DE10049514B4 - Hybridfahrzeugsteuervorrichtung mit einer Einrichtung zum Synchronisieren von Reibungselementen von einer von zwei Kupplungen, die einem von zwei verschiedenen Leerlaufzuständen entsprechen - Google Patents

Hybridfahrzeugsteuervorrichtung mit einer Einrichtung zum Synchronisieren von Reibungselementen von einer von zwei Kupplungen, die einem von zwei verschiedenen Leerlaufzuständen entsprechen Download PDF

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Abstract

Fahrzeugsteuervorrichtung zum Steuern eines Hybridfahrzeugs von einem Typ mit einer ersten Antriebskraftquelle (14), einer zweiten Antriebskraftquelle (16) und einem Kraftübertragungssystem, das ein Getriebe (20) und eine Planetengetriebeeinrichtung (18) aufweist mit einem ersten drehenden Bauteil (24), das mit der ersten Antriebskraftquelle verbunden ist, einem zweiten drehenden Bauteil (28), das mit der zweiten Antriebskraftquelle verbunden ist und des weiteren über eine erste Kupplung (C1) mit dem Getriebe (20) verbunden ist, und einem dritten drehenden Bauteil (32), das über eine zweite Kupplung (C2) mit dem Getriebe verbunden ist, wobei die erste Kupplung ein Paar von Reibungselementen aufweist, die mit dem zweiten drehenden Bauteil bzw. mit dem Getriebe verbunden sind, die zweite Kupplung ein Paar von Reibungselementen aufweist, die mit dem dritten drehenden Bauteil bzw. mit dem Getriebe verbunden sind, wobei die Fahrzeugsteuervorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, daß sie des weiteren aufweist:
ein bediener-gesteuertes Element (90) mit zumindest einer Fahrzeugantriebsposition (B, D, R), in...

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Umfeld der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung zum Steuern eines Hybridkraftfahrzeugs, und insbesondere Techniken zum Verringern einer Steuerverzögerung und eines Rucks beim Umschalten einer Betriebsart eines solchen Hybridfahrzeugs aus einer Leerlaufbetriebsart in eine Fahrbetriebsart.
  • Erläuterung des einschlägigen Standes der Technik
  • Ein Hybridkraftfahrzeug mit einem Verbrennungsmotor, einem Elektromotor, einem Getriebe und einer zwischen dem Verbrennungsmotor und dem Elektromotor und dem Getriebe angeordneten Kupplungseinrichtung ist bekannt. Ein solches Hybridfahrzeug besitzt eine Brennkraftmaschinenantrieb-Betriebsart, in der eine von dem Verbrennungsmotor erzeugte Antriebskraft über die Kupplungseinrichtung selektiv auf das Getriebe übertragen wird, eine Motorantrieb-Betriebsart, in der eine von dem Elektromotor erzeugte Antriebskraft über die Kupplungseinrichtung auf das Getriebe übertragen wird, eine Regenerativbrems-Betriebsart, in welcher der Elektromotor von einer kinetischen Energie des Fahrzeugs angetrieben wird, so daß er ein regeneratives Bremsmoment erzeugt, und eine Brennkraftmaschinenstart-Betriebsart, in welcher der Verbrennungsmotor von dem Elektromotor gestartet wird. Ein Beispiel für ein solches Hybridfahrzeug ist in der JP-A-11-127502 beschrieben.
  • Wenn die Betriebsart des obenstehend angegebenen, bekannten Hybridfahrzeugs aus dem Leerlaufbetrieb in die Fahrbetriebsart (die Motorantrieb-Betriebsart oder die Brennkraftmaschinenantrieb-Betriebsart) umgeschaltet wird, wird die Kupplungseinrichtung erst nach dem Synchronisieren der Kupplungselemente in ihren eingerückten Zustand gebracht, so daß die Antriebskraft problemlos, ohne einen Ruck beim Einrücken der Kupplungseinrichtung, vom Elektromotor oder vom Verbrennungsmotor auf das Getriebe übertragen werden kann.
  • Die Synchronisierung der Kupplungselemente beim Umschalten der Betriebsart erfordert und verursacht eine gewisse Verzögerung vor dem Abschluß des Einrückvorgangs der Kupplungseinrichtung, wodurch die Erzielung eines raschen Umschaltens der Betriebsart mit guten betrieblichen Ansprecheigenschaften erschwert wird.
  • Das Dokument DE 694 01 678 T2 zeigt einen Verbrennungsmotor, einen Motor und ein Energieübertragungssystem mit einem Getriebe und einem Planetengetriebe. Bei dem Planetengetriebe ist ein erstes Rotationselement (Hohlrad) mit dem Verbrennungsmotor verbunden und ein zweites Rotationselement (Sonnenrad) mit dem Motor und ferner mit dem Getriebe über eine erste Kupplung verbunden. Der Träger ist dauerhaft an der Welle fixiert, die mit dem Getriebe verbunden ist, während die Bremse die Verbindung mit dem Gehäuse vorsieht.
  • Das Dokument DE 198 18 108 A1 bezieht sich auf eine Steuervorrichtung für ein Hybridfahrzeug mit einer Kupplung zwischen einem Verbrennungsmotor und einem Motor. In diesem Dokument erfolgt erst im D-Bereich die Ausgabe eines Kupplungssteuersignals. Somit hängt die Synchronisierung davon ab, dass ein bediener-gesteuertes Element in eine Fahrzeug-Antriebsbetriebsart betätigt wurde.
  • Somit ist in den Dokumenten DE 694 01 678 T2 und DE 198 18 108 A1 das rasche Umschalten der Betriebsart mit guten betrieblichen Ansprecheigenschaften erschwert.
  • In Dokument EP 773 127 A2 sind Kupplungen vorgesehen, über die eine Verbindung eines Verbrennungsmotors bzw. eines Elektromotors zu einem Automatikgetriebe erfolgt. Diesem Dokument ist jedoch keine Angabe zur Verbesserung der betrieblichen Ansprecheigenschaften beim Umschalten der Betriebsart zu entnehmen.
  • Das Dokument DE 196 50 723 A1 offenbart ein Steuersystem für Fahrzeugantriebseinheiten, bei dem ein Motor/Generator vor Einrücken einer Anfahrkupplung in die Richtung, in die der Motor/Generator nach Einrücken der Anfahrkupplung gedreht werden soll, gesteuert wird, um Einrückstöße einer Anfahrkupplung zu verringern.
    •
  • ABRISS DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung wurde in Anbetracht des obenstehend erläuterten Standes der Technik gemacht, von dem sie ausgeht. Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Steuervorrichtung zum Steuern eines Hybridkraftfahrzeugs zur Verfügung zu stellen, die gute betriebliche Ansprecheigenschaften beim Umschalten der Betriebsart des Fahrzeugs zur Verfügung stellt.
  • Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand von Anspruch 1 gelöst. Erfindungsgemäße Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Nachfolgend werden Lösungswege entsprechend dem Hintergrund der vorliegenden Erfindung beschrieben, deren Numerierung gegebenenfalls von (einem) weiteren Lösungsweg(n) abhängig ist, um mögliche Kombinationen von Bauteilen oder technischen Merkmalen anzugeben und zu verdeutlichen.
  • Es ist zu verstehen, daß die vorliegende Erfindung nicht auf die technischen Merkmale oder jegliche Kombinationen davon beschränkt ist, die einzig zu Veranschaulichungszwecken beschrieben sind. Es ist des weiteren zu verstehen, daß eine Mehrzahl von Bauteilen oder Merkmalen, die in einen der nachstehenden Lösungswege der Erfindung aufgenommen sind, nicht notwendigerweise alle gemeinsam vorgesehen sind, und daß die Erfindung ohne einige der hinsichtlich dieses Lösungswegs beschriebenen Bauteile oder Merkmale ausgeführt werden kann.
    • (1) Fahrzeugsteuervorrichtung zum Steuern eines Hybridfahrzeugs von einem Typ mit einer ersten Antriebskraftquelle, einer zweiten Antriebskraftquelle und einem Kraftübertragungssystem, das ein Getriebe und eine Planetengetriebeeinrichtung aufweist mit einem ersten drehen den Bauteil, das mit der ersten Antriebskraftquelle verbunden ist, einem zweiten drehenden Bauteil, das mit einer zweiten Antriebskraftquelle verbunden ist und des weiteren über eine erste Kupplung mit dem Getriebe verbunden ist, und einem dritten drehenden Bauteil, das über eine zweite Kupplung mit dem Getriebe verbunden ist, wobei die erste Kupplung ein Paar von Reibungselementen aufweist, die mit dem ersten drehenden Bauteil bzw. mit dem Getriebe verbunden sind, die zweite Kupplung ein Paar von Reibungselementen aufweist, die mit dem dritten drehenden Bauteil bzw. mit dem Getriebe verbunden sind, wobei die Fahrzeugsteuervorrichtung des weiteren aufweist: Leerlaufbetrieb-Bestimmungsmittel, die betreibbar sind, wenn sowohl die erste als auch die zweite Kupplung in einen ausgerückten Zustand gestellt sind, zum Bestimmen, ob das Kraftübertragungssystem in einen ersten Leerlaufzustand oder einen zweiten Leerlaufzustand gestellt ist, in Abhängigkeit davon, welche von der ersten und der zweiten Kupplung in Eingriff gebracht werden soll, wenn eine Fahrt des Hybridfahrzeugs in einer Fahrzeug-Fahrbetriebsart darauffolgend eingeleitet wird; erste Synchronisiermittel, die zum Synchronisieren von Drehzahlen des einen Paares von Reibungselementen der ersten Kupplung miteinander betreibbar sind, wenn die Leerlaufbetrieb-Bestimmungsmittel bestimmt haben, daß das Kraftübertragungssystem in den ersten Leerlaufzustand gestellt ist; und zweite Synchronisiermittel, die zum Synchronisieren von Drehzahlen des einen Paares von Reibungselementen der zweiten Kupplung miteinander betreibbar sind, wenn die Leerlaufbetrieb-Bestimmungsmittel bestimmt haben, daß das Kraftübertragungssystem in den zweiten Leerlaufzustand gestellt ist. Bei der gemäß dem obenstehenden Lösungsweg (1) aufgebauten Fahrzeugsteuervorrichtung werden die ersten Synchronisiermittel betrieben, wenn die Leerlaufbetrieb-Bestimmungsmittel bestimmt haben, daß das Kraftübertragungssystem in den ersten Leerlaufzustand gestellt ist. Die ersten Synchronisiermittel sind dazu ausgelegt, die Drehzahlen der Reibungselemente der ersten Kupplung miteinander zu synchronisieren, die in Eingriff gebracht werden soll, wenn darauffolgend die Fahrt des Fahrzeugs in einer Fahrbetriebsart eingeleitet wird, während das Kraftübertragungssystem in den ersten Leerlaufzustand gestellt ist. Die zweiten Synchronisiermittel werden betrieben, wenn die Leerlaufbetrieb-Bestimmungsmittel bestimmt haben, daß das Kraftübertragungssystem in den zweiten Leerlaufbetrieb gestellt ist. Die zweiten Synchronisiermittel sind dazu ausgelegt, die Drehzahlen der Reibungselemente der zweiten Kupplung miteinander zu synchronisieren, die in Eingriff gebracht werden soll, wenn die Fahrt des Fahrzeugs darauffolgend eingeleitet wird, während das Kraftübertragungssystem in den zweiten Leerlaufzustand gestellt ist. Aufgrund der Synchronisierung der Drehzahlen der Reibungselemente der ersten oder zweiten Kupplung, die bei darauffolgender Einleitung einer Fahrt des Fahrzeugs in einer geeigneten Fahrbetriebsart in Eingriff gebracht werden soll, während das Kraftübertragungssystem in den entsprechenden ersten oder zweiten Leerlaufzustand gestellt ist, kann die geeignete Fahrbetriebsart rasch mit guten betrieblichen Ansprecheigenschaften und mit einem verringerten Ruck infolge eines Einrückvorgangs der geeigneten Kupplung hergestellt werden.
    • (2) Fahrzeugsteuervorrichtung gemäß dem oben erwähnten Lösungsweg (1), wobei die ersten Synchronisiermittel die Drehzahlen des einen Paares von Reibungselementen der ersten Kupplung durch Steuern einer Betriebsdrehzahl der zweiten Antriebskraftquelle synchronisieren.
    • (3) Fahrzeugsteuervorrichtung gemäß dem oben erwähnten Lösungsweg (1) oder (2), wobei die zweiten Synchronisiermittel die Drehzahlen des einen Paares von Reibungselementen der zweiten Kupplung durch Steuern einer Betriebsdrehzahl der zweiten Antriebskraftquelle synchronisieren. Bei der Fahrzeugsteuervorrichtung gemäß dem oben erwähnten Lösungsweg (2) oder (3) werden die Drehzahlen der Reibungselemente der ersten oder zweiten Kupplung durch die entsprechenden ersten oder zweiten Synchronisiermittel unter Verwendung einer Drehbewegung der zweiten Antriebskraftquelle anstelle einer Drehbewegung der ersten Antriebskraftquelle synchronisiert, so daß die Synchronisierung der Kupplung über einen vergleichsweise breiten Bereich der Betriebsdrehzahl der Antriebswelle des Getriebes bewerkstelligt werden kann.
    • (4) Fahrzeugsteuervorrichtung gemäß einem der oben erwähnten Lösungswege (1) – (3), wobei das Hybridfahrzeug Vorderräder und Hinterräder aufweist und des weiteren eine dritte Antriebskraftquelle aufweist, und wobei entweder die Vorderräder oder die Hinterräder über das Getriebe mit der ersten Antriebskraftquelle und der zweiten Antriebskraftquelle verbunden sind, und die jeweils weiteren der Vorder- und Hinterräder mit der dritten Antriebskraftquelle verbunden sind, wobei die dritte Antriebskraftquelle ein Signal erzeugt, das repräsentativ für eine Drehrichtung der weiteren Räder ist, während die dritte Antriebskraftquelle nicht betrieben wird, um ein Antriebsdrehmoment an die weiteren Räder zu legen, und die ersten Synchronisiermittel die Drehzahlen des einen Paares von Reibungselementen der ersten Kupplung auf der Grundlage der durch das Signal repräsentierten Drehrichtung der weiteren Räder synchronisieren.
    • (5) Fahrzeugsteuervorrichtung gemäß einem der oben erwähnten Lösungswege (1) – (4), wobei das Hybridfahrzeug. Vorderräder und Hinterräder aufweist und des weiteren eine dritte Antriebskraftquelle aufweist, und wobei entweder die Vorderräder oder die Hinterräder über das Getriebe mit der ersten Antriebskraftquelle und der zweiten Antriebskraftquelle verbunden sind, und die jeweils weiteren der Vorder- und Hinterräder mit der dritten Antriebskraftquelle verbunden ist, wobei die dritte Antriebskraftquelle ein Signal erzeugt, das repräsentativ für eine Drehrichtung der weiteren Räder ist, während die dritte Antriebskraftquelle nicht betrieben wird, um ein Antriebsdrehmoment an die weiteren Räder zu legen, und die zweiten Synchronisiermittel die Drehzahlen des einen Paares von Reibungselementen der zweiten Kupplung auf der Grundlage der durch das Signal repräsentierten Drehrichtung der weiteren Räder synchronisieren.
    • Bei der Fahrzeugsteuervorrichtung gemäß dem oben erwähnten Lösungsweg (4) oder (5) synchronisieren die ersten oder die zweiten Synchronisiermittel die Drehzahlen der Reibungselemente der entsprechenden ersten oder zweiten Kupplung auf der Grundlage der erfaßten Drehrichtung des mit der dritten Antriebskraftquelle verbundenen Rades. Demzufolge kann die Betriebsart des Fahrzeugs mit hoher Stabilität aus dem Leerlaufzustand in den geeigneten Fahrzeug-Fahrbetriebsart umgeschaltet werden, unabhängig davon, ob das Fahrzeug in der Vorwärts- oder Rückwärtsrichtung angetrieben wird.
    • (6) Fahrzeugsteuervorrichtung gemäß einem der oben erwähnten Lösungswege (1) – (5), wobei eine durch die zweite Antriebskraftquelle erzeugte Antriebskraft während der Fahrt des Hybridfahrzeugs in der Fahrzeug-Fahrbetriebsart durch die in den eingerückten Zustand gebrachte erste Kupplung an das Getriebe übertragen wird, wenn die Fahrt in der Fahrzeug-Fahrbetriebsart eingeleitet wird, während sich die erste Antriebskraftquelle im Ruhezustand befindet, und eine durch die erste Antriebskraftquelle erzeugte Antriebskraft während der Fahrt des Hybridfahrzeugs in der Fahrzeug-Fahrbetriebsart durch die in den eingerückten Zustand gebrachte zweite Kupplung an das Getriebe übertragen wird, wenn die Fahrt in der Fahrzeug-Fahrbetriebsart eingeleitet wird, während die erste Antriebskraftquelle in Betrieb ist, wobei die Leerlaufbetrieb-Bestimmungsmittel aufweisen: Betriebsbestimmungsmittel zum Bestimmen, ob die erste Antriebskraftquelle in Betrieb oder im Ruhezustand ist; Mittel zum Bestimmen eines ersten Leerlaufzustands zum Bestimmen, daß das Kraftübertragungssystem in den ersten Leerlaufzustand gestellt ist, wenn die Betriebsbestimmungsmittel bestimmt haben, daß sich die erste Antriebskraftquelle im Ruhezustand befindet; und Mittel zum Bestimmen eines zweiten Leerlaufzustands zum Bestimmen, daß das Kraftübertragungssystem in den zweiten Leerlaufzustand gestellt ist, wenn die Betriebsbestimmungsmittel bestimmt haben, daß die erste Antriebskraftquelle in Betrieb ist. Bei der Vorrichtung gemäß dem oben erwähnten Lösungsweg (6) sind die Leerlaufbetrieb-Bestimmungsmittel, die betrieben werden, während sowohl die erste als die zweite Kupplung in den ausgerückten Zustand gestellt sind, so angeordnet, daß sie in Abhängigkeit davon, ob sich die erste Antriebskraftquelle im Ruhezustand befindet oder in Betrieb ist, bestimmen, ob das Kraftübertragungssystem in den ersten Leerlaufzustand oder in den zweiten Leerlaufzustand gestellt ist. Diese Anordnung gewährleistet eine genaue Bestimmung davon, ob sich das Kraftübertragungssystem im ersten Leerlaufzustand oder im zweiten Leerlaufzustand befindet. Wenn die Fahrt des Fahrzeugs in dem ersten Leerlaufzustand eingeleitet wird, in dem sich die erste Antriebskraftquelle im Ruhezustand befindet, wird die erste Kupplung in Eingriff gebracht, um die Fahrzeug-Fahrbetriebsart herzustellen, so daß die Antriebskraft von der zweiten Antriebskraftquelle durch die in Eingriff gebrachte erste Kupplung an das Getriebe übertragen wird. Wenn die Fahrt im zweiten Leerlaufzustand eingeleitet wird, in dem die erste Antriebskraftquelle in Betrieb ist, wird die zweite Kupplung in Eingriff gebracht, um die Fahrzeug-Fahrbetriebsart herzustellen, so daß die Antriebskraft von der ersten Antriebskraftquelle durch die in Eingriff gebrachte zweite Kupplung an das Getriebe übertragen wird.
    • (7) Fahrzeugsteuervorrichtung gemäß dem oben erwähnten Lösungsweg (6), wobei das Hybridfahrzeug ein bedienergesteuertes Element mit mindestens einer Fahrzeug-Fahrposition aufweist, in der das Hybridfahrzeug von mindestens einer von der ersten Antriebskraftquelle und der zweiten Antriebskraftquelle angetrieben wird, und mindestens einer Fahrzeug-Nichtfahrposition, in der die erste und die zweite Kupplung in den ausgerückten Zustand gestellt sind, und das Hybridfahrzeug von keiner der ersten Antriebskraftquelle und der zweiten Antriebskraftquelle angetrieben wird, wobei die Leerlaufbetrieb-Bestimmungsmittel betreibbar sind, wenn das bedienergesteuerte Element in die Fahrzeug-Nichtfahrposition gestellt ist.
    • (8) Fahrzeugsteuervorrichtung gemäß einem der oben erwähnten Lösungswege (1) – (7), wobei die erste Antriebskraftquelle ein Verbrennungsmotor ist und die zweite Antriebskraftquelle ein Motor/Generator ist.
    • (9) Fahrzeugsteuervorrichtung gemäß dem oben erwähnten Lösungsweg (4) oder (5), wobei die erste Antriebskraftquelle ein Verbrennungsmotor ist und die zweite und die dritte Antriebskraftquelle ein erster bzw. zweiter Motor/Generator sind.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Ein besseres Verständnis dieser und weiterer Aufgaben, Merkmale, Vorteile sowie der technischen und der gewerblichen Bedeutung der vorliegenden Erfindung ergibt sich aus der Lektüre der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung einer gegenwärtig bevorzugten Ausführungsform der Erfindung bei Betrachtung in Verbindung mit der beigefügten Zeichnung.
  • Es zeigt:
  • 1 eine schematische Ansicht einer Anordnung eines Kraftübertragungssystems eines Fahrzeugs mit Vierradantrieb, das mit einer gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufgebauten Steuervorrichtung ausgerüstet ist;
  • 2 eine Ansicht eines Abschnitts einer hydraulischen Steuereinrichtung zum Steuern einer im Kraftübertragungssystem von 1 verwendeten Planetengetriebeeinrichtung;
  • 3 eine Ansicht zur Veranschaulichung von verschiedenen, für das Fahrzeug mit Vierradantrieb von 1 vorgesehenen Steuereinrichtungen;
  • 4 eine grafische Darstellung von Kennlinien der maximalen Kraftstoffeinsparung zur Erläuterung des Betriebs einer Brennkraftmaschinensteuereinrichtung und einer Getriebesteuereinrichtung gemäß 3;
  • 5 eine Ansicht verschiedener, durch eine in 3 gezeigte Hybridsteuereinrichtung gewählter Fahrzeugbetriebsarten,
  • 6 ein Kollinear-Schaubild, in dem sich die Achsen S, R und C, welche die Drehzahlen von Sonnenrad, Hohlrad bzw. Steg der in 1 gezeigten Planetengetriebeeinrichtung angeben, in der Vertikalrichtung erstrecken, während sich eine Achse, welche das Übersetzungsverhältnis der Planetengetriebeeinrichtung angibt, in der Horizontalrichtung erstreckt;
  • 7 ein Blockdiagramm, das Funktionselemente der Hybridsteuereinrichtung zum Steuern eines Betriebs eines Motors/Generators 16 (MG 16) angibt;
  • 8 ein Kollinear-Schaubild mit vertikalen und horizontalen Achsen ähnlich denjenigen von 6, das die Drehzahl NMG des MG 16 angibt, die mit einer Drehzahl NIN der Antriebswelle eines stufenlos variablen Getriebes synchronisiert wird, wenn sich eine Brennkraftmaschine im Ruhezustand befindet;
  • 9 ein Kollinear-Schaubild mit vertikalen und horizontalen Achsen ähnlich denjenigen von 6, das die Drehzahl NR des Hohlrades zeigt, die an die Antriebswellendrehzahl NIN angeglichen wird, wenn die Brennkraftmaschine in Betrieb ist, während das Fahrzeug vorwärts fährt;
  • 10 ein Kollinear-Schaubild mit vertikalen und horizontalen Achsen ähnlich denjenigen von 6, das die Hohlraddrehzahl NR zeigt, die an die Antriebswellendrehzahl NIN angeglichen wird, wenn die Brennkraftmaschine gestartet wird, während das Fahrzeug steht;
  • 11 ein Kollinear-Schaubild mit vertikalen und horizontalen Achsen ähnlich denjenigen von 6, das die Hohlraddrehzahl NR zeigt, die an die Antriebswellendrehzahl NIN angeglichen wird, wenn die Brennkraftmaschine gestartet wird, während das Fahrzeug rückwärts fährt; und
  • 12 ein Ablaufdiagramm zur Veranschaulichung einer Steuerroutine, die von der Hybridsteuereinrichtung zum Steuern des Betriebs des MG 16 durchgeführt wird.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Unter Bezugnahme zuerst auf die schematische Ansicht von 1 ist eine Anordnung eines Kraftübertragungssystems in einem Vierradantrieb-Hybridfahrzeug mit vorderen und hinteren Antriebsrädern gezeigt, das mit einer Steuervorrichtung gemäß dem Grundgedanken der vorliegenden Erfindung versehen ist. Dieses Fahrzeug mit Vierradantrieb weist eine Mehrzahl von Antriebseinrichtungen auf, nämlich eine erste Antriebseinrichtung in Form einer Hauptantriebseinrichtung 10 mit einer ersten Antriebseinheit zum Antreiben der vorderen Antriebsräder, und einer zweiten Antriebseinrichtung in Form einer Hilfsantriebseinrichtung 12 mit einer zweiten Antriebseinheit zum Antreiben der hinteren Antriebsräder.
  • Die Hauptantriebseinrichtung 10 weist eine Brennkraftmaschine 14, einen Motor/Generator 16 (im nachfolgenden als "M/G 16" abgekürzt), eine Planetengetriebeeinrichtung 18 vom Typ mit zwei Ritzeln, und ein stufenlos variables Getriebe 20 auf, die koaxial zueinander angeordnet sind. Die Brennkraftmaschine 14 ist ein Verbrennungsmotor, der durch Verbrennung eines Luft-Kraftstoffgemischs betrieben wird, und der M/G 16 fungiert wahlweise als Elektromotor oder elektrischer Generator. Das stufenlos variable Getriebe 20 wird so betrieben, daß es sein Übersetzungsverhältnis stufenlos ändert. Gemäß den obenstehenden Angaben fungiert die Brennkraftmaschine 14 als die erste oder Hauptantriebseinheit und ist mit einem Drosselklappensteller 21 zum Betätigen einer Drosselklappe versehen, die zum Steuern einer Menge von in ein Ansaugrohr eingeführter Ansaugluft, genauer gesagt zum Steuern eines Öffnungswinkels θTH der Drosselklappe vorgesehen ist.
  • Die Planetengetriebeeinrichtung 18 ist ein Synthetisier-/Verteilmechanismus, der zum mechanischen Synthetisieren von Kräften oder Verteilen einer Kraft ausgelegt ist, und weist drei drehende Bauteile auf, die um eine gemeinsame Achse drehen, d.h. ein erstes drehendes Bauteil in Form eines Sonnenrades 24, ein zweites drehendes Bauteil in Form eines Steges 28, und ein drittes drehendes Bauteil in Form eines Hohlrades 32. Das Sonnenrad 24 ist mit der Brennkraftmaschine 14 über einen Aufnehmer 22 verbunden, und der Steg 28 ist mit einer Antriebswelle 26 des stufenlos variablen Getriebes 20 durch eine erste Kupplung C1 sowie mit einer Ausgangswelle des Motors/Generators verbunden. Das Hohlrad 32 ist durch eine zweite Kupplung C2 mit der Antriebswelle 26 des stufenlos variablen Getriebes 20 und durch eine Bremse B1 mit einem ortsfesten Bauteil in Form eines Gehäuses 30 verbunden. Der Steg 28 trägt ein Paar von Ritzeln (Planetenrädern) 34, 36, die miteinander wie auch mit dem Sonnenrad 24 und dem Hohlrad 32 in Eingriff stehen, so daß die Ritzel 34, 36 jeweils um ihre Achse drehbar sind. Die erste und die zweite Kupplung C1, C2 sowie die Bremse B1 sind jeweils eine hydraulisch betätigte Reibungskupplungseinrichtung mit einer Mehrzahl von einander gegenüberliegenden Reibungselementen in Form von Reibscheiben und einem hydraulischen Stellglied zum Gegeneinanderdrücken der Reibscheiben und Auseinanderführen der Reib scheiben. Die Kupplung oder Bremse C1, C2, B1 wird eingerückt, wenn die Reibscheiben gegeneinandergedrückt werden, und wird ausgerückt, wenn die Reibscheiben voneinander weggeführt werden.
  • Die Planetengetriebeeinrichtung 18 wirkt mit dem M/G 16 zusammen, der mit dem Steg 28 verbunden ist und einen elektrischen Drehmomentwandler (ETC) darstellt, der zum allmählichen Erhöhen des Betrags an elektrischer Energie ausgelegt ist, die durch den M/G 16 während eines Betriebs der Brennkraftmaschine 14, d.h. während einer Drehung des Sonnenrades 2, erzeugt werden soll, um das Antriebsdrehmoment des M/G 16 oder die Gegenkraft des Steges 28 allmählich zu erhöhen, um somit die Drehzahl des Hohlrades 32 allmählich oder gleichförmig zu erhöhen, um ein glattes Anfahren des Fahrzeugs zu ermöglichen. Stellt man das Übersetzungsverhältnis der Planetengetriebeeinrichtung 18, bei dem es sich um ein Verhältnis der Anzahl von Zähnen des Sonnenrades 24 zur Anzahl von Zähnen des Hohlrades 32 handelt, durch ρ dar, so besteht die nachfolgende Beziehung zwischen einem Drehmomentwert TR des Hohlrades 32, einem Drehmomentwert TC des Steges 28 und einem Drehmomentwert TS des Sonnenrades 24: TR : TC : TS = 1/ρ : (1–ρ)/ρ : 1
  • Ist das Übersetzungsverhältnis ρ gleich 0,5 wie in einer herkömmlichen Planetengetriebeeinrichtung, so wird das Drehmoment der Brennkraftmaschine 14 auf 1/ρ verstärkt, d.h. verdoppelt, bevor es auf das stufenlos variable Getriebe übertragen wird. Somit wird das Fahrzeug in eine Drehmomentverstärkungsbetriebsart (elektrischer Drehmomentwandler- oder ETC-Betriebsart) gestellt, während der elektrische Drehmomentwandler (ETC) in Betrieb ist.
  • Das stufenlos variable Getriebe 20 weist ein Paar von Riemenscheiben 40, 42 mit variablem Durchmesser auf, die auf der Antriebswelle 26 bzw. auf einer Ausgangswelle 38 angebracht sind, und einen Getrieberiemen 44, der diese Riemenscheiben 40, 42 untereinander verbindet. Wie im nachfolgenden beschrieben ist, können die effektiven Durchmesser der Riemenscheiben 40, 42 stufenlos geändert werden. Die Riemenscheiben 40, 42 weisen jeweilige nicht verschiebbare drehende Bauteile 46, 48 auf, die auf der Antriebswelle 26 bzw. auf einer Ausgangswelle 38 befestigt sind, und jeweilige verschiebbare drehende Bauteile 50, 52, die auf der Antriebs- bzw. Ausgangswelle 26, 38 derart angebracht sind, daß die verschiebbaren drehenden Bauteile 50, 52 bezüglich der jeweiligen Antriebs- und Ausgangswelle 26, 38 axial verschiebbar sind und mit diesen Wellen 26, 38 gedreht werden. Die verschiebbaren drehenden Bauteile 50, 52 wirken mit den jeweiligen nicht verschiebbaren drehenden Bauteilen 46, 48 zusammen, so daß sie V-förmige Nuten zwischen sich begrenzen. Die Riemenscheiben 40, 42 weisen des weiteren jeweilige hydraulische Zylinder 54, 56 auf, die zum axialen Bewegen der jeweiligen verschiebbaren drehenden Bauteile 50, 52 relativ zur Antriebs- bzw. Ausgangswelle 26, 38 ausgelegt sind, um dadurch den effektiven Durchmesser der Riemenscheiben 40, 42 mit variablem Durchmesser zu ändern, so daß ein Übersetzungsverhältnis γ des stufenlos variablen Getriebes 20 geändert werden kann. Das Übersetzungsverhältnis γ ist ein Verhältnis der Drehzahl der Antriebswelle 26 zur Drehzahl der Ausgangswelle 38.
  • Das Ausgangsdrehmoment des stufenlos variablen Getriebes 20 wird von dessen Ausgangswelle 38 über eine Drehzahlmindereinrichtung 58, eine Differentialgetriebeeinrichtung 60 und ein Paar von Vorderachsen 62, 64 an ein Paar von Vorderrädern 66, 68 übertragen. In 1 ist eine Lenkvorrichtung zum Ändern des Lenkwinkels der Vorderräder 66, 68 nicht gezeigt. Es ist zu verstehen, daß das Kraftübertragungssystem des vorliegenden Hybridfahrzeugs die Planetengetriebeeinrichtung 18; das stufenlos variable Getriebe 20 und die Drehzahlmindereinrichtung 58 und die Differentialgetriebeeinrichtung 60 aufweist.
  • Die Hilfsantriebseinrichtung 12 weist einen hinteren bzw. rückwärtigen Motor/Generator 70 (im nachfolgenden als "RMG 70" abgekürzt) auf, der als die zweite oder Hilfsantriebseinheit fungiert. Das Ausgangsdrehmoment des RMG 70 wird durch ein Drehzahlmindereinrichtung 72, eine Differentialgetriebeeinrichtung 74 und ein Paar von Hinterachsen 76, 78 an ein Paar von Hinterrädern 80, 82 übertragen.
  • Unter Bezugnahme auf 2 ist eine Anordnung einer hydraulischen Steuereinrichtung veranschaulicht, die zum selektiven Herstellen von verschiedenen Betriebsarten der Planetengetriebeeinrichtung 18 der Hauptantriebseinrichtung 10 ausgelegt ist. Die hydraulische Steuereinrichtung weist einen Handwählschieber 92 auf, der mechanisch mit einem Schahthebel 90 verbunden ist, der vom Fahrzeugbediener in eine ausgewählte von fünf Betriebsstellungen P, R, N, D und B betätigt wird. Der Handwählschieber 92 ist dazu ausgelegt, einen von einer Ölpumpe (nicht gezeigt) erzeugten Arbeitsdruck zu empfangen und den Arbeitsdruck in Abhängigkeit von der gegenwärtig gewählten Position des Schalthebels 90 an ein ausgewähltes von einem ersten Druckregulierventil 94, einem zweiten Druckregulierventil 95 und einem dritten Druckregulierventil 96 zu legen. D.h., wenn der Schalthebel 90 in eine der Betriebsstellungen D, B und R gestellt ist, legt der Handwählschieber 92 den Arbeitsdruck über ein Wechselventil 93 an das erste Druckregulierventil 94 zum Regulieren eines Einrückdrucks der ersten Kupplung C1. Wenn der Schalthebel 90 in eine der Betriebsstellungen D und B gestellt ist, legt der Handwählschieber 92 den Arbeitsdruck an das zweite Druckregulierventil 95 zum Regulieren eines Einrückdrucks der zweiten Kupplung C2. Wenn der Schalthebel 90 in eine der Betriebsstellungen N, P und R gestellt ist, legt der Handwählschieber 92 den Arbeitsdruck an das dritte Druckregulierventil 96 zum Regulieren eines Einrückdrucks der Bremse B1. Das zweite und das dritte Druckregulierventil 95, 96 sind zum Empfangen eines Steuerdrucks von einem linearen Magnetventil 97, welches von einer Hybridsteuereinrichtung 104 angesteuert wird, zum Steuern des Einrückdrucks der zweiten Kupplung C2 und der Bremse B1 ausgelegt. Andererseits ist das erste Druckregulierventil 94 dazu ausgelegt, einen Steuerdruck von einem Drei-Wege-Ventil in Form eines magnetbetätigten Sperrventils 98 zu empfangen, das von der Hybridsteuereinrichtung 104 angesteuert wird, zum Steuern des Einrückdrucks der ersten Kupplung C1. Der Tastgrad bzw. das Tastverhältnis des Absperrventils 98 wird von der Hybridsteuereinrichtung 104 gesteuert.
  • Es wird nun auf 3 Bezug genommen; dort sind verschiedene Steuereinrichtungen einer Steuervorrichtung veranschaulicht, die für das Fahrzeug mit Vierradantrieb von 1 vorgesehen ist. Die Fahrzeugsteuervorrichtung weist eine Brennkraftmaschinensteuereinrichtung 100, eine Getriebesteuereinrichtung 102, die obenstehend erwähnte Hybridsteuereinrichtung 104, eine Batteriesteuereinrichtung 106 und eine Bremsensteuereinrichtung 108 auf. Jede dieser Steuereinrichtungen 100, 102, 104, 106, 108 ist ein sogenannter Mikrocomputer, der eine Zentralprozessoreinheit (CPU), einen Direktzugriffsspeicher (RAM), einen Nur-Lese-Speicher (ROM) und eine Eingabe-/Ausgabeschnittstelle aufweist. Die CPU verarbeitet Eingangssignale gemäß Steuerprogrammen, die im ROM gespei chert sind, und wendet dabei eine vorübergehende Datenspeicherfunktion des RAM an, um verschiedene Steuerungen des Fahrzeugs durchzuführen. Die Steuereinrichtungen 100 – 108 sind in der Lage, einen Datenaustausch untereinander durchzuführen, so daß von einer der Steuereinrichtungen angeforderte, geeignete Signale von einer weiteren Steuereinrichtung im Ansprechen auf eine von der erwähnten einen Steuereinrichtung empfangenen Aufforderung übertragen werden.
  • Die Brennkraftmaschinensteuereinrichtung 100 führt verschiedene Steuerungen der Brennkraftmaschine 14 durch, wie etwa eine Kraftstoffeinspritzsteuerung zum Ansteuern eines Kraftstoffeinspritzventils, wodurch die in die Brennkraftmaschine 14 einzuspritzende Kraftstoffmenge gesteuert wird, eine Zündzeitpunktsteuerung zum Ansteuern einer Zündeinrichtung zum Steuern des Zündzeitpunkts, und eine Antriebsschlupfsteuerung zum Ansteuern des Drosselklappenstellers 21 zum zeitweiligen Verringern der Ausgangsleistung der Brennkraftmaschine 14, so daß die Schlupfneigung der vorderen Antriebsräder 66, 68 verringert wird, um es zu ermöglichen, daß die vorderen Antriebsräder 66, 68 eine ausreichende Fahrbahnhaltekraft aufweisen, d.h. zum Erzeugen einer ausreichenden Antriebskraft des Fahrzeugs.
  • Die Getriebesteuereinrichtung 102 ist dazu ausgelegt, die Spannung des Getrieberiemens 44 auf einem optimalen Wert zu halten und das Übersetzungsverhältnis γ des stufenlos variablen Getriebes 20 zu steuern. Bei genauerer Beschreibung steuert die Getriebesteuereinrichtung 102 ein Druckregulierventil, das zum Einstellen der Spannung des Getrieberiemens 44 auf der Grundlage des gegenwärtig hergestellten Übersetzungsverhältnisses γ und des tatsächlichen Getriebedrehmoments des Getriebes 20 (d.h. des Ausgangsdrehmoments der Brennkraftmaschine 14 und des MG 16) vorgesehen ist, und gemäß einer vorgegebenen Beziehung zwischen der Spannung des Riemens 44 und dem Übersetzungsverhältnis und Getriebedrehmoment des Getriebes 20. Diese Beziehung, die im ROM der Getriebesteuereinrichtung 102 abgespeichert ist, ist im Hinblick auf die Optimierung der Riemenspannung formuliert. Zum Steuern des Übersetzungsverhältnisses γ des Getriebes 20 bestimmt die Getriebesteuereinrichtung 102 einen angestrebten Übersetzungsverhältniswert γ* auf der Grundlage der tatsächlichen Fahrgeschwindigkeit V des Fahrzeugs und der tatsächlichen Last der Brennkraftmaschine 14 (repräsentiert durch den Öffnungswinkel θTH der Drosselklappe oder den Betätigungsbetrag ACC eines Gaspedals 122), und gemäß einer vorgegebenen Beziehung zwischen dem angestrebten Übersetzungsverhältniswert γ* und der Fahrgeschwindigkeit V des Fahrzeugs und der Brennkraftmaschinenlast. Dieses Verhältnis, das auch im ROM abgespeichert ist, ist so formuliert, daß es der Brennkraftmaschine 14 möglich ist, gemäß einer Kurve des minimalen Kraftstoffverbrauchs oder einer Kurve des maximalen Wirkungsgrades zu arbeiten.
  • Beispielsweise steuern die Brennkraftmaschinensteuereinrichtung 100 und die Getriebesteuereinrichtung 102 den Drosselklappensteller 21, das Kraftstoffeinspritzventil und das Übersetzungsverhältnis γ des stufenlos variablen Getriebes 20, so daß die Brennkraftmaschine 14 derart betrieben wird, daß der Betriebszustand der Brennkraftmaschine 14, der durch ihr Ausgangsdrehmoment TE und die Drehzahl NE repräsentiert ist, an den in 4 angegebenen Kennlinien der maximalen Kraftstoffeinsparung ausgerichtet ist. Des weiteren steuern die Brennkraftmaschinensteuereinrichtung 100 und die Getriebesteuereinrichtung 102 den Drosselklappensteller 21 und das Übersetzungsverhältnis γ derart, daß das Ausgangsdrehmoment TE und die Drehzahl NE der Brennkraftmaschine 14 gemäß einem von der Hybridsteuereinrichtung 104 empfangenen Steuerbefehl geändert werden.
  • Die Hybridsteuereinrichtung 104 weist eine erste Motor-/Generatorsteuereinrichtung 116 (MG1 ECU) zum Ansteuern eines Wechselrichters 114 und eine zweite Motor-/Generatorsteuereinrichtung 120 (MG2 ECU) zum Ansteuern eines Wechselrichters 118 auf. Der Wechselrichter 114 ist zum Steuern eines elektrischen Stroms vorgesehen, der von einer elektrischen Energiespeichervorrichtung 112 wie einer Batterie an den MG 16 geliefert werden soll, oder eines elektrischen Stroms, der von dem MG 16 zum Aufladen der elektrischen Energiespeichervorrichtung 112 erzeugt werden soll. Andererseits ist der Wechselrichter 118 zum Steuern eines elektrischen Stroms vorgesehen, der von der elektrischen Energiespeichervorrichtung 112 an den RMG 70 geliefert werden soll, oder eines elektrischen Stroms, der vom RMG 70 zum Aufladen der elektrischen Energiespeichervorrichtung 112 erzeugt werden soll. Die Hybridsteuereinrichtung 104 wählt eine von einer Mehrzahl von den in 5 angegebenen Betriebsarten des Fahrzeugs auf der Grundlage der gewählten Betriebsstellung PSH des Schalthebels 90, des Betätigungsbetrags ACC des Gaspedals 122, der Fahrgeschwindigkeit V des Fahrzeugs und eines in der elektrischen Energiespeichervorrichtung 112 gespeicherten Betrags an elektrischer Energie SOC aus. Des weiteren wählt die Hybridsteuereinrichtung 104 einen regenerativen Bremsbetriebsart oder eine Brennkraftmaschinenbremsbetriebsart auf der Grundlage des Betätigungsbetrags ACC des Gaspedals 122 und eines Betätigungsbetrags BF eines Bremspedals 124 aus. In der regenerativen Bremsbetriebsart wird der MG 16 oder RMG 70 durch eine kinetische Energie des fahrenden Fahrzeugs als elektrischer Generator betrieben, um eine elektrische Energie zu erzeugen und eine regenerative Bremswirkung an das fahrende Fahrzeug anzulegen. In der Brennkraftmaschinenbremsbetriebsart wird die Brennkraftmaschine 14 durch die kinetische Energie des fahrenden Fahrzeugs angetrieben, so daß sie eine Brennkraftmaschinenbremswirkung an das fahrende Fahrzeug legt.
  • Wenn der Schalthebel 90 in die Betriebsstellung B oder D gestellt wird, um mit einer vergleichsweise geringen Last anzufahren, oder während das Fahrzeug mit einer konstanten Geschwindigkeit fährt, wählt die Hybridsteuereinrichtung 104 eine MOTORANTRIEB-Betriebsart, und diese Betriebsart wird hergestellt, indem die erste Kupplung C1 eingerückt wird und die zweite Kupplung C2 und die Bremse B1 freigegeben werden. In dieser MOTORANTRIEB-Betriebsart wird das Fahrzeug in erster Linie durch den MG 16 angetrieben. Wenn der restliche Betrag von in der elektrischen Energiespeichervorrichtung 112 gespeicherter elektrischer Energie SOC unter eine vorgegebene Untergrenze sinkt, oder wenn die Brennkraftmaschine 14 gestartet wird, um die Antriebskraft des Fahrzeugs zu erhöhen, während das Fahrzeug in der MOTORANTRIEB-Betriebsart angetrieben wird, wählt die Hybridsteuereinrichtung 104 eine im nachfolgenden beschriebene ETC-Betriebsart oder DIREKT-Betriebsart, so daß die Fahrt des Fahrzeugs im gleichen Zustand weitergeführt wird, während der MG 16 oder RMG 70 durch eine kinetische Energie des Fahrzeugs angetrieben wird, so daß die elektrische Energiespeichervorrichtung 112 aufgeladen wird.
  • Die DIREKT-Betriebsart wird gewählt, während das Fahrzeug mit einer mittelhohen oder einer vergleichsweise hohen Last angetrieben wird. Die DIREKT-Betriebsart wird hergestellt durch Einrücken der ersten und der zweiten Kupplung C1 und C2 und Freigeben der Bremse B1. In dieser DIREKT-Betriebsart werden die drehenden Bauteile der Planetengetriebeeinrichtung 18 als Einheit gedreht, und das Fahrzeug wird in erster Linie durch die Brennkraftmaschine 14 angetrieben, oder durch die Brennkraftmaschine 14 und den MG 16, oder in erster Linie durch die Brennkraftmaschine 14, während der MG 16 angetrieben wird, um die elektrische Energiespeichervorrichtung 112 aufzuladen. In der DIREKT-Betriebsart sind die Drehzahl des Sonnenrades 24 (d.h. die Drehzahl NE der Brennkraftmaschine 14), die Drehzahl des Steges 28 (d.h. die Drehzahl NMG des MG 16) und die Drehzahl des Hohlrades 32 (d.h. die Drehzahl NIN der Antriebswelle 26 des stufenlos variablen Getriebes 20 einander gleich. In diesem Fall sind die Drehzahl des Sonnenrades 24, des Steges 28 und des Hohlrades 32 durch eine strichpunktierte Linie in einem zweidimensionalen Kollinear-Schaubild von 6 angegeben, wobei die Drehzahl des Sonnenrades 24, des Steges 28 und des Hohlrades 32 durch drei Achsen S, R bzw. C angegeben ist, während das Übersetzungsverhältnis der Planetengetriebeeinrichtung 18 durch eine horizontale Achse angegeben ist. Im Kollinear-Schaubild von 6 entspricht ein Abstand zwischen den Vertikalachsen S und C "1", und ein Abstand zwischen den Achsen R und C entspricht der Übersetzung ρder Planetengetriebeeinrichtung 18 vom Typ mit zwei Ritzeln.
  • Beim Anfahren wird die ETC-Betriebsart (elektrische Drehmomentwandlerbetriebsart oder Drehmomentverstärkungsbetriebsart) durch Einrücken der zweiten Kupplung C2 und Freigeben der ersten Kupplung C1 und der Bremse B1 hergestellt. In dieser ETC-Betriebsart kann das stehende Fahrzeug reibungslos anfahren, während die Brennkraftmaschine 14 auf einer geeigneten Drehzahl gehalten wird, indem der vom MG 16 zu erzeugende Betrag an elektrischer Energie, d.h. die Gegenkraft des MG 16 (Antriebsdrehmoment zum Betreiben des MG 16), allmählich gesteigert wird. Werden das Fahrzeug und der MG 16 wie im vorliegenden Fall durch die Brennkraftmaschine 14 angetrieben, wird das Ausgangsdrehmoment der Brennkraftmaschine 14 beispielsweise 1/ρ fach verstärkt, zweifach im Fall von ρ = 0,5, und das somit verstärkte Brennkraftmaschinendrehmoment wird an das stufenlos variable Getriebe 14 übertragen. Wenn die Drehzahl NMG des MG 16 eine Drehzahl in der Rückwärtsrichtung zum Erzeugen einer elektrischen Energie ist, so ist die Antriebswellendrehzahl NIN des stufenlos variablen Getriebes 20 Null, so daß das Fahrzeug steht. Wenn der Betrag der vom MG 16 erzeugten elektrischen Energie als Ergebnis einer Erhöhung seiner Drehzahl NMG erhöht wird, so wird die Antriebswellendrehzahl NIN des Getriebes 20 dementsprechend erhöht, so daß das Fahrzeug anfährt.
  • Wenn der Schalthebel 90 in die Betriebsstellung N oder P gestellt ist, wählt die Hybridsteuereinrichtung 104 eine von zwei LEERLAUF-Betriebsarten bzw. NEUTRAL-Betriebsarten, nämlich von einer NICHTLADE-Betriebsart und einer LADE- & BRENNKRAFTMASCHINENSTART-Betriebsart. In jeder dieser beiden LEERLAUF-Betriebsarten sind die erste und die zweite Kupplung C1, C2 ausgerückt. In der NICHTLADE-Betriebsart ist die Bremse B1 ebenfalls freigegeben, der Kraftübertragungsweg in der Planetengetriebeeinrichtung 18 ist unterbrochen. In der LADE-& BRENNKRAFTMASCHINENSTART-Betriebsart ist die Bremse B1 im Eingriff. Während die NICHTLADE-Betriebsart im Normalfall gewählt wird, wird die LADE- & BRENNKRAFTMASCHINENSTART-Betriebsart zum Starten der Brennkraftmaschine 14 mit dem MG 16 gewählt, wobei die Bremse B1 in den in Eingriff gebrachten Zustand gestellt wird, wenn der in der elektrischen Energiespeichervorrichtung 112 gespeicherte Betrag an elektrischer Energie SOC unter die Untergrenze gesunken ist.
  • Wenn der Schalthebel 90 beispielsweise in die Betriebsstellung R (Rückwärtsfahrposition) zum Fahren des Fahrzeugs in der Rückwärtsrichtung mit einer vergleichsweise geringen Last gestellt ist, wählt die Hybridsteuereinrichtung 104 die MOTORANTRIEB-Betriebsart, wobei diese Betriebsart durch Einrücken der ersten Kupplung C1 und Freigeben der zweiten Kupplung C2 und der Bremse B1 hergestellt wird, so daß das Fahrzeug in der Rückwärtsrichtung in erster Linie durch den MG 16 angetrieben wird. Wenn das Fahrzeug in der Rückwärtsrichtung mit einer mittelhohen oder vergleichsweise hohen Last fährt, wählt die Hybridsteuereinrichtung 104 eine REIBUNGSANTRIEB-Betriebsart, wobei diese Betriebsart hergestellt wird, indem die erste Kupplung C1 eingerückt und die zweite Kupplung C2 ausgerückt wird, während die Bremse B1 in einem Schlupf zustand gehalten wird. In der REIBUNGSANTRIEB-Betriebsart wird das Ausgangsdrehmoment der Brennkraftmaschine 14 zum Ausgangsdrehmoment des MG 16 hinzuaddiert.
  • Des weiteren ist die Hybridsteuereinrichtung 104 dazu ausgelegt, nach Bedarf eine unterstützende Steuerung für Fahrbahnen mit hohem μ-Wert oder eine unterstützende Steuerung für Fahrbahnen mit niedrigem μ-Wert zu durchzuführen. Bei der unterstützenden Steuerung für Fahrbahnen mit hohem μ-Wert wird der RMG 70 zum Antreiben der Hinterräder 80, 82 betrieben, um vorübergehend die Fahrzeugantriebskraft insgesamt während des Anfahrens oder während einer schnellen Beschleunigung des Fahrzeugs durch die vorderen Antriebsräder 66, 68 zu erhöhen, mit einer geeigneten Verteilung der durch das jeweilige Paar von Vorder- und Hinterrädern 66, 68, 80, 82 erzeugten Antriebskräfte. In der unterstützenden Steuerung für Fahr bahnen mit niedrigem μ-Wert wird der RMG 70 zum Antreiben der Hinterräder 80, 82 betrieben, während gleichzeitig die von den Vorderrädern 66, 68 erzeugte Frontantriebskraft durch Verringern des Übersetzungsverhältnisses des stufenlos variablen Getriebes 20 vermindert wird, beispielsweise um das Anfahren des Fahrzeugs auf einer Fahrbahnoberfläche mit einem vergleichsweise niedrigen Reibungskoeffizienten μ wie etwa einer überfrorenen oder schneebedeckten Fahrbahnoberfläche zu erleichtern.
  • Die Batteriesteuereinrichtung 106 ermöglicht das Laden der elektrischen Energiespeichervorrichtung 112 (z.B. Batterie oder Kondensator) mit einer vom MG 16 oder RMG 70 erzeugten elektrischen Energie, wenn der in der elektrischen Energiespeichervorrichtung 112 gespeicherte Restbetrag an elektrischer Energie SOC unter die vorgegebene Untergrenze SOCD abgesunken ist, und verhindert das Laden der elektrischen Energiespeichervorrichtung 112 mit der vom MG 16 oder RMG 70 erzeugten elektrischen Energie, wenn der restliche elektrische Energiebetrag SOC über einer vorgegebenen Obergrenze SOCU liegt. Des weiteren verhindert die Batteriesteuereinrichtung 106 das Laden der elektrischen Energiespeichervorrichtung 112, wenn die zu erwartende elektrische Leistung Pb (ein anzunehmener Energieverbrauchsbetrag + ein anzunehmender, durch Aufladen gespeicherter Energiebetrag) eine Obergrenze WIN an elektrischer Leistungs- oder Energieeingabe übersteigt, und verhindert das Entladen der elektrischen Energiespeichervorrichtung 112, wenn die zu erwartende elektrische Leistung Pb unter einer Obergrenze WOUT an elektrischer Leistungs- oder Energieabgabe liegt. Diese Obergrenzen WIN und WOUT ändern sich in Abhängigkeit von der Temperatur TB der Speichervorrichtung 112.
  • Die Bremsensteuereinrichtung 108 ist zum Durchführen einer Antriebsschlupfsteuerung (TRC-Steuerung), einer Antiblockiersteuerung (ABS-Steuerung) und einer Fahrzeugfahrstabilitätssteuerung (VSC-Steuerung) ausgelegt, zum Ansteuern der Radbremsen 66WB, 68WB, 80WB und 82WB, um die jeweiligen Räder 66, 68, 80, 82 nach Bedarf durch eine hydraulische Bremsensteuereinrichtung 125 zum Zweck der Verbesserung der Fahrstabilität des Fahrzeugs oder Erhöhen der Fahrzeugantriebskraft während Anfahren, Bremsen und Kurvenfahrt des Fahrzeugs auf einer Fahrbahnoberfläche mit einem niedrigen Reibungskoeffizienten μ zu bremsen. Für die Durchführung dieser Steuerungen berechnet die Bremsensteuereinrichtung 108 auf der Grundlage der Ausgangssignale von Radgeschwindigkeitssensoren, die für die Räder 66, 68, 80, 82 vorgesehen sind, Umfangsgeschwindigkeiten der Räder 66, 68, 80, 82 (Fahrzeugfahrgeschwindigkeit gemäß Berechnung auf der Grundlage der Drehgeschwindigkeiten der Räder), d.h. eine Umfangsgeschwindigkeit VFR des rechten Vorderrades, eine Umfangsgeschwindigkeit VFL des linken Vorderrades, eine Radgeschwindigkeit VRR des rechten Hinterrades, und eine Radgeschwindigkeit VRL des linken Hinterrades, und eine durchschnittliche Vorderrad-Umfangsgeschwindigkeit VF = (VFR + VFL/2 und eine durchschnittliche Hinterrad-Umfangsgeschwindigkeit VR = (VRR + VRL)/2. Des weiteren bestimmt die Bremsensteuereinrichtung 108 eine niedrigste der Radumfangsgeschwindigkeiten (VFR, UFL, VRR, VRL) als die Fahrzeuggeschwindigkeit V und berechnet Schlupfgeschwindigkeiten ΔV der vorderen Antriebsräder 66, 68 als eine Differenz zwischen den Umfangsgeschwindigkeiten VFR, VFL und den Umfangsgeschwindigkeiten der Hinterräder 80, 82, wenn die Hinterräder 80, 82 nicht von der RMG 70 angetrieben werden. Die TRC-Steuerung wird eingeleitet, wenn die Schlupfgeschwindigkeit ΔV eines der vorderen Antriebsräder 66, 68 einen TRC-Einleitungsschwellenwert Δ V1 übersteigt, d.h. wenn mindestens eines der vorderen Antriebsräder 66, 68 eine übermäßige Schlupfneigung wäh rend des Anfahrens oder einer Fahrt des Fahrzeugs bei den vorderen Antriebsrädern 66, 68 aufweist. Bei der TRC-Steuerung wird das Ausgangsdrehmoment der Brennkraftmaschine 14 durch Ansteuern des Drosselklappenstellers 21 reduziert, während gleichzeitig mindestens eine der Radbremsen 66WB, 68WB für die Vorderräder 66, 68 aktiviert wird, um die durch das bzw. die einen übermäßigen Schlupf aufweisende(n) vordere(n) Antriebsrad bzw. Antriebsräder 66, 68 erzeugte Antriebskraft zu verringern, so daß ein Schlupfverhältnis RS = (ΔV/VR) × 100 eines jeden vorderen Antriebsrads 66, 68 auf innerhalb eines angestrebten Betrags RS1 verringert wird.
  • Die ABS-Steuerung wird nach Bedarf während einer Bremsung des Fahrzeugs zum Steuern der von jeder der Radbremsen 66WB, 6SWB, 80WB, 82WB für die Räder 66, 68, 80, 82 erzeugten Bremskraft durchgeführt, so daß das Schlupfverhältnis eines jeden Rades beim Bremsen innerhalb eines optimalen Bereichs gehalten wird, um eine hohe Fahrstabilität des Fahrzeugs zu erzielen. Bei einer Kurvenfahrt bestimmt die Bremsensteuereinrichtung 108, ob das Fahrzeug eine übermäßige Über- oder Untersteuerneigung (Schleuder- oder Ausbrechneigung) aufweist, auf der Grundlage des durch einen Lenkwinkelsensor (nicht gezeigt) erfaßten Lenkwinkels des Fahrzeugs, der durch einen Giergeschwindigkeitssensor (nicht gezeigt) erfaßten Giergeschwindigkeit des Fahrzeugs, und der durch einen 2-Achsen-Beschleunigungssensor (nicht gezeigt) erfaßten Längs- und Seitenbeschleunigung des Fahrzeugs. Die VSC-Steuerung wird durchgeführt, um die erfaßte Über- oder Untersteuerneigung durch Aktivieren einer geeigneten bzw. von geeigneten der Radbremsen 66WB, 68WB, 80WB, 82WB und Ansteuern des Drosselklappenstellers zu beseitigen.
  • Als nächstes sind unter Bezugnahme auf das Blockdiagramm von 7 Funktionselemente der Fahrzeugsteuervorrichtung einschließlich der Hybridsteuereinrichtung 104 veranschaulicht. Die Fahrzeugsteuervorrichtung umfaßt Leerlaufzustand-Bestimmungsmittel 130, Leerlaufbetriebsart-Bestimmungsmittel 132, erste Synchronisierungssteuermittel 140, und zweite Synchronisierungssteuermittel 192.
  • Die Leerlaufzustand-Bestimmungsmittel 130 sind dazu ausgelegt, zu bestimmen, ob die Planetengetriebeeinrichtung 18 in ihren Leerlaufzustand gestellt ist, in dem die erste und die zweite Kupplung C1, C2 beide in den ausgerückten Zustand gestellt sind. Diese Bestimmung wird auf der Grundlage einer Betätigung des Schalthebels 90 durchgeführt. D.h., die Leerlaufzustand-Bestimmungsmittel 130 bestimmen, daß die Planetengetriebeeinrichtung 18 in den Leerlaufzustand gestellt ist, wenn die gewählte Betriebsstellung PSH des Schalthebels 90 eine von zwei Nicht-Fahrpositionen N (NEUTRAL-Stellung) und P (PARK-Stellung) ist. Anders ausgedrückt, die Planetengetriebeeinrichtung 18 ist in den Leerlaufzustand gestellt, wenn der Schalthebel 90 entweder in die Position N oder in die Position P gestellt ist.
  • Die Leerlaufbetriebsart-Bestimmungsmittel 132 sind betreibbar, wenn die Leerlaufzustand-Bestimmungsmittel 130 bestimmt haben, daß die Planetengetriebeeinrichtung 18 in den Leerlaufzustand gestellt ist. Die Leerlaufbetriebsart-Bestimmungsmittel 132 bestimmen, welche von der ersten und der zweiten Kupplung C1 und C2 in Eingriff gebracht werden soll, wenn eine Fahrt des Fahrzeugs in einer der Fahrbetriebsarten darauffolgend eingeleitet wird. Die Leerlaufbetriebsart-Bestimmungsmittel 132 umfassen Brennkraftmaschinenbetrieb-Erfassungsmittel 134, Mittel 136 zum Bestimmen eines ersten Leerlaufzustands und Mittel 138 zum Bestimmen eines zweiten Leerlaufzustands. Die Brennkraftmaschinenbetrieb-Erfassungsmittel 134 sind betreibbar, wenn die Leerlaufzustand-Bestimmungsmittel 130 bestimmt haben, daß die Planetengetriebeeinrichtung 18 in den Leerlaufzustand gestellt ist. Die Brennkraftmaschinenbetrieb-Erfassungsmittel 134 bestimmen, ob die Brennkraftmaschine 14 in Betrieb ist.
  • Die Mittel 136 zum Bestimmen eines ersten Leerlaufzustands bestimmen, daß das Kraftübertragungssystem in einen ersten Leerlaufzustand gestellt ist, wenn die Brennkraftmaschinenbetrieb-Erfassungsmittel 134 bestimmt haben, daß sich die Brennkraftmaschine 14 im Ruhezustand befindet. Wenn eine Fahrt des Fahrzeugs eingeleitet wird, während sich die Brennkraftmaschine 14 im Ruhezustand befindet, wird das Fahrzeug vom MG 16 entweder in der MOTORANTRIEB-Betriebsart oder in der REIBUNGSANTRIEB-Betriebsart angetrieben, in der die erste Kupplung in den in Eingriff gebrachten Zustand gestellt ist. Anders ausgedrückt, die MOTORANTRIEB- oder REIBUNGSANTRIEB-Betriebsart wird gewählt, wenn das Kraftübertragungssystem bei im Ruhezustand befindlicher Brennkraftmaschine in den ersten Leerlaufzustand gestellt ist.
  • Die Mittel 138 zum Bestimmen eines zweiten Leerlaufzustands bestimmen, daß das Kraftübertragungssystem in einen zweiten Leerlaufzustand gestellt ist, wenn die Brennkraftmaschinenbetrieb-Erfassungsmittel 134 bestimmt haben, daß die Brennkraftmaschine 14 in Betrieb ist. Wird eine Fahrt des Fahrzeugs eingeleitet, während die Brennkraftmaschine 14 in Betrieb ist, wird das Fahrzeug von der Brennkraftmaschine 14 entweder in der ETC-Betriebsart oder in der DIREKT-Betriebsart angetrieben, in der die zweite Kupplung in den in Eingriff gebrachten Zustand gestellt ist. Anders ausgedrückt, die ETC- oder DIREKT-Betriebsart wird gewählt, wenn das Kraftübertragungssystem bei in Betrieb befindlicher Brennkraftmaschine 14 in den zweiten Leerlaufzustand gestellt ist.
  • Die ersten Synchronisierungssteuermittel 140 sind betreibbar, wenn die Mittel 136 zum Bestimmen eines ersten Leerlaufzustands bestimmt haben, daß das Kraftübertragungssystem in den ersten Leerlaufzustand gestellt ist. Die ersten Synchronisierungssteuermittel 140 sind dazu ausgelegt, die Drehzahl NMG des MG 16 auf der Grundlage der Drehrichtung der hinteren Antriebsräder 80, 82 zu steuern, die durch ein Ausgangssignal des RMG 70 dargestellt ist, so daß die Drehzahl der Mehrzahl von Reibscheiben der ersten Kupplung C1 miteinander synchronisiert werden. Bei genauerer Beschreibung umfassen die Reibscheiben der ersten Kupplung C1 mindestens eine über den Steg 28 mit dem MG 16 verbundene Reibscheibe, und mindestens eine mit der Antriebswelle 26 des stufenlos variablen Getriebes 20 verbundene Reibscheibe. Somit weist die erste Kupplung C1 mindestens ein Paar von mit dem Steg 28 bzw. dem stufenlos variablen Getriebe 20 verbundenen Reibungselementen auf. Die Drehzahl NIN der Antriebswelle 26 des stufenlos variablen Getriebes 20 wird als ein angestrebter Wert NMG0 der Drehzahl NMG des MG 16 bestimmt. Die ersten Synchronisiermittel 140 steuern die tatsächliche Drehzahl NMG des MG 16 so, daß die tatsächliche Drehzahl NMG mit dem angestrebten Wert NMG0 übereinstimmt. Ein in 8 gezeigtes Kollinear-Schaubild, das durch drei vertikale Achsen E, R, C und eine horizontale Achse ähnlich derjenigen von 6 definiert ist, zeigt, daß die Drehzahl NMG des MG 16 durch die ersten Synchronisiermittel 140 mit der Drehzahl NIN der Antriebswelle 26 synchronisiert wird, wenn die Hinterräder 80, 82 durch den RMG 70 in der Vorwärtsrichtung gedreht werden, d.h. wenn die Antriebswellendrehzahl NIN ein positiver Wert ist.
  • Die zweiten Synchronisiermittel 142 sind betreibbar, wenn die Mittel 138 zum Bestimmen eines zweiten Leerlaufzustands bestimmt haben, daß das Kraftübertragungssystem in den zweiten Leerlaufzustand gestellt ist. Die zweiten Synchronisiersteuermittel 142 sind dazu ausgelegt, die Drehzahl NMG des MG 16 auf der Grundlage der durch den RMG 70 erfaßten Drehrichtung der hinteren Antriebsräder 80, 82 zu steuern, so daß die Drehzahlen der Mehrzahl von Reibscheiben der zweiten Kupplung C2 miteinander synchronisiert werden. Bei genauerer Beschreibung umfassen die Reibscheiben der zweiten Kupplung C2 mindestens eine mit der Antriebswelle 26 verbundene Reibscheibe und mindestens eine mit dem Hohlrad 32 der Planetengetriebeeinrichtung 18 verbundene Reibscheibe. Somit weist die zweite Kupplung C2 mindestens ein Paar von Reibungselementen auf, die mit dem Hohlrad 32 bwz. dem stufenlos variablen Getriebe 20 verbunden sind. Die zweiten Synchronisiermittel 142 steuern die tatsächliche Drehzahl NMG des MG 16 so, daß die Drehzahl NR des Hohlrades 32 mit der Drehzahl NIN der Antriebswelle 26 übereinstimmt.
  • Die Kollinear-Schaubilder der 9–11 sind durch drei vertikale Achsen E, R, C und eine horizontale Achse ähnlich denjenigen von 6 oder 8 definiert. Das Kollinear-Schaubild von 9 zeigt, daß die Drehzahl NR des Hohlrades 32 mit der Drehzahl NIN der Antriebswelle 26 synchronisiert wird, wenn das Kraftübertragungssystem in den zweiten Leerlaufzustand gestellt ist, wobei die Brennkraftmaschine 14 betrieben wird, während die Hinterräder 80, 82 durch den RMG 70 in der Vorwärtsrichtung gedreht werden. Das Kollinear-Schaubild von 10 zeigt, daß die Drehzahl NR mit der Antriebswellendrehzahl NIN synchronisiert wird, wenn das Kraftübertragungs system in den zweiten Leerlaufzustand gestellt ist, wobei die Brennkraftmaschine 14 betrieben wird, während das Fahrzeug steht. Das Kollinear-Schaubild von 11 zeigt, daß die Drehzahl NR mit der Antriebswellendrehzahl NIN synchronisiert wird, wenn das Kraftübertragungssystem in den zweiten Leerlaufzustand gestellt ist, wobei die Brennkraftmaschine 14 betrieben wird, während die Hinterräder 80, 82 durch den RMG 70 in der Rückwärtsrichtung gedreht werden, d.h. während die Antriebswellendrehzahl NIN negativ ist. Es geht aus den Kollinear-Schaubildern der 9–11 hervor, daß die Drehzahl NR des Hohlrades 32 durch die zweiten Synchronisiermittel 142 mit der Antriebswellendrehzahl NIN synchronisiert werden kann, indem die tatsächliche Drehzahl NMG des MG 16 so gesteuert wird, daß sie mit dem angestrebten Wert NMG0 übereinstimmt, der gemäß der folgenden Gleichung (1) bestimmt wird: (1) NMG0 = (NIN – ρNE)/(1 – ρ) ....... (1)
  • Ein zum Erfassen der Wellendrehzahl NIN verwendeter Drehzahlsensor (nicht gezeigt) ist dazu ausgelegt, einfach Impulse mit einer der Drehzahl der Antriebswelle 26 entsprechenden Periode zu erzeugen. D.h., der Antriebswellendrehzahlsensor ist nicht in der Lage, die Drehrichtung der Antriebswelle 26 zu erfassen. Demzufolge kann die Drehzahl NIN selbst dann als ein positiver Wert erfaßt werden, wenn die Antriebswelle 26 tatsächlich in der Vorwärtsrichtung gedreht wird. Der positive Wert der Antriebswellendrehzahl NIN wird angegeben durch NIN, dargestellt durch eine gestrichelte Linie in 11. NMG0', dargestellt durch eine weitere gestrichelte Linie in 11, gibt den angestrebten Wert der Drehzahl NMG des MG 16 an, wobei dieser Wert dann auf der Grundlage des positiven Drehzahlwerts NIN' berechnet wird. Falls die Drehrichtung der Antriebswelle 26 nicht erfaßt werden kann, besteht die Möglichkeit, daß die Reibscheiben der zweiten Kupplung C2 nicht wie erforderlich synchronisiert sind. Bei der Fahrzeugsteuervorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann die Drehrichtung der Hinterräder 80, 82 jedoch korrekt erfaßt werden mittels eines vom RMG 70 erzeugten Signals, das als Resolver zum Erfassen der obenstehend erwähnten Drehrichtung dient, während der RMG 70 nicht zum Anlegen eines Antriebsdrehmoments an die Hinterräder 80, 82 betrieben wird. Die Drehrichtung der Antriebswelle 26 ist die gleiche wie die erfaßte Drehrichtung der Hinterräder 80, 82. Bei der vorliegenden Ausführungsform kann die Drehzahl NMG des MG 16 korrekt gesteuert werden, so daß die Drehzahl NR der Antriebswellendrehzahl NIN angeglichen wird.
  • Als nächstes wird unter Bezugnahme auf das Ablaufdiagramm von 12 eine Steuerroutine beschrieben, die von der Hybridsteuereinrichtung 104 zum Steuern eines Betriebs des MG 16 durchgeführt wird. Diese Steuerroutine wird wiederholt mit einer vorgegebenen Taktdauer durchgeführt, die vergleichsweise kurz ist (z.B. mehrere Hundertstelsekunden).
  • Die Steuerroutine von 12 wird eingeleitet mit Schritt S1, der den Leerlaufzustand-Bestimmungsmitteln 130 entspricht, um zu bestimmen, ob die gegenwärtig gewählte Betriebsstellung PSH des Schalthebels 90 eine der Nicht-Fahrpositionen, d.h. entweder die Position N oder die Position P ist.
  • Falls in Schritt S1 eine negative Entscheidung (NEIN) erhalten wird, wird ein Durchgang der Durchführung der Routine beendet. Falls in Schritt S1 eine bejahende Entscheidung (JA) getroffen wird, geht der Steuerablauf zu den Schritten S2 – S4 über, die den Leerlaufbetrieb- Bestimmungsmitteln 132 entsprechen. Schritt S2, der den Brennkraftmaschinenbetrieb-Erfassungsmitteln 134 entspricht, ist vorgesehen zum Bestimmen, ob die Brennkraftmaschine 14 in Betrieb ist. Falls in Schritt S2 eine negative Entscheidung (NEIN) erhalten wird, geht der Steuerablauf zu Schritt S3 über, der den Mitteln 136 zum Bestimmen eines ersten Leerlaufzustands entspricht, um zu bestimmen, daß das Kraftübertragungssystem in den ersten Leerlauf zustand gestellt ist, in dem sich die Brennkraftmaschine 14 im Ruhezustand befindet. Falls in Schritt S2 eine bejahende Entscheidung (JA) getroffen wird, geht der Steuerablauf zu Schritt S4 über, der den Mitteln 138 zum Bestimmen eines zweiten Leerlaufzustands entspricht, um zu bestimmen, daß das Kraftübertragungssystem in den zweiten Leerlaufzustand gestellt ist, in dem die Brennkraftmaschine 14 in Betrieb ist.
  • Wird eine Fahrt des Fahrzeugs im ersten Leerlaufzustand eingeleitet, dann wird das Fahrzeugin der MOTOR-ANTRIEB-Betriebsart oder REIBUNGSANTRIEB-Betriebsart gefahren, wobei die erste Kupplung C1 in eingerückten Zustand gestellt ist. Wird in Schritt S3 der erste Leerlaufzustand erfaßt, geht der Steuerablauf zu Schritt S5 über, welcher den ersten Synchronisiermitteln 140 entspricht, in dem die Drehzahl NMG des MG 16 in geschlossener Schleife gesteuert wird, so daß die von einem geeigneten Sensor (nicht gezeigt) erfaßte Drehzahl NMG mit dem Drehzahlwert NIN der Antriebswelle 26 übereinstimmt, der auf der Grundlage des Ausgangssignals des Antriebswellendrehzahlsensors und der durch das Ausgangssignal des RMG 70 dargestellten Drehrichtung der Hinterräder 80, 82 bestimmt wird.
  • Wenn eine Fahrt des Fahrzeugs im zweiten Leerlaufzustand eingeleitet wird, wird das Fahrzeug in der ETC- Betriebsart oder der DIREKT-Betriebsart angetrieben, wobei die zweite Kupplung C2 in den eingerückten Zustand gestellt ist. Wird in Schritt S4 der zweite Leerlaufzustand erfaßt, geht der Steuerablauf zu Schritt S6 über, der den zweiten Synchronisiermitteln 142 entspricht, in denen der angestrebte Wert NMG0 der Drehzahl NMG des MG 16, der für Übereinstimmung der Drehzahl NR des Hohlrades 32 mit der Antriebswellendrehzahl NIN verwendet wird, gemäß der obenstehenden Gleichung (1) und auf der Grundlage der durch einen Brennkraftmaschinendrehzahlsensor (nicht gezeigt) erfaßten Brennkraftmaschinendrehzahl NE und der Antriebswellendrehzahl NIN (die auf der Grundlage des Ausgangssignals des Antriebswellendrehzahlsensors und der erfaßten Drehzahl der Hinterräder 80, 82 durch den RMG 70 gemäß der obenstehenden Erläuterung erfaßt wurde) berechnet wird. Des weiteren wird die Drehzahl NMG des MG 16 in Schritt S6 in geschlossener Schleife gesteuert, so daß die Drehzahl NMG mit dem angestrebten Wert NMG0 übereinstimmt.
  • Bei der obenstehend beschriebenen vorliegenden Ausführungsform werden die Drehzahlen der Reibungselemente der ersten Kupplung C1 mit der Form von Reibscheiben, die mit dem MG 16 bzw. der Antriebswelle 26 verbunden sind, durch die ersten Synchronisiermittel 140 (die Schritt S5 entsprechen) miteinander synchronisiert, wenn die Leerlaufbetrieb-Bestimmungsmittel 132 (die den Schritten S2 – S4 entsprechen) bestimmt haben, daß das Kraftübertragungssystem in den ersten Leerlaufzustand gestellt ist, in dem sich die Brennkraftmaschine 14 im Ruhezustand befindet. Wenn in diesem ersten Leerlaufzustand die Fahrt des Fahrzeugs eingeleitet wird, wird die erste Kupplung C1 eingerückt, um eine Fahrbetriebsart herzustellen, in der das Fahrzeug vom MG 16 angetrieben wird. Wenn hingegen die Leerlaufbetrieb-Bestimmungsmittel 132 bestimmt haben, daß das Kraftübertragungssystem in den zweiten Leerlaufzustand gestellt ist, in dem die Brennkraftmaschine 14 in Betrieb ist, werden die Drehzahlen der Reibungselemente der zweiten Kupplung C2, die mit der Antriebswelle 26 bzw. dem Hohlrad 32 verbunden sind, durch die zweiten Synchronisiermittel 142 (die Schritt S6 entsprechen) miteinander synchronisiert. Wenn die Fahrt des Fahrzeugs in diesem zweiten Leerlaufzustand eingeleitet wird, wird die zweite Kupplung C2 eingerückt, um eine Fahrbetriebsart herzustellen, in der das Fahrzeug durch die Brennkraftmaschine 14 angetrieben wird. Somit ist die vorliegende Fahrzeugsteuervorrichtung so angeordnet, daß sie die Reibungselemente der geeigneten ersten oder zweiten Kupplung C1, C2, die in Eingriff gebracht werden soll, um eine geeignete Fahrbetriebsart herzustellen, nachdem das Kraftübertragungssystem in den geeigneten ersten oder zweiten Leerlaufzustand gestellt wurde, miteinander synchronisiert, so daß die Betriebsart des Fahrzeugs schnell und problemlos aus dem Leerlaufzustand in den geeigneten Fahrzustand bzw. die geeignete Fahrbetriebsart, mit guten Ansprecheigenschaften und ohne einen Ruck infolge eines Einrückvorgangs der entsprechenden Kupplung C1, C2 umgeschaltet werden kann.
  • Bei der vorliegenden Ausführungsform werden die Drehzahlen der drehenden Bauteile oder Reibungselemente der Kupplung C1, C2 unter Verwendung einer Drehbewegung des MG 16 anstelle einer Drehbewegung der Brennkraftmaschine 14 miteinander synchronisiert. Demzufolge kann die Synchronisierung über einen breiten Bereich der Betriebsdrehzahl NIN der Antriebswelle 26 des stufenlos variablen Getriebes 20 durchgeführt werden.
  • Des weiteren sind die ersten Synchronisiermittel 140 (die Schritt S5 entsprechen) und die zweiten Synchronisiermittel 142 (die Schritt S6 entsprechen) so angeord net, daß sie die Synchronisierung der Drehzahlen der Reibungselemente der Kupplung C1 oder C2 auf der Grundlage der Drehrichtung der Hinterräder 80, 82 durchführen, d.h. auf der Grundlage der Drehrichtung der Antriebswelle 26. Diese Anordnung gestattet eine stabile Synchronisierung der Kupplung C1, C2, die in Eingriff gebracht werden soll, wenn das Fahrzeug daraufhin in einer Fahrbetriebsart angetrieben wird, unabhängig davon, ob das Fahrzeug in der Vorwärts- oder Rückwärtsrichtung angetrieben wird.
  • Des weiteren sind die Leerlaufbetrieb-Bestimmungsmittel 132 (die den Schritten S2-S4 entsprechen) so angeordnet, daß sie bestimmen, ob das Kraftübertragungssystem in die erste oder zweite Leerlaufbetriebsart gestellt ist, je nachdem, ob die Brennkraftmaschine 24 in Betrieb ist oder nicht, während die Kupplungen C1 und C2 in den ausgerückten Zustand gestellt sind. Diese Anordnung gewährleistet eine präzise Bestimmung, ob das Kraftübertragungssystem in den ersten oder zweiten Leerlaufzustand gestellt ist.
  • Während eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung obenstehend unter Bezug auf die beigefügte Zeichnung beschrieben wurde, ist zu verstehen, daß die vorliegende Erfindung anderweitig ausgeführt sein kann.
  • Bei der im Ablaufdiagramm von 12 veranschaulichten Ausführungsform wird die Bestimmung in Schritt S1, ob das Kraftübertragungssystem in den Leerlaufzustand gestellt ist oder nicht, in Abhängigkeit davon durchgeführt, ob es sich bei der gegenwärtig gewählten Position PSH des Schalthebels 90 um eine der Nicht-Fahrpositionen N und P handelt. Insbesondere wird die Bestimmung in Abhängigkeit davon durchgeführt, ob der Fahrzeugbediener das Kraftübertragungssystem in den Leerlaufzustand zu stellen wünscht oder nicht. Schritt S1 kann jedoch dahingehend modifiziert werden, daß bestimmt wird, ob das Kraftübertragungssystem in den Leerlaufzustand gestellt ist, der automatisch durch die Hybridsteuereinrichtung 104 gewählt oder manuell durch den Fahrzeugbediener über den Schalthebel 90 gewählt werden kann. Beispielsweise wird das Kraftübertragungssystem bei einer Antiblockier-Bremsdrucksteuerung durch die hydraulische Bremsensteuereinrichtung 125 unter Steuerung durch die Bremsensteuereinrichtung 108 automatisch in den Leerlaufzustand gebracht, während das Fahrzeug auf einer Fahrbahnoberfläche mit einem niedrigen Reibungskoeffizienten fährt, so daß die Antiblockier-Bremsdrucksteuerung den Fahrkomfort nicht beeinträchtigt. Auch in diesem Fall kann die bejahende Entscheidung in Schritt S1 erhalten werden.
  • Bei der veranschaulichten Ausführungsform werden die Vorderräder 66, 68 von der Hauptantriebsvorrichtung 10 angetrieben, welche die Brennkraftmaschine 14 und den MG 16 umfaßt, während die Hinterräder 80, 82 von der Hilfsantriebseinrichtung 12 angetrieben werden, welche den RMG 70 umfaßt. Die Vorderräder 66, 68 können jedoch von der Hilfsantriebseinrichtung 12 angetrieben werden, während die Hinterräder 80, 82 von der Hauptantriebsvorrichtung 10 angetrieben werden können. Des weiteren kann die Hilfsantriebseinrichtung 12 weggelassen werden.
  • Es ist verständlich, daß die vorliegende Erfindung mit verschiedenen weiteren Änderungen, Modifikationen und Verbesserungen ausgeführt sein kann, die sich dem Fachmann erschließen, ohne vom Grundgedanken und Schutzbereich der Erfindung abzuweichen, der in den nachfolgenden Ansprüchen begrenzt ist.

Claims (6)

  1. Fahrzeugsteuervorrichtung zum Steuern eines Hybridfahrzeugs von einem Typ mit einer ersten Antriebskraftquelle (14), einer zweiten Antriebskraftquelle (16) und einem Kraftübertragungssystem, das ein Getriebe (20) und eine Planetengetriebeeinrichtung (18) aufweist mit einem ersten drehenden Bauteil (24), das mit der ersten Antriebskraftquelle verbunden ist, einem zweiten drehenden Bauteil (28), das mit der zweiten Antriebskraftquelle verbunden ist und des weiteren über eine erste Kupplung (C1) mit dem Getriebe (20) verbunden ist, und einem dritten drehenden Bauteil (32), das über eine zweite Kupplung (C2) mit dem Getriebe verbunden ist, wobei die erste Kupplung ein Paar von Reibungselementen aufweist, die mit dem zweiten drehenden Bauteil bzw. mit dem Getriebe verbunden sind, die zweite Kupplung ein Paar von Reibungselementen aufweist, die mit dem dritten drehenden Bauteil bzw. mit dem Getriebe verbunden sind, wobei die Fahrzeugsteuervorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, daß sie des weiteren aufweist: ein bediener-gesteuertes Element (90) mit zumindest einer Fahrzeugantriebsposition (B, D, R), in der das Hybridfahrzeug von mindestens einer von der ersten Antriebskraftquelle (14) und der zweiten Antriebskraftquelle (16) angetrieben wird, wobei eine entsprechende der zweiten und/oder ersten Kupplung (C2, C1) in ihren eingerückten Zustand gebracht ist, und zumindest einer Fahrzeug-Nichtantriebsposition (N, P), in der sowohl die erste als auch die zweite Kupplung in ihre ausgerückte Position gebracht sind und das Hybridfahrzeug durch keine der ersten und zweiten Antriebskraftquelle angetrieben wird, Leerlaufbetrieb-Bestimmungsmittel (132), die betreibbar sind, wenn das bediener-gesteuerte Element in die Fahrzeug-Nichtantriebsposition gebracht ist, zum Bestimmen, ob das Kraftübertragungssystem in einen ersten Leerlaufzustand oder einen zweiten Leerlaufzustand gestellt ist, in Abhängigkeit davon, welche von der ersten und der zweiten Kupplung in Eingriff gebracht werden soll, wenn ein Antreiben des Hybridfahrzeugs in einer Fahrzeug-antriebsbetriebsart durch eine der zweiten und ersten Antriebskraftquelle im Ansprechen auf eine Betätigung des bedienergesteuerten Elements in eine der zumindest einen Fahrzeugantriebsposition darauffolgend eingeleitet wird, eine erste Synchronisiereinrichtung (140) zum Synchronisieren von Drehzahlen des einen Paares von Reibungselementen der ersten Kupplung (C1) miteinander, die betreibbar ist, wenn die Leerlaufbetrieb-Bestimmungsmittel bestimmt haben, daß das Kraftübertragungssystem in den ersten Leerlaufzustand gestellt ist, indem eine Betriebsdrehzahl der zweiten Antriebskraftquelle (16) gesteuert wird, so dass die Betriebsdrehzahl der zweiten Antriebskraftquelle mit einer Drehzahl einer Antriebswelle (26) des Getriebes (20) zusammenfällt, bevor das bediener-gesteuerte Element in eine der zumindest einen Fahrzeugantriebsposition betätigt wird, um das Antreiben des Hybridfahrzeugs in der Fahrzeug-Antriebsbetriebsart mit der in ihren eingerückten Zustand gebrachten ersten Kupplung einzuleiten; und eine zweite Synchronisiereinrichtung (142) zum Synchronisieren von Drehzahlen des einen Paares von Reibungselementen der zweiten Kupplung (C2) miteinander, die betreibbar ist, wenn die Leerlaufbetrieb-Bestimmungsmittel bestimmt haben, daß das Kraftübertragungssystem in den zweiten Leerlauf zustand gestellt ist, indem eine Betriebsdrehzahl der zweiten Antriebsenergiequelle (16) gesteuert wird, so dass eine Drehzahl des dritten Rotationselementes (32) mit der Drehzahl der Antriebswelle (26) des Getriebes (20) zusammenfällt, bevor das Bediener-gesteuerte Element in eine der zumindest einen Fahrzeugantriebsposition betätigt wird, um das Antreiben des Hybridfahrzeugs in der Fahrzeug-Antriebsbetriebsart mit der in ihren eingerückten Zustand gebrachten zweiten Kupplung einzuleiten.
  2. Fahrzeugsteuervorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei das Hybridfahrzeug Vorderräder (66, 68) und Hinterräder (80, 82) aufweist und des weiteren eine dritte Antriebskraftquelle (70) aufweist, und wobei entweder die Vorderräder oder die Hinterräder über das Getriebe mit der ersten Antriebskraftquelle (14) und der zweiten Antriebskraftquelle (16) verbunden sind, und die jeweils anderen der Vorder- und Hinterräder mit der dritten Antriebskraftquelle verbunden sind, wobei die dritte Antriebskraftquelle ein Signal erzeugt, das repräsentativ für eine Drehrichtung der anderen Räder ist, während die dritte Antriebskraftquelle nicht betrieben wird, um ein Antriebsdrehmoment an die anderen Räder zu legen, und die erste Synchronisiereinrichtung (140) die Drehzahlen des einen Paares von Reibungselementen der ersten Kupplung (C1) auf der Grundlage der durch das Signal repräsentierten Drehrichtung der anderen Räder synchronisieren.
  3. Fahrzeugsteuervorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei das Hybridfahrzeug Vorderräder (66, 68) und Hinterräder (80, 82) aufweist und des weiteren eine dritte Antriebskraftquelle (70) aufweist, und wobei entweder die Vorderräder oder die Hinterräder über das Getriebe mit der ersten Antriebskraftquelle (14) und der zweiten Antriebskraftquelle (16) verbunden sind, und die jeweils anderen der Vorder- und Hinterräder mit der dritten Antriebskraftquelle verbunden sind, wobei die dritte Antriebskraftquelle ein Signal erzeugt, das repräsentativ für eine Drehrichtung der anderen Räder ist, während die dritte Antriebskraftquelle nicht betrieben wird, um ein Antriebsdrehmoment an die anderen Räder zu legen, und die zweite Synchronisiereinrichtung (142) die Drehzahlen des einen Paares von Reibungselementen der zweiten Kupplung (C2) auf der Grundlage der durch das Signal repräsentierten Drehrichtung der weiteren Räder synchronisieren.
  4. Fahrzeugsteuervorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei eine durch die zweite Antriebskraftquelle (16) erzeugte Antriebskraft während des Antreibens vom Hybridfahrzeug in der Fahrzeug-Antriebsbetriebsart mittels der zweiten Antriebskraftquelle über die in den eingerückten Zustand gebrachte erste Kupplung (C1) an das Getriebe (20) übertragen wird, wenn das Antreiben in der Fahrzeug-Antriebsbetriebsart mittels der zweiten Antriebskraftquelle eingeleitet wird, während sich die erste Antriebskraftquelle im Ruhezustand befindet, und eine durch die erste Antriebskraftquelle (14) erzeugte Antriebskraft während des Antreibens vom Hybridfahrzeug in der Fahrzeug-Antriebsbetriebsart mittels der ersten Antriebskraftquelle über die in den eingerückten Zustand gebrachte zweite Kupplung (C2) an das Getriebe übertragen wird, wenn das Antreiben in der Fahrzeug-Antriebsbetriebsart mittels der ersten Antriebskraftquelle eingeleitet wird, während die erste Antriebskraftquelle in Betrieb ist, wobei die Leerlaufbetrieb-Bestimmungsmittel (132) aufweisen: Betriebsbestimmungsmittel (134) zum Bestimmen, ob die erste Antriebskraftquelle (14) in Betrieb oder im Ruhezustand ist; Mittel (136) zum Bestimmen eines ersten Leerlaufzustands zum Bestimmen, daß das Kraftübertragungssystem in den ersten Leerlaufzustand gestellt ist, wenn die Betriebsbestimmungsmittel bestimmt haben, daß sich die erste Antriebskraftquelle im Ruhezustand befindet, so dass die zweite Antriebskraftquelle verwendet werden soll, um anschließend das Hybridfahr zeug mit der in den eingerückten Zustand gebrachten ersten Kupplung anzutreiben; und Mittel (138) zum Bestimmen eines zweiten Leerlaufzustands zum Bestimmen, daß das Kraftübertragungssystem in den zweiten Leerlaufzustand gestellt ist, wenn die Betriebsbestimmungsmittel bestimmt haben, daß die erste Antriebskraftquelle in Betrieb ist, so dass die erste Antriebskraftquelle verwendet werden soll, um anschließend das Hybridfahrzeug mit der in den eingerückten Zustand gebrachten zweiten Kupplung anzutreiben.
  5. Fahrzeugsteuervorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die erste Antriebskraftquelle ein Verbrennungsmotor (14) ist und die zweite Antriebskraftquelle ein Motor/Generator ist (16).
  6. Fahrzeugsteuervorrichtung gemäß einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei die erste Antriebskraftquelle ein Verbrennungsmotor (14) ist und die zweite und die dritte Antriebskraftquelle ein erster Motor/Generator (16) bzw. ein zweiter Motor/Generator (70) sind.
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