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Diese
Erfindung bezieht sich auf eine Steuervorrichtung für ein Hybridfahrzeug,
welches so gesteuert wird, dass eine Gesamtabgabe einer Kraftmaschine
und eines Motors zu einer von einem Fahrer geforderten Abgabe wird.
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Unlängst wurden
angesichts der Umweltprobleme verschiedenartige Hybridfahrzeuge
geschaffen, die eine Kraftmaschine und einen Motor als Antriebsquellen
aufweisen. Von diesen Hybridfahrzeugen wurden ein so genanntes direkt-parallel
verbundenes Hybridfahrzeug vorgeschlagen, das zum Beispiel einen
Rotor des Motors mit einer Kurbelwelle der Kraftmaschine verbindet
und eine Antriebskraft der Kraftmaschine und des Motors zu einem
Automatikgetriebe eingibt. (Japanische Patentoffenlegungsschrift
JP-H9-215270).
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Ein
Automatikgetriebe erfordert manchmal eine Begrenzung eines Kraftmaschinendrehmomentes,
so dass das Kraftmaschinendrehmoment zu dem zulässigen Drehmoment wird, das
in das Automatikgetriebe einzugeben ist, um das Automatikgetriebe bei
einigen Situationen zu schützen.
Derartige Situationen beinhalten zum Beispiel jenen Fall, wenn eine Kapazität einer
Kupplung zum Übertragen
einer Antriebskraft aufgrund einer Drehmomentenverstärkungswirkung
eines Drehmomentenwandlers während
eines Starts eines Fahrzeugs und aufgrund eines reduzierten Öldruckes
während
einer niedrigen Kraftmaschinendrehzahl reduziert ist, und einen
Fall, bei dem eine Kapazität
einer Sperrkupplung zum Übertragen
einer Antriebskraft während
einer Reduzierung einer Fahrzeuggeschwindigkeit reduziert ist.
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Bei
einer derartigen Kraftmaschinendrehmomentenbegrenzung kann das Kraftmaschinendrehmoment
auf das Begrenzungsdrehmoment durch eine so genannte Zeitverzögerung reduziert
werden, die eine Zündzeitgebung
der Kraftmaschine verzögert,
und zwar zum Beispiel insbesondere dann, wenn das Kraftmaschinendrehmoment größer ist
als ein Begrenzungsdrehmoment. Jedoch wird ein Verbrennungszustand
der Kraftmaschine durch die Reduzierung des Kraftmaschinendrehmomentes
durch die Zeitverzögerung
instabil, und sie erzeugt nicht verbranntes Gas, und es besteht
die Gefahr, dass dieses die Eigenemissionen nachteilig beeinträchtigt.
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Darüber hinaus
fährt bei
dem vorstehend erwähnten
Hybridfahrzeug das Fahrzeug im Allgemeinen durch die Antriebskraft
von der Kraftmaschine, und dies wird durch den Motor unterstützt, wenn
die von dem Fahrer geforderte Abgabe groß ist, und eine Batterie wird
durch den Motor regeneriert, wenn das Fahrzeug verzögert wird.
Anders gesagt wird der Motor neben der Kraftmaschine verwendet.
Bei einem derartigen Hybridfahrzeug wird gemäß dem Abgabevermögen von
dem Motor die Kraftmaschine so angetrieben, dass die Kraftmaschine
in den besten Zustand (das heißt
der geeigneteste Zustand) hinsichtlich des Kraftstoffverbrauches
auf der Grundlage der Kraftmaschinendrehzahl ungeachtet von einer
von einem Fahrer geforderten Abgabe gelangt, und der Motor gibt
den Betrag zum Kompensieren einer unzureichenden Kraftmaschinenabgabe
zu der geforderten Abgabe ab. Wenn andererseits die Kraftmaschinenabgabe
groß ist,
dann regeneriert der Motor den Betrag der großen Kraftmaschinenabgabe. In diesem
Fall kann das Fahrzeug zusammen mit der von dem Fahrer geforderten
Abgabe fahren.
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Wenn
jedoch die vorstehend erwähnte
Begrenzung des Kraftmaschinendrehmomentes durchgeführt wird,
dann wird der geeigneteste Zustand hinsichtlich des Kraftstoffverbrauches
auf der Grundlage der Drehzahl der Kraftmaschine nicht erreicht.
Daher wird eine Verbesserung des Kraftstoffverbrauches verhindert.
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Es
ist die Aufgabe der Erfindung, eine Steuervorrichtung für ein Hybridfahrzeug
vorzusehen, die eine Gesamtabgabe einer Kraftmaschine und eines Motors
auf eine begrenzte Abgabe begrenzt, die kleiner als oder gleich
einem zulässigen
Drehmoment zur Eingabe in ein Automatikgetriebe ist, in dem eine Abgabe
eines Motors durch eine Motorsteuereinrichtung gesteuert wird.
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In
vorteilhafter Weise kann die Steuervorrichtung für ein Hybridfahrzeug die Kraftmaschine
so steuern, dass die Kraftmaschine in den geeignetesten Zustand
hinsichtlich des Kraftstoffverbrauches gelangt, auch wenn die Gesamtabgabe
der Kraftmaschine und eines Motors auf die begrenzte Abgabe begrenzt
ist, die kleiner als oder gleich dem zulässigen Drehmoment zur Eingabe
in das Automatikgetriebe ist.
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Die
Aufgabe wird durch eine Steuervorrichtung für ein Hybridfahrzeug gelöst, und
das Hybridfahrzeug hat einen Motor (3), der mit einer Kraftmaschinenabgabewelle
(9) verbunden ist, zu der eine Kraftmaschinenabgabe übertragen
wird, und ein Automatikgetriebe (10), wobei das Automatikgetriebe (10)
eine Eingabewelle (38), die mit der Kraftmaschinenabgabewelle
(9) verbunden ist, und eine Abgabewelle aufweist, die mit
einer Antriebsrad verbunden ist, und die Steuervorrichtung hat eine
Erfassungseinrichtung einer geforderten Abgabe zum Erfassen einer
von einem Fahrer geforderten Abgabe; eine Kraftmaschinensteuereinrichtung
(11) zum Steuern der Kraftmaschinenabgabe; eine Motorsteuereinrichtung
(12) zum Steuern der Motorabgabe derart, dass eine gesamte
Abgabe der Motorabgabe und der Kraftmaschinenabgabe zu der vom Fahrer
geforderten Abgabe wird; und eine Begrenzungsanforderungsabgabeeinrichtung
(16) zum Abgeben einer Begrenzungsanforderung zum Begrenzen
der gesamten Abgabe auf eine Begrenzungsabgabe, die kleiner als
oder gleich der zulässigen
Eingabeantriebskraft in die Eingabewelle (38) des Automatikgetriebes
(10) ist, wenn die vom Fahrer geforderte Abgabe größer als
die zulässige
Eingabeantriebskraft ist; wobei die Motorsteuereinrichtung (12)
die Motorabgabe so steuert, dass die gesamte Abgabe von der Motorabgabe
und der Kraftmaschinenabgabe zu der Begrenzungsabgabe wird, wenn
die Begrenzungsanforderung durch die Begrenzungsanforderungsabgabeeinrichtung
(16) abgegeben wird.
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Das
Problem wird auch durch ein Verfahren zum Steuern eines Hybridfahrzeugs
gelöst,
und das Hybridfahrzeug hat einen Motor, der mit einer Kraftmaschinenabgabewelle
verbunden ist, zu der eine Kraftmaschinenabgabe übertragen wird, und ein Automatikgetriebe,
wobei das Automatikgetriebe eine mit der Kraftmaschinenabgabewelle
verbundene Eingabewelle und eine Abgabewelle aufweist, die mit einem
Antriebsrad verbunden ist, und das Verfahren hat die Schritte zum
Erfassen einer geforderten Abgabe von einem Fahrer; Steuern der
Kraftmaschinenabgabe; Steuern einer Motorabgabe derart, dass eine
gesamte Abgabe von der Motorabgabe und der Kraftmaschinenabgabe
zu der vom Fahrer geforderten Abgabe wird; und Abgeben einer Begrenzungsanforderung
zum Begrenzen der gesamten Abgabe der Abgabewelle zu einer Begrenzungsabgabe,
die kleiner als oder gleich einem zulässigen Eingabeantriebsdrehmoment
zu der Eingabewelle des Automatikgetriebes ist, wenn die vom Fahrer
geforderte Abgabe größer ist
als das zulässige
Eingabeantriebsdrehmoment; wobei die Abgabe von dem Motor so gesteuert
wird, dass die gesamte Abgabe von der Motorabgabe und der Kraftmaschinenabgabe
zu der Begrenzungsabgabe werden, wenn die Begrenzungsanforderung
abgegeben wird.
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Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung werden nun unter Bezugnahme auf die Zeichnungen
beschrieben, wobei:
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1 zeigt eine Ansicht eines
Antriebssystems für
ein Hybridfahrzeug gemäß dem Ausführungsbeispiel
der Erfindung;
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2A zeigt eine schematische
Ansicht eines Automatikgetriebes, das bei dem Ausführungsbeispiel
der Erfindung angewendet wird. 2B zeigt
eine Betriebstabelle des Automatikgetriebes;
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3 zeigt eine Blockdarstellung
einer Steuervorrichtung für
ein Hybridfahrzeug gemäß dem Ausführungsbeispiel
der Erfindung;
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4 zeigt ein Beispiel einer
Kraftmaschinenwirkungsgradabbildung;
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5 zeigt eine Flusskarte
einer Steuerung einer Steuervorrichtung für ein Hybridfahrzeug gemäß dem Ausführungsbeispiel
der Erfindung;
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6 zeigt eine Zeitkarte,
bei der eine Drehmomentenbegrenzung gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung
durchgeführt
wird.
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Wie
dies in der 1 gezeigt
ist, hat eine Antriebsquelle eine Kraftmaschine 2 und einen
Motor-Generator (M/G) 3 (nachfolgend als „Motor" bezeichnet), und
deren Antriebskraft wird zu einem Automatikgetriebe 10 abgegeben.
Das Automatikgetriebe 10 hat einen Drehmomentenwandler
(T/C) 4, der ein Beispiel einer Fluidübertragungseinheit ist, ein Automatikgetriebemechanismus 5,
der ein Mehr-Gang-Mechanismus ist, eine Öldrucksteuereinheit 6,
eine mechanische Ölpumpe 7 und
eine elektrische Ölpumpe 8.
Der Automatikgetriebemechanismus 5 ändert eine eingegebene Antriebskraft
auf der Grundlage eines vorbestimmten Fahrzeugfahrzustandes, und
ergibt die geänderte
Antriebskraft zum Beispiel zu einer Radachse ab. Der Automatikgetriebemechanismus 5 ist
mit mehreren Reibeingriffelementen zum Durchführen von Gangänderungen
und der Öldrucksteuereinheit 6 versehen,
die die Gänge durch
Steuern eines Eingriffes der Reibeingriffelemente durch Öldruck ändert und
den Drehmomentenwandler 4 steuert. Der Automatikgetriebemechanismus 5 ist
außerdem
mit der mechanischen Ölpumpe 7 und
der elektrischen Ölpumpe 8 zum
Zuführen eines Öldruckes
zu der Öldrucksteuereinheit 6 versehen.
Die mechanische Ölpumpe 7 arbeitet
mit der Kraftmaschine 2 (und dem Motor 3), und
sie wird durch die Antriebskraft angetrieben. Auf der Grundlage
der Umdrehung von der Kraftmaschine 2 wird ein Öldruck in
der Öldruckeinheit 6 erzeugt.
Die elektrische Ölpumpe 8 ist
unabhängig
von der Antriebskraft der Kraftmaschine 2 (und des Motors 3),
und sie wird durch einen Motor (nicht gezeigt) für die elektrische Ölpumpe 7 angetrieben,
der mit elektrischer Leistung von einer Batterie versorgt wird.
Auf der Grundlage der elektrischen Leistung (elektrische Spannung) wird
ein Öldruck
in der Öldruckeinheit 6 erzeugt.
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Der
Automatikgetriebemechanismus 5 wird nun beschrieben. Wie
dies in der 2A gezeigt
ist, ist der Motor 3 einschließlich eines Stators 3a und
eines Rotors 3b mit einer Kurbelwelle (einer Kraftmaschinenabgabewelle) 9 verbunden,
zu der eine Antriebskraft von der Kraftmaschine 2 abgegeben
wird, indem der Rotor 3b mit der Kurbelwelle 9 direkt
verbunden ist. Eine Eingabewelle 38 des Automatikgetriebes
ist mit der Kurbelwelle 9 verbunden, und sie ist außerdem mit
einem Turbinenläufer
des Drehmomentenwandlers 4 verbunden. Die mechanische Ölpumpe 7 ist
mit dem Turbinenläufer
verbunden. Anders gesagt arbeitet die Antriebsdrehzahl der mechanischen Ölpumpe 7 mit
der Umdrehung der Kraftmaschine 2 und des Motors 3.
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Ein
Hauptgangwechselmechanismus 30 ist an einer ersten Welle 37 vorgesehen,
die an der gleichen Achse der Kraftmaschinenabgabewelle angeordnet
ist. Die Antriebskraft von der Kraftmaschine 2 und des
Motors 3 wird zu der ersten Welle 37 durch einen
Pumpenimpeller des Drehmomentenwandlers 4 übertragen.
Der Drehmomentenwandler 4 hat eine Sperrkupplung 36.
Wenn die Sperrkupplung 36 im Eingriff ist, dann wird die
Antriebskraft von der Kraftmaschine 2 und des Motors 3 zu
der ersten Welle 37 durch die Sperrkupplung 36 übertragen.
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An
der ersten Welle 37 sind in dieser Reihenfolge die mechanische Ölpumpe 7,
die angrenzend an dem Drehmomentenwandler 4 angeordnet
ist, ein Bremsenabschnitt 34, ein Planetengetriebeeinheitsabschnitt 31 und
ein Kupplungsabschnitt 35 vorgesehen. Der Planetengetriebeeinheitsabschnitt 31 hat ein
Einfach-Planetengetriebe 32 und ein Doppelritzel-Planetengetriebe 33.
das Einfach-Planetengetriebe 32 hat ein Sonnenrad S1, ein
Hohlrad R1 und ein Träger
CR, der Ritzel P1 stützt,
die diese Zahnräder kennen.
Das Doppelritzel-Planetengetriebe 33 hat ein
Sonnenrad S2, ein Hohlrad R2 und einen Träger CR, der Ritzel P2 stützt, die
das Sonnenrad S1 kämmt,
und Stützritzel
P3, die das Hohlrad R2 stützen.
Das Sonnenrad S1 und das Sonnenrad S2 sind jeweils drehbar durch
eine Hohlwelle gestützt,
die durch die erste Welle 37 drehbar gestützt ist.
Der Träger
CR ist beiden Planetengetrieben 32, 33 gemeinsam,
und die Ritzel P1, P2, die die Sonnenräder S1 bzw. S2 kämmen, sind
so verbunden, dass sie sich zusammen drehen.
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Der
Bremsenabschnitt 34 hat eine Ein-Wege-Kupplung F1, eine
Bremse B1 und eine Bremse B2, die außerhalb von der Ein-Wege-Kupplung F1 angeordnet
sind. Ein Gegenantriebszahnrad 39 ist mit dem Träger CR durch
einen Keil verbunden. Eine Ein-Wege-Kupplung F2 ist mit dem Hohlrad
R2 verknüpft,
und die Bremse B3 befindet sich zwischen dem Hohlrad R2 und einer
Einfassung des Automatikgetriebes 10. Der Kupplungsabschnitt 35 hat
eine Vorwärtskupplung
(nachfolgend als „Eingabekupplung" bezeichnet) C1 und
eine Direktkupplung C2. Die Eingabekupplung C1 befindet sich an
einer Außenseite
des Hohlrads R1, und die Direktkupplung C2 befindet sich zwischen
einer Innenseite eines drehbaren Elementes und einem Flanschabschnitt, der
mit einem Endabschnitt einer Hohlwelle verbunden ist.
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Ein
Nebengangwechselmechanismus 40 ist an einer zweiten Welle 43 vorgesehen,
die parallel zu der ersten Welle 37 angeordnet ist. Die
erste Welle 37, die zweite Welle 43 und eine dritte
Welle, die aus einer Differentialwelle besteht (Rechts- und Linksachsen 45l, 45r)
bilden ein Dreieck in einer Seitenansicht. Der Nebengangwechselmechanismus 40 hat Einfach-Planetengetriebe 41, 42.
Ein Träger
CR3 und ein Hohlrad R4 sind verbunden, und Sonnenräder S3,
S4 sind so verbunden, dass ein Simpson-Getriebezug gebildet wird. Außerdem ist
ein Hohlrad R3 mit einem angetriebenen Gegenzahnrad 46 so
verbunden, dass ein Eingabeabschnitt gebildet wird. Der Träger CR3
und das Hohlrad R4 sind mit einem Untersetzungszahnrad 47 verbunden,
um so einen Abgabeabschnitt zu bilden. Des weiteren befindet sich eine
UD (Unterantriebs)-Direktkupplung C3 zwischen dem Träger CR3
und einem kombinierten Sonnenrad S3 (S4). Das kombinierte Sonnenrad
S3 (S4) kann durch eine Bremse B4 gestoppt werden, und ein Träger CR4
kann durch eine Bremse B5 gestoppt werden. Somit erhält der Nebengangwechselmechanismus 40 drei
Vorwärtsgänge.
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Eine
Differentialeinheit 50, die als die dritte Welle dient,
hat eine Differentialeinfassung 51. Ein Zahnrad 52,
das das Untersetzungszahnrad 47 kämmt, ist an der Differentialeinfassung 51 fixiert.
In der Differentialeinfassung 51 kämmt ein Differentialzahnrad 53 Seitenzahnräder 55, 66,
die drehbar gestützt
sind. Die Rechts- und Linksachsen 45l, 45r erstrecken
sich von den Seitenzahnrädern 55, 56.
Somit wird eine Drehung von dem Zahnrad 52 auf der Grundlage
eines Lastdrehmomentes abgezweigt und zu dem rechten und dem linken
Vorderrad übertragen.
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Jede
Kupplung C1, C2 und C3 und die Bremsen B1, B2, B3, B4 und B5 haben
einen Öldruckservo (in
den Zeichnungen nicht gezeigt), die so gesteuert werden, dass sie
durch Zufuhr eines Öldrucks
angetrieben werden, der durch die Öldrucksteuereinheit 6 gesteuert
wird. Der Öldruckservo
hat einen Kolben, um mehrere Reibplatten zu drücken, die mit Spalten zwischen
jeweiligen Platten versehen sind, während die Kupplungen und die
Bremsen gelöst
sind. Ein Eingriffszustand der Kupplungen und der Bremsen kann dadurch
betrieben werden, dass der Kolben gegen die Reibplatten auf der
Grundlage des zugeführten Öldrucks
gedrückt
wird.
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Der
Betrieb des Automatikgetriebemechanismus 5 wird nun zusammen
mit der Betriebstabelle beschrieben, die in der 2(b) gezeigt ist. Bei einem Zustand eines
ersten Ganges (1st) sind die Kupplung C1, die Ein-Wege-Kupplung
F2 und die Bremse B5 im Eingriff. Somit gelangt der Hauptgangwechselmechanismus 30 in
den ersten Gangzustand, und die Untersetzungsdrehzahl wird zu dem Hohlrad
R3 des Nebengangänderungsmechanismus 40 durch
die Gegenzahnräder 39, 46 übertragen.
Bei dem Nebengangänderungsmechanismus 40 wird
der Träger
CR4 durch die Bremse B5 gestoppt, und ein Zustand eines ersten Ganges
wird erzeugt. Die Untersetzungsdrehzahl des Hauptgangänderungsmechanismus 30 wird
weiter reduziert und zu den Achsen 45l, 45r durch
die Zahnräder 47, 52 und
die Differentialeinheit 50 übertragen.
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Bei
einem Zustand eines zweiten Ganges (2nd) gelangt die Kupplung C1
in Eingriff, und wenn die Bremse B2 im Eingriff ist, dann wird der
Eingriff der Ein-Wege-Kupplung F2 sanft zu dem Eingriff der Ein-Wege-Kupplung
F1 geschaltet, und der Hauptgangwechselmechanismus 30 gelangt
in den Zustand des zweiten Ganges. Außerdem ist der Nebengangwechselmechanismus 40 in
dem Zustand des ersten Ganges durch den Eingriff der Bremse B5.
Somit erzeugt die Kombination des Zustands des zweiten Ganges des
Hauptgangwechselmechanismus 30 und des Zustandes des ersten
Ganges des Nebengangwechselmechanismus 40 den Zustand des zweiten
Ganges des Automatikgetriebes 5 insgesamt.
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Bei
einem Zustand eines dritten Ganges (3rd) verbleibt der Hauptgangwechselmechanismus 30 in
dem Zustand des zweiten Ganges, wie dies vorstehend beschrieben
ist, bei dem die Kupplung C1, die Bremse B2 und die Ein-Wege-Kupplung
F1 im Eingriff sind. Andererseits gelangt bei dem Nebengangwechselmechanismus 40 die
Bremse B4 in Eingriff. Dann werden die Sonnenräder S3, S4 fixiert, und eine
Drehung von dem Hohlrad R3 wird von dem Träger CR3 als eine Drehung im
Zustand des zweiten Ganges abgegeben. Somit erzeugt die Kombination des Zustandes
des zweiten Ganges des Hauptgangwechselmechanismus 30 und
des Zustands des zweiten Gangs des Nebengangwechselmechanismus 40 den
Zustand eines dritten Ganges des Automatikgetriebes 5 insgesamt.
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Bei
einem Zustand eines vierten Gangs (4th) verbleibt der Hauptgangwechselmechanismus 30 auch
in dem Zustand des zweiten Gangs, wie dies vorstehend beschrieben
ist, bei dem die Kupplung C1, die Bremse B2 und die Ein-Wege-Kupplung
F1 im Eingriff sind. Andererseits wird bei dem Nebengangwechselmechanismus 40 die
Bremse B4 gelöst, und
die UD-Direktkupplung C3 gelangt in Eingriff. In diesem Zustand
sind das Hohlrad R3 und das Sonnenrad S3 (S4) verbunden, und die
beiden Planetengetriebe 41, 42 drehen sich direkt
zusammen. Somit erzeugt die Kombination des Zustands des zweiten Gangs
des Hauptgangwechselmechanismus 30 und des Zustands des
dritten Gangs (Direktantriebsdrehung) des Nebengangwechselmechanismus 40 den Zustand
eines vierten Ganges des Automatikgetriebes 5 insgesamt.
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Bei
einem Zustand eines fünften
Ganges (5th) sind der Hauptgangwechselmechanismus 30, die
Kupplung C1 und die Direktkupplung C2 im Eingriff, und eine Drehung
der ersten Welle 37 wird sowohl zu dem Hohlrad R1 als auch
zu dem Sonnenrad S1 übertragen.
Somit dreht sich der Planetengetriebeeinheitsabschnitt 31 direkt
zusammen. Andererseits verbleibt der Nebengangwechselmechanismus 40 in
dem Zustand des dritten Gangs, wie dies vorstehend beschrieben ist,
bei dem die UD-Direktkupplung C3 im Eingriff ist. Somit erzeugt
die Kombination des Zustands des dritten Ganges (Direktantriebsdrehung)
des Hauptgangwechselmechanismus 30 und des Zustands des
dritten Ganges (Direktantriebsdrehung) des Nebengangwechselmechanismus 40 den Zustand
eines vierten Gangs des Automatikgetriebes 5 insgesamt.
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Bei
einem Zustand eines Rückwärtsgangs (REV)
sind die Direktkupplung C2, die Bremse B3 und die Bremse B5 im Eingriff.
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In
diesem Zustand erzeugt der Hauptgangwechselmechanismus 30 eine
Rückwärtsdrehung, und
der Nebengangwechselmechanismus 40 erzeugt den Zustand
des ersten Ganges, wodurch die Bremse B5 eine Drehung des Trägers CR4
in der Rückwärtsrichtung
verhindert. Somit erzeugt die Kombination des Zustands des Rückwärtsgangs
des Hauptgangwechselmechanismus 30 und des Zustands des
ersten Gangs des Nebengangwechselmechanismus 40 den Zustand
des Rückwärtsgangs des
Automatikgetriebes 5 insgesamt.
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In
der 2B stellt ein Dreieck
einen Betrieb (das heißt
ein Eingriff) während
des Kraftmaschinenbremsvorganges dar. Zum Beispiel ist bei einem
Zustand des ersten Ganges eine Bremse B3 anstelle einer Ein-Wege-Kupplung
F2 im Eingriff und fixiert ein Hohlrad R2. Bei Zuständen des
zweiten bis vierten Ganges ist eine Bremse B1 anstelle einer Ein-Wege-Kupplung
F1 im Eingriff und fixiert ein Sonnenrad S2.
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Die
Steuervorrichtung eines Hybridfahrzeugs gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung
wird nun mit der 3 beschrieben.
Die 3 zeigt eine Blockdarstellung
einer Steuervorrichtung für
ein Hybridfahrzeug gemäß dem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung. Wie dies in der 3 gezeigt ist, hat die Steuervorrichtung
eines Hybridfahrzeugs eine Steuereinheit (ECU) U. Die Steuereinheit
U hat eine Kraftmaschinensteuereinrichtung 11, eine Kraftmaschinendrehmomentenberechnungseinrichtung 11a,
eine Motorsteuereinrichtung 12, eine Motordrehmomentenberechnungseinrichtung 12a,
eine Motorkapazitätserfassungseinrichtung 13,
eine Abgabedifferenzerfassungseinrichtung 14, eine Gesamtdrehmomentenberechnungseinrichtung 15,
eine Begrenzungsanforderungsabgabeeinrichtung 16, eine
Berechnungseinrichtung eines vom Fahrer geforderten Drehmomentes
(das heißt
eine Anforderungsabgabeberechnungseinrichtung) 17 und eine
Kraftmaschinenwirkungsgradabbildung Map.
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Die
Steuervorrichtung 1 eines Hybridfahrzeugs hat außerdem einen
Kraftmaschinendrehzahlsensor 18 (oder einen Geschwindigkeitssensor 19),
der mit der Kraftmaschinensteuereinrichtung 11 und der
Erfassungseinrichtung 17 des vom Fahrer geforderten Momentes
verbunden ist, eine Batterie 20, die mit der Motorkapazitätserfassungseinrichtung 13 verbunden
ist, einen Beschleunigungsvorrichtungsöffnungssensor 21,
der mit der Erfassungsvorrichtung 17 des vom Fahrer geforderten
Drehmomentes verbunden ist.
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Die
Kraftmaschinenwirkungsgradabbildung Map wird nun unter Bezugnahme
auf die 4 beschrieben.
Die 4 zeigt ein Beispiel
der Kraftmaschinenwirkungsgradabbildung. Wie dies in der 4 gezeigt ist, zeigt die
Kraftmaschinenwirkungsgradabbildung Map eine einzigartige Charakteristik einer
Kraftmaschine selbst. Eine Horizontalachse gibt eine Kraftmaschinendrehzahl
Ne (U/min) dar, und eine Vertikalachse gibt ein Drehmoment P (Nm) dar.
Jede Kurve SL1 bis SL12 gibt unterschiedliche Drosselöffnungen
(%) an. Die größere Nummer
der Kurven entspricht der größeren Drosselöffnung,
und SL12 entspricht 100 der Drosselöffnung.
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Jede
geschlossene Schleife F1 bis F14 ist eine Konturlinie, die den selben
Punkten einer Kraftstoffverbrauchsrate verbindet (zum Beispiel g/(ps·h), das
heißt
die Anzahl der verbrauchten Gramm Kraftstoff pro PS und pro Stunde).
Die kleinere Nummer der geschlossenen Schleifen entspricht der kleineren Kraftstoffverbrauchsrate,
was eine bessere Kraftstoffeffizienz bedeutet. Die jeweiligen geschlossenen Schleifen
F7 bis F14 zeigen eine teilweise Schleife aufgrund der Zeichnungsgröße.
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Falls
der Automatikgetriebemechanismus 5 ein mehrstufiger Getriebemechanismus
gemäß der vorstehenden
Beschreibung ist, dann wird die Kraftmaschinendrehzahl Ne in notwendiger
Weise auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit währenddessen
und eines Übersetzungsverhältnisses
einer Gangstufe bestimmt (das heißt ein erster Gang bis zu einem
fünften
Gang, und ein Rückwärtsgang).
Daher ist die Linie L mit der besten Kraftstoffeffizienz so definiert,
dass eine Beziehung einer Kraftmaschinendrehzahl Ne und eines Kraftmaschinendrehmomentes
Te so bestimmt ist, dass ein sanftes Abgabekraftmaschinendrehmoment
(das heißt
eine Kraftmaschinenabgabe) Te als Reaktion auf eine Änderung
der Kraftmaschinendrehzahl Ne (das heißt eine Änderung der Fahrzeuggeschwindigkeit)
geändert
wird, und die beste Kraftstoffeffizienz wird erreicht. Somit kann
die Kraftmaschine 2 das Kraftmaschinendrehmoment Te dabei
in dem effizientesten Zustand abgeben. Außerdem kann das Kraftmaschinendrehmoment
Te durch Steuern einer Drosselöffnung
der Kraftmaschine 2 durch eine elektrische Drosselsteuerung
geändert
werden.
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Auf
der Grundlage des vorstehend beschriebenen Aufbaus wird nun die
Steuerung der Steuervorrichtung eines Hybridfahrzeugs gemäß dem Ausführungsbeispiel
der Erfindung mit der 5 beschrieben.
Die 5 zeigt eine Flusskarte
der Steuerung der Steuervorrichtung für ein Hybridfahrzeug gemäß dem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung.
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Zum
Beispiel schaltet ein Fahrer einen Zündschlüssel (nicht gezeigt) ein (EIN),
und die Steuerung der Steuervorrichtung wird gestartet (S1). Dann
erhalten die Kraftmaschinensteuereinrichtung 11 und die
Berechnungseinrichtung 17 des vom Fahrer geforderten Drehmomentes
die Kraftmaschinendrehzahl Ne von dem Kraftmaschinendrehzahlsensor 18 (S2).
Die Kraftmaschinendrehzahl Ne kann auch dadurch erhalten werden,
dass die Fahrzeuggeschwindigkeit von einem Geschwindigkeitssensor 19 erhalten
wird und dass sie aus einem Übersetzungsverhältnis des
Automatikgetriebemechanismus 5 berechnet wird.
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Dann
erhält
(berechnet) die Kraftmaschinendrehmomentenberechnungseinrichtung 11a der Kraftmaschinensteuereinrichtung 11 das
beste KRAftmaschinendrehmoment Tbs aus der Kraftmaschinenwirkungsgradabbildung
Map (S3). Die Berechnungseinrichtung 17 des vom Fahrer
geforderten Drehmomentes erhält
das vom Fahrer geforderte Drehmoment (Anforderungsabgabe) Trq aus der
Kraftmaschinenwirkungsgradabbildung Map auf der Grundlage einer
Beschleunigungsvorrichtungsöffnung,
die von dem Beschleunigungsvorrichtungsöffnungssensor 21 erhalten
wird (S4).
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Wie
dies in der 4 im Einzelnen
gezeigt ist, wird zum Beispiel das beste Kraftmaschinendrehmoment
Tbs1 aus der vorstehend beschriebenen besten Kraftstoffverbrauchslinie
L erhalten, wenn die Kraftmaschinendrehzahl Ne1 beträgt. Falls
die Beschleunigungsvorrichtung bei SL6 liegt, dann wird bestimmt,
dass ein Fahrer das Abgabedrehmoment dabei fordert, wenn die Drosselöffnung bei
SL6 liegt, und das vom Fahrer geforderte Drehmoment Trq1 wird erhalten.
Wenn des weiteren die Fahrzeuggeschwindigkeit erhöht wird
und die Kraftmaschinendrehzahl zu Ne2 wird, dann wird das beste
Kraftmaschinendrehmoment Tbs2 aus der vorstehend beschriebenen besten
Kraftstoffverbrauchslinie L erhalten. Falls die Beschleunigungsvorrichtungsöffnung bei
SL6 verbleibt, dann wird bestimmt, dass der Fahrer das Abgabedrehmoment
dabei fordert, wenn die Drosselöffnung
bei SL6 liegt, und das vom Fahrer geforderte Drehmoment Trq2 wird
erhalten.
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Wie
dies in der 5 gezeigt
ist, erhält
(erfasst) die Motorkapazitätserfassungseinrichtung 13 dann
das Drehmoment Tm11, das dann abgegeben werden kann, wenn der Motor 3 in
einem Antriebszustand ist, und das Drehmoment Tm12, das dann abgegeben
werden kann, wenn der Motor 3 in einem Regenerierungszustand
ist, und zwar auf der Grundlage der Restladung der Batterie 20 (SOC),
deren Zustand (zum Beispiel die Temperatur, SOH) und einer Kapazität des Motors 3 selbst
und dergleichen (S5).
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Dann
bestimmt die Begrenzungsanforderungsabgabeeinrichtung 16,
ob das vom Fahrer geforderte Drehmoment Trq größer ist als jenes Drehmoment,
das in das Automatikgetriebe 10 eingegeben werden kann
(das heißt
das zulässige
Eingabedrehmoment oder das verfügbare
Eingabedrehmoment). Falls das vom Fahrer geforderte Drehmoment Trq
größer ist
als das zulässige
Eingabemoment, dann gibt die Begrenzungsanforderungsabgabeeinrichtung 16 eine
Begrenzungsanforderung ab (Signal) (S6). Und zwar ist bei dem normalen
Fahrzustand das Automatikgetriebe 10 so gestaltet, dass
es der maximalen Abgabe von der Kraftmaschinenabgabe 2 und
der Motorabgabe 3 standhalten kann. Jedoch verringert sich
manchmal das zulässige
Eingabedrehmoment vorübergehend.
Derartige Fälle
enthalten zum Beispiel eine Situation, wenn eine Kapazität einer
Kupplung zum Übertragen
einer Antriebskraft aufgrund einer Drehmomentenverstärkungswirkung
eines Drehmomentenwandlers während
eines Starts eines Fahrzeugs reduziert ist, und aufgrund eines reduzierten Öldruckes
während
einer niedrigen Kraftmaschinendrehzahl, eine Situation, wenn eine Kapazität einer
Sperrkupplung zum Übertragen
einer Antriebskraft während
einer Reduzierung der Fahrzeuggeschwindigkeit reduziert ist. In
diesen Fällen wird
ein Signal des zulässigen
Eingabedrehmomentes zum Schützen
des Automatikgetriebes 10 von dem Automatikgetriebe 10 gesendet.
Die Begrenzungsanforderungsabgabeeinrichtung 16, die das
Signal aufgenommen hat, gibt eine Begrenzungsanforderung ab, so
dass das Gesamtdrehmoment (Gesamtabgabe) Tout, die später beschrieben wird,
zu dem zulässigen
Eingabedrehmoment wird (oder kleiner als das zulässige Eingabedrehmoment). Dabei
legt die Begrenzungsanforderungsabgabeeinrichtung 16 ein
Begrenzungsdrehmoment (Begrenzungsabgabe) Tlim auf der Grundlage
des Signals des zulässigen
Eingabedrehmomentes von dem Automatikgetriebe 10 fest.
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Wenn
zum Beispiel bei dem Schritt S6 die Begrenzungsanforderungsabgabeeinrichtung 16 die Begrenzungsabgabe
nicht abgibt (Nein bei S6), dann folgt der Schritt S8 und die Gesamtdrehmomentenberechnungseinrichtung 15 legt
das vom Fahrer geforderte Drehmoment Trq auf das Gesamtdrehmoment
Tout fest, das durch die Berechnungseinrichtung 17 des
vom Fahrer geforderten Drehmomentes erhalten wird. Auch wenn die
Begrenzungsanforderungsabgabeeinrichtung die Begrenzungsanforderung
abgibt (Ja bei S6), dann bestimmt die Gesamtdrehmomentenberechnungseinrichtung 15, ob
das Begrenzungsdrehmoment Tlim größer als das vom Fahrer geforderte
Drehmoment Trq (S7). Falls das Begrenzungsdrehmoment Tlim größer ist
als das vom Fahrer geforderte Drehmoment Trq (Ja bei S7), dann legt
die Gesamtdrehmomentenberechnungseinrichtung 15 das vom
Fahrer geforderte Drehmoment Trq auf das Gesamtdrehmoment Tout fest,
das durch die Berechnungseinrichtung 17 des vom Fahrer
geforderten Drehmomentes erhalten wird (S8).
-
Wenn
andererseits die Begrenzungsanforderungsabgabeeinrichtung 16 die
Begrenzungsanforderung abgibt (Ja bei S6), und das Begrenzungsdrehmoment
Tlim kleiner ist als das vom Fahrer geforderte Drehmoment Trq (Nein
bei S7), dann schützt die
Gesamtdrehmomentenberechnungseinrichtung 15 das Automatikgetriebe 10,
wie dies vorstehend beschrieben ist, und sie gibt das Begrenzungsdrehmoment
Tlim ein, das durch die Begrenzungsanforderungsabgabeeinrichtung 16 auf
das Gesamtdrehmoment Tout festgelegt ist (S9).
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Wie
dies vorstehend beschrieben ist, bestimmt die Motordrehmomentenberechnungseinrichtung 12a,
ob das Gesamtdrehmoment Tout kleiner ist als das beste Kraftmaschinendrehmoment
Tbs, das durch die Kraftmaschinendrehmomentenberechnungseinrichtung 11a erhalten
wird (S10), nachdem das Gesamtdrehmoment Tout entweder auf das vom Fahrer
geforderte Drehmoment Trq oder das Begrenzungsdrehmoment Tlim festgelegt
wurde. Falls das Gesamtdrehmoment Tout kleiner ist als das beste Kraftmaschinendrehmoment
Tbs (Ja bei S10), das heißt
wenn der Motor 3 Energie regenerieren muss, da das beste Kraftmaschinendrehmoment
Tbs hoch ist, dann folgt der Schritt S12.
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Bei
dem Schritt S12 bestimmt die Motordrehmomentenberechnungseinrichtung 12a,
ob eine Differenz zwischen dem Gesamtdrehmoment Tout und dem besten
Kraftmaschinendrehmoment Tbs größer ist
als das Motorabgabedrehmoment, das bei einem Regenerierungszustand
verfügbar
ist, nämlich
Tm12 (siehe S5), was durch die Motorkapazitätserfassungseinrichtung 13 erfasst
wird. Anders gesagt bestimmt die Motordrehmomentenberechnungseinrichtung 12a,
ob das vorstehend festgelegte Gesamtdrehmoment Tout durch die Regenerierung
des Motors 3 erhalten werden kann. Falls dies möglich ist (das
heißt
die Differenz ist nicht größer als
das Motorabgabedrehmoment, das bei dem Regenerierungszustand verfügbar ist,
nämlich
Tm12) (Nein bei S12), dann steuert die Kraftmaschinensteuereinrichtung 11 die
Kraftmaschine 2, damit das Kraftmaschinendrehmoment Te
zu dem besten Kraftmaschinendrehmoment Tbs wird (S14).
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Die
Abgabedifferenzerfassungseinrichtung 14 erfasst (das heißt berechnet)
eine Differenz zwischen dem Gesamtdrehmoment Tout (das heißt das Begrenzungsdrehmoment
Tlim oder das vom Fahrer geforderte Drehmoment Trq) und dem besten
Kraftmaschinendrehmoment Tbs. Die Motordrehmomentenberechnungseinrichtung 12a berechnet
die Differenz als ein Motordrehmoment (Motorabgabe) Tm, die Motorsteuereinrichtung 12 steuert
den Motor 3 auf das Motordrehmoment Tm (S15), und dieser
Prozess kehrt zurück
(S23). Insgesamt wird durch Steuern des Motors in einem Regenerierungszustand durch
die Motorsteuereinrichtung 12 auf der Grundlage der Differenz
zwischen dem Gesamtdrehmoment Tout und dem besten Kraftmaschinendrehmoment Tbs
das Gesamtdrehmoment Tout zu dem Automatikgetriebe 10 derart
abgegeben, dass das Motordrehmoment Tm, das das Regenerierungsdrehmoment
ist, das Kraftmaschinendrehmoment Te absorbiert, welches das beste
Kraftmaschinendrehmoment Tbs ist.
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Wenn
außerdem
bei dem Schritt S12 die Differenz zwischen dem Gesamtdrehmoment
Tout und dem besten Kraftmaschinendrehmoment Tbs größer ist
als das Motorabgabedrehmoment, das in einem Regenerierungszustand
verfügbar
ist, nämlich
Tm12, das durch die Motorkapazitätserfassungseinrichtung 13 erfasst
ist, oder anders gesagt wenn das Gesamtdrehmoment Tout durch die
Regenerierung des Motors 3 nicht erhalten werden kann (Ja
bei S12), dann gibt die Motordrehmomentenberechnungseinrichtung 12a das
in einem Regenerierungszustand verfügbare Motorabgabedrehmoment
Tm12 zu dem Motordrehmoment Tm ein, und die Motorsteuereinrichtung 12 steuert
den Motor 3 auf das Motorabgabedrehmoment Tm12, das in
einem Regenerierungszustand verfügbar
ist (S16).
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Die
Kraftmaschinendrehmomentenberechnungseinrichtung 11a berechnet
die Differenz zwischen dem Gesamtdrehmoment Tout und dem in einem
Regenerierungszustand verfügbaren
Motorabgabedrehmoment Tm12 als das Kraftmaschinendrehmoment Te,
die Kraftmaschinensteuereinrichtung 11 steuert die Kraftmaschine 2 zu
dem Kraftmaschinendrehmoment Te (S17), und dieser Prozess kehrt
zurück
(S23). Insgesamt ist das Gesamtdrehmoment Tout zu dem Automatikgetriebe 10 derart
abzugeben, dass die Regenerierung des Motors 3 so gut wie
möglich
durchgeführt
wird und dass das Gesamtdrehmoment Tout durch die Kraftmaschine 2 gesteuert
wird. In dieser Situation wird der Kraftmaschinenzustand schlechter
als die Linie L der besten Kraftstoffeffizienz um einen Betrag,
der die Regenerierungsabgabekapazität des Motors 3 überschreitet. Der
Schutz des Automatikgetriebes hat nämlich eine höhere Priorität als die
Verbesserung der Kraftstoffeffizienz.
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Falls
andererseits bei dem Schritt S10 das Gesamtdrehmoment Tout größer ist
als das beste Kraftmaschinendrehmoment Tbs (Nein bei S10), dann
folgt der Schritt S11. Bei dem Schritt S11 bestimmt die Motordrehmomentenberechnungseinrichtung 12a,
ob das Gesamtdrehmoment Tout größer ist als
das beste Kraftmaschinendrehmoment Tbs, das durch die Kraftmaschinendrehmomentenberechnungseinrichtung 11a erhalten
wird. Falls das Gesamtdrehmoment Tout größer ist als das beste Kraftmaschinendrehmoment
Tbs (Ja bei S11), oder anders gesagt falls der Motor 3 in
einem Antriebszustand sein soll, da das beste Kraftmaschinendrehmoment
Tbs klein ist, dann folgt der Schritt S13.
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Bei
dem Schritt S13 bestimmt die Motordrehmomentenberechnungseinrichtung 12a,
ob eine Differenz zwischen dem Gesamtdrehmoment Tout und dem besten
Kraftmaschinendrehmoment Tbs größer ist
als das bei einem Antriebszustand verfügbare Motorabgabedrehmoment
Tm11 (siehe S5), was durch die Motorkapazitäterfassungseinrichtung erfasst wird.
Anders gesagt bestimmt die Motordrehmomentenberechnungseinrichtung 12a,
ob das vorstehend festgelegte Gesamtdrehmoment Tout durch den Antriebsvorgang
des Motors 3 erhalten werden kann. Falls dies möglich ist
(das heißt
die Differenz ist kleiner als das bei einem Antriebszustand verfügbare Motorabgabedrehmoment
Tm11) (Nein bei S13), dann steuert die Kraftmaschinensteuereinrichtung 11 die
Kraftmaschine 2, damit das Kraftmaschinendrehmoment Te
zu dem besten Kraftmaschinendrehmoment Tbs wird (S18).
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Dann
erfasst (das heißt
berechnet) die Abgabedifferenzerfassungseinrichtung 14 eine
Differenz zwischen dem Gesamtdrehmoment Tout (das heißt das Begrenzungsdrehmoment
tlim oder das vom Fahrer geforderte Drehmoment Trq) und dem besten
Kraftmaschinendrehmoment Tbs. Die Motordrehmomentenberechnungseinrichtung 12a berechnet
die Differenz als Motordrehmoment (Motorabgabe) Tm, die Motorsteuereinrichtung 12 steuert
den Motor 3 auf das Motordrehmoment Tm (S19), und dieser
Prozess kehrt zurück
(S23). Insgesamt wird durch Steuern des Motors in einem Antriebszustand durch
die Motorsteuereinrichtung 12 auf der Grundlage der Differenz
zwischen dem Gesamtdrehmoment Tout und dem besten Kraftmaschinendrehmoment
Tbs das Gesamtdrehmoment Tout zu dem Automatikgetriebe 10 derart
abgegeben, dass das Motordrehmoment Tm, dass das Antriebsdrehmoment
ist, das Kraftmaschinendrehmoment Te unterstützt, das das beste Kraftmaschinendrehmoment Tbs
ist.
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Falls
außerdem
bei dem Schritt S13 die Differenz zwischen dem Gesamtdrehmoment
Tout und dem besten Kraftmaschinendrehmoment Tbs größer ist
als das bei einem Antriebszustand verfügbare Motorabgabedrehmoment
Tm 11, was durch Motorkapazitätserfassungseinrichtung 13 erfasst
ist, oder falls anders gesagt, das gesamte Drehmoment Tout nicht durch
den Antriebsvorgang des Motors 3 erhalten werden kann (Ja
bei S13), dann gibt die Motordrehmomentenberechnungseinrichtung 12A das
bei einem Antriebszustand verfügbare
Motorabgabedrehmoment Tm 11 zu dem Motordrehmoment Tm ab, und die
Motorsteuereinrichtung 12 steuert den Motor 3 zu
dem Motorabgabedrehmoment Tm 11, das bei einem Antriebszustand verfügbar ist
(S20).
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Dann
berechnet die Kraftmaschinendrehmomentenberechnungseinrichtung 11A die
Differenz zwischen dem Gesamtdrehmoment Tout und den bei einem Antriebszustand
verfügbaren
Motorabgabedrehmoment Tm 11 als das Kraftmaschinendrehmoment Te,
die Kraftmaschinensteuereinrichtung 11 steuert die Kraftmaschine 2 auf
das Kraftmaschinendrehmoment Te (S21), und dieser Prozess kehrt
zurück
(S23). Insgesamt wird das Gesamtdrehmoment Tout zu dem Automatikgetriebe 10 derart
abgegeben, dass der Antriebsvorgang des Motors 3 so gut
wie möglich
durchgeführt
wird und das Gesamtdrehmoment Tout durch die Kraftmaschine 2 gesteuert
wird. In dieser Situation wird der Kraftmaschinenzustand besser
als die Linie L der besten Kraftstoffeffizienz um jenen Betrag,
der die Antriebsabgabekapazität des
Motors 3 überschreitet.
Die vom Fahrer geforderte Abgabe hat nämlich Priorität vor der
Verbesserung der Kraftstoffeffizienz.
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Falls
das Gesamtdrehmoment Tout weder kleiner noch größer als das beste Kraftmaschinendrehmoment
Tbs ist (Nein bei 510, Nein bei S11), dann ist die Regenerierung
oder der Antriebsvorgang des Motors 3 überflüssig, und der Schritt S22 folgt. Bei
dem Schritt S22 gibt die Kraftmaschinendrehmomentenberechnungseinrichtung 11A das
beste Kraftmaschinendrehmoment Tbs zu dem Kraftmaschinendrehmoment
Te ein, und die Kraftmaschinensteuereinrichtung 11 steuert
die Kraftmaschine 2 derart, dass das Kraftmaschinendrehmoment
Te zu dem besten Kraftmaschinendrehmoment Tbs ist, und dieser Prozess
kehrt zurück
(S23).
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Die
vorstehend beschriebene Steuerung nach dem Schritt S1 bis zu dem
Schritt S23 wird jeweils in kleinen Zeiträumen wiederholt (z.B. alle
0,3 s). Somit kann die Kraftmaschine 2 mit der besten Kraftstoffeffizienz
angetrieben werden, auch wenn sich die Kraftmaschinendrehzahl Ne
auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit ändert.
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Das
Ausführungsbeispiel,
bei dem die Drehmomentenbegrenzung durchgeführt wird, z.B. wenn ein Fahrzeug
auf der Grundlage der vorstehend beschriebenen Steuerung bewegt
wird, wird nun mit der 6 beschrieben.
Die 6 zeigt eine Zeitkarte, bei
der eine Drehmomentenbegrenzung gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung
durchgeführt wird.
In der 6 gibt die Vertikalachse
von oben nach unten das Kraftmaschinendrehmoment, das Motordrehmoment,
das Eingabedrehmoment (d.h. das zu dem Automatikgetriebe eingegebene
Drehmoment, nämlich
das Gesamtdrehmoment des Kraftmaschinendrehmomentes und des Motordrehmomentes)
und eine Beschleunigungsvorrichtungsöffnung an. Die Horizontalachse
gibt die Zeit an.
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Zum
Beispiel wird nach einem Punkt TO bis zu einem Punkt T1 eine Bremse
durch einen Fahrer eingeschaltet (Ein), und eine Beschleunigungsvorrichtung
wird ausgeschaltet (Aus) (eine Beschleunigungsvorrichtungsöffnung beträgt 0%).
Ein Fahrzeug stoppt, und die Kraftmaschine 2 ist in einem
Leerlaufzustand. Bei dem Punkt T1 erhält die Kraftmaschinendrehmomentenberechnungseinrichtung 11A das
beste Kraftmaschinendrehmoment Tbs, das auf der Kraftmaschinendrehzahl
Ne (d.h. die Leerlaufdrehzahl in dieser Situation) proportional
zu einer Fahrzeuggeschwindigkeit über ein Übersetzungsverhältnis beruht
(S2, S3), wenn der Fahrer das Bremspedal löst und ein Beschleunigungspedal um
einen vorbestimmten Betrag niederdrückt. Außerdem erhält die Berechnungseinrichtung 17 des
vom Fahrer geforderten Drehmomentes das vom Fahrer geforderte Drehmoment
Trq (54). Wenn des weiteren die Begrenzungsanforderungsabgabeeinrichtung 16 erfasst,
dass das vom Fahrer geforderte Drehmoment Trq größer ist als das zulässige Eingabedrehmoment
für das
Automatikgetriebe, dann wird die Begrenzungsanforderung abgegeben
(S6, S7), und die Gesamtdrehmomentenberechnungseinrichtung 15 gibt
das Begrenzungsdrehmoment Tlim zu dem Gesamtdrehmoment Tout ein
(S9).
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Das
vorstehend erwähnte
vom Fahrer geforderte Drehmoment Trq, das durch die Berechnungseinrichtung 17 des
vom Fahrer geforderten Drehmomentes durch die Kraftmaschinenwirkungsgradabbildung
Nep berechnet wird, ändert
sich gemäß den Kurven
SL1 bis SL12, die Drosselöffnungen
angeben, sofern die Beschleunigungsvorrichtungsöffnung konstant ist, wie dies
in der 4 gezeigt ist.
Jedoch ist in der Zeitkarte gemäß der 6 das vom Fahrer geforderte
Drehmoment Trq zur Vereinfachung der Beschreibung konstant gehalten.
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Dann
bestimmt die Motordrehmomentenberechnungseinrichtung 12A,
dass das beste Kraftmaschinendrehmoment Tbs kleiner ist als das
Gesamtdrehmoment Tout, (d.h. das Begrenzungsdrehmoment Tlim) (S11).
Die Kraftmaschinensteuereinrichtung 11 gibt das beste Kraftmaschinendrehmoment Tbs
zu dem Kraftmaschinendrehmoment Te ein, und sie steuert die Kraftmaschine 2 so,
dass die Kraftmaschine 2 in dem Zustand der besten Kraftstoffeffizienz
gehalten wird (S18). Außerdem
gibt die Motorsteuereinrichtung 12 die Differenz zwischen
dem Gesamtdrehmoment Tout und dem besten Kraftmaschinendrehmoment
Tbs zu dem Motordrehmoment Tm ein, und sie steuert den Motor 3 in
einem Regenerierungszustand (S19). Insgesamt wird das Begrenzungsdrehmoment
Tlim durch die Kraftmaschine 2 und den Motor 3 abgegeben,
und dann wird das Eingabedrehmoment des Automatikgetriebes 10 zu
dem Begrenzungsdrehmoment Tlim.
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Wenn
das Begrenzungsdrehmoment Tlim durch die Kraftmaschine 2 und
den Motor 3 gemäß der vorstehenden
Beschreibung abgegeben wird, dann beginnt eine Erhöhung der
Fahrzeuggeschwindigkeit z.B. bei einem Punkt T2. Dann beginnt eine Erhöhung der
Kraftmaschinendrehzahl Ne auf der Grundlage eines Übersetzungsverhältnisses
des Automatikgetriebes 10. Das beste Kraftmaschinendrehmoment
Tbs auf der Grundlage der Kraftmaschinendrehzahl Ne wird durch die
Kraftmaschinendrehmomentenberechnungseinrichtung 11A erhalten
(S3). Außerdem
steuert die Kraftmaschinensteuereinrichtung 11 die Kraftmaschine 2 derart,
dass das Kraftmaschinendrehmoment Te zu dem besten Kraftmaschinendrehmoment
Tbs wird (d.h. so, dass sich die Drosselöffnung allmählich vergrößert) (S18), und das Kraftmaschinendrehmoment
Te erhöht
sich. Des weiteren erhält
die Motordrehmomentenberechnungseinrichtung 12A gemäß der Erhöhung des
Kraftmaschinendrehmomentes Te das Motordrehmoment Tm derart, dass
das Gesamtdrehmoment Tout zu dem Begrenzungsdrehmoment Tlim wird.
Die Motorsteuereinrichtung 12 steuert den Motor 3 in
einem Regenerierungszustand auf das Motordrehmoment Tm (S19). Insgesamt
verringert sich das Motordrehmoment Tm allmählich gemäß der Erhöhung des Kraftmaschinendrehmomentes
Te.
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Wenn
die Steuerung weiter fortgesetzt wird, so dass das Kraftmaschinendrehmoment
Te zu dem besten Kraftmaschinendrehmoment Tbs gemäß der Fahrzeuggeschwindigkeit
(Kraftmaschinendrehzahl Ne) wird, dann wird das Kraftmaschinendrehmoment Te
größer als
das Begrenzungsdrehmoment Tlim z.B. bei einem Punkt T3 (S10). Dann
steuert die Kraftmaschinensteuereinrichtung 11 in der gleichen Art
und Weise gemäß der vorstehenden
Beschreibung die Kraftmaschine 2 auf das beste Kraftmaschinendrehmoment
Tbs (S14), und die Abgabedifferenzerfassungseinrichtung 14 erhält die Differenz
zwischen dem Kraftmaschinendrehmoment Te und dem Gesamtdrehmoment
Tout (d.h. das Begrenzungsdrehmoment Tlim). Außerdem berechnet die Motordrehmomentenberechnungseinrichtung 12A das
Motordrehmoment Tm, um so die Differenz zwischen dem Kraftmaschinendrehmoment
Te und dem Gesamtdrehmoment Tout zu regenerieren. Dann steuert die
Motorsteuereinrichtung 12 den Motor 3 in einem
Regenerierungszustand, um das Motordrehmoment Tm zu erhalten (S15).
Insgesamt wird der Betrag des Kraftmaschinendrehmomentes Te, der das
Begrenzungsdrehmoment Tlim überschreitet, durch
den Motor 3 regeneriert. Das Gesamtdrehmoment Tout durch
die Kraftmaschine 2 und den Motor 3 wird zu dem
Begrenzungsdrehmoment Tlim und wird abgegeben.
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Wie
dies vorstehend beschrieben ist, wurde das Ausführungsbeispiel zusammen mit
der 5 beschrieben, bei
dem die Begrenzung z.B. dann durchgeführt wird, wenn sich ein Fahrzeug
bewegt. Jedoch kann auch in jener Situation, wenn z.B. eine Kapazität einer
Sperrkupplung zum Übertragen
einer Antriebskraft während
einer Reduzierung einer Fahrzeuggeschwindigkeit reduziert ist, das
Gesamtdrehmoment Tout des Kraftmaschinendrehmomentes Te und des
Motordrehmomentes Tm auf das Begrenzungsdrehmoment Tlim gesteuert
werden, indem das Motordrehmoment Tm durch die Motorsteuereinrichtung 12 gesteuert
wird. Falls in dieser Situation z.B. das Kraftmaschinendrehmoment
Te größer ist als
das Begrenzungsdrehmoment Tlim, und das Kraftmaschinendrehmoment
Te auf das Begrenzungsdrehmoment Tlim verringert werden soll, dann ist
eine Zeitverzögerung
der Kraftmaschine 2 beispielsweise erforderlich. Jedoch
steuert die Kraftmaschinensteuereinrichtung 11 insbesondere
nicht die Kraftmaschine 2 für die Begrenzung (außer in jenem Fall,
wenn die Differenz zwischen dem Kraftmaschinendrehmoment Te und
dem Begrenzungsdrehmoment Tlim das in einem Regenerierungszustand
verfügbare
Motorabgabedrehmoment Tm 12 überschreitet),
sondern die Motorsteuereinrichtung 12 steuert das Motordrehmoment
Tm. Daher ist die Zeitverzögerung
der Kraftmaschine 2 z.B. nicht erforderlich.
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Wie
dies vorstehend beschrieben ist, steuert die Motorsteuereinrichtung 12 bei
der Steuervorrichtung eines Hybridfahrzeugs gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung
das Motordrehmoment Tm derart, dass das Gesamtdrehmoment Tout des Motordrehmomentes
Tm und des Kraftmaschinendrehmomentes Te zu dem Begrenzungsdrehmoment Tlim
wird, wenn die Begrenzungsanforderungsabgabeeinrichtung 16 die
Begrenzungsanforderung abgibt. Daher ist die Zeitverzögerung der
Kraftmaschine z.B. nicht erforderlich, insbesondere wenn das Kraftmaschinendrehmoment
Te größer ist
als das Begrenzungsdrehmoment Tlim. Somit kann das Gesamtdrehmoment
kleiner sein als die zulässige
Eingabeantriebskraft oder das zulässige Eingabeantriebsdrehmoment
zu dem Automatikgetriebe 10 um das Getriebe 10 zu
schützen.
Außerdem
kann eine nachteilige Wirkung hinsichtlich der Selbstemissionen
verhindert werden.
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Da
außerdem
die Kraftmaschinensteuereinrichtung 11 die Kraftmaschine 2 so
steuert, dass die Kraftmaschine 2 in den Zustand der ersten
Kraftstoffeffizienz gelangt, kann die Kraftstoffeffizienz verbessert
werden. Da gleichzeitig das Gesamtdrehmoment Tout des Kraftmaschinendrehmomentes
Te und des Motordrehmomentes Tm zu dem Begrenzungsdrehmoment Tlim
durch die Steuerung der Motorsteuereinrichtung 12 festgelegt
wird, auch wenn das Kraftmaschinendrehmoment Te größer ist
als das Begrenzungsdrehmoment Tlim, kann das Automatikgetriebe 10 geschützt werden,
und außerdem
kann die Kraftmaschine 2 in den Zustand der besten Kraftstoffeffizienz
gesteuert werden, so dass die Kraftstoffeffizienz verbessert werden
kann.
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Auch
in jenem Fall, wenn das Kraftmaschinendrehmoment Te größer ist
als das Begrenzungsdrehmoment Tlim, wird der Motor 3 in
einen Regenerierungszustand mit dem Motordrehmoment Tm gesteuert,
das auf der Differenz zwischen dem Kraftmaschinendrehmoment Te und
dem Begrenzungsdrehmoment Tlim beruht. Daher kann der Motor 3 eine Batterie
laden und außerdem
die Kraftstoffeffizienz des Fahrzeugs verbessern. Wenn insbesondere
die Kraftmaschine 2 in dem Zustand der besten Kraftstoffeffizienz
ist, kann der Motor 3 die Batterie wirksam laden.
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Auch
in jenem Fall, wenn das Kraftmaschinendrehmoment Te kleiner ist
als das Begrenzungsdrehmoment Tlim, wird der Motor 3 in
einen Antriebszustand gesteuert, so dass das Gesamtdrehmoment Tout
des Motordrehmomentes Tm und des Kraftmaschinendrehmomentes Te zu
dem Begrenzungsdrehmoment Tlim wird. Daher kann das Automatikgetriebe 10 geschützt werden,
und es ist möglich,
eine Abgabe zu erhalten, die dem vom Fahrer geforderten Drehmoment
entspricht.
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Außerdem steuert
die Kraftmaschinensteuereinrichtung 11 die Kraftmaschine 3 derart,
dass das Gesamtdrehmoment Tout zu dem Begrenzungsdrehmoment Tlim
werden kann, wenn das Gesamtdrehmoment Tout das Begrenzungsdrehmoment
Tlim nicht erreicht, nämlich
um eine Antriebskraft von dem Motor 3, die abgegeben werden
kann, was durch die Motorkapazitätserfassungseinrichtung 13 erfasst wird
(d.h. das bei einem Regenerierungszustand verfügbare Motorabgabedrehmoment
Tm 11 oder das bei einem Antriebszustand verfügbare Motorabgabedrehmoment
Tm 12). Daher kann das Gesamtdrehmoment Tout stets das Begrenzungsdrehmoment Tlim
erreichen, wenn die Begrenzungsanforderung abgegeben wird, auch
wenn das Gesamtdrehmoment Tout das Begrenzungsdrehmoment Tlim ausschließlich durch
das Motordrehmoment Tm nicht erreichen kann.
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Da
außerdem
der Rotor 3b des Motors 3 direkt mit der Kurbelwelle 9 verbunden
ist, kann das Motordrehmoment Tm zu der Kurbelwelle 9 im
Vergleich mit jenem Beispiel noch wirksamer abgegeben werden, bei
dem ein Rotor eines Motors mit einer Kurbelwelle über eine
Kette verbunden ist.
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Außerdem hat
das Automatikgetriebe 10 den mehrstufigen Getriebemechanismus 5,
der eine Drehung der Eingabewelle 38 zum Beispiel in fünf Vorwärtsgänge und
einen Rückwärtsgang ändert, und der
die Gänge
zu den Radachsen 45l, 45r abgibt. Daher ändert sich
die Kraftmaschinendrehzahl Ne auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit.
Jedoch wird die Kraftmaschine 2 auf der Grundlage der Kraftmaschinenwirkungsgradabbildung
Map so gesteuert, dass der Zustand der besten Kraftstoffeffizienz
entsprechend der Kraftmaschinendrehzahl Ne dabei erreicht werden
kann, und dass außerdem
das Gesamtdrehmoment Tout mit dem Motordrehmoment Tm gesteuert wird.
Somit kann die Kraftstoffeffizienz verbessert werden.
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Das
vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel
gemäß der Erfindung
beschreibt, dass die Kraftmaschinensteuereinrichtung 11 die
Kraftmaschine 2 so steuert, dass die Kraftmaschine 2 in
den Zustand der besten Kraftstoffeffizienz auf der Grundlage der
Kraftmaschinendrehzahl Ne gelangen kann. Jedoch kann die Kraftmaschine 2 ohne
Beschränkung
auf das Ausführungsbeispiel
auch auf der Grundlage einer Beschleunigungsvorrichtungsöffnung (Anforderung
vom Fahrer) gesteuert werden. Solange das Gesamtdrehmoment so gesteuert
wird, dass es zu dem Begrenzungsdrehmoment durch den Motor 3 wird,
kann irgendeine Steuerung der Abgabe der Kraftmaschine 2 angewendet
werden.
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Außerdem beschreibt
das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel
gemäß der Erfindung,
dass der Rotor 3b des Motors 3 direkt mit der Kurbelwelle 9 der
Kraftmaschine 2 verbunden ist. Jedoch kann irgendein Ausführungsbeispiel
angewendet werden, dass nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel
beschränkt
ist, solange die Motorabgabe zu der Kurbelwelle der Kraftmaschine übertragen wird,
das heißt
solange die Kraftmaschinenabgabe und die Motorabgabe zusammen addiert
werden und zu dem Automatikgetriebe eingegeben werden.
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Außerdem ist
die Erfindung nicht auf das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel
beschränkt,
bei dem die Begrenzungsanforderung zum Schützen des Automatikgetriebes 10 abgegeben wird.
Die Begrenzungsabgabe kann auch zum Schützen von anderen Bauteilen
oder zum Verhindern eines Radschlupfes abgegeben werden.
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Des
weiteren ist die Erfindung nicht auf das vorstehend beschriebene
Ausführungsbeispiel
darin beschränkt,
dass das Automatikgetriebe 10 den mehrstufigen Getriebemechanismus 5 aufweist.
Das Automatikgetriebe 10 kann ein stetig variables Getriebe
(zum Beispiel ein Riemengetriebe), ein Toroidal-Getriebe aufweisen, wobei eine Kraftmaschine
in den Zustand der besten Kraftstoffeffizienz in der gleichen Art
und Weise gesteuert werden kann, wie dies vorstehend beschrieben
ist, und ein Motor kann zum Erhalten eines Begrenzungsdrehmomentes
gesteuert werden. Somit kann die Erfindung auf dieses Ausführungsbeispiel
auch angewendet werden.
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Ein
möglicher
Vorteil von einigen Ausführungsbeispielen
der Erfindung beinhaltet Folgendes: wenn die Begrenzungsanforderungsabgabeeinrichtung
die Begrenzungsanforderung abgibt, dann steuert die Motorsteuereinrichtung
die Motorabgabe derart, dass die Gesamtabgabe von der Kraftmaschinenabgabe
und der Motorabgabe zu der Begrenzungsabgabe wird. Daher kann zum
Beispiel ohne Durchführung
einer Zeitverzögerung
der Kraftmaschine die Gesamtabgabe kleiner als oder gleich dem zulässigen Eingabeantriebsdrehmoment
oder der zulässigen
Eingabeantriebskraft in das Automatikgetriebe geschaffen werden.
Somit kann das Automatikgetriebe geschützt werden, und außerdem können nachteilige
Wirkungen hinsichtlich der Selbstemissionen verhindert werden.
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Ein
anderer möglicher
Vorteil beinhaltet Folgendes: Da die Kraftmaschinensteuereinrichtung
die Kraftmaschinenabgabe so steuert, dass die Kraftmaschinenabgabe
in den Zustand der besten Kraftstoffeffizienz gelangt, kann die
Kraftstoffeffizienz des Fahrzeugs verbessert werden. Gleichzeitig
steuert die Motorsteuereinrichtung die Motorabgabe derart, dass
die Gesamtabgabe der Kraftmaschinenabgabe und der Motorabgabe zu
der Begrenzungsabgabe wird, die kleiner als oder gleich der zulässigen Eingabeantriebskraft
oder dem zulässigen
Eingabeantriebsdrehmoment in das Automatikgetriebe ist. Daher kann
insbesondere das Automatikgetriebe geschützt werden, und außerdem kann
die Kraftmaschine so gesteuert werden, dass sie in den Zustand der
besten Kraftstoffeffizienz gelangt, auch wenn die Kraftmaschinenabgabe
größer als
die Begrenzungsabgabe wird. Somit kann die Kraftstoffeffizienz des Fahrzeugs
verbessert werden.
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Ein
anderer möglicher
Vorteil beinhaltet Folgendes: wenn die Begrenzungsanforderungsabgabeeinrichtung
die Begrenzungsanforderung abgibt und die Kraftmaschinenabgabe größer ist
als die Begrenzungsabgabe, dann steuert die Motorsteuereinrichtung
den Motor in einen Regenerierungszustand auf der Grundlage der Differenz
zwischen der Kraftmaschinenabgabe und der Begrenzungsabgabe, was
durch die Abgabedifferenzerfassungseinrichtung erfasst wird. Daher
kann der Betrag der Kraftmaschinenabgabe, der die Begrenzungsabgabe überschreitet,
durch den Motor regeneriert werden, und die Gesamtabgabe kann kleiner
als oder gleich dem zulässigen Eingabeantriebsdrehmoment
oder der zulässigen
Eingabeantriebskraft in das Automatikgetriebe sein. Somit wird nicht
nur das Automatikgetriebe geschützt,
sondern der Ladevorgang der Batterie durch den Motor kann auch durchgeführt werden,
und die Kraftstoffeffizienz kann verbessert werden.
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Ein
anderer möglicher
Vorteil beinhaltet Folgendes wenn die Begrenzungsanforderungsabgabeeinrichtung
die Begrenzungsanforderung abgibt und die Kraftmaschinenabgabe kleiner
ist als die Begrenzungsabgabe, dann steuert die Motorsteuereinrichtung
den Motor in einen Antriebszustand, so dass die Gesamtabgabe von
der Motorabgabe und der Kraftmaschinenabgabe zu der Begrenzungsabgabe
wird. Daher kann die Gesamtabgabe abgegeben werden, um so das Automatikgetriebe
zu schützen
und die vom Fahrer geforderte Abgabe zu erfüllen.
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Ein
anderer möglicher
Vorteil beinhaltet Folgendes: wenn die Gesamtabgabe durch die Antriebskraft
die Begrenzungsabgabe nicht erreicht, die der Motor abgeben kann,
was durch die Motorkapazitäterfassungseinrichtung
erfasst wird, dann wird die Kraftmaschinenabgabe so gesteuert, dass
die Gesamtabgabe zu der Begrenzungsabgabe wird. Daher kann die Gesamtabgabe
stets die Begrenzungsabgabe durch Steuern der Kraftmaschinenabgabe
sein, wenn die Begrenzungsanforderung abgegeben wird, auch wenn
die Gesamtabgabe die Begrenzungsabgabe durch ausschließliches
Steuern der Motorabgabe nicht erreicht.
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Ein
anderer möglicher
Vorteil beinhaltet Folgendes: da der Rotor des Motors direkt mit
der Kraftmaschinenabgabewelle verbunden ist, kann die Motorabgabe
wirksam zu der Kraftmaschinenabgabewelle abgegeben werden.
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Ein
anderer möglicher
Vorteil beinhaltet Folgendes: da das Automatikgetriebe den mehrstufigen Getriebemechanismus
beinhaltet, der die Eingabewellendrehzahl zu mehreren Gängen ändern kann und
eine Abgabe zu der Abgabewelle bewirkt kann die Drehung der Kraftmaschine
und des Motors geändert
und zu den Antriebsrädern
abgegeben werden. Außerdem ändert sich
bei einer derartigen Bauart, bei der die Kraftmaschinensteuereinrichtung
die Kraftmaschinenabgabe zu dem Zustand der besten Kraftstoffeffizienz
steuert, die Kraftmaschinendrehzahl auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit.
Jedoch wird die Kraftmaschine so gesteuert, dass der Zustand der
besten Kraftstoffeffizienz entsprechend der Kraftmaschinendrehung
dabei erreicht werden kann, und außerdem wird die Gesamtabgabe
mit der Motorabgabe gesteuert. Somit kann die Kraftstoffeffizienz
verbessert werden.
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Steuervorrichtung für ein Hybridfahrzeug,
und das Hybridfahrzeug hat einen Motor (3), der mit einer Kraftmaschinenabgabewelle
(9) verbunden ist, zu der eine Kraftmaschinenabgabe übertragen
wird, und ein Automatikgetriebe (10), wobei das Automatikgetriebe
(10) eine Eingabewelle (38), die mit der Kraftmaschinenabgabewelle
(9) verbunden ist, und eine Abgabewelle aufweist, die mit
einem Antriebsrad verbunden ist, und die Steuervorrichtung hat eine Anforderungsabgabeerfassungseinrichtung
zum Erfassen einer vom Fahrer geforderten Abgabe; eine Kraftmaschinensteuereinrichtung
(11) zum Steuern der Kraftmaschinenabgabe; eine Motorsteuereinrichtung
(12) zum Steuern einer Motorabgabe derart, dass eine Gesamtabgabe
von der Motorabgabe und der Kraftmaschinenabgabe zu der vom Fahrer
geforderten Abgabe wird; und eine Begrenzungsanforderungsabgabeeinrichtung
(16) zum Abgeben einer Begrenzungsanforderung, um die Gesamtabgabe
zu einer Begrenzungsabgabe zu begrenzen, die kleiner als oder gleich
einem zulässigen
Eingabeantriebsdrehmoment zu der Eingabewelle (38) des
Automatikgetriebes (10) ist, wenn die vom Fahrer geforderte Abgabe
größer ist
als das zulässige
Eingabeantriebsdrehmoment; wobei die Motorsteuereinrichtung (12)
die Motorabgabe so steuert, dass die Gesamtabgabe von der Motorabgabe
und der Kraftmaschinenabgabe zu der Begrenzungsabgabe wird, wenn
die Begrenzungsanforderung durch die Begrenzungsanforderungsabgabeeinrichtung
(16) abgegeben wird.