DE19808169A1 - Regelsystem für eine Fahrzeugantriebseinheit - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Fahrzeugantriebseinheit, die eine Antriebsquelle, die durch Kombination einer Brennkraftma­ schine (die nachfolgend als ein Motor bezeichnet wird) mit einem Motorgenerator gebildet ist, und ein mehrstufiges Automatikge­ triebe zum Erzielen einer Vielzahl Gänge einsetzt. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf ein Regelsystem für die Fahrzeu­ gantriebseinheit.

Im allgemeinen eingesetzte Fahrzeugantriebseinheiten umfassen eine hydraulische Antriebseinheit, die eine aus einem Motor und einem Motorgenerator gebildete Antriebseinheit mit einem mehr­ stufigen Automatikgetriebe kombiniert. Der Motorgenerator der Antriebseinheit dieser Bauart kann als ein Generator verwendet werden, der eine Bremsenergie von Rädern zurückgewinnt und sie als elektrische Leistung speichert. Der Motorgenerator wird durch die gespeicherte Leistung angetrieben, um den Motor zu starten und das Fahrzeug anzutreiben.

In der bisherigen Gestaltung kann die zuvor erwähnte Fahrzeughy­ bridantriebseinheit einen Drehmomentwandler als eine Startvor­ richtung verwenden, der ein Antriebsmoment der durch den Motor und den Motorgenerator ausgebildeten Antriebseinheit auf das Au­ tomatikgetriebe aufbringt. Wahlweise kann eine Kraftaufteilungs­ vorrichtung, die durch Kombination eines Planetengetriebes mit einer Kupplung gebildet ist, in der Antriebseinheit der vorste­ hend erwähnten Bauart verwendet werden.

Anders als der Drehmomentwandler verzögert die Kraftaufteilungs­ vorrichtung eine aus einer Fluidschlupffolgende Umdrehungsver­ änderung nicht, wenn das Automatikgetriebe einen Schaltvorgang ausführt, während der Motor angetrieben wird. Wenn sich die Ein­ gangsumdrehung verändert, wird das durch ein Trägheitsdrehmoment an der Eingangsseite des Getriebes, wie beispielsweise durch ei­ nen Motor und ein Schwungrad, während des Schaltvorgangs erzeug­ te Trägheitsmoment direkt auf das Getriebe aufgebracht. Anderer­ seits verschwindet das aufgebrachte Trägheitsdrehmoment schnell am Ende des Schaltvorgangs. Eine derartige starke Veränderung des Drehmoments kann einen großen Schaltstoß hervorrufen.

Ein aus einem raschen Verschwinden des Trägheitsdrehmoments fol­ gender Schaltstoß tritt jedoch wenngleich mit einem relativ ge­ ringen Wert auch bei einem im allgemeinen eingesetzten mehrstu­ figen Automatikgetriebe auf, das mit einem allgemeinen Drehmo­ mentwandler versehen ist, der nur einen Motor als eine Antriebs­ quelle hat. Zur Beseitigung des vorstehend erwähnten Schaltsto­ ßes ist das im allgemeinen eingesetzte Automatikgetriebe mit zahlreichen Arten von Vorrichtungen zum Regeln eines auf die Reibeingriffelemente aufgebrachten Einrückhydraulikdrucks verse­ hen. Im Fall des Befolgens der allgemeinen, vorstehend erwähnten Lösung zur Beseitigung des Schaltstoßes, der bei der Fahrzeughy­ bridantriebseinheit auftritt, wird der auf die Reibeingriffele­ mente aufgebrachte Einrückdruck unmittelbar nach dem Ende des Schaltvorgangs herabgesetzt, um eine Veränderungsrate der Umdre­ hung zu verringern. Dies kann einen starken Abfall des Abtriebs­ drehmoments verhindern.

Fig. 7 ist ein Zeitdiagramm, das die Beziehung zwischen Kennli­ nien eines Einrückhydraulikdrucks (Pa) der Reibeingriffelemente, einer Motorumdrehung (Ne) und einem Getriebeabtriebsdrehmoment (Tout) zeigt. Es wird angenommen, daß der Einrückhydraulikdruck (Pa) einer Kupplung oder Bremse als dem Reibeingriffelement von dem Wert der durch die strichlierte Linie gezeigten allgemeinen Kennlinie auf den Wert, der durch eine durchgezogene Linie ge­ zeigt ist, in einer letzten Stufe der Einrückphase absinkt, wie ein Pfeil andeutet. Dann kann ein durch eine strichlierte Linie gezeigter starker Abfall des von dem Getriebe abgegebenen Drehmoments (Tout), der aus einem Verschwinden des Trägheits­ drehmoments folgt, auf einen durch eine durchgezogene Linie ge­ zeigten sanften Abfall abgewandelt werden.

Für den Fall, daß das vorstehend erwähnte Verfahren dazu einge­ setzt wird, den Schaltstoß zu hemmen, der aus einem Verschwinden des Trägheitsdrehmoments folgt, kann die Kennlinie des von dem Getriebe abgegebenen Drehmoments (Tout) dazu führen, daß die für den Schaltvorgang erforderliche Zeit um (Δt) länger als in dem Fall ist, bei dem eine Erzeugung des Trägheitsdrehmoments nicht verzögert ist, wie durch die strichlierte Linie gezeigt ist. Entsprechend verlängert sich die Zeitspanne um die Zeit (Δt), während der die Reibeingriffelemente rutschen. Dies kann die Haltbarkeit der die jeweiligen Elemente bildenden Reibmateriali­ en ungünstig beeinflussen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Regelsystem einer Fahrzeugantriebseinheit zu schaffen, die eine Antriebsquelle einsetzt, die aus einem Motor und einem Motorgenerator gebildet ist, die einen Schaltstoß beseitigt, indem ein starker Abfall eines vom Getriebe abgegebenen Drehmoments am Ende eines Schalt­ vorgangs verhindert wird, ohne die für den Schaltervorgang er­ forderliche Zeit zu verlängern.

Die Erfindung soll auch den starken Abfall des vom Getriebe ab­ gegebenen Drehmoments in Übereinstimmung mit einem auf das Auto­ matikgetriebe aufgebrachten Trägheitsdrehmoment verhindern.

Die Erfindung soll auch eine Abnahmerate des vom Getriebe abge­ gebenen Drehmoments konstant halten, um den vorstehend erwähnten Abfall zu verhindern.

Die Erfindung soll auch hervorrufen, daß ein Motorgenerator ein Drehmoment (eine Drehmomentunterstützung) in Übereinstimmung mit dem auf das Automatikgetriebe aufgebrachten Trägheitsdrehmoment aufbringt.

Die Erfindung soll auch das Trägheitsdrehmoment selbst verrin­ gern, das auf das Automatikgetriebesystem aufgebracht wird.

Zur Lösung der Aufgabe ist ein Regelsystem einer Fahrzeugan­ triebseinheit geschaffen, die eine Antriebsquelle, die durch Kombination eines Motors mit einem Motorgenerator gebildet ist, und ein mehrstufiges Automatikgetriebe zum Erzielen eines vorbe­ stimmten Gangs durch Einrücken von Reibeingriffelementen ein­ setzt. Das Regelsystem umfaßt eine Schaltvorgangabschlußbestim­ mungseinrichtung, die einen Abschluß eines Schaltvorgangs be­ stimmt, und eine Drehmomentabgabebefehlseinrichtung zum Erzeugen eines Drehmomentabgabebefehls für den Motorgenerator auf der Grundlage einer Bestimmung des Abschlusses des Schaltvorgangs, die durch die Schaltvorgangabschlußbestimmungseinrichtung ge­ macht wird, derart, daß eine Drehmomentabgabe sanft von einem vorbestimmten Drehmomentwert abnimmt.

Vorzugsweise umfaßt das Regelsystem eine Eingangsumdrehungser­ fassungseinrichtung zum Erfassen einer Eingangsumdrehung des Au­ tomatikgetriebes und eine Trägheitsdrehmomentberechnungseinrich­ tung, um ein Trägheitsdrehmoment, das während eines Schaltvor­ gangs auf das Automatikgetriebe aufgebracht wird, auf der Grund­ lage einer Veränderung der Eingangsumdrehung zu berechnen, die durch die Eingangsumdrehungserfassungseinrichtung erfaßt wird. Das vorbestimmte Drehmoment wird als ein Abtriebsdrehmoment de­ finiert, das dem Trägheitsdrehmoment entspricht, das durch die Trägheitsdrehmomentberechnungseinrichtung berechnet wird.

Weiter umfaßt das Regelsystem vorzugsweise eine Drehmomentabnah­ meratensetzeinrichtung zum Setzen einer Rate, mit der ein Ab­ triebsdrehmoment sanft abnimmt, wobei auf der Grundlage des durch die Drehmomentabnahmeratensetzeinrichtung gesetzten Abnah­ meverhältnisses die Drehmomentabgabebefehlseinrichtung einen Drehmomentabgabebefehl zu dem Motorgenerator derart sendet, daß das Abtriebsdrehmoment mit einer konstanten Rate immer dann ab­ nimmt, wenn ein Schaltvorgang ausgeführt wird.

Darüber hinaus umfaßt das Regelsystem eine Abgabebefehlswählein­ richtung, um ein Trägheitsdrehmoment während eines Schaltvor­ gangs, das durch die Trägheitsdrehmomentberechnungseinrichtung berechnet wird, mit einem vorbestimmten Trägheitsdrehmomentwert zu vergleichen und um eine Übertragung des Abgabebefehls von der Drehmomentabgabebefehlseinrichtung, wenn das berechnete Träg­ heitsdrehmoment gleich dem oder kleiner als der vorbestimmte Wert ist.

Außerdem erzeugt die Drehmomentabgabebefehlseinrichtung vorzugs­ weise einen Drehmomentabgabebefehl derart, daß ein Abtriebs­ drehmoment des Motorgenerators während eines Schaltvorgangs ne­ gativ wird.

Die Erfindung ermöglicht, daß das abgegebene Drehmoment durch die Drehmomentunterstützung des Motorgenerators nach dem Ende des Schaltvorgangs sanft verringert wird. Folglich kann ein Schaltstoß beseitigt werden, der aus dem Verschwinden des Träg­ heitsdrehmoments folgt.

Des weiteren kann das abgegebene Drehmoment selbst nach dem Ver­ schwinden des Trägheitsdrehmoments sanft abnehmen.

Auch die Abnahmerate des abgegebenen Drehmoments, d. h. ein Gra­ dient, mit dem das abgegebene Drehmoment absinkt, wird immer dann konstant gehalten, wenn ein Schaltvorgang ausgeführt wird. Daher kann das abgegebene Drehmoment sanft abnehmen, selbst wenn ein stärkeres Trägheitsdrehmoment aufgebracht wird. In dem Fall, bei dem sich die Abnahmerate des abgegebenen Drehmoments immer dann ändert, wenn der Schaltvorgang ausgeführt wird, kann sein ein Fahrer unbehaglich fühlen. Die Erfindung ist dazu in der La­ ge, ein derartiges, aus dem Schaltvorgang folgendes Unbehagen des Fahrzeugs zu lindern.

Außerdem kann ein Aufbringen der Drehmomentunterstützung nach dem Ende des Schaltvorgangs bei einem Schaltvorgang mit einem geringen Trägheitsdrehmoment unterbunden sein, wenn nämlich der Schaltstoß im wesentlichen vernachlässigbar ist. Daher muß der Motorgenerator kein unnötiges Drehmoment abgeben, was zu einer Stromverbrauchherabsetzung führt.

Des weiteren ist es möglich, daß auf das Automatikgetriebe auf­ gebrachte Drehmoment um den Betrag des Trägheitsdrehmoments mit­ tels eines von dem Motorgenerator abgegebenen negativen Drehmo­ ments zu verringern, d. h. eine Drehmomentabnahmeregelung auszu­ führen, die durch den Motorgenerator ausgeführt wird, der als der Generator arbeitet.

Die Aufgabe, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen un­ ter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen offensichtlich, wobei gleiche Bezugszeichen verwendet werden, um gleiche Elemen­ te wiederzugeben.

Fig. 1 ist ein Blockschaubild, das einen Aufbau einer Fahrzeug­ antriebseinheit gemäß einem erfindungsgemäßen ersten Ausfüh­ rungsbeispiel zeigt;

Fig. 2 ist ein Flußdiagramm, das eine Reihe von Drehmomentunter­ stützungsregelprozessen gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt;

Fig. 3 ist ein Zeitdiagramm, das einen Schaltvorgang bei der Drehmomentunterstützungsregelung wiedergibt;

Fig. 4 ist ein erster Teil eines Flußdiagramms, das eine Reihe von Drehmomentabnahme- und Drehmomentunterstützungsregelpro­ zessen gemäß einem erfindungsgemäßen zweiten Ausführungsbei­ spiel zeigt;

Fig. 5 ist ein zweiter Teil des Flußdiagramms;

Fig. 6 ist ein Zeitdiagramm, das ein typisches Beispiel eines Schaltvorgangs bei der Drehmomentabnahme- und Drehmomentun­ terstützungsregelung wiedergibt;

Fig. 7 ist ein Zeitdiagramm eines allgemein eingesetzten Hydrau­ likschaltregelprozesses.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden unter Be­ zugnahme auf die Zeichnungen nun detailliert beschrieben.

Fig. 1 ist ein Blockschaubild, das einen Gesamtaufbau einer Fahrzeugantriebseinheit gemäß einem erfindungsgemäßen ersten Ausführungsbeispiel zeigt. Die Antriebseinheit umfaßt einen Mo­ tor (E/G) 1, ein Automatikgetriebe 3 zum Übertragen einer Motor­ leistung des Motors 1 auf Räder und einen Motorgenerator (M/G) 4 in Permanentmagnet-Synchronmotorbauweise, der als ein Motor zum Antreiben des Motors 1 und der Räder über das Automatikgetriebe 3 dient und als ein Generator zum Rückgewinnen einer inversen Antriebsenergie von dem Motor 1 und den Rädern dient. Bei der vorstehend erwähnten Antriebseinheit werden der Motor 1, der Mo­ torgenerator 4 und das Automatikgetriebe 3 durch ein Regelsystem 5 (T/M/G-ECU) geregelt.

Bei der Motorantriebseinheit ist das Automatikgetriebe 3 an eine Antriebsquelle, nämlich den Motor 1 und den Motorgenerator 4 über eine Kraftaufteilungsvorrichtung 2 angeschlossen, die als eine Startvorrichtung dient. Die Kraftaufteilungsvorrichtung 2 ist an den Motor 1 über eine Vorwärtskupplung (CF) angeschlossen und ist mit einer Planetengetriebeeinheit 20 versehen, die mit dem Motorgenerator 4 und dem Automatikgetriebe 3 verbunden ist. Die Planetengetriebeeinheit 20 hat einen einfachen Aufbau, der drehende Elemente umfaßt, wie beispielsweise ein Hohlrad 21, ein Sonnenrad 22 und einen Träger 24 eines Planetenrads 23, das mit dem Hohlrad 21 und dem Sonnenrad 22 kämmt. Das Hohlrad 21 ist mit einer Abtriebswelle 11 des Motors 1 über die Vorwärtskupp­ lung (CF) verbunden, wobei das Sonnenrad 22 mit einem Rotor 41 des Motorgenerators 44 verbunden ist, und der Träger 24 mit ei­ ner Eingangswelle 31 des Automatikgetriebes 3 verbunden ist. Ei­ ne Sperrkupplung (CD) zum In-/Außer-Eingriff-Bringen des Hohl­ rads 21 mit und von dem Sonnenrad 22 ist derart vorgesehen, daß die Planetengetriebeeinheit eine Drehung im gesperrten Zustand oder eine Planetendrehung ausführt.

Das Regelsystem zum Regeln der vorstehend beschriebenen An­ triebseinheit ist hauptsächlich aus einem elektronischen Regel­ system (T/M/G-ECU) 5 gebildet, das den Motorgenerator 4 über einen Wechselrichter 40 regelt und Reibeingriffelemente des Au­ tomatikgetriebes 3 über eine hydraulische Regelvorrichtung re­ gelt. Das Regelsystem ist des weiteren mit einer Batterie 6 zum Speichern von Energie, die durch den Motorgenerator 4 zurückge­ wonnen wird, als einem elektrischen Strom und zum Zuführen des Stroms, um den Motorgenerator 4 anzutreiben, dem Wechselrichter 40, der eine Regeleinrichtung des Motorgenerators 4 bildet, der hydraulischen Regelvorrichtung, die eine Regeleinrichtung des Automatikgetriebes 3 bildet, und einem Motorregelcomputer (E/G- ECU) 7 versehen, um dem elektronischen Regelsystem 5 Informatio­ nen zuzuleiten und von dort zu erhalten. Außerdem umfaßt das Re­ gelsystem als eine Informationserfassungseinrichtung für Regel­ vorgänge einen Eingangsumdrehungssensor 81 zum Erfassen einer Eingangsumdrehung der Eingangswelle 31 des Automatikgetriebes 3, einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 82, der als eine Ab­ triebsumdrehungserfassungseinrichtung dient, um eine Fahrzeugge­ schwindigkeit gemäß einer Umdrehung der Abtriebswelle 32 des Au­ tomatikgetriebes 3 zu erfassen, und einen (nicht gezeigten) Neu­ tralstartschalter zum Erfassen einer Schaltstellung des Automa­ tikgetriebes 3.

Die Fahrzeugantriebseinheit mit dem vorstehend beschriebenen Aufbau ermöglicht es, ein Einrücken oder Ausrücken der Vorwärts­ kupplung (CF), der Sperrkupplung (CD) und der Kraftaufteilungs­ vorrichtung 2 auszuwählen, um zahlreiche Fahrzustände zu ver­ wirklichen. Diese Fahrzustände umfassen einen Motorbetriebsart­ laufzustand, bei dem nur der Motorgenerator 4 einen Antriebsvor­ gang ausführt, einen Aufteilungsbetriebsartfahrzustand, bei dem hauptsächlich der Motor 1 den Antriebsvorgang ausführt, aber bei dem der Motorgenerator 4 auch teilweise den Antriebs- oder Bremsvorgang ausführt, einen Parallelhybridbetriebsartlaufzu­ stand, bei dem sowohl der Motor 1 als auch der Motorgenerator 4 den Antriebsvorgang ausführen, einen Brennkraftmaschinenbe­ triebsartlaufzustand, bei dem nur der Motor 1 den Antriebsvor­ gang ausführt, und einen Rückgewinnungsbetriebsartlaufzustand, bei dem der Motorgenerator 4 einen dynamischen Bremsvorgang aus­ führt.

Das Automatikgetriebe 3 mit vier Gängen gemäß dem ersten Ausfüh­ rungsbeispiel setzt zwei Planetenradgetriebezüge (P1, P2) als Schaltelemente ein. Das Automatikgetriebe 3 ist durch Kombinati­ on eines Schaltmechanismus mit einem Planetenradgetriebezug (P0) gebildet. Der Schaltmechanismus, der drei Vorwärtsgänge und ei­ nen Rückwärtsgang umfaßt, wird durch Einrücken/Ausrücken einer Vielzahl Kupplungen und Bremsen als Reibeingriffelemente gere­ gelt, die erfindungsgemäß geregelt werden. Der Planetenradge­ triebezug (P0) bildet einen Schongangmechanismus, der in ähnli­ cher Weise durch Einrücken/Ausrücken einer Vielzahl von Kupplun­ gen und Bremsen geregelt wird. In dem Planetenradgetriebezug (P0) sind ein Träger (Cr0), der mit der Eingangswelle 31 des Ge­ triebes 3 verbunden ist, und ein Sonnenrad (S0) miteinander über eine Kupplung (C0) und eine Ein-Wege-(oder Freilauf-)Kupplung (F0) verbunden, die parallel geschaltet sind. Das Sonnenrad (S0) kann durch eine Bremse (B0) gehemmt werden. Ein Hohlrad (R0), das ein Abtriebselement des Planetenradgetriebezugs (P0) bildet, ist mit einem Hohlrad (R1) eines Planetenradgetriebezugs (P1) über eine Kupplung (C1) verbunden und es ist mit Sonnenrädern (S1, S2) über eine Kupplung (C2) verbunden. Ein Sonnenrad (S2) und ein Hohlrad (R2) eines Planetenradgetriebezugs (P2) sind je­ weils mit dem Sonnenrad (S1) und einem Träger (Cr1) des Plane­ tenradgetriebezugs (P1) verbunden. Das Hohlrad (R2) bildet ein Abtriebselement des Automatikgetriebes 3. Die Sonnenräder (S1, S2) können durch eine Bremse (B1) über eine Ein-Wege-Kupplung (F1) und eine Bremse (B2) gehemmt werden, die in Reihe geschal­ tet sind. Ein Träger (Cr2) des Planetenradgetriebezugs (P2) kann durch eine Ein-Wege-Kupplung (F2) und eine Bremse (B3) gehemmt werden, die parallel geschaltet sind.

Das Regelsystem der Erfindung ist mit einer Schaltvorgangab­ schlußbestimmungseinrichtung, um zu bestimmen, ob der Schaltvor­ gang abgeschlossen ist (im Schritt S6, der später beschrieben wird), und einer Drehmomentabgabebefehlseinrichtung versehen (im Schritt S10, der später beschrieben wird), um einen Drehmoment­ abgabebefehl für den Motorgenerator derart zu erzeugen, daß das Abtriebsdrehmoment von einem vorbestimmten Drehmomentwert an­ sprechend auf eine Bestimmung des Abschlusses des Schaltvor­ gangs, die durch die Schaltvorgangabschlußbestimmungseinrichtung gemacht ist, sanft absinken zu lassen. Diese Einrichtung ist in Form von Regelprogrammen ausgebildet, die in dem elektronischen Regelsystem 5 installiert sind. Die Regelprogramme werden unter Bezugnahme auf Flußdiagramme und Zeitdiagramme beschrieben.

Unter Bezugnahme auf ein Flußdiagramm der Fig. 2 wird zuerst im Schritt S1 bestimmt, ob ein Schaltsignal ausgegeben worden ist, d. h., ob ein Schaltvorgang ausgeführt worden ist. Wenn die Ant­ wort im Schritt S1 NEIN ist, geht das Programm unveränderlich zu Schritt S11 über, in dem eine normale Laufregelung ausgeführt wird, in dem der Abtrieb des Motors (E/G) oder des Motorgenera­ tors (M/G) in Übereinstimmung mit einem Drosselöffnungsgrad ge­ regelt wird.

Wenn die Antwort im Schritt S1 JA ist, geht das Programm zu Schritt S2 über, in dem Eingangs-/Abtriebs-Umdrehungen aus einem aktuellen Wert der Getriebeeingangsumdrehung, der durch den Ein­ gangsumdrehungssensor 81 erfaßt wird, und einem aktuellen Wert der Getriebeabtriebsumdrehung (Nout) eingelesen werden, die durch den Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 82 erfaßt wird. Es ist statt dessen möglich, die Brennkraftmaschinenumdrehung zu ver­ wenden, die aus dem Brennkraftmaschinenregelcomputer 7 geholt werden kann und im wesentlichen gleich der aktuellen Eingangsum­ drehung bei der Fahrzeugantriebseinheit des ersten Ausführungs­ beispiels ist. Wahlweise kann die Umdrehung aus einem Funktions­ geber, der an dem Motorgenerator angebracht ist, verwendet wer­ den, weil der Motor 1 und der Motorgenerator 4 verblockt sind.

Im nächsten Schritt S3 wird bestimmt, ob sich die Eingangsumdre­ hung bezüglich des Übersetzungsverhältnisses und der Abtriebsum­ drehung geändert hat oder nicht. Der Beginn einer Umdrehungsver­ änderung zeigt an, daß die Reibeingriffelemente in eine Träg­ heitsphase eingetreten sind. Wenn die Antwort im Schritt S3 JA ist, geht das Programm zu Schritt S4 über, in dem ein Betrag ei­ ner Änderung (dN) einer Getriebeeingangsumdrehung (T/M) berech­ net wird. Im Schritt S5 wird die Zeitspanne (tes), die bis zum Ende der Umdrehungsveränderung vergeht, auf der Grundlage des Betrags der Veränderung (dN) berechnet.

Im Schritt S6 wird bestimmt, ob die berechnete Zeitspanne (tes), die bis zum Ende der Umdrehungsveränderung vergeht, gleich einer winzigen Zeitspanne (tmd) oder geringer ist. Es ist in der Pra­ xis schwierig, den Motorgenerator dazu zu bringen, ein Drehmo­ ment unmittelbar nach dem Ende einer Umdrehungsveränderung zu erzeugen. Dies liegt an einer vorbestimmten Zeitverzögerung, die ein derartiger Vorgang, wie beispielsweise eine Signalübertra­ gung zwischen zwei Computern, in Anspruch nimmt. Daher ist die Vorbereitung des vorstehend erwähnten Bestimmungsschritt notwen­ dig, um das Drehmoment des Motorgenerators 4 gerade kurz vor dem Ende des Schaltvorgangs (vor dem Ablauf von (tmd)) zu erzeugen, um die Verzögerung auszugleichen.

Im Schritt S7 wird ein Trägheitsdrehmoment (Ti) unter Verwendung der folgenden Gleichung berechnet;

i = I×dN,

wobei I für ein Trägheitsmoment steht. Im Schritt S8 wird eine Drehmomentunterstützungszeit (ta) in Übereinstimmung mit dem be­ rechneten Trägheitsdrehmoment (Ti) eingerichtet. Die Drehmoment­ unterstützungszeit (ta) ist derart eingerichtet, daß die Rate einer Veränderung des abgegebenen Drehmoments (der Gradient) konstant gehalten ist.

Im Schritt S9 wird bestimmt, ob das Trägheitsdrehmoment (Ti) gleich einem vorbestimmten Wert (Ts) oder größer ist. Wenn die Antwort im Schritt S9 NEIN ist, d. h., wenn bestimmt wird, daß das Trägheitsdrehmoment (Ti) kleiner als der vorbestimmte Wert (Ts) ist, wird angenommen, daß der Schaltstoß vernachlässigbar ist. Daher wird das Programm abgeschlossen, ohne die Drehmomen­ tunterstützungsregelung ausführen. Wenn die Antwort im Schritt S9 JA ist, d. h., wenn bestimmt wird, daß die Drehmomentunter­ stützung erforderlich ist, geht das Programm zu Schritt S10 über. Im Schritt S10 wird ein Drehmoment (Tm), das von dem Mo­ torgenerator 4 abgegeben wird, dem Trägheitsdrehmoment (Ti) gleichgesetzt, d. h. (Ti = Tm). Nachfolgend läuft das Abtriebs­ drehmoment (Tm) des Motorgenerators 4 auf 0 innerhalb der Drehmomentunterstützungszeit (ta) aus.

Fig. 3 ist ein Zeitdiagramm für einen Heraufschaltvorgang, der ein typisches Beispiel der vorstehend beschriebenen Drehmoment­ unterstützungsregelung ist. Unter Bezugnahme auf das Zeitdia­ gramm nimmt in einer anfänglichen Stufe die Getriebeeingangsum­ drehung (Ne) einen hohen Wert an, der einer niedrigeren Gangstu­ fe vor dem Schaltvorgang entspricht. Der Wert von (Ne) nimmt mit der Beschleunigung des Fahrzeugs allmählich zu. Der Wert des Einrückhydraulikdrucks nimmt den Wert 0 an, was einen Ausrückzu­ stand anzeigt. Der Wert des Abtriebsdrehmoments (Tout) nimmt allmählich mit der Beschleunigung des Fahrzeugs ab.

Unter erneuter Bezugnahme auf Fig. 2 gibt, wenn Schritt S1 be­ stimmt, daß das Schaltsignal abgegeben worden ist, die Hydrau­ likregelvorrichtung einen auf die Reibeingriffelemente aufge­ brachten Einrückdruck aus. Die Reibeingriffelemente treten auf­ grund des Anlaufen des Einrückhydraulikdruckwerts in eine Träg­ heitsphase, wodurch das Drehmoment übertragen wird. Dann fällt das Getriebeabtriebsdrehmoment (Tout) ab und die Eingangsumdre­ hung (Ne) beginnt damit, sich zu verändern, wodurch ein Schalt­ zustand hervorgerufen wird. Schritt S3 bestimmt, ob die Ein­ gangsumdrehung damit begonnen hat, sich zu verändern oder nicht. Die Umdrehungsveränderung ist durch eine abfallende Linie in Fig. 3 gezeigt. Bei Beginn der Umdrehungsveränderung steigt das Getriebeabtriebsdrehmoment (Tout) stark an, um einen Wert anzu­ nehmen, der um einen Betrag des erzeugten Trägheitsdrehmoments größer als das Eingangsdrehmoment des Motors vor der Abnahme ist.

Zu diesem Zeitpunkt beginnt das Programm damit, einen Betrag ei­ ner Veränderung (dN) der Getriebeeingangsumdrehung im Schritt S4 zu berechnen, und es beginnt damit, die Zeitspanne (tes) im Schritt S5 zu berechnen, die bis zum Ende der Umdrehungsverände­ rung vergeht.

Wenn der Schaltzustand fortschreitet, um den Zeitpunkt zu errei­ chen, der (tmd) vor dem Ablauf der Zeit (tes) liegt, die bis zum Ende der Umdrehungsveränderung vergeht, wird das Trägheits­ drehmoment (Ti) im Schritt S7 berechnet und die Unterstützungs­ zeit (ta) wird im Schritt S8 auf der Grundlage der Bestimmung berechnet, die im Schritt S6 gemacht worden ist, ob ein wenig Zeit zum Abschluß des Schaltvorgangs übrig ist oder nicht. Ein Befehl zum Abgeben des Drehmoments wird im Schritt S10 erzeugt. Getriebeseitig wird die Eingangsumdrehung (Ne) auf die Umdrehung bei einer Gangstufe nach dem Heraufschaltvorgang synchronisiert, wodurch die Umdrehungsveränderung abgeschlossen wird. Dann ver­ schwindet das Trägheitsdrehmoment schnell. Das Getriebeabtriebs­ drehmoment (Tout) neigt dazu, auf ein geringeres Abtriebsdrehmo­ ment abzufallen, das einer Lauflast bei der Gangstufe nach dem Heraufschaltvorgang entspricht, wie durch eine strichlierte Li­ nie in dem Zeitdiagramm der Fig. 3 gezeigt ist. Mit der Abgabe des Unterstützungsdrehmoments gemäß dem Abfall nimmt das Getrie­ beabtriebsdrehmoment sanft mit einem Abfallgradient ab, der durch einen durchgezogene Linie in dem Zeitdiagramm gezeigt ist. Der Abfallgradient fällt mit dem Auslaufvorgang zusammen, der gemäß der Unterstützungszeit (ta) ausgeführt wird, die im Schritt S8 berechnet worden ist.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 4 bis 6 wird ein erfindungsge­ mäßes zweites Ausführungsbeispiel beschrieben. Dieses Ausfüh­ rungsbeispiel wird durch Hinzufügen einer Drehmomentabnahmerege­ lung zu der Drehmomentunterstützungsregelung des ersten Ausfüh­ rungsbeispiels erhalten. Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel sind, wie in den Flußdiagrammen der Fig. 4 und 5 gezeigt ist, die Schritte S21 bis S23 und die Schritte S31 bis S34, die sich auf die Drehmomentunterstützungsregelung beziehen, im wesentli­ chen gleich wie die Schritte S1 bis S3 und S7 bis S10 des Fluß­ diagramms des ersten Ausführungsbeispiels. Daher wird die Erläu­ terung dieser Schritte weggelassen. Die Drehmomentabnahmere­ gelcharakteristik des zweiten Ausführungsbeispiels wird nun be­ schrieben.

Das Programm startet die Drehmomentabnahmeregelung im Schritt S24, wobei der Motorgenerator als ein Generator arbeitet, um das Getriebeeingangsdrehmoment um einen vorbestimmten Betrag zu ver­ ringern. Der vorbestimmte Verringerungsbetrag des Drehmoments ist durch die Art eines Schaltvorgangs und eine Motorumdrehung bestimmt, die in einem Speicher als Tabellendaten gespeichert sind. Im Schritt S25 wird ein Betrag einer Veränderung (dN) der Getriebeeingangsumdrehung berechnet. Im Schritt S26 wird be­ stimmt, ob der berechnete Betrag der Veränderung (dN) gleich ei­ nem idealen Betrag einer Veränderung der Umdrehung (idN) oder geringer ist. In diesem Fall wird der Hydraulikdruck ohne Aus­ führung der Drehmomentabnahmeregelung eingerichtet. In Überein­ stimmung mit der im Schritt S24 ausgeführten Drehmomentabnahme­ regelung kann der Schaltvorgang leicht bei einer hohen Rate aus­ geführt werden. Wenn die Antwort im Schritt S26 NEIN ist, d. h., wenn der Schaltvorgang mit einer übermäßig hohen Rate ausgeführt wird, wird der auf die Reibeingriffelemente aufgebrachte Ein­ rückdruck im Schritt S27 verringert, um die Rate des Schaltvor­ gangs auf einen idealen Wert abzuwandeln. Wenn die Antwort im Schritt S26 JA ist, wird der auf die Reibeingriffelemente aufge­ brachte Einrückhydraulikdruck im Schritt S28 beibehalten.

Nachfolgend wird im Schritt S29 die Zeit (tes), die bis zum Ende der Umdrehungsveränderung vergeht, auf der Grundlage des Betrags der Veränderung (dN) in derselben Weise berechnet, wie es bei der Drehmomentunterstützungsregelung ausgeführt wird. Im Schritt S30 wird bestimmt, ob die Zeit (tes) gleich einem oder größer als ein vorbestimmter Wert der Zeit (tde) ist. Obwohl sich die Regelprogrammschritte, die auf den Schritt S30 folgen, von den­ jenigen des ersten Ausführungsbeispiels unterscheiden, ist der Grund zur Ausführung der Regelung im wesentlichen derselbe wie beim ersten Ausführungsbeispiel. Es ist in der Praxis schwierig, den Abtrieb des Motorgenerators von der tiefen (negativen) Seite zur hohen (positiven) Seite gleichzeitig mit dem Ende der Umdre­ hungsveränderung umzuschalten. Dies liegt an einer vorbestimmten Zeitverzögerung, die für einen derartigen Vorgang, wie bei­ spielsweise eine Signalübertragung zwischen Computern, benötigt wird. Daher ist der vorstehend erwähnte Bestimmungsschritt not­ wendig, um den Drehmomentabnahmeabschlußbefehl vor dem Ende des Schaltvorgangs (vor Ablauf der Zeit (tde)) im Schritt S30-1 aus­ zugeben und den Motorgenerator dazu zubringen, die Drehmomentab­ nahmeregelung abzuschließen. Die folgenden Schritte S31 bis S34 beziehen sich auf die Drehmomentunterstützungsregelung, die gleich wie die Schritte S7 bis S10 des ersten Ausführungsbei­ spiels sind.

Fig. 6 ist ein Zeitdiagramm für einen Heraufschaltvorgang, der ein typisches Beispiel einer Drehmomentunterstützungsregelung ist, dem die Drehmomentabnahmeregelung zugefügt ist. Das Pro­ gramm startet mit der Ausführung der Regelung im wesentlichen in derselben Weise wie beim ersten Ausführungsbeispiel. Unter Be­ zugnahme auf Fig. 4 gibt, wenn bestimmt wird, daß das Schaltsi­ gnal S21 ausgegeben worden ist, die Hydraulikregelvorrichtung einen auf die Reibeingriffelemente aufgebrachten Einrückdruck ab (was nicht in dem Flußdiagramm gezeigt ist). Der nachfolgende Regelprozeß wird derselbe wie derjenige sein, der bei beim er­ sten Ausführungsbeispiel ausgeführt wird. Der Einrückhydraulik­ druck läuft nämlich an, wobei die Reibeingriffelemente in eine Trägheitsphase eintreten und eine Übertragung des Drehmoments begonnen wird. Das Getriebeabtriebsdrehmoment (Tout) nimmt ab und die Eingangsumdrehung (Ne) beginnt damit, sich zu verändern (wie durch eine steil abfallende Linie der Fig. 6 gezeigt ist), was zu einem Schaltzustand führt. Unter erneuter Bezugnahme auf Fig. 4 bestimmt der Schritt S23 den Start der Umdrehungsverände­ rung. Das Programm geht zu Schritt S24 über, in dem der Motorge­ nerator sofort mit der Abgabe eines negativen (minus) Drehmo­ ments beginnt. Ansprechend auf den Start der Umdrehungsverände­ rung steigt das Getriebeabtriebsdrehmoment (Tout) stark an und erreicht einen Wert, der um einen während der Umdrehungsverände­ rung erzeugten Betrag des Trägheitsdrehmoments größer als das Motoreingangsdrehmoment vor seinem Abfall ist. Die Drehmomentab­ nahmeregelung wird derart ausgeführt, daß das Getriebeabtriebs­ drehmoment auf ein gewünschtes Motordrehmoment absinkt. In ähn­ licher Weise nimmt der Einrückhydraulikdruck gemäß dem verrin­ gerten Getriebeabtriebsdrehmoment ab. Der Abnahmegradient der Eingangsumdrehung (Ne) wird sanft, wie in Fig. 6 gezeigt ist, wobei eine optimale Schaltzeit aufrechterhalten bleibt.

Wenn der Schaltzustand den Zeitpunkt erreicht, der (tde) vor dem Ablauf der Zeitspanne (tes) ist, die bis zum Ende des Schaltvor­ gangs vergeht, stoppt der Schritt S30-1 die Erzeugung von Drehmomentabnahmeausgaben auf der Grundlage der Bestimmung im Schritt S30. Das Programm geht zur Drehmomentunterstützungsrege­ lung über. In diesem Regelungsprozeß wird das Getriebeabtriebs­ drehmoment während des Schaltvorgangs durch Ausführung der Drehmomentabnahmeregelung und durch Verringern des Einrückdrucks reduziert. Daher nimmt der Betrag der Drehmomentunterstützung ab, der nach dem Ende des Schaltvorgangs zuzuführen ist.

Die Erfindung setzt den Motorgenerator 4 ein, um eine derartige Unterstützung vorzusehen, daß das Getriebeabtriebsdrehmoment (Tout) nach dem Ende einer Umdrehungsveränderung nicht abfällt. Folglich nimmt das Getriebeabtriebsdrehmoment (Tout) sanft ab. Ein Trägheitsdrehmoment wird aus einer Rate einer Veränderung einer Motorumdrehung während des Schaltvorgangs abgeleitet. Wenn die Motorumdrehung damit aufgehört hat, sich zu verändern, gibt der Motorgenerator 4 das abgeleitete Trägheitsdrehmoment ab. Dann läuft das Motorgeneratordrehmoment auf 0 innerhalb einer vorbestimmten Zeitspanne (ta) aus. Die vorbestimmte Zeitspanne (ta) zum Auslaufen ist durch das Trägheitsdrehmoment definiert.

Während die Erfindung unter Bezugnahme auf zwei ihrer bevorzug­ ten Ausführungsbeispiele beschrieben worden ist, ist zu verste­ hen, daß die Erfindung nicht auf die offenbarten Ausführungsbei­ spiele oder deren Aufbau beschränkt ist. Im Gegensatz dazu soll die Erfindung zahlreiche Abwandlungen und äquivalente Anordnun­ gen umfassen, die im Schutzbereich der beigefügten Ansprüche liegen.

In einer Fahrzeugantriebseinheit, die eine Antriebsquelle ein­ setzt, die durch Kombination eines Motors mit einem Motorgenera­ tor gebildet ist, verhindert ein Regelsystem einen starken Ab­ fall eines Abtriebsdrehmoments eines Getriebes zum Ende eines Schaltvorgangs, ohne eine Zeitspanne zu verlängern, die für den Schaltvorgang erforderlich ist. Der aus dem starken Abfall des Abtriebsdrehmoments folgende Schaltstoß kann beseitigt werden. Die Fahrzeugantriebseinheit ist mit einem Motor, einem Motorge­ nerator und einem mehrstufigen Automatikgetriebe zum Erzielen eines vorbestimmten Gangs durch Einrücken von Reibeingriffele­ menten versehen. Das Regelsystem umfaßt eine Schaltvorgangab­ schlußbestimmungseinrichtung zum Bestimmen eines Abschlusses des Schaltvorgangs und eine Drehmomentabgabebefehlseinrichtung zum Erzeugen eines Drehmomentunterstützungsbefehls für den Motorge­ nerator auf der Grundlage der Bestimmung des Abschlusses des Schaltvorgangs, die durch die Schaltvorgangabschlußbestimmungs­ einrichtung gemacht wird, derart, daß das Getriebeabtriebs­ drehmoment sanft von einem vorbestimmten Drehmomentwert abnimmt. Ein Unterstützungsdrehmoment wird abgegeben, um den starken Ab­ fall des Getriebeabtriebsdrehmoments zum Ende des Schaltvorgangs zu verhindern, der durch ein Verschwinden eines Trägheitsdrehmo­ ments hervorgerufen wird.

Claims (5)

1. Regelsystem für eine Fahrzeugantriebseinheit, die eine An­ triebsquelle, die durch Kombination eines Motors (1) mit einem Motorgenerator (4) gebildet ist, und ein mehrstufiges Automatik­ getriebe (3) zum Erzielen eines vorbestimmten Gangs durch Ein­ rücken von Reibeingriffelementen einsetzt, mit folgendem: einer Schaltvorgangabschlußbestimmungseinrichtung (7; S3-S6; S23-S30), die einen Abschluß eines Schaltvorgangs bestimmt; und einer Drehmomentabgabebefehlseinrichtung (7; S10; S34) zum Er­ zeugen eines Drehmomentabgabebefehls für den Motorgenerator (4) auf der Grundlage einer Bestimmung eines Abschlusses des Schalt­ vorgangs, die durch die Schaltvorgangabschlußbestimmungseinrich­ tung gemacht wird, derart, daß ein Abtriebsdrehmoment von einem vorbestimmten Drehmomentwert sanft abnimmt.

2. Regelsystem nach Anspruch 1, wobei das Regelsystem eine Ein­ gangsumdrehungserfassungseinrichtung (S2; S22) zum Erfassen ei­ ner Eingangsumdrehung des Automatikgetriebes (3) und eine Träg­ heitsdrehmomentberechnungseinrichtung (S7; S31) umfaßt, um ein Trägheitsdrehmoment (Ti), das während des Schaltvorgangs auf das Automatikgetriebe (3) aufgebracht wird, auf der Grundlage einer Veränderung der Eingangsumdrehung zu berechnen, die durch die Eingangsumdrehungserfassungseinrichtung (S2; S22) erfaßt wird, wobei das vorbestimmte Drehmoment als ein Abtriebsdrehmoment de­ finiert ist, das dem Trägheitsdrehmoment (Ti) entspricht, das durch die Trägheitsdrehmomentsberechnungseinrichtung (S7; S31) berechnet wird.

3. Regelsystem nach Anspruch 1, wobei das Regelsystem eine Drehmomentabnahmeratensetzeinrichtung zum Setzen einer Rate auf­ weist, mit der ein Abtriebsdrehmoment sanft abnimmt und wobei auf der Grundlage einer durch die Drehmomentabnahmeratensetzein­ richtung gesetzten Abnahmerate die Drehmomentabgabebefehlsein­ richtung einen Drehmomentabgabebefehl zu dem Motorgenerator der­ art sendet, daß das Abtriebsdrehmoment mit einer konstanten Rate immer dann abnimmt, wenn ein Schaltvorgang ausgeführt wird.

4. Regelsystem nach Anspruch 2, wobei das Regelsystem eine Abga­ bebefehlswähleinrichtung aufweist, um ein Trägheitsdrehmoment während des Schaltvorgangs, das durch die Trägheitsdrehmomentbe­ rechnungseinrichtung berechnet ist, mit einem vorbestimmten Trägheitsdrehmomentwert zu vergleichen und eine Übertragung ei­ nes Abgabebefehls von der Drehmomentabgabebefehlseinrichtung zu stoppen, wenn das berechnete Trägheitsdrehmoment gleich dem oder kleiner als der vorbestimmte Wert ist.

5. Regelsystem nach Anspruch 1, wobei die Drehmomentabgabebe­ fehlseinrichtung einen Drehmomentabgabebefehl derart ausgibt, daß ein Abtriebsdrehmoment des Motorgenerators während des Schaltvorgangs negativ wird.