DE112018004039T5 - Steuervorrichtung und steuerverfahren für ein fahrzeug - Google Patents

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machine
clutch
electric motor
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Masaharu Mochizuki
Yoshimasa NISHIHIRO
Takashi Enomoto
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Nissan Motor Co Ltd
JATCO Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
JATCO Ltd
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Abstract

Eine Steuervorrichtung für ein Fahrzeug umfassend: einen Motor; einen Drehmomentwandler mit einer Überbrückungskupplung; ein Eingriffselement, das stromabwärts des Drehmomentwandlers angeordnet ist; eine Antriebswelle, die stromabwärts des Eingriffselements angeordnet ist; und einen Elektromotor, der stromabwärts des Eingriffselements angeordnet und mit der Antriebswelle verbunden ist, weist einen Steuerabschnitt auf, der eingerichtet ist: in einem Fall, bei dem ein elektrischer Fahrmodus, bei dem die Überbrückungskupplung und das Eingriffselement ausgerückt sind, in einen Maschinenfahrmodus geschaltet wird, bei dem die Überbrückungskupplung ausgerückt ist und das Eingriffselement eingerückt ist, das Antriebsdrehmoment des Elektromotors nach dem Eingriff des Eingriffselements zu reduzieren; und das Antriebsmoment des Elektromotors graduell zu reduzieren, wobei das Antriebsmoment der Maschine graduell erhöht wird, nachdem das Antriebsmoment des Elektromotors reduziert ist.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuerung für ein Fahrzeug mit einer Maschine und einem Elektromotor, die als Energiequellen dienen.
  • STAND DER TECHNIK
  • Es ist ein Hybridfahrzeug bekannt, das eine Maschine, einen Elektromotor, der mit einer primären Riemenscheibe eines stufenlosen Getriebes verbunden ist, und ein Eingriffselement umfasst, das zum Trennen der Kraftübertragung zwischen der Maschine und dem stufenlosen Getriebe eingerichtet ist, bei dem ein Maschinefahrmodus unter Verwendung einer Antriebsleistung der Maschine und ein elektrischer Fahrmodus (im Folgenden auch als EV-Fahrmodus bezeichnet) unter Verwendung der Antriebsleistung des Elektromotors ausgewählt werden kann. JP2000-71815A offenbart eine Steuerung zum Unterbinden eines Schlags, der in Verbindung mit einer Modusumschaltung zum Zeitpunkt des Schaltens vom EV-Fahrmodus in den Maschinenfahrmodus im Hybridfahrzeug der obigen Konfiguration auftritt. JP2000-71815A offenbart insbesondere eine Drehmoment-Umschaltsteuerung zum Unterbinden einer auf ein Antriebsrad übertragenen Drehmomentschwankung durch Starten der Maschine in einem Zustand, in dem das Eingriffselement ausgerückt ist, zum Begrenzen des Drehmoments der Maschine nach dem Starten der Maschine, und zum graduellen Reduzieren des Drehmoments des Elektromotors, wobei das Drehmoment der Maschine graduell erhöht wird, nachdem das Eingriffselement eingerückt ist.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Bei der in dem obigen Dokument beschriebenen Konfiguration ist kein Drehmomentwandler zwischen dem Motor und dem stufenlosen Getriebe angeordnet. Unter dem Gesichtspunkt der Vereinfachung der Steuerung des Ein- und Ausrückens des Eingriffselements, der Verbesserung der Haltbarkeit des Eingriffselements, usw., kann jedoch ein Drehmomentwandler vorgesehen werden.
  • In einem Fall, bei dem ein Drehmomentwandler vorgesehen ist, und wenn die Steuerung des Patentdokuments 1 in einem Zustand ausgeführt wird, in dem eine Überbrückungskupplung ausgerückt ist, nimmt, obwohl das Drehmoment der Maschine nach dem Starten der Maschine begrenzt ist, das Drehmoment auf der Ausgangsseite des Drehmomentwandlers durch eine Drehmomentverstärkungswirkung des Drehmomentwandlers nach dem Eingriff des Eingriffselements zu, und es besteht die Möglichkeit, dass ein Schlag auftritt.
  • Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Schlag zu unterbinden, der zum Zeitpunkt des Wechsels von einem EV-Fahrmodus zu einem Maschinenfahrmodus in einem Zustand auftritt, in dem eine Überbrückungskupplung in einer Konfiguration mit einem Drehmomentwandler ausgerückt ist.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel dieser Erfindung wird eine Steuervorrichtung für ein Fahrzeug bereitgestellt, die Folgendes umfasst: einen Motor; einen Drehmomentwandler, der in einem Kraftübertragungsweg stromabwärts der Maschine angeordnet ist, wobei der Drehmomentwandler eine Überbrückungskupplung aufweist; ein Eingriffselement, das im Kraftübertragungsweg stromabwärts des Drehmomentwandlers angeordnet ist; eine Antriebswelle, die im Kraftübertragungsweg stromabwärts des Eingriffselements angeordnet ist; und einen Elektromotor, der im Kraftübertragungsweg stromabwärts des Eingriffselements angeordnet und mit der Antriebswelle verbunden ist. Die Steuervorrichtung umfasst einen Steuerabschnitt, der eingerichtet ist: in einem Fall, bei dem ein elektrischer Fahrmodus, bei dem sich der Elektromotor in einem Zustand dreht, in dem die Überbrückungskupplung ausgerückt ist und das Eingriffselement ausgerückt ist, in einen Maschinenfahrmodus geschaltet wird, bei dem sich die Maschine in einem Zustand dreht, in dem die Überbrückungskupplung ausgerückt ist und das Eingriffselement eingerückt ist, das Antriebsmoment des Elektromotors nach dem Einrücken des Eingriffselements zu reduzieren; und das Antriebsmoment des Elektromotors graduell zu reduzieren, wobei das Antriebsmoment der Maschine graduell erhöht wird, nachdem das Antriebsmoment des Elektromotors reduziert wurde.
  • Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel dieser Erfindung wird ein Steuerverfahren für ein Fahrzeug bereitgestellt, das Folgendes umfasst: einen Motor; einen Drehmomentwandler, der in einem Kraftübertragungsweg stromabwärts des Motors angeordnet ist, wobei der Drehmomentwandler eine Überbrückungskupplung aufweist; ein Eingriffselement, das im Kraftübertragungsweg stromabwärts des Drehmomentwandlers angeordnet ist; eine Antriebswelle, die im Kraftübertragungsweg stromabwärts des Eingriffselements angeordnet ist; und einen Elektromotor, der im Kraftübertragungsweg stromabwärts des Eingriffselements angeordnet und mit der Antriebswelle verbunden ist. Das Steuerverfahren umfasst folgende Schritte: in einem Fall, bei dem ein elektrischer Fahrmodus, in dem sich der Elektromotor in einem Zustand dreht, in dem die Überbrückungskupplung ausgerückt ist und das Eingriffselement ausgerückt ist, in einen Maschinenfahrmodus geschaltet wird, bei dem sich die Maschine in einem Zustand dreht, in dem die Überbrückungskupplung ausgerückt ist und das Eingriffselement eingerückt ist, ein Reduzieren des Antriebsmoments des Elektromotors nach dem Eingriff des Eingriffselements; und ein graduelles Reduzieren des Antriebsmoments des Elektromotors, wobei das Antriebsmoment der Maschine graduell erhöht wird, nachdem das Antriebsmoment des Elektromotors reduziert ist.
  • Gemäß dem obigen Aspekt ist es möglich, einen Schlag zu unterbinden, der zum Zeitpunkt des Schaltens von einem EV-Fahrmodus in einen Maschinenfahrmodus in einem Zustand auftritt, in dem die Überbrückungskupplung ausgerückt ist.
  • Figurenliste
    • 1 zeigt ein schematisches Konfigurationsdarstellung eines Fahrzeugs, auf welches das vorliegende Ausführungsbeispiel angewandt wird.
    • 2 zeigt ein Fahrbereichskennfeld, das einen Fahrmodus für jeden Fahrzustand veranschau licht.
    • 3 zeigt ein Zeitablaufdiagramm, das ein Beispiel einer Steuerung in einem Fall veranschaulicht, bei dem der Fahrmodus durch das Muster A von 2 verschoben ist.
    • 4 ist ein Zeitablaufdiagramm, das ein Beispiel einer Steuerung in einem Fall veranschaulicht, bei dem der Fahrmodus durch das Muster C von 2 verschoben wird.
    • 5 zeigt ein Ablaufdiagramm, das eine Steuerroutine veranschaulicht, die von einer Steuereinheit im vorliegenden Ausführungsbeispiel auszuführen ist.
    • 6 zeigt ein Zeitablaufdiagramm eines Falls, bei dem die Steuerroutine von Fig. G ausgeführt wird
  • BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN
  • Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
  • 1 zeigt eine schematische Konfigurationsdarstellung eines Hybridfahrzeugs (im Folgenden auch einfach als „Fahrzeug“ bezeichnet), auf welches das vorliegende Ausführungsbeispiel angewandt wird. Das Fahrzeug umfasst eine Maschine 1, ein stufenloses Getriebesystem 2, einen Motorgenerator (im Folgenden auch als MG bezeichnet) 3, eine elektrische Ölpumpe 6, ein Antriebsrad 8 und eine Steuereinheit 100.
  • Die Maschine 1 ist ein Verbrennungsmotor, dessen Kraftstoff Benzin oder Dieselöl ist, und eine Drehzahl, ein Drehmoment, usw. werden basierend auf Befehlen von der Steuereinheit 100 gesteuert.
  • Das stufenlose Getriebesystem 2 umfasst einen Drehmomentwandler 9, eine Vorwärtskupplung 10, die als Eingriffselement dient, einen Variator 11, eine Endgetriebevorrichtung 13 und eine Ölpumpe 22.
  • Der Drehmomentwandler 9 umfasst ein Laufrad 14, eine Turbine 15 und eine Überbrückungskupplung 16. Wenn die Überbrückungskupplung 16 eingerückt ist, werden eine Eingangswelle und eine Ausgangswelle des Drehmomentwandlers 9 in einen direkten Verbindungszustand versetzt, und die Eingangswelle und die Ausgangswelle drehen sich mit der gleichen Drehzahl. Im Folgenden wird die Überbrückungskupplung 16 auch als LU-Kupplung 16 bezeichnet. Die Bedingungen zum Einrücken oder Ausrücken der LU werden später beschrieben.
  • Der Variator 11 umfasst eine primäre Riemenscheibe 11A, eine sekundäre Riemenscheibe 11B und einen Riemen 12. Im Variator 11 werden durch Steuern des der primären Riemenscheibe 11A zugeführten Öldrucks und des der sekundären Riemenscheibe 11B zugeführten Öldrucks Kontaktradien zwischen den Riemenscheiben 11A, 11B und dem Riemen 12 verändert, und dadurch ein Übersetzungsverhältnis verändert.
  • Die Vorwärtskupplung 10 ist zwischen dem Drehmomentwandler 9 und der primären Riemenscheibe 11A angeordnet. Wenn die Vorwärtskupplung 10 eingerückt ist, wird ein Antriebsdrehmoment des Motors 1 über die Antriebswellen 17, 18 auf die primäre Riemenscheibe 11A übertragen. Das Einrücken und Ausrücken der Vorwärtskupplung 10 wird von der Steuereinheit 100 gemäß einem Antriebszustand geschaltet. In der vorliegenden Beschreibung kennzeichnet das Antriebsdrehmoment ein Drehmoment (positives Drehmoment) zum Drehen des Antriebsrads 8. Daher ist das Drehmoment, das als Last zum Verhindern einer Drehung des Antriebsrads 8 dient, ein negatives Drehmoment. In der vorliegenden Beschreibung kann das Antriebsmoment einfach als „Drehmoment“ bezeichnet werden.
  • In 1 ist die Vorwärtskupplung 10 zwischen dem Drehmomentwandler 9 und der primären Riemenscheibe 11A angeordnet. Die vorliegende Erfindung ist jedoch darauf nicht beschränkt. Ein Zweck des Vorsehens der Vorwärtskupplung 10 besteht darin, einen Kraftübertragungsweg von der Maschine 1 zum Antriebsrad 8 zu trennen. Daher kann die Vorwärtskupplung 10 z. B. zwischen der sekundären Riemenscheibe 11B und der Endgetriebevorrichtung 13 angeordnet sein.
  • Der MG 3 ist über einen Übertragungsmechanismus 20 mit einem Riemen und einer Riemenscheibe mit einer Drehwelle der primären Riemenscheibe 11A verbunden. Der MG 3 ist eine rotierende elektrische Synchronmaschine, bei der ein Permanentmagnet in einen Rotor eingebettet ist und eine Statorspule um einen Stator gewickelt ist. Der MG 3 wird durch Anlegen eines Dreiphasenwechselstroms gesteuert, der von einem Wechselrichter 4 basierend auf einem Befehl von der Steuereinheit 100 erzeugt wird. Der MG 3 kann als Elektromotor betrieben werden, der bei Aufnahme von zugeführter elektrischer Energie von einer Batterie 5 angetrieben und gedreht wird. Die Batterie 5 ist eine Hochspannungsbatterie mit z. B. 48 [V]. Durch Betreiben des MG 3 als Elektromotor kann somit eine EV-Fahrt durchgeführt werden. Falls der Rotor eine Rotationsenergie von der Maschine 1 oder dem Antriebsrad 8 aufnimmt, dient der MG 3 als Stromgenerator, der zum Erzeugen von elektromotorischer Energie an beiden Enden der Statorspule ausgelegt ist, sodass die Batterie 5 geladen werden kann. Das heißt, der MG 3 kann Bewegungsenergie des Fahrzeugs als elektrische Energie regenerieren. Die Regenerationssteuerung wird zum Zeitpunkt der Verlangsamung des Fahrzeugs, usw. ausgeführt.
  • Die Ölpumpe 22 ist über einen Übertragungsmechanismus 21 mit einem Riemen und einer Riemenscheibe mit einer Ausgangswelle der Maschine 1 verbunden. Die Drehung der Maschine 1 wird in die Ölpumpe 22 eingegeben und die Ölpumpe wird unter Verwendung eines Teils der Antriebskraft der Maschine 1 angetrieben. Von der Ölpumpe 22 abgegebenes Öl wird einer Hydrauliksteuerschaltung des Fahrzeugs zugeführt, die einen Schaltungsschaltkreis umfasst.
  • Zusätzlich zur Ölpumpe 22 umfasst das Fahrzeug auch die elektrische Ölpumpe 6. Die elektrische Ölpumpe 6 wird durch Anlegen eines Dreiphasenwechselstroms gesteuert, der von einem Wechselrichter 7 basierend auf einem Befehl von der Steuereinheit 100 erzeugt wird. Daher kann die elektrische Ölpumpe 6 auch in einem Fall betrieben werden, bei dem der Motor 1 gestoppt ist. Von der elektrischen Ölpumpe 6 abgegebenes Öl wird ebenfalls der Hydrauliksteuerschaltung zugeführt. Somit wird das stufenlose Getriebesystem 2 basierend auf dem zumindest von der Ölpumpe 22 oder der elektrischen Ölpumpe 6 zugeführten Öldruck gesteuert.
  • Ein Signal von einem Maschendrehzahlsensor 25, der zum Erfassen einer Maschinendrehzahl Ne ausgelegt ist, ein Signal von einem Gaspedalöffnungssensor 23, der zum Erfassen einer Gaspedalöffnung APO ausgelegt ist, und ein Signal von einem Bremssensor 24, der zum Erfassen einer Bremspedalkraft basierend auf einem Druckbetrag BPR eines Bremspedals ausgelegt ist, werden in die Steuereinheit 100 eingegeben.
  • Die Steuerueinheit100 ist aus einem Mikrocomputer mit einer Zentraleinheit (CPU), einem Festwertspeicher (ROM), einem Direktzugriffsspeicher (RAM) und einer Eingabe-/Ausgabeschnittstelle (E/A-Schnittstelle) gebildet. Die Steuereinheit 100 kann aus mehreren Mikrocomputern gebildet sein.
  • In der oben beschriebenen Konfiguration wird die in der Maschine 1 erzeugte Antriebskraft über den Drehmomentwandler 9, die Antriebswelle 17, die Vorwärtskupplung 10, die Antriebswelle 18, den Variator 11, eine Antriebswelle 19 und die Endgetriebevorrichtung 13 auf das Antriebsrad 8 übertragen. Die im MG 3 erzeugte Antriebskraft wird über den Variator 11, die Antriebswelle 19 und die Endgetriebevorrichtung 13 auf das Antriebsrad 8 übertragen.
  • Die Steuereinheit 100 schaltet zwischen einem Maschinenfahrmodus, bei dem das Fahrzeug mit der Antriebsleistung der Maschine 1 fährt, und einem EV-Fahrmodus, bei dem das Fahrzeug mit der Antriebsleistung des MG 3 fährt, gemäß dem Fahrzustand um. Die Steuereinheit 100 rückt die Vorwärtskupplung 10 im Maschinenfahrmodus ein und rückt die Vorwärtskupplung 10 im EV-Fahrmodus aus.
  • 2 zeigt ein Fahrbereichskennfeld, das eine Überbrückungsschaltlinie zum Schalten des Einrückens und Ausrückens der LU-Kupplung 16, und eine Schaltlinie zwischen einem Maschinenfahrbereich und einem EV-Fahrbereich veranschaulicht. Die horizontale Achse kennzeichnet die Fahrzeuggeschwindigkeit und die vertikale Achse kennzeichnet die Antriebskraft. Die Antriebskraft der vertikalen Achse kann durch die Gaspedalöffnung ersetzt werden.
  • Wie in der Figur dargestellt, werden der EV-Fahrmodus und der Maschinenfahrmodus hauptsächlich gemäß der angeforderten Antriebskraft umgeschaltet. Das Einrücken und das Ausrücken der LU-Kupplung 16 werden hauptsächlich gemäß der Fahrzeuggeschwindigkeit umgeschaltet. Im Maschinenfahrmodus kann eine Drehmomentunterstützung durch den MG 3 ausgeführt werden.
  • Zum Schalten vom EV-Fahrmodus in den Maschinenfahrmodus gibt es drei Muster, einschließlich der Muster A bis C, die in der Figur durch Pfeile gekennzeichnet sind. Das Muster A schaltet von einem EV-Fahrmodus, bei dem sich die LU-Kupplung 16 in eingerücktem (EIN-) Zustand befindet, auf einen Maschinenfahrmodus um, bei dem sich die LU-Kupplung 16 in eingerücktem Zustand befindet. Das Muster B schaltet vom EV-Fahrmodus, bei dem sich die LU-Kupplung 16 in eingerücktem Zustand befindet, in einen Maschinenfahrmodus um, bei dem sich die LU-Kupplung 16 in ausgerücktem (AUS-) Zustand befindet. Das Muster C schaltet von einem EV-Fahrmodus, bei dem sich die LU-Kupplung 16 in ausgerücktem Zustand befindet, in den Maschinenfahrmodus um, bei dem sich die LU-Kupplung 16 in ausgerücktem Zustand befindet.
  • Zum Zeitpunkt des Schaltens vom EV-Fahrmodus in den Maschinenfahrmodus schaltet die Steuereinheit 100 die Vorwärtskupplung 10 von einem ausgerückten Zustand in einen eingerückten Zustand um. Zu diesem Zeitpunkt führt die Steuereinheit 100 eine Rotationssynchronisationssteuerung der Vorwärtskupplung 10 zum Unterbinden eines Schlags aus, der in Verbindung mit dem Einrücken der Vorwärtskupplung 10 auftritt. Die oben beschriebene Rotationssynchronisationssteuerung ist eine Steuerung zum Reduzieren einer Differenz zwischen der Drehzahl auf der Eingangsseite der Vorwärtskupplung 10 und der Drehzahl auf der Ausgangsseite, sodass kein Schlag auftritt oder ein Schlag auf akzeptablem Niveau auftritt. Durch Erhöhen der Maschinendrehzahl der Antriebswelle 17 wird insbesondere eine Drehzahl auf der Eingangsseite der Vorwärtskupplung 10 erhöht und nahe an die Drehzahl der Antriebswelle 18 an der Ausgangsseite der Vorwärtskupplung 10 gebracht.
  • 3 ist ein Zeitablaufdiagramm eines Falls, bei dem das Schalten von Muster A durchgeführt wird.
  • Wenn zu einem Zeitpunkt T1 ein Gaspedal niedergetreten wird, entscheidet die Steuereinheit 100, vom EV-Fahrmodus in den Maschinenfahrmodus umzuschalten. Zum Zeitpunkt T2 erhöht die Steuereinheit 100 den Öldruck auf den Standby-Öldruck, um das Einrücken der Vorwärtskupplung 10 vorzubereiten, und erhöht zudem das Drehmoment des MG 3, um die Beschleunigung zu verbessern. Danach startet die Steuereinheit 100 das Anlassen, um die Maschine 1 zu starten. Wenn zum Zeitpunkt T3 oder später die Maschine 1 gestartet ist, begrenzt die Steuereinheit 100 das Drehmoment der Maschine 1 durch Verzögern des Zündzeitpunkts, usw., wobei die Maschinendrehzahl für die Rotationssynchronisation erhöht wird. Diese Begrenzung des Drehmoments der Maschine 1 wird ausgeführt, um ein Streckungsgefühl oder einen Schlag zu unterbinden, der zum Zeitpunkt des Einrückens der Vorwärtskupplung 10 auftritt.
  • Da sich die LU-Kupplung 16 im Muster A in eingerücktem Zustand befindet, ist die Drehzahl der Turbine 15, d. h. die Drehzahl der Antriebswelle 17, die als Welle auf der Eingangsseite der Vorwärtskupplung 10 dient, identisch mit der Maschinendrehzahl. Die Drehzahl der Antriebswelle 18, die als Welle auf der Ausgangsseite der Vorwärtskupplung 10 dient, ist identisch mit der Drehzahl des MG 3.
  • Wenn zum Zeitpunkt T4 eine Differenz zwischen der Drehzahl des MG 3 und der Drehzahl der Turbine 15 kleiner als ein Schwellenwert wird, startet die Steuereinheit 100 das Einrücken der Vorwärtskupplung 10. Wenn das Einrücken der Vorwärtskupplung 10 zum Zeitpunkt T5 abgeschlossen ist, erhöht die Steuereinheit 100 graduell das Drehmoment des Motors 1 ab dem Zeitpunkt T6, wenn die Begrenzung des Drehmoments der Maschine 1 beendet ist, und reduziert zudem graduell das Drehmoment des MG 3. Zu diesem Zeitpunkt werden das Drehmoment der Maschine 1 und das Drehmoment des MG 3 so gesteuert, dass das Drehmoment (PRI-Gesamtdrehmoment), das durch Addieren des Drehmoments der Maschine1 und des Drehmoments des MG 3 erhalten wird, nicht schwankt. Wenn das Drehmoment des MG 3 zum Zeitpunkt T7 Null wird, wird die Drehmoment-Umschaltsteuerung beendet.
  • 4 zeigt ein Zeitablaufdiagramm eines Falls, bei dem das Schalten von Muster C durch eine Steuerung ähnlich dem Fall von Muster A durchgeführt wird. Es werden hauptsächlich die Unterschiede zum Muster A beschrieben.
  • Im Muster C befindet sich die LU-Kupplung 16 im EV-Fahrmodus in ausgerücktem Zustand. Somit erhöht sich zum Zeitpunkt T3 oder später die Drehzahl der Turbine 15, wobei diese stetig unter der Maschinendrehzahl bleibt. Da sich die LU-Kupplung 16 zum Zeitpunkt T5 in ausgerücktem Zustand befindet, ist, wenn das Einrücken der Vorwärtskupplung 10 abgeschlossen ist, ist das Drehmoment der Turbine (Tbn-Drehmoment in der Figur) um einen Drehmomentverstärkungsbetrag des Drehmomentwandlers 9 größer als das Drehmoment der Maschine 1 (Kurbelwellendrehmoment). Daher erhöht sich zum Zeitpunkt T5 das PRI-Gesamtdrehmoment.
  • Das heißt, obwohl das Drehmoment der Maschine 1 begrenzt ist, wird das auf das Antriebsrad 8 übertragene Drehmoment (PRI-Gesamtdrehmoment) durch die Drehmomentverstärkungswirkung erhöht, und einem Fahrer wird ein unangenehmes Gefühl, wie z. B. ein nach vorn ziehendes Gefühl oder ein Schlag vermittelt.
  • Wenn, wie oben beschrieben, die für das Muster A geeignete Steuerung, bei der sich die LU-Kupplung 16 in eingerücktem Zustand befindet, auf das Muster C angewendet wird, bei dem sich die LU-Kupplung 16 in ausgerücktem Zustand befindet, wird dem Fahrer ein unangenehmes Gefühl vermittelt.
  • In einem Fall des Musters B besteht die Möglichkeit, dass das auf das Antriebsrad 8 übertragene Drehmoment in Abhängigkeit vom Zeitpunkt schwankt, zu dem die LU-Kupplung 16 ausgerückt ist. Wenn die LU-Kupplung 16 z. B. in einer Zeitdauer unmittelbar nach Beendigung des Einrückens der Vorwärtskupplung 10 bis zum Ende der Drehmomentumschaltung ausgerückt wird, wird eine Differenz zwischen der Maschinendrehzahl und der Drehzahl der Turbine 15 erzeugt, und in Verbindung damit tritt eine Drehmomentschwankung auf.
  • Um die in Verbindung mit dem obigen Umschalten vom EV-Fahrmodus in den Maschinenfahrmodus auftretende Drehmomentschwankung zu unterbinden, wird daher im vorliegenden Ausführungsbeispiel die nachstehend beschriebene Steuerung ausgeführt.
  • 5 zeigt ein Ablaufdiagramm, das eine von der Steuereinheit 100 auszuführende Steuerroutine veranschaulicht.
  • In einem Schritt S10 ermittelt die Steuereinheit 100, ob eine Anforderung zum Umschalten vom EV-Fahrmodus in den Maschinenfahrmodus vorliegt, oder nicht. In einem Fall, bei dem eine Anforderung zum Umschalten vorliegt, wird die Verarbeitung von Schritt S20 ausgeführt. In einem Fall, bei dem keine Anforderung zum Umschalten vorliegt, wird die vorliegende Routine beendet. Ob eine Schaltanforderung vorliegt oder nicht, wird anhand der Gaspedalöffnung und der Fahrzeuggeschwindigkeit ermittelt. Die Ermittlung erfolgt insbesondere durch Durchsuchen des in 2 dargestellten Kennfelds unter Verwendung der angeforderten Antriebskraft, die aus der Gaspedalöffnung und der aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit ermittelt wird.
  • Im Schritt S20 startet die Steuereinheit 100 die Steuerung zum Starten der Maschine 1. Nach dem Starten der Maschine 1 erhöht die Steuereinheit 100 die Motordrehzahl für die oben beschriebene Rotationssynchronisation, wobei das Drehmoment der Maschine durch Verzögern des Zündzeitpunkts, usw. begrenzt wird.
  • Es ist einige Zeit erforderlich, nachdem ein Befehl zum Starten des Motors abgegeben wurde und bevor der Motor 1 gestartet wird. Somit kann im Schritt S20 das Drehmoment des MG 3 zum Beschleunigen des Fahrzeugs erhöht werden.
  • In einem Schritt S30 ermittelt die Steuereinheit 100, ob ein Wert, der durch Subtrahieren der Drehzahl der primären Riemenscheibe 11A von der Maschinendrehzahl erhalten wird, ein Schwellenwert oder weniger wird, oder nicht. Diese Ermittlung dient zum Ermitteln, ob die Rotationssynchronisation beendet ist, oder nicht, d. h., ob die Drehzahl auf der Eingangsseite der Vorwärtskupplung 10 mit der Drehzahl auf der Ausgangsseite synchronisiert ist, oder nicht.
  • Zum Zwecke der Rotationssynchronisation erfolgt eine Beurteilung wünschenswerterweise basierend auf einer Differenz zwischen der Drehzahl der Turbine 15 und der Drehzahl der primären Riemenscheibe 11A. Wenn ein Sensor zum Erfassen der Drehzahl der Turbine 15 für die Rotationssynchronisation hinzugefügt wird, steigen jedoch die Kosten. Die Drehzahl der Turbine 15 ist identisch mit der Maschinendrehzahl, wenn die LU-Kupplung 16 eingerückt ist, und kann aus der Maschinendrehzahl unter Berücksichtigung einer Verzögerung der Drehzahl im Drehmomentwandler 9 geschätzt werden, selbst wenn die LU-Kupplung 16 ausgerückt ist. Somit wird die Verzögerung der Drehzahl im Drehmomentwandler 9 vorab erhalten, und im Schritt S30 wird unter Verwendung der Maschinendrehzahl ermittelt, ob die Rotationssynchronisation ausgeführt wird, oder nicht.
  • Je größer die Differenz zwischen der Maschinendrehzahl und der Drehzahl der Turbine 15 ist, desto größer wird der für die Ermittlung verwendete Schwellenwert eingestellt. Dies liegt daran, dass in einem Zustand, in dem die LU-Kupplung 16 ausgerückt ist, sich die Drehzahl der Turbine 15 so erhöht, dass diese stetig unter der Motordrehzahl bleibt. Das heißt, wenn der Schwellenwert z. B. auf Null eingestellt ist, ist die Drehzahl der Turbine 15 nicht identisch mit der Drehzahl der primären Riemenscheibe 11A zu einem Zeitpunkt, zu dem eine Differenz zwischen der Motordrehzahl und der Drehzahl der primären Riemenscheibe 11A Null wird, und es tritt ein Schlag auf, wenn die Vorwärtskupplung 10 eingerückt wird.
  • Die Steuereinheit 100 führt die Verarbeitung in einem Schritt S40 in einem Fall aus, bei dem ein Ermittlungsergebnis des Schritts S30 JA ist, und wiederholt die Ermittlung des Schritts S30 im Fall von NEIN.
  • Im Schritt S40 rückt die Steueremheit 100 die Vorwärtskupplung 10 ein. Vor dem Einrücken wird der Öldruck der Vorwärtskupplung 10 auf den Standby-Öldruck erhöht. Der Zeitpunkt, zu dem der Öldruck auf den Standby-Öldruck erhöht wird, stimmt z. B. mit dem Zeitpunkt überein, zu dem der Motor im Schritt S20 gestartet wird.
  • In einem Schritt S50 ermittelt die Steuereinheit 100, ob sich die LU-Kupplung 16 in eingerücktem Zustand befindet, oder nicht. Im eingerückten Zustand wird in einem Schritt S60 eine Einrück-Zustandssteuerung (LU-EIN-Steuerung) ausgeführt. Im ausgerückten Zustand wird in einem Schritt S70 eine Ausrück-Zustandssteuerung (LU-AUS) ausgeführt.
  • Die im Schritt S60 auszuführende Einrückzustandssteuerung verläuft wie folgt.
  • Zunächst wird das Drehmoment des MG 3 graduell auf Null reduziert, und zusammen damit wird das Drehmoment des Motors 1 graduell erhöht, sodass sich das PRI-Gesamtdrehmoment nicht verändert. Wenn das Drehmoment des MG 3 Null wird, d. h., wenn die Drehmoment-Umschaltsteuerung beendet ist, wird die LU-Kupplung 16 ausgerückt. In einem Fall, bei dem die LU-Kupplung 16 von einem eingerückten Zustand in einen ausgerückten Zustand geschaltet wird, und wenn die LU-Kupplung 16 in einem Zeitraum unmittelbar nach dem Einrücken der Vorwärtskupplung 10 zur Drehmoment-Umschaltsteuerung ausgerückt wird, tritt die in Bezug auf 4 beschriebene Drehmomentschwankung auf.
  • Wenn die LU-Kupplung 16 vor dem Einrücken der Vorwärtskupplung 10 ausgerückt wird, treten die folgenden Probleme auf. Erstens wird die Steuerung des Drehmoments auf der Ausgangsseite des Drehmomentwandlers 9, d. h. des Drehmoments der Turbine 15, schwierig. Zweitens ist es erforderlich, die Drehzahl der Maschine 1 so hoch wie einen Verzögerungsbetrag im Drehmomentwandler 9 zu erhöhen, um die Drehzahl auf der Ausgangsseite des Drehmomentwandlers 9, d. h. die Drehzahl der Turbine 15 auf die Drehzahl der primären Riemenscheibe 11A zu erhöhen. Somit treten Probleme, wie z. B. ein unnötiger Kraftstoffverbrauch und eine Verlängerung der Zeit, die vor dem Abschluss der Rotationssynchronisation erforderlich ist, auf.
  • Folglich wird bei der Einrück-Zustandssteuerung die LU-Kupplung 16 ausgerückt, nachdem die Drehmoment-Umschaltsteuerung beendet ist. Dadurch ist es möglich, die obigen Probleme zu lösen.
  • In der im Schritt S70 auszuführenden Ausrück-Zustandssteuerung wird zunächst eine Differenz zwischen dem Drehmoment der Turbine 15 und dem Drehmoment der Maschine 1 zum Zeitpunkt des Einrückens der Vorwärtskupplung 10 durch ein Verfahren geschätzt, das später beschrieben wird, und wenn die Vorwärtskupplung 10 eingerückt ist, wird das Drehmoment des MG 3 um diesen Betrag der Drehmomentdifferenz reduziert. Danach wird ebenso wie bei der Einrück-Zustandssteuerung das Drehmoment der Maschine 1 graduell erhöht, wobei das Drehmoment des MG 3 graduell reduziert wird.
  • Das Verfahren zum Schätzen der Differenz zwischen dem Drehmoment der Turbine 15 und dem Drehmoment des Motors 1 verläuft wie folgt.
  • Zunächst wird die Differenz zwischen der Maschinendrehzahl und der Drehzahl der Turbine 15 (Differenzdrehzahl) zum Zeitpunkt des Einrückens der Vorwärtskupplung 10 basierend auf der Maschinendrehzahl geschätzt. Das Drehmoment für die Drehmomentverstärkungswirkung wird basierend auf der geschätzten Differenzialdrehzahl geschätzt. Das hierdurch geschätzte Drehmoment ist ein Schätzwert der Differenz zwischen dem Drehmoment der Turbine 15 und dem Drehmoment der Maschine 1. Die Drehmomentverstärkungswirkung wird durch eine Kennlinie des Drehmomentwandlers 9 bestimmt. Somit kann die Kennlinie des zu verwendenden Drehmomentwandlers im Voraus erhalten werden.
  • Wenn, wie oben im vorliegenden Ausführungsbeispiel beschrieben, der EV-Fahrmodus, bei dem sich die LU-Kupplung 16 in ausgerücktem Zustand befindet und sich die Vorwärtskupplung 10 in ausgerücktem Zustand befindet, in den Maschinenahrmodus geschaltet wird, bei dem sich die LU-Kupplung 16 in ausgerücktem Zustand befindet und sich die Vorwärtskupplung 10 in eingerücktem Zustand befindet, startet die Steuereinheit 100 das Einrücken der Vorwärtskupplung 10 und reduziert danach das Drehmoment des MG 3. Nachdem das Drehmoment des MG 3 reduziert ist, wird die Drehmomentsteuerung gestartet.
  • Als nächstes werden Vorgänge und Wirkungen eines Falls beschrieben, bei dem die Steuerroutine von 5 ausgeführt wird.
  • 6 zeigt ein Zeitablaufdiagramm des Falls, bei dem die Steuerroutine von 5 ausgeführt wird. Da eine Zeitdauer vom Zeitpunkt 0 bis zum Zeitpunkt T4 und eine Zeitdauer bis zum Zeitpunkt T6 und später ähnlich zu 4 sind, wird die Beschreibung weggelassen.
  • Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird zum Zeitpunkt T5, wenn das Einrücken der Vorwärtskupplung 10 abgeschlossen ist, die oben beschriebene Ausrück-Zustandssteuerung ausgeführt. Das heißt, zum Zeitpunkt T5 wird das Drehmoment des MG 3 um einen Betrag der Differenz zwischen dem Drehmoment der Maschine 1 und dem Drehmoment der Turbine 15 reduziert. Dadurch wird der Anstieg des PRI-Wellen-Gesamtdrehmoments, der zum Zeitpunkt T5 in 4 auftritt, unterbunden. Das heißt, ein ziehendes Gefühl oder ein Schlag, der in Verbindung mit dem Einrücken der Vorwärtskupplung 10 auftritt, wird unterbunden.
  • Wie oben im vorliegenden Ausführungsbeispiel beschrieben, ist eine Steuervorrichtung für ein Fahrzeug, welche die Maschine 1, den Drehmomentwandler 9, der im Kraftübertragungsweg stromabwärts der Maschine 1 angeordnet ist, den Drehmomentwandler mit der LU-Kupplung 16, die Vorwärtskupplung 10 (das Eingriffselement), die(das) im Kraftübertragungsweg stromabwärts des Drehmomentwandlers 9 angeordnet ist, die Antriebswelle 18, die im Kraftübertragungsweg stromabwärts der Vorwärtskupplung 10 angeordnet ist, und den MG (Elektromotor) 3 umfasst, der im Kraftübertragungsweg stromabwärts der Vorwärtskupplung 10 angeordnet und mit der Antriebswelle 18 verbunden ist, vorgesehen. Diese Steuervorrichtung umfasst die Steuereinheit 100 (der Steuerabschnitt), die(der) in einem Fall, bei dem der EV-Fahrmodus, in dem sich die LU-Kupplung 16 in ausgerücktem Zustand befindet und sich die Vorwärtskupplung 10 in ausgerücktem Zustand befindet, in den Motorfahrmodus geschaltet wird, in dem sich die LU-Kupplung 16 in ausgerücktem Zustand befindet und sich die Vorwärtskupplung 10 in eingerücktem Zustand befindet, zum Reduzieren des Antriebsmoments des MG 3 nach dem Einrücken der Vorwärtskupplung 10, und zum graduellen Reduzieren des Antriebsmoments des MG 3 eingerichtet ist, wobei das Antriebsmoment der Maschine 1 graduell erhöht wird, nachdem das Antriebsmoment des MG 3 reduziert ist.
  • Wie oben beschrieben, ist es durch Reduzieren des Antriebsdrehmoments des MG 3 nach dem Einrücken der Vorwärtskupplung 10 möglich, eine Schwankung des PRI-Wellen-Gesamtdrehmoments unmittelbar nach dem Einrücken der Vorwärtskupplung 10 zu unterbinden. Folglich ist es möglich, einen Schlag zu unterbinden, der in Verbindung mit dem Einrücken der Vorwärtskupplung 10 auftritt. Nachdem die Vorwärtskupplung 10 eingerückt ist, wobei ein Schlag durch Reduzieren des Antriebsmoments des MG 3 durch graduelles Reduzieren des Antriebsmoments des MG 3 unterbunden wird, während das Antriebsmoment des Motors 1 allmählich erhöht wird, ist es möglich, das Drehmoment umzuschalten wobei die auf das Antriebsrad 8 übertragene Drehmomentschwankung unterbunden wird.
  • Im vorliegenden Ausführungsbeispiel macht die Steuereinheit 100 einen Drehmomentreduzierungsbetrag zum Zeitpunkt der Reduzierung des Antriebsdrehmoments des MG 3 nach dem Einrücken der Vorwärtskupplung 10 zu einem Betrag zum Aufheben eines Erhöhungsbetrags des Drehmoments auf der Ausgangsseite des Drehmomentwandlers 9 durch die Drehmomentverstärkungswirkung des Drehmomentwandlers 9 zum Zeitpunkt des Abschlusses des Einrückens der Vorwärtskupplung 10. Dadurch wird eine Erhöhung des Drehmoments auf der Ausgangsseite des Drehmomentwandlers 9 unmittelbar nach dem Einrücken der Vorwärtskupplung 10 aufgehoben. Somit ist es möglich, das PRI-Wellen-Gesamtdrehmoment beizubehalten und stationär zu halten und einen Schlag zu unterbinden, der in Verbindung mit dem Einrücken der Vorwärtskupplung 10 auftritt.
  • In einem Fall, bei dem der elektrische Fahrmodus, bei dem sich die LU-Kupplung 16 in eingerücktem Zustand befindet und sich die Vorwärtskupplung 10 in ausgerücktem Zustand befindet, auf den Maschinenfahrmodus umgeschaltet iwrd, bei dem sich die LU-Kupplung 16 in ausgerücktem Zustand und die Vorwärtskupplung 10 in eingerücktem Zustand befindet, reduziert die Steuereinheit 100 im vorliegenden Ausführungsbeispiel graduell das Antriebsmoment des MG 3, wobei das Antriebsmoment der Maschine 1 nach dem Einrücken der Vorwärtskupplung 10 graduell erhöht wird, und rückt danach die LU-Kupplung 16 aus. Dadurch ist es möglich, die Drehmoment-Umschaltsteuerung durchzuführen und die LU-Kupplung 16 auszurücken, wobei die Schwankung des PRI-Wellen-Gesamtdrehmoments unterbunden wird.
  • Im vorliegenden Ausführungsbeispiel rückt in einem Fall, bei dem der EV-Fahrmodus in den Maschinenfahrmodus umgeschaltet wird, die Steuereinheit 100 die Vorwärtskupplung 10 ein, wenn die Rotationssynchronisation in der Vorwärtskupplung 10 ausgeführt wird. Dadurch ist es möglich, einen Schlag zu unterbinden, der in Verbindung mit dem Einrücken der Vorwärtskupplung 10 auftritt.
  • Das Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist oben beschrieben. Das obige Ausführungsbeispiel zeigt jedoch nur einen Teil der Anwendungsbeispiele der vorliegenden Erfindung und beabsichtigt nicht, den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung auf die spezifischen Konfigurationen des obigen Ausführungsbeispiels zu beschränken.
  • Diese Anmeldung beansprucht die Priorität basierend auf der japanischen Patentanmeldung Nr. 2017-152502 , die am 7. August 2017 beim japanischen Patentamt eingereicht wurde, deren gesamter Inhalt in diese Beschreibung miteinbezogen ist.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 2000071815 A [0002]
    • JP 2017152502 [0065]

Claims (5)

  1. Steuervorrichtung für ein Fahrzeug umfassend: eine Maschine; einen Drehmomentwandler, der in einem Kraftübertragungsweg stromabwärts der Maschine angeordnet ist, wobei der Drehmomentwandler eine Überbrückungskupplung umfasst; ein Eingriffselement, das im Kraftübertragungsweg stromabwärts des Drehmomentwandlers angeordnet ist; eine Antriebswelle, die im Kraftübertragungsweg stromabwärts des Eingriffselements angeordnet ist; und einen Elektromotor, der im Kraftübertragungsweg stromabwärts des Eingriffselements angeordnet ist und mit der Antriebswelle verbunden ist, wobei die Steuervorrichtung umfasst: einen Steuerabschnitt, der eingerichtet ist: in einem Fall, bei dem ein elektrischer Fahrmodus, bei dem sich der Elektromotor in einem Zustand dreht, in dem die Überbrückungskupplung ausgerückt ist und das Eingriffselement ausgerückt ist, in einen Maschinenfahrmodus geschaltet wird, bei dem sich die Maschine in einem Zustand dreht, in dem die Überbrückungskupplung ausgerückt ist und das Eingriffselement eingerückt ist, das Antriebsmoment des Elektromotors nach dem Eingriff des Eingriffselements zu reduzieren; und das Antriebsmoment des Elektromotors graduell zu reduzieren, wobei das Antriebsmoment der Maschine graduell erhöht wird, nachdem das Antriebsmoment des Elektromotors reduziert ist.
  2. Steuervorrichtung für das Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei der Steuerabschnitt einen Drehmoment-Reduzierungsbetrag zum Zeitpunkt des Reduzierens des Antriebsdrehmoments des Elektromotors nach dem Eingriff des Eingriffselements zu einem Betrag zum Aufheben eines Erhöhungsbetrags eines Drehmoments auf der Ausgangsseite des Drehmomentwandlers durch eine Drehmomentverstärkungswirkung des Drehmomentwandlers zum Zeitpunkt des Abschlusses des Eingriffs des Eingriffselements macht.
  3. Steuervorrichtung für das Fahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, wobei in einem Fall, bei dem ein elektrischer Fahrmodus, bei dem sich der Elektromotor in einem Zustand dreht, in dem die Überbrückungskupplung eingerückt ist und das Eingriffselement ausgerückt ist, in den Maschinenfahrmodus geschaltet wird, bei dem sich die Maschine in einem Zustand dreht, in dem die Überbrückungskupplung ausgerückt ist und das Eingriffselement eingerückt ist, der Steuerabschnitt das Antriebsmoment des Elektromotors graduell reduziert, wobei das Antriebsmoment der Maschine nach dem Eingriff des Eingriffselements graduell erhöht wird, und danach die Überbrückungskupplung ausrückt.
  4. Steuervorrichtung für das Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei in einem Fall, bei dem der elektrische Fahrmodus in den Maschinenfahrmodus geschaltet wird, der Steuerabschnitt das Eingriffselement einrückt, wenn eine Rotationssynchronisation im Eingriffselement durchgeführt wird.
  5. Steuerverfahren für ein Fahrzeug umfassend: eine Maschine; einen Drehmomentwandler, der in einem Kraftübertragungsweg stromabwärts der Maschine angeordnet ist, wobei der Drehmomentwandler eine Überbrückungskupplung aufweist; ein Eingriffselement, das im Kraftübertragungsweg stromabwärts des Drehmomentwandlers angeordnet ist; eine Antriebswelle, die im Kraftübertragungsweg stromabwärts des Eingriffselements angeordnet ist; und einen Elektromotor, der im Kraftübertragungsweg stromabwärts des Eingriffselements angeordnet ist und mit der Antriebswelle verbunden ist, wobei das Steuerverfahren folgende Schritte umfasst: in einem Fall, bei dem ein elektrischer Fahrmodus, in dem sich der Elektromotor in einem Zustand dreht, bei dem die Überbrückungskupplung ausgerückt ist und das Eingriffselement ausgerückt ist, in einen Maschinenfahrmodus geschaltet wird, bei dem sich die Maschine in einem Zustand dreht, in dem die Überbrückungskupplung ausgerückt ist und das Eingriffselement eingerückt ist, Reduzieren des Antriebsmoments des Elektromotors nach dem Eingriff des Eingriffselements; und graduelles Reduzieren des Antriebsmoments des Elektromotors, wobei das Antriebsmoment der Maschine graduell erhöht wird, nachdem das Antriebsmoment des Elektromotors reduziert ist.
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