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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 wurde 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. (
JP H09 215 270 A ).
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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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Die
DE 100 43 724 A1 offenbart eine Steuervorrichtung für ein Hybridfahrzeug gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
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Die
DE 196 11 839 A1 offenbart eine Vorrichtung zur Steuerung des von einer Antriebseinheit abgegebenen Drehmomentes. Dabei wird das Drehmoment abhängig von wenigstens einem Sollmomentenwert eingestellt. Zudem wird ein Begrenzungsmoment bestimmt, welches das von der Antriebseinheit abgegebene Drehmoment zum Schutz des Getriebes begrenzt, und das Drehmoment der Antriebseinheit wird auf der Basis des kleineren Werts aus Sollmomentenwert und Begrenzungsmoment eingestellt.
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Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Steuervorrichtung für ein Hybridfahrzeug sowie ein Verfahren zum Steuern eines Hybridfahrzeugs vorzusehen, die eine Gesamtabgabe einer Kraftmaschine und eines Motors auf eine begrenzte Abgabe begrenzen können, die kleiner als oder gleich einem zulässigen Drehmoment zur Eingabe in ein Automatikgetriebe ist, indem eine Abgabe eines Motors durch eine Motorsteuereinrichtung gesteuert wird.
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Die Aufgabe der Erfindung wird durch eine Steuervorrichtung für ein Hybridfahrzeug gemäß Anspruch 1 und ein Verfahren zum Steuern eines Hybridfahrzeugs gemäß Anspruch 7 erreicht. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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In vorteilhafter Weise steuert die Steuervorrichtung für ein Hybridfahrzeug die Kraftmaschine so, 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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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. 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).
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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 Motorkapazitätserfassungseinrichtung 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 S10, 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 T0 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 (S4). 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 Motorkapazitätserfassungseinrichtung 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.
