten von Vibrationen und eines Geräuschs während der Fahrt unterdrückt wird, durch Verändern des Ziel-Ladewerts Pb* basierend auf der Gangposition des Automatikgetriebes 18 aus. Nachfolgend sind die Steuerungsvorgänge der elektronischen Steuerungseinheit 100, welche einem relevanten Abschnitt der Erfindung entsprechen, beschrieben. Die Erfindung ist unabhängig von dem Eingriffszustand der Überbrückungskupplung 38 des Drehmomentwandlers 16 anwendbar; die Überbrückungskupplung 38 steht jedoch bei der vorliegenden Ausführungsform in der nachfolgenden Beschreibung in Eingriff.
Mit Rückbezug auf 2 ermittelt eine Ziel-Ladewert-Ermittlungseinheit 105 (Ziel-Ladewert-Ermittlungsmittel) einen niedrigeren Wert einer erforderlichen Basis-Laderate Pa, welche durch eine Basis-Laderaten-Berechnungseinheit 106 berechnet wird, und einer Obergrenzen-Laderate Plim, welche durch eine Obergrenzen-Laderaten-Berechnungseinheit 108 berechnet wird, als den Ziel-Ladewert Pb*.
Die Basis-Laderaten-Berechnungseinheit 106 (Basis-Laderaten-Berechnungsmittel) berechnet die erforderliche Basis-Laderate Pa basierend auf dem Ladezustand SOC und der Fahrzeuggeschwindigkeit V unter Heranziehung voreingestellter Korrelationen. 3 ist ein im Vorhinein gespeichertes Kennfeld, welches die Korrelation zwischen dem Ladezustand SOC und der erforderlichen Basis-Laderate Pa zeigt. Wie in 3 gezeigt ist, wird eine Ladeanforderung zum Laden der Batterie 46 ausgegeben, wenn der Ladezustand SOC kleiner oder gleich dem vorbestimmten Wert SOC* wird, und die erforderliche Basis-Laderate Pa nimmt zu, während der Ladezustand SOC abnimmt. Pamax und Pamin in dem Kennfeld entsprechen einer zulässigen Entladeleistung (Pamax) und einer zulässigen Ladeleistung (Pamin) der Batterie 46 und diese variieren mit der Batterietemperatur und dergleichen.
Die Basis-Laderaten-Berechnungseinheit 106 verringert die erforderliche Basis-Laderate Pa in einem Bereich hoher Fahrzeuggeschwindigkeit, in welchem die Fahrzeuggeschwindigkeit V höher oder gleich einem voreingestellten Hoch-Fahrzeuggeschwindigkeits-Ermittlungswert Vh ist, im Gegensatz zu einem Bereich niedriger Fahrzeuggeschwindigkeit bis dahin, wie in dem Kennfeld der Korrelation zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit V und der erforderlichen Basis-Laderate Pa in 4 gezeigt ist. Wenn das Bremspedal 80 in dem Bereich hoher Fahrzeuggeschwindigkeit niedergedrückt wird, wird durch den Elektromotor MG eine Bremskraft (regenerative Kraft) erzeugt, um das Fahrzeug zu verzögern. Wenn jedoch der Ladezustand SOC der Batterie 46 in dem Bereich hoher Fahrzeuggeschwindigkeit hoch ist, wird die durch den Elektromotor MG erzeugte Bremskraft zu der Zeit, wenn das Bremspedal 80 niedergedrückt wird, begrenzt, um den Ladezustand SOC in dem geeigneten Bereich zu halten. Daher verringert die Basis-Laderaten-Berechnungseinheit 106 die erforderliche Basis-Laderate Pa in dem Bereich hoher Fahrzeuggeschwindigkeit, in welchem die Fahrzeuggeschwindigkeit höher oder gleich dem voreingestellten Hoch-Fahrzeuggeschwindigkeits-Ermittlungswert Vh ist, um die durch den Elektromotor MG erzeugte Bremskraft bei einem Hochgeschwindigkeits-Fahrtzustand sicherzustellen.
Die durch die Basis-Laderaten-Berechnungseinheit 106 berechnete erforderliche Basis-Laderate Pa entspricht einer Laderate, bei welcher der Ladezustand SOC der Batterie 46 in dem voreingestellten Bereich eines zulässigen Steuerungs-Obergrenzenwerts und eines zulässigen Steuerungs-Untergrenzenwerts gehalten wird.
Die Obergrenzen-Laderaten-Berechnungseinheit 108 (Obergrenzen-Laderaten-Berechnungsmittel) berechnet die Obergrenzen-Laderate Plim basierend auf der Fahrzeuggeschwindigkeit V und der Gangposition des Automatikgetriebes 18. 5 ist ein Kennfeld, welches die Korrelation zwischen der Obergrenzen-Laderate Plim und sowohl der Fahrzeuggeschwindigkeit V als auch der Gangposition des Automatikgetriebes 18 zeigt, und dieses wird im Vorhinein erhalten und gespeichert. Wie in 5 gezeigt ist, nimmt die Obergrenzen-Laderate Plim ab, während die Fahrzeuggeschwindigkeit V abnimmt. Das heißt, die Obergrenzen-Laderate Plim ist derart eingestellt, um niedriger zu sein, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit V niedrig ist, im Gegensatz dazu, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit V hoch ist. Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit V abnimmt, nimmt ebenso die Maschinendrehzahl Ne ab. Auch wenn die gleiche Laderate erreicht wird, nimmt das Maschinendrehmoment Te zu, während die Maschinendrehzahl Ne abnimmt. Das heißt, da die Maschine 14 mit einer niedrigen Drehzahl und einem hohem Drehmoment angetrieben wird, nimmt außerdem die Erregungskraft von Vibrationen zu, so dass ebenso Vibrationen und ein Geräusch entsprechend zunehmen. Daher stellt die Obergrenzen-Laderaten-Berechnungseinheit 108 die Obergrenzen-Laderate Plim derart ein, dass die Obergrenzen-Laderate Plim abnimmt, während die Fahrzeuggeschwindigkeit V abnimmt. Wenn eine Steuerung auf diese Art und Weise erfolgt, nimmt die Obergrenzen-Laderate Plim ab, auch wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit V abnimmt und die Maschinendrehzahl Ne abnimmt, so dass sich ebenso das Maschinendrehmoment Te reduziert und das Auftreten von Vibrationen und eines Geräuschs während der Fahrt unterdrückt wird. Die Obergrenzen-Laderate Plim kann als ein Grenz-Ladewert gemäß der Erfindung betrachtet werden.
Zusätzlich ist, wie in 5 gezeigt, die Obergrenzen-Laderate Plim derart eingestellt, dass die Obergrenzen-Laderate Plim niedriger ist, wenn die Gangposition des Automatikgetriebes 18 hoch ist, im Gegensatz dazu, wenn die Gangposition niedrig ist. Wenn die Gangposition höher wird, nimmt die Maschinendrehzahl Ne auch bei der gleichen Fahrzeuggeschwindigkeit V ab. Daher nimmt, auch wenn die gleiche Laderate erreicht wird, die Maschinendrehzahl Ne ab, wenn die Gangposition höher wird, so dass das Maschinendrehmoment Te zunimmt. Daher wird die Maschine 14 bei einer niedrigen Drehzahl und einem hohem Drehmoment angetrieben und entsprechend nehmen ebenso Vibrationen und ein Geräusch zu. Daher stellt die Obergrenzen-Laderaten-Berechnungseinheit 108 die Obergrenzen-Laderate Plim derart ein, dass die Obergrenzen-Laderate Plim abnimmt, während die Gangposition höher wird. Daher wird das Maschinendrehmoment Te reduziert, auch wenn die Maschinendrehzahl Ne abnimmt, so dass das Auftreten von Vibrationen und eines Geräuschs während der Fahrt unterdrückt wird.
Die Obergrenzen-Laderate Plim wird im Vorhinein empirisch erhalten und die Obergrenzen-Laderate Plim ist auf eine Schwelle eingestellt, bei oder unterhalb welcher der Fahrer keine Vibrationen oder kein Geräusch erfährt, welche zu der Zeit erzeugt werden, wenn die Maschine 14 angetrieben wird, um Leistung auszugeben. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist der Fall angenommen, bei welchem der Gaspedal-Betätigungsbetrag Acc in einem Bereich relativ niedriger Fahrzeuggeschwindigkeit relativ klein ist, das heißt, der Fall, bei welchem eine erforderliche Antriebsleistung Pr* relativ niedrig ist und eine für die Maschine 14 geforderte Antriebsleistung Pe* ebenso relativ niedrig ist. Daher ist bei der vorliegenden Ausführungsform die Obergrenzen-Laderate Plim durch Einstellen eines vorbestimmten Werts Pc als die Antriebsleistung Pe* in dem Bereich, in welchem die Antriebsleistung Pe* kleiner oder gleich dem vorbestimmten Wert Pc ist, einheitlich berechnet.
Die Obergrenzen-Laderate Plim, welche durch die Obergrenzen-Laderaten-Berechnungseinheit 108 berechnet wird, entspricht mit anderen Worten einem Wert zum Zwecke des Unterdrückens des Auftretens von Vibrationen und eines Geräuschs durch Verhindern des Zustands niedriger Drehzahl und hohen Drehmoments der Maschine 14. Das heißt, durch den Elektromotor MG wird unter Verwendung der Leistung der Maschine 14 innerhalb des Bereichs der Obergrenzen-Laderate Plim elektrische Leistung erzeugt. Daher wird das Auftreten von Vibrationen und eines Geräuschs während der Fahrt unterdrückt.
Die Ziel-Ladewert-Ermittlungseinheit 105 stellt einen niedrigeren Wert der erforderlichen Basis-Laderate Pa, welche durch die Basis-Laderaten-Berechnungseinheit 106 berechnet wird, und der Obergrenzen-Laderate Plim, welche durch die Obergrenzen-Laderaten-Berechnungseinheit 108 berechnet wird, als den Ziel-Ladewert Pb* ein. Wenn beispielsweise die erforderliche Basis-Laderate Pa höher als die Obergrenzen-Laderate Plim ist, stellt die Ziel-Ladewert-Ermittlungseinheit 105 die Obergrenzen-Laderate Plim als den Ziel-Ladewert Pb* ein. Wenn eine Steuerung auf diese Art und Weise erfolgt, wird die Laderate durch die Obergrenzen-Laderate Plim begrenzt, so dass das Maschinendrehmoment Te niedrig gehalten wird und die Laderate abnimmt. Das Auftreten von Vibrationen und eines Geräuschs während der Fahrt wird jedoch unterdrückt. Wenn die Obergrenzen-Laderate Plim höher als die erforderliche Basis-Laderate Pa ist, stellt die Ziel-Ladewert-Berechnungseinheit 105 die erforderliche Basis-Laderate Pa als den Ziel-Ladewert Pb* ein. Wenn eine Steuerung auf diese Art und Weise erfolgt, wird das Laden unter Verwendung der erforderlichen Basis-Laderate Pa als der Ziel-Ladewert ausgeführt, so dass der Ladezustand SOC in dem geeigneten Bereich gehalten wird. Da die erforderliche Basis-Laderate Pa niedriger als die Obergrenzen-Laderate Plim ist, reduziert sich ebenso das Maschinendrehmoment Te, so dass das Auftreten von Vibrationen und eines Geräuschs während der Fahrt unterdrückt wird.
6 ist ein Flussdiagramm, welches einen relevanten Abschnitt von Steuerungsvorgängen der elektronischen Steuerungseinheit 100 darstellt, das heißt, von Steuerungsvorgängen, welche in der Lage sind, Vibrationen und ein Geräusch zu unterdrücken, die während der Fahrt auftreten, während der Ladezustand SOC in dem geeigneten Bereich gehalten wird. Das Flussdiagramm wird beispielsweise bei einer sehr kurzen Zykluszeit von etwa mehreren Millisekunden bis zu mehreren zehn Millisekunden wiederholend ausgeführt.
Bei Schritt S1 (nachfolgend ist auf Schritt verzichtet) entsprechend der Basis-Laderaten-Berechnungseinheit 106 wird die erforderliche Basis-Laderate Pa basierend auf dem Ladezustand SOC und der Fahrzeuggeschwindigkeit V berechnet. Die erforderliche Basis-Laderate Pa entspricht einem Wert zum Zwecke des Haltens des Ladezustands SOC in dem geeigneten Bereich. Nachfolgend wird bei S2 entsprechend der Obergrenzen-Laderaten-Berechnungseinheit 108 die Obergrenzen-Laderate Plim basierend auf der Fahrzeuggeschwindigkeit V und der Gangposition (Getriebeposition, Übersetzungsverhältnis) des Automatikgetriebes 18 berechnet. Die Obergrenzen-Laderate Plim entspricht einem Wert zum Zwecke des Unterdrückens von Vibrationen und eines Geräuschs, welche während der Fahrt auftreten, durch Verhindern eines Zustands hohen Drehmoments der Maschine 14. Bei S3 entsprechend der Ziel-Ladewert-Ermittlungseinheit 105 wird ermittelt, ob die bei S1 berechnete erforderliche Basis-Laderate Pa höher als die bei S2 berechnete Obergrenzen-Laderate Plim ist. Wenn bei S1 eine zustimmende Ermittlung erfolgt, wird bei S4 entsprechend der Ziel-Ladewert-Ermittlungseinheit 105 die Obergrenzen-Laderate Plim für den Ziel-Ladewert Pb* eingestellt. Daher wird das Auftreten von Vibrationen und eines Geräuschs während der Fahrt unterdrückt, obwohl die Laderate verringert ist. Wenn bei S3 eine negative Ermittlung erfolgt, wird bei S5 entsprechend der Ziel-Ladewert-Ermittlungseinheit 105 die erforderliche Basis-Laderate Pa für den Ziel-Ladewert Pb* eingestellt. Daher wird der Ladezustand SOC in dem geeigneten Bereich gehalten und das Auftreten von Vibrationen und eines Geräuschs während der Fahrt wird unterdrückt.
Wie vorstehend beschrieben ist, wird die Obergrenzen-Laderate Plim gemäß der vorliegenden Ausführungsform stärker beschränkt, wenn die Gangposition des Automatikgetriebes 18 hoch ist, im Gegensatz dazu, wenn die Gangposition niedrig ist, so dass die Maschine 14 kaum in einen Zustand hohen Drehmoments eintritt, auch wenn die Gangposition hoch ist. Daher ist es möglich, Vibrationen und ein Geräusch zu unterdrücken, welche tendenziell zu der Zeit aufzutreten, wenn die Maschine 14 mit einer niedrigen Drehzahl und hohem Drehmoment angetrieben wird. Andererseits ist die Obergrenzen-Laderate Plim höher, wenn die Gangposition niedrig ist, im Gegensatz dazu, wenn die Gangposition hoch ist, so dass die Laderate ebenso zunimmt, und es ist möglich, den Ladezustand SOC der Batterie 46 in dem geeigneten Bereich zu halten. Auf diese Art und Weise wird das Auftreten von Vibrationen und eines Geräuschs durch Verringern der Obergrenzen-Laderate Plim, wenn die Gangposition hoch ist, unterdrückt und die geeignete Laderate ist eingestellt, wenn die Gangposition niedrig ist. Daher ist es möglich, sowohl das Unterdrücken des Auftretens von Vibrationen und eines Geräuschs, als auch das Halten des Ladezustands SOC der Batterie 46 zu erreichen.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist die Obergrenzen-Laderate Plim derart eingestellt, dass diese höher ist, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit V hoch ist, im Gegensatz dazu, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit V niedrig ist. Mit dieser Konfiguration nimmt die Maschinendrehzahl Ne ab, während die Fahrzeuggeschwindigkeit V abnimmt, und die Obergrenzen-Laderate Plim nimmt entsprechend ab, so dass eine Zunahme des Drehmoments der Maschine 14 unterdrückt wird und das Auftreten von Vibrationen und eines Geräuschs während der Fahrt unterdrückt wird.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird die erforderliche Basis-Laderate Pa, bei welcher der Ladezustand SOC der Batterie 46 in dem vorbestimmten Bereich gehalten wird, basierend auf dem Ladezustand SOC der Batterie 46 berechnet, und ein niedrigerer Wert der erforderlichen Basis-Laderate Pa und der Obergrenzen-Laderate Plim ist für den Ziel-Ladewert Pb* eingestellt. Mit dieser Konfiguration wird eine Ladesteuerung unter Verwendung des eingestellten Ziel-Ladewerts Pb* als ein Ziel ausgeführt, so dass es möglich ist, Vibrationen und ein Geräusch geeignet zu verhindern.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform nimmt die erforderliche Basis-Laderate Pa zu, während der Ladezustand SOC der Batterie 46 abnimmt. Mit dieser Konfiguration nimmt die erforderliche Basis-Laderate Pa zu, während der Ladezustand SOC der Batterie 46 abnimmt, so dass es möglich ist, den Ladezustand SOC der Batterie 46 in dem optimalen Bereich zu halten.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird die erforderliche Basis-Laderate Pa verringert, sobald die Fahrzeuggeschwindigkeit V in einen Bereich fällt, der höher oder gleich dem voreingestellten Hoch-Fahrzeuggeschwindigkeits-Ermittlungswert Vh ist, im Gegensatz dazu, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit V in einen Bereich niedriger Fahrzeuggeschwindigkeit bis dahin fällt. Mit dieser Konfiguration ist es möglich, wenn das Bremspedal 80 in einem Zustand hoher Fahrzeuggeschwindigkeit niedergedrückt wird, eine Bremskraft sicherzustellen, welche durch den Elektromotor MG erzeugt wird.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist die Maschinen-Trennkupplung K0 zwischen der Maschine 14 und dem Elektromotor MG vorgesehen und die Maschinen-Trennkupplung K0 steht zu der Zeit in Eingriff, wenn die Batterie 46 mit der elektrischen Leistung geladen wird, die durch den Elektromotor MG unter Verwendung der Leistung der Maschine 14 erzeugt wird. Mit dieser Konfiguration ist der Leistungsübertragungspfad zwischen der Maschine 14 und dem Elektromotor MG ausgebildet, wenn die Maschinen-Trennkupplung K0 in Eingriff steht, so dass die Leistung der Maschine 14 hin zu dem Elektromotor MG übertragen wird und elektrische Leistung durch den Elektromotor MG erzeugt werden kann.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform umfasst das Hybridfahrzeug 10 das Stufenschaltungs-Automatikgetriebe 18. Mit dieser Konfiguration variiert die Maschinendrehzahl Ne mit der Gangposition des Automatikgetriebes 18 auch bei der gleichen Fahrzeuggeschwindigkeit V, so dass insbesondere, wenn die Gangposition hoch ist, die Maschinendrehzahl Ne abnimmt und Vibrationen und ein Geräusch dazu neigen, aufzutreten. Im Gegensatz dazu wird die Obergrenzen-Laderate Plim verringert, wenn die Gangposition hoch ist, so dass es möglich ist, das Auftreten von Vibrationen und eines Geräuschs durch Verhindern eines Zustands, bei welchem die Maschine 14 mit einer niedrigen Drehzahl und hohem Drehmoment angetrieben wird, zu verhindern.
Nachfolgend ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung beschrieben. Bei der nachfolgenden Beschreibung bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Abschnitte zu der vorstehend beschriebenen Ausführungsform und auf eine Beschreibung davon ist verzichtet.
Zweite Ausführungsform
Bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform werden sämtliche Werte der erforderlichen Basis-Laderate Pa, der Obergrenzen-Laderate Plim und des Ziel-Ladewerts Pb* in der Dimension von Leistung behandelt; stattdessen können diese in der Dimension von Drehmoment behandelt werden. 7 ist ein funktionelles Blockdiagramm, welches einen relevanten Abschnitt von Steuerungsfunktionen einer elektronischen Steuerungseinheit 150 gemäß der vorliegenden Ausführungsform darstellt. Eine Stufenschaltungs-Steuerungseinheit und eine Hybrid-Steuerungseinheit sind zu diesen der vorstehend beschriebenen Ausführungsform im Wesentlichen nicht modifiziert, so dass gleiche Bezugszeichen Komponenten entsprechend diesen der vorstehend beschriebenen Ausführungsform bezeichnen und auf die Beschreibung davon verzichtet ist.
Eine Basis-Ladedrehmoment-Berechnungseinheit 152 (Basis-Ladedrehmoment-Berechnungsmittel), wie in 7 gezeigt, berechnet ein erforderliches Basis-Ladedrehmoment Ta basierend auf dem Ladezustand SOC und der Fahrzeuggeschwindigkeit V unter Heranziehung im Vorhinein gespeicherter Korrelationen. Die Basis-Ladedrehmoment-Berechnungseinheit 152 berechnet ebenso wie die vorstehend beschriebene Basis-Laderaten-Berechnungseinheit 106 basierend auf dem Ladezustand SOC die erforderliche Basis-Laderate Pa durch Heranziehen des in 3 gezeigten Kennfelds oder dergleichen. Zusätzlich wird basierend auf der berechneten erforderlichen Basis-Laderate Pa und der Maschinendrehzahl Ne (oder der Elektromotordrehzahl Nmg des Elektromotors MG) das erforderliche Basis-Ladedrehmoment Ta (= Pa/Ne, Pa/Nmg), welches durch Umwandeln der erforderlichen Basis-Laderate Pa zu einem Maschinendrehmoment erhalten wird, berechnet. Das erforderliche Basis-Ladedrehmoment Ta entspricht einem Drehmoment, welches durch die Maschine 14 erzeugt werden soll, und dieses entspricht einem Wert zum Zwecke des Haltens des Ladezustands SOC der Batterie 46 in dem geeigneten Bereich, ebenso wie die erforderliche Basis-Laderate Pa.
Eine Obergrenzen-Ladedrehmoment-Berechnungseinheit 154 (Obergrenzen-Ladedrehmoment-Berechnungsmittel) berechnet ein Obergrenzen-Ladedrehmoment Tlim basierend auf der Fahrzeuggeschwindigkeit V und der Gangposition des Automatikgetriebes 18 durch Heranziehen des in 8 gezeigten im Vorhinein gespeicherten Kennfelds. 8 ist ein Kennfeld, welches die Korrelation zwischen dem Obergrenzen-Ladedrehmoment Tlim und sowohl der Fahrzeuggeschwindigkeit V als auch der Gangposition des Automatikgetriebes 18 zeigt, und dieses wird im Vorhinein erhalten und gespeichert. Wie in 8 gezeigt ist, reduziert sich mit einer Abnahme der Fahrzeuggeschwindigkeit V auch das Obergrenzen-Ladedrehmoment Tlim. Da die Maschinendrehzahl Ne abnimmt, während die Fahrzeuggeschwindigkeit V abnimmt, wird durch entsprechendes Reduzieren des Obergrenzen-Ladedrehmoments Tlim das Auftreten von Vibrationen und eines Geräuschs während der Fahrt durch Verhindern, dass die Maschine 14 mit einer niedrigen Drehzahl und hohem Drehmoment betrieben wird, unterdrückt. Das Obergrenzen-Ladedrehmoment Tlim kann als der Grenz-Ladewert gemäß der Erfindung betrachtet werden.
Zusätzlich ist, wie in 8 gezeigt ist, das Obergrenzen-Ladedrehmoment Tlim derart eingestellt, dass dieses, wenn die Gangposition des Automatikgetriebes 18 hoch ist, im Gegensatz dazu, wenn die Gangposition niedrig ist, kleiner ist. Während die Gangposition höher wird, nimmt die Maschinendrehzahl Ne für die gleiche Fahrzeuggeschwindigkeit V ab. Daher wird, während das Maschinendrehmoment Ne zunimmt, die Maschine 14 mit einer niedrigen Drehzahl und hohem Drehmoment betrieben, so dass Vibrationen und ein Geräusch während der Fahrt zunehmen. Daher reduziert die Obergrenzen-Ladedrehmoment-Berechnungseinheit 154 das Obergrenzen-Ladedrehmoment Tlim, während die Fahrzeuggeschwindigkeit V abnimmt, basierend auf dem in 8 gezeigten Kennfeld, und diese reduziert das Obergrenzen-Ladedrehmoment Tlim, während die Gangposition höher wird. Auf diese Art und Weise berechnet die Obergrenzen-Ladedrehmoment-Berechnungseinheit 154 das Obergrenzen-Ladedrehmoment Tlim, bei oder unterhalb welchem das Auftreten von Vibrationen und eines Geräuschs während der Fahrt unterdrückt wird.
Das Obergrenzen-Ladedrehmoment Tlim wird im Vorhinein empirisch erhalten und das Obergrenzen-Ladedrehmoment Tlim ist auf eine Schwelle eingestellt, bei oder unterhalb welcher der Fahrer keine Vibrationen oder kein Geräusch erfährt, die zu der Zeit erzeugt werden, wenn die Maschine 14 angetrieben wird. Auch bei der vorliegenden Ausführungsform ist der Fall angenommen, bei welchem der Gaspedal-Betätigungsbetrag Acc in einem Bereich niedriger Fahrzeuggeschwindigkeit relativ klein ist, das heißt, der Fall, bei welchem das erforderliche Antriebsdrehmoment Tr* relativ klein ist und das für die Maschine 14 geforderte Antriebsdrehmoment Te* ebenso relativ klein ist. Das Obergrenzen-Ladedrehmoment Tlim wird durch Einstellen eines vorbestimmten Werts Tc als das Antriebsdrehmoment Te* in dem Bereich, in welchem das Antriebsdrehmoment Te* kleiner oder gleich dem vorbestimmten Wert Tc ist, einheitlich berechnet.
Eine Ziel-Ladedrehmoment-Ermittlungseinheit 156 (Ziel-Ladedrehmoment-Ermittlungsmittel) ermittelt einen kleineren Wert des durch die Basis-Ladedrehmoment-Berechnungseinheit 152 berechneten erforderlichen Basis-Ladedrehmoments Ta und des durch die Obergrenzen-Ladedrehmoment-Ermittlungseinheit 154 berechneten Obergrenzen-Ladedrehmoments Tlim als das Ziel-Ladedrehmoment Tb*. Wenn beispielsweise das erforderliche Basis-Ladedrehmoment Ta größer als das Obergrenzen-Ladedrehmoment Tlim ist, ermittelt die Ziel-Ladedrehmoment-Ermittlungseinheit 156 das Obergrenzen-Ladedrehmoment Tlim als das Ziel-Ladedrehmoment Tb*. Daher wird das Ziel-Ladedrehmoment Tb* durch das Obergrenzen-Ladedrehmoment Tlim begrenzt, so dass ein Zustand hohen Drehmoments der Maschine 14 verhindert wird und ein Auftreten von Vibrationen und eines Geräuschs während der Fahrt unterdrückt wird. Wenn das Obergrenzen-Ladedrehmoment Tlim größer als das erforderliche Basis-Ladedrehmoment Ta ist, ermittelt die Ziel-Ladedrehmoment-Ermittlungseinheit 156 das erforderliche Basis-Ladedrehmoment Ta als das Ziel-Ladedrehmoment Tb*. Daher wird die Maschine 14 derart gesteuert, dass das erforderliche Basis-Ladedrehmoment Ta ausgegeben wird, und der Ladezustand SOC wird geeignet gesteuert. Da das erforderliche Basis-Ladedrehmoment Ta kleiner als das Obergrenzen-Ladedrehmoment Tlim ist, wird das Auftreten von Vibrationen und eines Geräuschs während der Fahrt unterdrückt.
9 ist ein Flussdiagramm, welches einen relevanten Abschnitt von Steuerungsvorgängen der elektronischen Steuerungseinheit 51 gemäß der vorliegenden Ausführungsform darstellt, das heißt, Steuerungsvorgängen, welche in der Lage sind, Vibrationen und ein Geräusch zu unterdrücken, welche während der Fahrt auftreten, während der Ladezustand SOC in dem geeigneten Bereich gehalten wird. Das Flussdiagramm wird beispielsweise in einer sehr kurzen Zykluszeit von etwa mehreren Millisekunden bis zu mehreren zehn Millisekunden wiederholend ausgeführt.
Bei S1 entsprechend der Basis-Ladedrehmoment-Berechnungseinheit 152 wird die erforderliche Basis-Laderate Pa basierend auf dem Ladezustand SOC und der Fahrzeuggeschwindigkeit V berechnet. Nachfolgend wird bei S11 entsprechend der Basis-Ladedrehmoment-Berechnungseinheit 152 das erforderliche Basis-Ladedrehmoment Ta (= Pa/Ne), welches durch Umwandeln der bei S1 berechneten erforderlichen Basis-Laderate Pa erhalten wird, berechnet. Bei S12 entsprechend der Obergrenzen-Ladedrehmoment-Berechnungseinheit 154 wird das Obergrenzen-Ladedrehmoment Tlim basierend auf der Fahrzeuggeschwindigkeit V und der Gangposition (Getriebeposition, Übersetzungsverhältnis) des Automatikgetriebes durch Heranziehen des in 8 gezeigten im Vorhinein gespeicherten Kennfelds berechnet. Bei S13 entsprechend der Ziel-Ladedrehmoment-Ermittlungseinheit 156 wird ermittelt, ob das bei S11 erhaltene erforderliche Basis-Ladedrehmoment Ta größer als das bei S12 berechnete Obergrenzen-Ladedrehmoment Tlim ist. Wenn bei S13 eine zustimmende Ermittlung erfolgt, wird bei S14 entsprechend der Ziel-Ladedrehmoment-Ermittlungseinheit 156 das Obergrenzen-Ladedrehmoment Tlim für das Ziel-Ladedrehmoment Tb* eingestellt. Wenn bei S13 eine negative Ermittlung erfolgt, wird bei S15 entsprechend der Ziel-Ladedrehmoment-Ermittlungseinheit 156 das erforderliche Basis-Ladedrehmoment Ta für das Ziel-Ladedrehmoment Tb* eingestellt.
Wie vorstehend beschrieben ist, wird gemäß der vorliegenden Ausführungsform das Obergrenzen-Ladedrehmoment Tlim stärker begrenzt, wenn die Gangposition des Automatikgetriebes 18 hoch ist, im Gegensatz dazu, wenn die Gangposition niedrig ist, so dass die Maschine 14 kaum in einen Zustand hohen Drehmoments eintritt, auch wenn die Gangposition hoch ist. Daher ist es möglich, Vibrationen und ein Geräusch zu unterdrücken, welche tendenziell zu der Zeit aufzutreten, wenn die Maschine 14 bei einer niedrigen Drehzahl und hohem Drehmoment angetrieben wird. Andererseits ist das Obergrenzen-Ladedrehmoment Tlim größer, wenn die Gangposition niedrig ist, im Gegensatz dazu, wenn die Gangposition hoch ist, so dass das Ladedrehmoment ebenso zunimmt, und es ist möglich, den Ladezustand SOC der Batterie 46 in dem geeigneten Bereich zu halten. Auf diese Art und Weise wird das Auftreten von Vibrationen und eines Geräuschs durch Reduzieren des Obergrenzen-Ladedrehmoments Tlim reduziert, wenn die Gangposition hoch ist, und das geeignete Ladedrehmoment ist eingestellt, wenn die Gangposition niedrig ist. Daher ist es möglich, sowohl das Unterdrücken des Auftretens von Vibrationen und eines Geräuschs, als auch das Halten des Ladezustands SOC der Batterie 46 zu erreichen.
Wie bei der vorliegenden Ausführungsform, wenn in der Dimension von Drehmoment behandelt, verändert sich ein Drehmoment-Übertragungspfad für jede Gangposition des Automatikgetriebes 18, so dass der Effekt des Unterdrückens von Vibrationen und eines Geräuschs während der Fahrt durch Verändern des Obergrenzen-Ladedrehmoments Tlim im Ansprechen auf die Gangposition beachtlich ist.
Dritte Ausführungsform
Bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform ist der Fall angenommen, bei welchem der Gaspedal-Betätigungsbetrag Acc in einem Bereich relativ niedriger Fahrzeuggeschwindigkeit relativ klein ist, das heißt, der Fall, bei welchem die erforderliche Leistung Pe* der Maschine 14 relativ kleiner oder gleich dem vorbestimmten Wert ist. Daher wird bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform die erforderliche Leistung Pe* mit Bezug auf den vorbestimmten Wert Pc, welcher einem relativ niedrigen Wert entspricht, ermittelt, und die Obergrenzen-Laderate Plim ist basierend auf dem vorbestimmten Wert Pc in dem Bereich, in welchem die erforderliche Leistung Pe* kleiner oder gleich dem vorbestimmten Wert Pc ist, einheitlich eingestellt. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist das Einstellen der Obergrenzen-Laderate Plim in dem Fall, bei welchem die erforderliche Leistung Pe* den vorbestimmten Wert Pc überschreitet und relativ hoch wird, beschrieben.
Wenn die erforderliche Leistung Pe* infolge des Niederdrückens des Gaspedals 76 zunimmt, nimmt ebenso das erforderliche Maschinendrehmoment Te* entsprechend zu. Daher nimmt das erforderliche Drehmoment Te* (erforderliches Maschinendrehmoment) proportional zu der erforderlichen Leistung Pe* zu, mit der Folge, dass die Maschine 14 mit einer niedrigen Drehzahl und hohem Drehmoment angetrieben wird, so dass ebenso Vibrationen und ein Geräusch zunehmen, welche während der Fahrt auftreten. Daher ist die Obergrenzen-Laderaten-Berechnungseinheit 108 gemäß der vorstehend beschriebenen Ausführungsform in der Lage, die Obergrenzen-Laderate Plim basierend auf nicht nur der Fahrzeuggeschwindigkeit V und der Gangposition des Automatikgetriebes 18, sondern ebenso der Antriebsleistung Pe* zu berechnen.
10 ist ein Kennfeld, welches die Korrelation zwischen der erforderlichen Leistung Pe* und der Obergrenzen-Laderate Plim zeigt, und dieses wird im Vorhinein empirisch erhalten und gespeichert. Wie in 10 gezeigt ist, nimmt die Obergrenzen-Laderate Plim ab, während die erforderliche Leistung Pe* zunimmt. Dies basiert auf der Tatsache, dass, wenn die erforderliche Leistung Pe* zunimmt, das erforderliche Drehmoment Te* ebenso entsprechend zunimmt und Vibrationen und ein Geräusch, welche während der Fahrt auftreten, ebenso zunehmen. Das heißt, das Maschinendrehmoment Te nimmt zu, während das erforderliche Drehmoment Te* zunimmt, so dass die Maschine 14 dazu neigt, in einen Zustand hohen Drehmoments einzutreten. Daher wird durch Verringern der Obergrenzen-Laderate Plim, während die erforderliche Leistung Pe* zunimmt, wie in dem Kennfeld in 10 gezeigt ist, das Auftreten von Vibrationen und eines Geräuschs während der Fahrt durch Unterdrücken eines Zustands hohen Drehmoments der Maschine 14 unterdrückt. In dem Kennfeld von 10 sind die Fahrzeuggeschwindigkeit V und die Gangposition des Automatikgetriebes 18 nicht gezeigt; tatsächlich ist jedoch die Obergrenzen-Laderate Plim unter Berücksichtigung dieser Parameter eingestellt.
Die gleiche Tendenz wird erhalten, wenn die Ordinatenachse von 10 hin zu dem Obergrenzen-Ladedrehmoment Tlim verändert wird. Daher ist die vorstehend beschriebene Obergrenzen-Ladedrehmoment-Berechnungseinheit 154 in der Lage, das Obergrenzen-Ladedrehmoment Tlim basierend auf nicht nur der Fahrzeuggeschwindigkeit V und der Gangposition des Automatikgetriebes 18, sondern ebenso dem erforderlichen Drehmoment Te* zu berechnen. Daher ist das geeignete Obergrenzen-Ladedrehmoment Tlim derart eingestellt, um das Auftreten von Vibrationen und eines Geräuschs während der Fahrt zu unterdrücken, auch wenn das erforderliche Drehmoment Te* zunimmt und einen vorbestimmten Wert übersteigt.
Wie vorstehend beschrieben, ist gemäß der vorliegenden Ausführungsform, wenn die erforderliche Leistung Pe* den vorbestimmten Wert übersteigt, die geeignete Laderate eingestellt, auch wenn die erforderliche Leistung Pe* durch Verändern der Obergrenzen-Laderate Plim basierend auf der erforderlichen Leistung Pe* zunimmt, so dass es möglich ist, das Auftreten von Vibrationen und eines Geräuschs während der Fahrt zu unterdrücken.
Die Ausführungsformen der Erfindung sind vorstehend mit Bezug auf die beigefügten Abbildungen beschrieben; die Erfindung wird jedoch in anderen Arten und Weisen angewendet.
Beispielsweise entsprechen die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen jeweils einer unabhängigen Art und Weise; diese Ausführungsformen können stattdessen nach Bedarf kombiniert implementiert sein.
Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen entspricht das Automatikgetriebe 18 einem Stufenschaltungsgetriebe. Die Erfindung ist anwendbar, wenn ein stufenloses Getriebe, wie ein bandgetriebenes stufenloses Getriebe, verwendet wird und virtuelle Gangpositionen in dem stufenlosen Getriebe eingestellt sind und das stufenlose Getriebe wie ein Stufenschaltungsgetriebe geschaltet wird.
Bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform stellt die Abszissenachse des in 10 gezeigten Kennfelds die erforderliche Leistung Pe* dar. Stattdessen wird eine ähnliche Tendenz erhalten, wenn die Abszissenachse das erforderliche Drehmoment Te* darstellt, und die Obergrenzen-Laderate Plim oder das Obergrenzen-Ladedrehmoment Tlim können basierend auf dem erforderlichen Drehmoment Te* berechnet werden.
Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen variieren die Obergrenzen-Laderate Plim und das Obergrenzen-Ladedrehmoment Tlim gegenüber der Fahrzeuggeschwindigkeit V kontinuierlich; stattdessen können diese in einer stufenartigen Weise variieren.
Die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen sind lediglich darstellend; die Erfindung kann basierend auf dem Wissen des Fachmanns verschiedenartig modifiziert oder verbessert sein.

Claims

Steuerungssystem für ein Hybridfahrzeug (10), wobei das Steuerungssystem aufweist: ein Antriebsrad (34); eine Maschine (14), welche derart mit dem Antriebsrad (34) gekoppelt ist, dass Leistung hin zu dem Antriebsrad (34) übertragen wird; einen Elektromotor (MG), welcher derart mit dem Antriebsrad (34) gekoppelt ist, dass Leistung hin zu dem Antriebsrad (34) übertragen wird; ein Getriebe, welches in einem Leistungsübertragungspfad zwischen dem Antriebsrad (34) und sowohl der Maschine (14) als auch dem Elektromotor (MG) vorgesehen ist; eine Batterie (46), welche derart konfiguriert ist, dass diese mit elektrischer Leistung geladen wird, die durch den Elektromotor (MG) erzeugt wird; und eine Steuerungsvorrichtung (100), welche derart konfiguriert ist, dass diese das Hybridfahrzeug (10) im Ansprechen auf eine Ladeanforderung zum Laden der Batterie (46) veranlasst, unter Verwendung von Leistung der Maschine (14) zu fahren, während eine Laderate zum Laden der Batterie (46) auf einem Grenz-Ladewert oder unterhalb diesem gehalten wird, wobei die Steuerungsvorrichtung (100) derart konfiguriert ist, dass diese den Grenz-Ladewert derart einstellt, dass der Grenz-Ladewert, wenn eine Gangposition des Getriebes hoch ist, im Gegensatz dazu, wenn die Gangpositionen niedrig ist, niedriger ist.
Steuerungssystem nach Anspruch 1, wobei die Steuerungsvorrichtung (100) derart konfiguriert ist, dass diese den Grenz-Ladewert derart einstellt, dass der Grenz-Ladewert, wenn eine Fahrzeuggeschwindigkeit (V) niedrig ist, im Gegensatz dazu, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit (V) hoch ist, niedriger ist.
Steuerungssystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Steuerungsvorrichtung (100) derart konfiguriert ist, dass diese eine erforderliche Basis-Laderate (Pa) zum Halten eines Ladezustands (SOC) der Batterie (46) innerhalb eines vorbestimmten Bereichs basierend auf dem Ladezustand (SOC) der Batterie (46) berechnet und einen niedrigeren Wert aus der erforderlichen Basis-Laderate (Pa) und dem Grenz-Ladewert als einen Ziel-Ladewert (Pb*) einstellt.
Steuerungssystem nach Anspruch 3, wobei die Steuerungsvorrichtung (100) derart konfiguriert ist, dass diese die erforderliche Basis-Laderate (Pa) derart einstellt, dass die erforderliche Basis-Laderate (Pa) zunimmt, während der Ladezustand (SOC) der Batterie (46) abnimmt.
Steuerungssystem nach Anspruch 3 oder 4, wobei die Steuerungsvorrichtung (100) derart konfiguriert ist, dass diese die erforderliche Basis-Laderate (Pa), wenn eine Fahrzeuggeschwindigkeit (V) höher oder gleich einer vorbestimmten Fahrzeuggeschwindigkeit ist, im Gegensatz dazu, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit (V) niedriger als die vorbestimmte Fahrzeuggeschwindigkeit ist, verringert.
Steuerungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Elektromotor (MG) derart konfiguriert ist, dass dieser elektrische Leistung unter Verwendung der Leistung der Maschine (14) erzeugt.
Steuerungssystem nach Anspruch 6, ferner aufweisend: eine Kupplung (K0), welche zwischen der Maschine (14) und dem Elektromotor (MG) vorgesehen ist, wobei die Steuerungsvorrichtung (100) derart konfiguriert ist, dass diese die Kupplung (K0) zu einer Zeit in Eingriff bringt, wenn die Batterie (46) mit elektrischer Leistung geladen wird, welche durch den Elektromotor (MG) unter Verwendung der Leistung der Maschine (14) erzeugt wird.
Steuerungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Getriebe einem Stufenschaltungs-Automatikgetriebe (18) entspricht.
Steuerungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Getriebe einem stufenlosen Getriebe entspricht.