DE102004029314A1

DE102004029314A1 - Fahrzeugsteuerungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102004029314A1
Application number: DE102004029314A
Authority: DE
Inventors: Atsushi Toyota Tabata; Akira Toyota Hoshino; Yoshikazu Toyota Tanaka; Masami Toyota Kondo
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2003-06-18
Filing date: 2004-06-17
Publication date: 2005-02-24
Also published as: US7052435B2; US20050001480A1; JP2005009395A

Abstract

Eine Vorrichtung zum Steuern eines Kraftfahrzeugs, das einen Verbrennungsmotor mit einem Einlaßventil und/oder einem Auslaßventil mit variabler Betriebscharakteristik, ein Getriebe mit einer Vielzahl von Betätigungsstellungen, die selektiv eingerichtet werden, und ein vom Fahrer zu betätigendes Fahrzeug-Beschleunigungselement einschließt, wobei die Vorrichtung eine Abschnitt (106) zum Festsetzen einer Soll-Antriebsleistung einschließt, der dazu dient, die Soll-Antriebsleistung des Fahrzeugs aufgrund des Betätigungsbetrags des Beschleunigungselements und einer gerade ausgewählten Betätigungsstellung des Getriebes zu bestimmen, so daß die bestimmte Soll-Antriebsleistung des Fahrzeugs unabhängig von einer Schaltaktion des Getriebes eine weiche Änderung der aktuellen Fahrzeug-Antriebsleistung bei einer Änderung des Betätiggungsbetrags des Fahrzeug-Beschleunigungselements ermöglicht, sowie einen Antriebsleistungsquellen-Drehmoment-Steuerabschnitt (104), der dazu dient, das Drehmoment des Verbrennungsmotors (10) durch Steuerung des Hubbetrags und/oder der Betätigungszeit des Einlaßventils (74) und/oder des Auslaßventils (75) zu steuern, so daß die aktuelle Fahrzeug-Antriebsleistung nach der Schaltaktion des Getriebes mit der Soll-Antriebsleistung des Fahrzeugs übereinstimmt.

Description

TECHNISCHER HINTERGRUND
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft generell eine Fahrzeug-Steuervorrichtung, die einen Antriebsleistungsquellen-Drehmoment-Steuerabschnitt zum Steuern des Drehmoments einer Antriebsleistungsquelle (z.B. eines Verbrennungsmotors) für ein Fahrzeug einschließt, und genauer Verfahren zum Bestimmen eines Soll-Fahrzeugantriebs-Drehmoments aufgrund des Betätigungsbetrags eines vom Fahrer zu betätigenden Fahrzeug-Beschleunigungselements und einer ausgewählten Betätigungsstellung eines Getriebes mit jeweils unterschiedlichen Übersetzungsverhältnissen, um eine weiche Änderung der Fahrzeug-Antriebsleistung bei einer Änderung des Betätigungsbetrags des Fahrzeug-Beschleunigungselements zu ermöglichen, um dadurch das Fahrverhalten des Fahrzeugs unabhängig von einer Schaltaktion des Getriebes zu verbessern, d.h. unabhängig von einer nicht-weichen Änderung des Übersetzungsverhältnisses des Getriebes.

In einem Fahrzeug, das ein Automatikgetriebe mit einer Vielzahl von Betätigungsstellungen mit jeweils unterschiedlichen Übersetzungsverhältnissen aufweist, worin eine ausgewählte Betätigungsstellung automatisch ausgewählt wird, kann das Getriebe während einer Schaltaktion einen Stoß erleiden. Um den Schaltstoß des Automatikgetriebes zu reduzieren, ist es bekannt, ein Fahrzeug mit einer Verbrennungsmotorleistungs-Steuereinrichtung auszustatten, die so ausgelegt ist, daß sie das Drehmoment einer Antriebsleistungsquelle in Form eines Verbrennungsmotors vorübergehend so steuert, daß die Änderung des Ausgangsdrehmoments des Getriebes weich wird. Beispielsweise offenbart JP-A-119328 ein Verfahren, bei dem die Beziehung zwischen dem Betätigungsbetrag eines vom Fahrer zu betätigenden Fahrzeug-Beschleunigungselements, wie eines Gaspedals, und dem Öffnungsgrad einer elektronisch gesteuerten Drosselklappe vorübergehend so geändert wird, daß das Verbrennungsmotor-Drehmoment während der Schaltaktion des Getriebes gesenkt wird, um die Änderung des Ausgangsdrehmoments des Getriebes während der Schaltaktion zu verringern, wodurch der Schaltstoß auf das Getriebe reduziert wird.

Anders als stufenlos variable Getriebe leidet ein Automatikgetriebe mit einer Vielzahl von Betätigungsstellungen mit jeweils unterschiedlichen Übersetzungsverhältnissen unter einer beträchtlichen Änderung seines Ausgangsdrehmoments vor und nach einer Schaltaktion, und zwar aufgrund einer nicht-weichen, abrupten Änderung des Übersetzungsverhältnisses von einem Wert vor der Schaltaktion auf einen Wert nach Abschluß der Schaltaktion. Die Fähigkeit der herkömmlichen Verbrennungsmotorleistungs-Steuereinrichtung bei der Minimierung des Nachteils, daß das Fahrverhalten des Fahrzeugs aufgrund einer beträchtlichen Änderung der Antriebsleistung des Fahrzeugs nach einer Schaltaktion des Automatikgetriebes zur Verschlechterung neigt, ist nicht zufriedenstellend.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung wurde in Anbetracht des oben erörterten Standes der Technik durchgeführt. Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zum Steuern eines Fahrzeugs bereitzustellen, das einen Verbrennungsmotor und ein Getriebe mit einer Vielzahl von Betätigungsstellungen mit jeweils unter schiedlichen Übersetzungsverhältnissen einschließt, wobei diese Vorrichtung so ausgelegt ist, daß sie ein Soll-Antriebsdrehmoment des Fahrzeugs aufgrund des Betätigungsbetrags eines vom Fahrer zu betätigenden Fahrzeug-Beschleunigungselements und einer ausgewählten Betätigungsstellung des Getriebes bestimmt, um so eine weiche Änderung der Fahrzeug-Antriebsleistung bei einer Änderung des Betätigungsbetrags des Fahrzeug-Beschleunigungselements zu ermöglichen, wodurch das Fahrverhalten des Fahrzeugs unabhängig von einer Schaltaktion des Getriebes verbessert wird.

Die obige Aufgabe kann gemäß den Grundlagen der vorliegenden Erfindung gelöst werden, welche eine Vorrichtung zum Steuern eines Kraftfahrzeugs bereitstellt, das eine Antriebsleistungsquelle mit einem Einlaßventil und/oder einem Auslaßventil mit einer variablen Betätigungscharakteristik, ein Getriebe mit einer Vielzahl von Betätigungsstellungen, die selektiv eingerichtet werden, und ein manuell zu betätigendes Fahrzeug-Beschleunigungselement einschließt, umfassend:
einen Abschnitt zum Festsetzen einer Soll-Antriebsleistung, der dazu dient, die Soll-Antriebsleistung des Fahrzeugs aufgrund des Betätigungsbetrags des vom Fahrer zu betätigenden Fahrzeug-Beschleunigungselements und einer gerade ausgewählten Stellung aus der Vielzahl von Betätigungsstellungen des Getriebes zu bestimmen, so daß die bestimmte Soll-Antriebsleistung des Fahrzeugs unabhängig von einer Schaltaktion des Getriebes eine weiche Änderung der aktuellen Fahrzeug-Antriebsleistung bei einer Änderung des Betätigungsbetrags des Fahrzeug-Beschleunigungselements ermöglicht;
einen Antriebsleistungsquellen-Drehmoment-Steuerabschnitt, der dazu dient, das Drehmoment des Verbrennungsmotors dadurch zu steuern, daß er den Hubbetrag und/oder die Betätigungsdauer einer Öffnungs- und Schließaktion und/oder den Betätigungszeitpunkt des Einlaß- und/oder Auslaßventils so steuert, daß sich die aktuelle Fahrzeugantriebsleistung nach der Schaltaktion des Getriebes der Soll-Fahrzeug-Antriebsleistung angleicht.

In der Fahrzeug-Steuervorrichtung der vorliegenden Erfindung, die wie oben beschrieben aufgebaut ist, bestimmt der Abschnitt zum Festsetzen der Soll-Antriebsleistung die Soll-Antriebsleistung des Fahrzeugs aufgrund des Betätigungsbetrags des vom Fahrer zu betätigenden Beschleunigungselements (z.B. eines Gaspedals) und der gerade ausgewählten Getriebestellung, so daß die bestimmte Soll-Antriebsleistung des Fahrzeugs unabhängig von einer Schaltaktion des Getriebes eine weiche Änderung der aktuellen Fahrzeug-Antriebsleistung bei einer Zunahme des Betätigungsbetrags des Fahrzeug-Beschleunigungselements ermöglicht. Ferner steuert der Antriebsleistungsquellen-Steuerabschnitt das Verbrennungsmotor-Drehmoment durch Steuern des Hubbetrags und/oder der Betätigungszeit des Einlaßventil, so daß sich die aktuelle Fahrzeug-Antriebsleistung nach der Schaltaktion des Getriebes der bestimmten Soll-Antriebsleistung des Fahrzeugs angleicht. In dieser Anordnung wird das Ausgangsdrehmoment des Getriebes bei einer Änderung des Betätigungsbetrags des Fahrzeug-Beschleunigungselements weich geändert, ohne eine abrupte Änderung des Ausgangsdrehmoments nach einer Schaltaktion des Getriebes, so dass eine abrupte Änderung der Fahrzeugantriebsleistung nach einer Schaltaktion verhindert wird, wodurch das Fahrverhalten des Fahrzeugs verbessert wird. Ferner wird das Verbrennungsmotor-Drehmoment mit einer hohen Ansprechempfindlichkeit gesteuert, indem man die Menge der angesaugten Luft des Verbrennungsmotors steuert, wobei man den Hubbetrag und/oder die Betätigungszeit des Einlaßventil und/oder des Auslaßventils so steuert, daß das Ausmaß der Änderung der Fahrzeug-Antriebsleistung aufgrund der Schaltaktion verringert wird, wodurch das Fahrverhalten des Fahrzeugs verbessert wird.

Gemäß einer bevorzugten Form der Fahrzeug-Steuervorrichtung der Erfindung dient der Antriebsleistungsquellen-Drehmoment-Steuerabschnitt dazu, die Steuerung des Hubbetrags und/oder der Betätigungsdauer der Öffnungs- und Schließaktion und/oder den Betätigungszeitpunkt des Einlaßventil und/oder des Auslaßventils zu steuern, um das Drehmoment des Verbrennungsmotors zu steuern, bevor die Schaltaktion des Getriebes abgeschlossen ist. Die Initiierung der Steuerung des Einlaß- und/oder Auslaßventils durch den Antriebsleistungsquellen-Drehmoment-Steuerabschnitt vor dem Zeitpunkt des Abschlusses der Schaltaktion des Getriebes ist wirksam, um die Zunahme der erforderlichen Schaltzeit des Automatikgetriebes zu senken, die sich aus der Steuerung des Hubbetrags und/oder der Betätigungszeit des Einlaßventil und/oder des Auslaßventils ergeben würde, durch die die Änderungsrate der Verbrennungsmotor-Drehzahl während der Schaltaktion verringert wird.

Die Fahrzeug-Steuervorrichtung gemäß der gerade beschriebenen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann ferner einen Endphasen-Bestimmungsabschnitt einschließen, der dazu dient, zu bestimmen, ob die Schaltaktion des Getriebes ihre Endphase erreicht hat, welche zu einem vorgegebenen Zeitpunkt vor dem Zeitpunkt des Abschlusses der Schaltaktion beginnt. In diesem Fall initiiert der Antriebsleistungsquellen-Drehmoment-Steuerabschnitt die Steuerung des Hubbetrags und/oder des Betätigungszeitraums der Öffnungs- und Schließaktion und/oder die Betätigungszeit des Einlaßventil und/oder des Auslaßventils, wenn der Endphasen-Bestimmungsabschnitt bestimmt, daß die Schaltaktion des Getriebes die Endphase erreicht hat. Vorzugsweise umfasst die Fahrzeug-Steuereinrichtung ferner einen Schaltungsabschluß-Bestimmungsabschnitt, er dazu dient, zu bestimmen, ob die Schaltaktion des Getriebes abgeschlossen ist. In diesem Fall beendet der Antriebsleistungsquellen-Steuerabschnitt die Steuerung des Hubbetrags und/oder der Betätigungsdauer der Öffnungs- und Schließaktion und/-oder des Betätigungszeitpunkts des Einlaßventil und/der des Auslaßventils, wenn der Schaltungsabschluß-Bestimmungsabschnitt bestimmt, daß die Schaltaktion des Getriebes abgeschlossen ist. In einer anderen Anordnung der Fahrzeug-Steuervorrichtung gemäß der oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird der Beginn der Endphase, die vom Endphasen-Bestimmungsabschnitt erfaßt wird, so bestimmt, daß der Antriebsleistungsquellen-Drehmoment-Steuerabschnitt in der Lage ist, das Antriebsleistungsquellen-Drehmoment mit einer guten Ansprechempfindlichkeit zu senken, um zu ermöglichen, daß das Fahrzeugantriebssystem nach Abschluß der Schaltaktion des Getriebes die Soll-Antriebsleistung des Fahrzeugs erzeugt.

Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Fahrzeug-Steuervorrichtung der Erfindung handelt es sich bei der Schaltaktion um ein Runterschalten, und der Antriebsleistungsquellen-Drehmoment-Steuerabschnitt steuert das Drehmoment des Verbrennungsmotors so, daß das Drehmoment des Verbrennungsmotors nach Abschluß der Schaltaktion des Getriebes geringer ist als das vor der Initiierung der Schaltaktion.

In diesem Fall bewirkt ein Runterschalten des Getriebes keinen abrupten Anstieg des Ausgangsdrehmoments des Getriebes und keine daraus folgende abrupte Änderung der Fahrzeug-Antriebsleistung.

In einer vorteilhaften Anordnung der Fahrzeug-Steuervorrichtung gemäß der gerade beschriebenen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung handelt es sich bei der Schaltaktion um ein Runterschalten, und der Antriebsleistungsquellen-Drehmoment-Steuerabschnitt steuert das Drehmoment des Verbrennungsmotors dadurch, daß er (i) eine Senkung des Hubbetrags des Einlaßventil und/oder des Auslaßventils und/oder (ii) eine Verkürzung der Öffnungsdauer des Einlaßventil und/oder des Auslaßventils und/oder (iii) eine Verschiebung des Betätigungszeitpunkts des Einlaßventil und/oder des Auslaßventils durchführt. In diesem Fall kann die Menge der angesaugten Luft, die in den Verbrennungsmotor geleitet wird, gesenkt werden, um das Verbrennungsmotor-Drehmoment zu senken. Diese Anordnung ist auch wirksam, um eine abrupte Steigerung des Ausgangsdrehmoments des Getriebes als Folge einer Runterschaltaktion des Getriebes zu verhindern.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfaßt die Fahrzeug-Steuervorrichtung ferner einen Speicher, in dem ein Datenkennfeld hinterlegt ist, das für eine vorgegebene Beziehung zwischen der Soll-Antriebsleistung des Fahrzeugs, dem Betätigungsbetrag des vom Fahrer zu betätigenden Fahrzeug-Beschleunigungselements und der Vielzahl von Betätigungsstellungen des Getriebes steht. In diesem Fall bestimmt der Soll-Antriebsleistungs-Einstellabschnitt die Soll-Antriebsleistung des Fahrzeugs aufgrund des Betätigungsbetrags des vom Fahrer zu betätigenden Fahrzeug-Beschleunigungselements und der gerade ausgewählten Getriebestellung und gemäß der vorgegebenen Beziehung.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Fahrzeug-Steuervorrichtung der Erfindung handelt es sich bei der Schaltaktion um ein Raufschalten, und der Antriebsleistungsquellen-Drehmoment-Steuerabschnitt steuert das Drehmoment des Verbrennungsmotors so, daß das Drehmoment des Verbrennungsmotors nach Abschluß der Schaltaktion des Getriebes höher ist als vor Initiierung der Schaltaktion.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Fahrzeug-Steuervorrichtung der Erfindung sind das Einlaßventil und das Auslaßventil elektrisch betätigte Sperrventile, deren Öffnungs- und Schließaktionen durch elektrische Aktoren gesteuert werden können. In einer vorteilhaften Anordnung der Fahrzeug-Steuervorrichtung gemäß der eben beschriebenen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung handelt es sich bei den elektrischen Aktoren um Elektromotoren. In einer anderen vorteilhaften Anordnung der Erfindung handelt es sich bei den elektrischen Aktoren um elektromagnetische Aktoren.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG

Die obigen und weitere Ziele, Merkmale, Vorteile sowie die technische und gewerbliche Bedeutung der vorliegenden Erfindung werden durch die Lektüre der folgenden detaillierten Beschreibung der gegenwärtig bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besser verständlich, wenn man sie im Zusammenhang mit den begleitenden Figuren betrachtet, in denen:

1 eine schematische Ansicht ist, die einen Teil des Antriebssystems eines Hybridfahrzeugs zeigt, das von einer gemäß einer Ausführungsform dieser Erfindung ausgebildeten Steuervorrichtung gesteuert wird;

2 eine Tabelle ist, welche die Beziehung zwischen Kombinationen von Betriebszuständen von hydraulisch betätigten Reibungskupplungsvorrichtungen eines Automatikgetriebes des in 1 gezeigten Fahrzeugantriebssystems und den Betätigungsstellungen des Automatikgetriebes anzeigt, die durch die jeweiligen Betätigungszustandskombinationen eingerichtet werden;

3 eine schematische Ansicht ist, die verschiedene Einrichtungen des Fahrzeugantriebssystems von 1 einschließlich des Verbrennungsmotors und des Automatikgetriebes zeigt;

4 eine Ansicht ist, die einen für jeden Zylinder des Verbrennungsmotors bereitgestellten variablen Ventilmechanismus zeigt;

5 eine Ansicht ist, die eine Anordnung eines im variablen Ventilmechanismus von 4 bereitgestellten elektromagnetischen Aktorsystems zum Öffnen und Schließen eines Einlaßventils oder eines Auslaßventils zu vorgegebenen Zeiten darstellt;

6 eine Ansicht ist, welche Eingangs- und Ausgangssignale einer elektronischen Steuereinrichtung der Fahrzeug-Steuervorrichtung für das Fahrzeugantriebssystem von 1 erklärt;

7 eine Darstellung ist, welche die Beziehung zwischen dem Öffnungswinkel einer Drosselklappe des Verbrennungsmotors und dem Betätigungsbetrag eines Gaspedals in dem Fahrzeug-Antriebssystem zeigt, das von der Fahrzeug-Steuervorrichtung gesteuert wird;

8 eine Ansicht ist, die Grenzlinien anzeigt, die von der elektronischen Steuereinheit verwendet werden, um Schaltaktionen des Automatikgetriebes des Fahrzeugantriebssystems zu steuern;

9 eine Ansicht ist, die ein hinterlegtes Datenkennfeld darstellt, das von der elektronischen Steuereinheit verwendet wird, um einen Schätzwert für das Verbrennungsmotor-Drehmoment aufgrund des Öffnungswinkels der Drosselklappe und des Drehmoments des Verbrennungsmotors zu berechnen;

10 eine Ansicht ist, die eine Schalteinrichtung zeigt, die zum Schalten des Automatikgetriebes bereitgestellt ist;

11 ein Blockschema ist, das die Haupt-Funktionsmittel der elektronischen Steuereinheit von 6 zeigt;

12 eine Ansicht ist, welche die Beziehung zwischen einem Antriebsleistungsquellen-Drehmoment in Form eines Verbrennungsmotor-Drehmoments und einem Ausgangsdrehmoment des Automatikgetriebes für jeweils die Dritter Gang-, Vierter Gang- und Fünfter Gang-Stellungen des Automatikgetriebes in dem Antriebssystem von 1 darstellt, sowie die Beziehung zwischen dem Betätigungsbetrag des Gaspedals und dem Sollwert des Ausgangsdrehmoments des Getriebes;

13 eine Ansicht ist, welche die Beziehungen zwischen dem Ausgangsdrehmoment des Automatikgetriebes und dem Betätigungsbetrag des Gaspedals darstellt, wobei die Beziehung gemäß der vorliegenden Ausführungsform durch eine durchgezogene Linie dargestellt ist, während die Beziehung des Standes der Technik durch eine unterbrochene Linie dargestellt ist;

14 ein Ablaufschema ist, das eine Steuerroutine für das Antriebsleistungsquellen-Drehmoment darstellt, die durch die in 6 gezeigte elektronische Steuereinheit durchgeführt wird, um das Antriebsleistungsquellen-Drehmoment so zu steuern, daß eine weiche Änderung des Ausgangsdrehmoments des Automatikgetriebes bei einer Änderung des Betätigungsbetrags des Gaspedals nach einer Schaltaktion des Getriebes ermöglicht wird; und

15 ein Zeitschema ist, das Änderungen verschiedener Parameter während des Betriebs der elektronischen Steuereinheit für die Steuerung des Antriebsleistungsquellen-Drehmoments gemäß der Steuerroutine für das Antriebsleistungsquellen-Drehmoment von 14 darstellt; und

16 eine Darstellung ist, welche einen variablen Ventilmechanismus mit Elektromotoren darstellt, die für jeden Zylinder des Verbrennungsmotors bereitgestellt sind.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
In 1 ist die Anordnung eines Antriebssystems 8 eines Hybridfahrzeugs gezeigt, das von einer Fahrzeug-Steuervorrichtung gesteuert wird, die gemäß einer Ausführungsform der Erfindung aufgebaut ist. Das Fahrzeugantriebssystem 8 umfaßt einen Verbrennungsmotor 10, eine Eingangskupplung 12, eine fluidbetätigte Kraftübertragungseinrichtung in Form eines Drehmomentwandlers 14 und ein Automatikgetriebe 16. Der Verbrennungsmotor 10 bildet einen Teil einer Antriebsleistungsquelle des Fahrzeugs. Die Ausgangsleistung des Verbrennungsmotors 10 wird über die Eingangskupplung 12 und den Drehmomentwandler 14 auf das Automatikgetriebe 16 übertragen und wird vom Automatikgetriebe 16 über eine Differentialgetriebeeinrichtung und Antriebsachsen, die in der Technik bekannt und daher nicht dargestellt sind, auf Antriebsräder übertragen. Zwischen der Eingangskupplung 12 und dem Drehmoment wandler 14 ist ein oben beschriebener erster Motor/Generator MG1 angeordnet, der als Elektromotor und elektrischer Generator dient.
Der Drehmomentwandler 14 umfaßt ein Pumpenrad 20, das mit der Eingangskupplung 12 verbunden ist; einen Turbinenläufer 24, der mit einer Antriebswelle 22 des Automatikgetriebes 16 verbunden ist; eine Überbrückungskupplung 26 zum direkten Verbinden der Pumpen- und Turbinenlaufräder 20, 24; eine Freilaufkupplung 28 und ein Statorlaufrad 30, das von der Freilaufkupplung 28 daran gehindert wird, sich in einer von zwei entgegengesetzten Richtung zu drehen.
Die Überbrückungskupplung 26 ist eine hydraulisch betätigte Reibungskupplung, die eine Einrückkammer 25 und eine Ausrückkammer 27 aufweist, und die bei Vorliegen einer Differenz ΔP zwischen zwei Fluiddrücken in den jeweiligen Einrück- und Ausrückkammern 25, 27 eingerückt wird. Wenn die Überbrückungskupplung 26 in ihren vollständig eingerückten Zustand gebracht ist, drehen sich die Pumpen- und Turbinenlaufräder 20, 24 als Einheit. Wenn sich die Überbrückungskupplung 26 im Teilschlupfzustand befindet, wobei der Druckunterschied ΔP so geregelt wird, daß ihr Drehmoment angepaßt wird, wird der Turbinenläufer 24 vom Pumpenlaufrad 20 so gedreht, daß die Drehzahl des Turbinenläufers 24 um eine vorgegebene Soll-Schlupfdrehzahl (z.B. 50 U/min) unter der des Pumpenlaufrads 20 liegt, wenn das Fahrzeug beispielsweise durch die Ausgangsleistung des Verbrennungsmotors 10 angetrieben wird. Wenn das Fahrzeug beispielsweise durch die kinetische Energie des fahrenden Fahrzeugs bei ausgeschaltetem Verbrennungsmotor 10 angetrieben wird, wird das Pumpenlaufrad 20 vom Turbinenläufer 24 so gedreht, daß die Drehzahl des Pumpenlaufrads 20 um die vorgegebene Soll-Schlupfdrehzahl (z.B. 50 U/min) unter der des Turbinenläufers 24 liegt.
Das Automatikgetriebe 16 weist eine Vielzahl von Betätigungsstellungen auf, die jeweils unterschiedliche Übersetzungsverhältnisse haben, und wird, wie nachstehend beschrieben, in eine ausgewählte Betätigungsstellung gebracht. Das Automatikgetriebe 16 umfaßt eine erste Getriebeeinheit 32 mit zwei Gangstellungen, d.h. einer Schnell gangstellung und einer Langsamgangstellung, und eine zweite Getriebeeinheit 34 mit fünf Betätigungsstellungen, d.h. einer Rückwärtsantriebsstellung und vier Vorwärtsantriebsstellungen. Die erste Getriebeeinheit 32 umfaßt eine Schnell/Langsam-Planetenschalteinrichtung 36 mit einem Sonnenrad S0, einem Zahnkranz R0, einem Träger K0 und Planetenrädern P0, die von dem Träger K0 drehbar getragen sind und die mit dem Sonnenrad S0 und dem Zahnkranz R0 kämmen. Die erste Getriebeeinheit 32 umfaßt ferner eine Kupplung C0 und eine Freilaufkupplung F0, die zwischen dem Sonnenrad S0 und dem Träger K0 angeordnet sind, und eine Bremse B0, die zwischen dem Sonnenrad S0 und einem Gehäuse 38 angeordnet ist.
Die zweite Getriebeeinheit 34 umfaßt einen ersten Planetengetriebesatz 40, einen zweiten Planetengetriebesatz 42 und einen dritten Planetengetriebesatz 44. Der erste Planetengetriebesatz 40 umfaßt ein Sonnenrad S1, einen Zahnkranz R1, einen Träger K1 und Planetenräder P1, die von dem Träger K1 drehbar getragen werden, und die mit dem Sonnenrad S1 und dem Zahnkranz R1 kämmen. Der zweite Planetengetriebesatz 42 umfaßt ein Sonnenrad S2, einen Zahnkranz R2, einen Träger K2 und Planetenräder P2, die von dem Träger K2 drehbar getragen werden und die mit dem Sonnenrad S2 und dem Zahnkranz R2 kämmen. Der dritte Planetengetriebesatz 44 umfaßt ein Sonnenrad S3, einen Zahnkranz R3, einen Träger K3 und Planetenräder P3, die von dem Träger K3 drehbar getragen werden und die mit dem Sonnenrad S3 und dem Zahnkranz R3 kämmen.
Die Sonnenräder S1 und S2 sind integral miteinander verbunden, während der Zahnkranz R1 und die Träger K1 und K2 integral miteinander verbunden sind. Der Träger K3 ist mit einer Abtriebswelle 46 des Automatikgetriebes 16 verbunden. Eine Kupplung C1 ist zwischen dem Zahnkranz R0 und einer Zwischenwelle 48, die mit dem Sonnenrad S3 verbunden ist, angeordnet, während eine Kupplung C2 zwischen den Sonnenrädern S1 und S2 und dem Zahnkranz R0 angeordnet ist. Eine Bremse B1 vom Bandtyp für die Verhinderung einer Drehung der Sonnenräder S1 und S2 ist am Gehäuse 38 festgelegt. Eine Freilaufkupplung F1 und eine Bremse B2 sind hintereinander zwischen den Sonnenrädern S1 und S2 und dem Gehäuse 38 angeordnet. Diese Freilauf kupplung F1 wird eingerückt, wenn die Sonnenräder S1 und S2 mit einem Drehmoment beaufschlagt werden, so daß sie in entgegengesetzter Richtung zur Drehrichtung der Antriebswelle 22 gedreht werden.
Eine Bremse B3 ist zwischen dem Träger K1 und dem Gehäuse 38 angeordnet, während eine Bremse B4 und eine Freilaufkupplung F2 parallel zueinander zwischen dem Zahnkranz R3 und dem Gehäuse 38 angeordnet sind. Diese Freilaufkupplung F1 wird eingerückt, wenn der Zahnkranz R3 mit einem Drehmoment beaufschlagt wird, so daß er in entgegengesetzter Richtung zur Drehrichtung der Antriebswelle 22 gedreht wird.
Das wie oben beschrieben aufgebaute Automatikgetriebe 16 weist eine Rückwärtsantriebsstellung und fünf Vorwärtsantriebsstellungen auf, die durch Einrücken der jeweiligen Kombination von Reibungskupplungseinrichtungen in Form der Kupplungen C0 – C2, der Bremsen B0 – B4 und der Freilaufkupplungen F0 – F2 selektiv eingerichtet werden, wie beispielsweise in der Tabelle von 2 dargestellt. In 2 zeigt „0" den eingerückten Zustand der jeweiligen Reibungskupplungseinrichtung an, und das Fehlen eines Symbols zeigt den gelösten Zustand der jeweiligen Reibungskupplungseinrichtung an. Ein „Kreis im Kreis" zeigt das Einrücken der geeigneten Reibungskupplungseinrichtung an, um eine Motorbremse auf das Fahrzeug wirken zu lassen, und „Δ" zeigt das Einrücken einer geeigneten Reibungskupplungseinrichtung an, die nicht der Kraftübertragung dient. Aus der Tabelle von 2 geht hervor, daß es sich bei der 2-3-Raufschaltaktion des Automatikgetriebes 16 aus der 2. Gang-Stellung in die 3. Gang-Stellung um eine sogenannte "kupplungsgesteuerte" Schaltaktion handelt, die durch gleichzeitiges Einrücken der Bremse B2 und Lösen der Bremse B3 bewirkt wird. Bei der 3-2-Runterschaltaktion des Automatikgetriebes 16 aus der 3. Gang-Stellung in die 2. Gang-Stellung handelt es sich ebenfalls um eine "kupplungsgesteuerte" Schaltaktion, die durch gleichzeitiges Einrücken der Bremse B3 und Lösen der Bremse B2 bewirkt wird.
Der Verbrennungsmotor 10 ist mit einem Lader 54 vom Typ Abgasturbolader ausgestattet, der ein Pumpenlaufrad 51 aufweist, das in einer Ansaugleitung 50 angeordnet ist, und einen Turbinenläufer 53, der in einer Abgasleitung 52 angeordnet ist, wie in 3 dargestellt. Der Turbinenläufer 53 wird vom Abgas- oder Emissionsstrom des Verbrennungsmotors 10 durch die Abgasleitung 52 angetrieben, und das Pumpenlaufrad 51 ist mit dem Turbinenläufer 53 verbunden und wird vom Turbinenläufer 53 so gedreht, daß es die angesaugte Luft, die in den Verbrennungsmotor 10 geleitet wird, komprimiert. Eine Umgehungsleitung 58, die den Turbinenläufer 53 umgeht, ist so mit der Abgasleitung 52 verbunden, daß die Umgehungsleitung 58 parallel zu dem Abschnitt der Abgasleitung 52 angeordnet ist, in dem der Turbinenläufer 53 bereitgestellt ist. Die Umgehungsleitung 58 ist mit einem Abgas-Wastegate-Ventil 56 ausgestattet, das so geregelt wird, daß es das Verhältnis des Volumens der Abgasemission, die strömt, um den Turbinenläufers 53 anzutreiben, zum Volumen der Abgasemission, die durch die Umgehungsleitung 58 strömt, ändert, um dadurch den Ladungsdruck Pa in der Ansaugleitung 50 einzustellen.
Eine elektronisch gesteuerte Drosselklappe 62 ist ebenfalls in der Ansaugleitung des Verbrennungsmotors 10 angeordnet. Die Drosselklappe 62 wird solchermaßen durch einen Drosselaktor 60 betätigt, daß der Öffnungswinkel θ_TH der Drosselklappe 62 im Prinzip auf einen Wert geregelt wird, der dem Betätigungsbetrag Acc eines vom Fahrer zu betätigenden Fahrzeug-Beschleunigungselements in Form eines Gaspedals 88 (11) entspricht, wobei dieser Betätigungsbetrag Acc die Ausgangsleistung des Fahrzeugantriebssystems 8 darstellt, wie sie vom Lenker des Fahrzeugs gefordert wird.
Wie in 4 dargestellt, ist der Verbrennungsmotor 10 mit einem variablen Ventilmechanismus 78 und einer Ventilantriebs-Steuereinrichtung 81 ausgestattet. Der variable Ventilmechanismus 78 schließt einen elektrischen Aktor in Form eines elektromagnetischen Aktors 76 zum Öffnen und Schließen des Einlaßventils 74 jedes Zylinders des Verbrennungsmotors 10 und einen elektrischen Aktor in Form eines elektromagnetischen Aktors 77 zum Öffnen und Schließen des Abgasventils 75 jedes Zylinders ein. Die Ventilantriebs-Steuereinrichtung 81 ist dafür ausgelegt, die Zeiten und die Dauer der Öffnungs- und Schließaktionen und die Hubbeträge der Einlaß- und Auslaßventile 74, 75 gemäß dem Ausgangssignal eines Winkelstellungssensors 80 zum Er fassen der Winkelstellung der Kurbelwelle 79 des Verbrennungsmotors 10 zu steuern. Die Ventilantriebs-Steuereinrichtung 81 optimiert nicht nur die Öffnungs- und Schließzeiten der Einlaß- und Auslaßventile 74, 75 abhängig von der Last, die auf den Verbrennungsmotor 10 wirkt, sondern stellt auch die Öffnungs- und Schließzeiten so ein, daß sie entweder einem Vierzyklus-Betriebsmodus oder einem Zweizyklus-Betriebsmodus angepaßt werden, die gemäß einem Moduswählsignal ausgewählt werden. Der Verbrennungsmotor 10 weist eine Funktion zum Steuern seiner Drehzahl N_E auf, wobei die Ventilantriebs-Steuereinrichtung 81 die Anpassung der Betätigungszeiten der Einlaß- und Auslaßventile 74, 75 des variablen Ventilmechanismus 78 und die Wahl der Zahl der betätigten Zylinder ermöglicht. Beispielsweise werden die Öffnungs- und Schließaktionen des Abgasventils 74 bei geschlossenem Einlaßventil 74 so gesteuert, daß eine Drehbewegung des Verbrennungsmotors 10 von einem Widerstand gegen die Drehbewegung, der in dem Kompressionshub des Kolbens erzeugt wird, aufgebraucht wird, wodurch die Drehzahl N_E des Verbrennungsmotors 10 positiv oder schnell verringert werden kann. Ferner wird der Öffnungswinkel des Einlaßventils 74 gesteuert, um die Änderungsrate der Verbrennungsmotor-Drehzahl N_E einzustellen.
Wie in 5 dargestellt, schließt jeder der elektromagnetischen Aktoren 76, 77 ein rundes, scheibenförmiges Element 82 ein, das aus einem magnetischen Material besteht, und das so mit dem Einlaß- oder Auslaßventil 74, 75 verbunden ist, daß das bewegliche Element in Axialrichtung des Ventils 74, 75 beweglich ist. Der elektromagnetische Aktor 76, 77 schließt ferner ein Paar Elektromagneten 84, 85 ein, die jeweils an gegenüberliegenden Seiten des beweglichen Elements 82 angeordnet sind, und ein Paar Federn 86, 87, welche das bewegliche Element 82 so vorspannen, das es seine Neutralstellung zwischen den beiden Elektromagneten 84, 85 einnimmt. Das bewegliche Element 82 wird von einem der zwei Elektromagneten 84, 85, angezogen. Das Einlaßventil 74 und das Auslaßventil 75 sind elektrisch betriebene Sperrventile, deren Öffnungs- und Schließaktionen durch die Elektromagneten 84, 85 elektrisch steuerbar sind.
Wie auch in 3 gezeigt, ist der erste oben beschriebene Motor/Generator MG1 zwischen dem Verbrennungsmotor 10 und dem Automatikgetriebe 16 angeordnet, so daß die Kupplung 12 sich zwischen dem Verbrennungsmotor 10 und dem ersten Motor/Generator MG1 befindet. Das Fahrzeugantriebssystem 8 enthält ferner eine hydraulische Steuereinheit 66, die ein unter Druck gesetztes Fluid (Leitungsdruck) von einer mechanischen Ölpumpe 68 erhält, und die die hydraulisch betätigten Reibungskupplungseinrichtungen des Automatikgetriebes 16 und der Überbrückungskupplung 26 steuert. Die mechanische Ölpumpe 68 ist mit dem Verbrennungsmotor 10 durch eine elektrisch betriebene Hydraulikpumpen- oder eine Ölpumpenkupplung 69 (in 1 dargestellt) mechanisch verbunden und wird von dieser direkt betätigt. Der Druck des von der hydraulischen Steuereinheit 66 erhaltenen unter Druck gesetzten Fluids ist hoch genug, um die hydraulisch betätigten Reibungskupplungseinrichtungen in den vollständigen Eingriffszustand zu bringen.
Ein zweiter Motor/Generator MG2 ist antriebsmäßig mit dem Verbrennungsmotor 10 verbunden, wie in 3 dargestellt. Der zweite Motor/Generator MG dient als elektrischer Antriebsmotor und elektrischer Generator. Der erste Motor/Generator MG1 und der zweite Motor/Generator MG2 dienen als Antriebs-Hilfseinrichtungen, die den Verbrennungsmotor 10 dabei unterstützen, das Fahrzeug anzutreiben, und arbeiten mit dem Verbrennungsmotor 10 zusammen, um die Antriebsleistungsquelle für das Fahrzeug zu bilden. Das Fahrzeugantriebssystem 8 schließt ferner eine Brennstoffzelle 70 und eine Sekundärbatterie 71 ein, die als Stromquelle für den ersten Motor/Generator MG1 und den zweiten Motor/Generator MG2 dienen, und schließt ebenso zwei Schalteinrichtungen 72, 73 ein, die dafür ausgelegt sind, die Mengen des elektrischen Stroms, die von der Brennstoffzelle 70 und der Sekundärbatterie 72 zum Motor/Generator MG1 und zum Motor/Generator MG2 geliefert werden, zu steuern, wenn diese als Elektromotoren dienen, sowie die Mengen an elektrischem Strom, mit dem die Sekundärbatterie 71 vom Motor/Generator MG1 und vom Motor/Generator MG2 geladen wird, wenn sie als elektrische Generatoren dienen. Jede der Schalteinrichtungen 72, 73, ist eine Vorrichtung, die dazu ausgelegt ist, eine Schaltfunktion durchzuführen, zum Beispiel ein Halbleiter-Schaltelement, das in der Lage ist, als Wechselrichter zu dienen.
Das oben beschriebene Fahrzeugantriebssystem 8 wird von der oben genannten elektronischen Steuereinheit (ECU) 90 gesteuert, deren Eingangs- und Ausgangssignale in 6 angezeigt sind. Die elektronische Steuereinheit 90 erhält als Eingangssignale die folgenden Ausgangssignale von verschiedenen (nicht dargestellten) Sensoren: ein Beschleunigersignal, das den Betätigungsbetrag Acc des Gaspedals anzeigt, der vom Beschleunigersensor 89 (11) erfaßt wird; ein Drosselöffnungswinkel-Signal, das den Öffnungswinkel θ_TH der Drosselklappe 62 anzeigt, der von einem Drosselöffnungsgrad-Sensor 63 (3) erfaßt wird; ein Fahrzeuggeschwindigkeits-Signal, das die Drehzahl N_OUT der Antriebswelle 46 des Automatikgetriebes 16 anzeigt, welche von einem Abtriebswellen-Drehzahlsensor 47 (1) erfaßt wird, und die verwendet werden kann, um die Fahrgeschwindigkeit V des Fahrzeugs zu erfassen; ein Turbinendrehzahl-Signal, das die Drehzahl N_T des Turbinenläufers 24 (Drehzahl N_IN von der Antriebswelle 22) anzeigt, die von einem (nicht dargestellten) Turbinendrehzahl-Sensor erfaßt wird; ein Verbrennungsmotordrehzahl-Signal, das die Drehzahl N_E des Verbrennungsmotors 10 anzeigt, die von einem Verbrennungsmotor-Drehzahlsensor 99 (1) erfaßt wird; ein Signal, das den Ladedruck Pa in der Ansaugleitung 50 anzeigt; ein Signal, welches das Luft-/Brennstoffverhältnis A/F einer Luft/Kraftstoffmischung anzeigt, die dem Verbrennungsmotor 10 zugeführt wird; ein Signal, das die gerade ausgewählte Betätigungsstellung P_SH eines Schalthebels 92 (11) anzeigt, die von einem Schalthebelstellungs-Sensor 98 (10) erfaßt wird; und ein Signal, das die Temperatur T_OIL, des Arbeitsfluids anzeigt, das für das Automatikgetriebe 16 verwendet wird.
Die elektronische Steuereinheit 90 erzeugt die folgenden Ausgangssignale: ein Drosselaktor-Antriebssignal zum Steuern des Drosselaktors 60, um die Drosselklappe 62 so zu steuern, daß der Drosselöffnungswinkel θ_TH eingerichtet wird, der dem Betätigungsbetrag Acc des Gaspedals 88 entspricht; ein Kraftstoffeinspritz-Signal zum Steuern der Kraftstoffmenge, die aus einem (nicht dargestellten) Kraftstoff-Einspritzventil in jeden Zylinder des Verbrennungsmotors 10 eingespritzt wird; Magnetantriebssignale S1, S2 und S3 zum Steuern der Magnetspulen zum Ansteuern der Schaltsteuerventile, die in der hydraulischen Steuereinheit 66 enthalten sind, um das Automatik getriebe 16 nach Bedarf zu schalten; ein Antriebssignal D_SLT zum Steuern eines Hubmagnetventils SLT, um den Leitungsdruck für das Steuern der kupplungsgesteuerten Schaltaktionen des Automatikgetriebes 16 zu steuern; ein Ansteuersignal D_SLU Zum Steuern eines Hubmagnetventils SLU, um die Einrück-, Ausrück- und Schlupfaktionen der Überbrückungskupplung 26 zu steuern; ein Ansteuersignal D_SLN zum Steuern eines Hubmagnetventils SLN, um den Gegendruck eines Akkumulators zu steuern.
Die elektronische Steuereinheit 90 schließt einen so genannten Mikrocomputer ein, der eine zentrale Rechnereinheit (CPU), einen Festwertspeicher (ROM), einen Arbeitsspeicher (RAM) und eine Eingangs/Ausgangs-Schnittstelle enthält. Die CPU hat die Funktion, Signalverarbeitungsabläufe gemäß im ROM gespeicherten Steuerungsprogrammen durchzuführen, während sie eine Zwischenspeicherfunktion des RAM nutzt, um verschiedene Steuerroutinen durchzuführen, wie zum Beispiel eine Drosselklappen-Steuerroutine zum Steuern des Öffnungswinkels θ_TH (%) der Drosselklappe 56; eine Getriebeschaltungs-Steuerroutine zum Steuern der Schaltaktionen des Automatikgetriebes 26; eine Übrückungskupplungs-Steuerroutine zum Steuern der Einrück-, Ausrück- und Schlupfaktionen der Überbrückungskupplung 26; eine Ladedruck-Steuerroutine zum Steuern des Ladedruck Pa im Ansaugrohr 50; eine Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Steuerroutine zum Steuern des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses A/F des Verbrennungsmotors 10; eine Zylinderzahlauswahl-Steuerroutine zum Ändern der Zahl der betätigten Zylinder des Verbrennungsmotors 10 und eine Modusauswahl-Steuerroutine zum Auswählen entweder eines Zweizyklus- oder eines Vierzyklus-Betriebsmodus.
Beispielsweise wird die Ausgangsleistung des Verbrennungsmotors 10 dadurch gesteuert, daß man den Drosselklappenaktor so steuert, daß er die Öffnungs- und Schließaktionen der Drosselklappe 62 steuert, daß man das Kraftstoff-Einspritzventil so steuert, daß es die Menge des in den Verbrennungsmotor 10 eingespritzten Kraftstoffs steuert, und daß man eine Zündeinrichtung 59 (3), wie eine Zündkerze, steuert. Der Öffnungswinkel θ_TH der elektronischen Drosselklappe 62 wird vom Drosselklappenaktor 60, der aufgrund des erfaßten Betätigungsbetrags Acc (%) des vom Fahrer betätigbaren Beschleunigungselements in Form des Gaspedals 88 gesteuert wird, und gemäß einer vorbestimmten Beziehung zwischen dem Öffnungswinkel θ_TH und dem Betätigungsbetrag Acc, wie beispielsweise in dem Graph von 7 dargestellt, so daß der Öffnungswinkel θ_TH der Drosselklappe 62 mit einer Zunahme des Betätigungsbetrags Acc vom Gaspedals 88 zunimmt.
Die Getriebeschaltungs-Steuerroutine ist so ausgelegt, daß eine Bestimmung durchgeführt wird, ob das Automatikgetriebe 16 runter- oder raufgeschaltet werden soll, und zwar aufgrund des erfaßten Betätigungsbetrags Acc (%) des Gaspedals 88 oder aufgrund des Öffnungswinkels θ_TH der Drosselklappe 62 und der erfaßten Fahrzeug-Laufgeschwindigkeit Y (km/h) und gemäß vorgegebenen Rauf- und Runterschalt-Grenzlinien, die von einem Datenkennfeld dargestellt werden, das im ROM hinterlegt ist, wie in 8 dargestellt. Wenn festgestellt wird, daß irgendeine Rauf- oder Runterschaltaktion des Automatikgetriebes 16 erforderlich ist, werden die Magnetspulen der Schaltsteuerventile im Hydrauliksteuerkreis 66 so angesteuert, daß sie die erforderliche Rauf- oder Runterschaltaktion bewirken. Das heißt, es wird eine Bestimmung durchgeführt, ob ein Punkt, der vom Betätigungsbetrag Acc oder dem Drosselöffnungswinkel θ_TH und der erfaßten Fahrzeugfahrgeschwindigkeit V definiert ist, überschritten wurde, falls die Drosselklappe 62 irgendeine der Rauf- oder Runterschalt-Grenzlinien überschritten hat. Bei der Getriebeschaltsteuerung wird das Antriebsdrehmoment T_IN des Automatikgetriebes 16 geschätzt, und der Hydraulik-Einrückdruck der hydraulisch betätigten Reibungskupplungseinrichtung, die eingerückt wird, um die Schaltaktion zu bewirken, oder der Leitungsdruck für diesen Hydraulik-Einrückdruck wird auf einen Wert eingestellt, der dem geschätzten Antriebsdrehmoment T_IN entspricht. Ferner wird das Drehmoment T_E des Verbrennungsmotors 10, das über die Überbrückungskupplung 26 auf das Automatikgetriebe 16 übertragen wird, und welches das Antriebsdrehmoment T_IN ergibt, beispielsweise aufgrund der erfaßten Verbrennungsmotor-Drehzahl N_E und der erforderlichen Ausgangsleistung der Antriebsleistungsquelle, wie vom erfaßten Öffnungswinkel θ_TH der Drosselklappe dargestellt, sowie gemäß einer vorgegebenen Beziehung zwischen der erfaßten Verbrennungsmotor-Drehzahl N_E und dem erfaßten Drosselöffnungswinkel θ_TH und dem geschätzten Verbrennungsmotor-Drehmoment T_EO als geschätztes Verbrennungsmotor-Drehmoment T_EO berechnet, wie in 9 als Bei spiel dargestellt. Diese vorgegebene Beziehung wird auch von einem im ROM hinterlegten Datenkennfeld dargestellt.
Wie in 10 dargestellt, schließt eine vom Fahrer zu betätigende Schaltstellungs-Wähleinrichtung in Form einer Schalteinrichtung 94 den oben genannten Schalthebel 92 ein und ist in der Nähe des Fahrersitzes im Fahrzeug angeordnet. Der Schalthebel 92 hat die folgenden Betätigungsstellungen: eine Parkstellung P für das Verriegeln der Abtriebswelle 46 des Automatikgetriebes 16; eine Rückwärtsantriebsstellung R zum Rückwärtsfahren des Fahrzeugs; eine Neutralstellung N, in der der Kraftübertragungsweg durch das Automatikgetriebe 16 unterbrochen ist; eine Vorwärtsantriebsstellung D (Höchstgeschwindigkeitsstellung), in der das Automatikgetriebe 16 in einem Automatikschaltmodus in einen Gang geschaltet werden kann, der aus einer 1. Gang-, einer 2 Gang-, einer 3 Gang-, einer 4 Gang- und einer 5 Gang-Stellung ausgewählt wird; eine vierte motorgebremste Antriebsstellung 4, in der das Automatikgetriebe 16 im Automatikschaltmodus in einen Gang geschaltet werden kann, der aus den 1. Gang- bis 4. Gang-Stellungen ausgewählt wird, und in der gewählten Schaltstellung ein Motorbremse auf das Fahrzeug wirkt; eine dritte motorgebremste Antriebsstellung 3, in der das Automatikgetriebe 16 im Automatikschaltmodus in einen Gang geschaltet werden kann, der aus den 1. Gang- bis 3. Gang-Stellungen ausgewählt wird, und in der gewählten Schaltstellung eine Motorbremse auf das Fahrzeug wirkt; eine zweite motorgebremste Antriebsstellung 2, in der das Automatikgetriebe 16 im Automatikschaltmodus in einen Gang geschaltet werden kann, der aus den 1. Gang- bis 2. Gang-Stellungen ausgewählt wird, und in der gewählten Schaltstellung eine Motorbremse auf das Fahrzeug wirkt; und eine erste motorgebremste Antriebsstellung L, in der das Automatikgetriebe 16 in die 1. Gang-Stellung gebracht wird, und die Motorbremse auf das Fahrzeug wirkt, wenn das Getriebe 16 in die 1. Gang-Stellung gebracht wird.
Die Parkstellung P und die Neutralstellung N sind Nichtantriebsstellungen, in denen das Fahrzeug nicht angetrieben wird, und die Rückwärtsantriebsstellung R ist eine Rückwärtsfahrstellung zum Antreiben des Fahrzeugs in Rückwärtsrichtung, während die Vorwärtsantriebsstellungen D und die vierte, dritte, zweite und erste motorgebremste Antriebsstellung 4, 3, 2 L sämtlich Vorwärtsfahrstellungen sind, um das Fahrzeug in Vorwärtsrichtung anzutreiben. Die Vorwärtsantriebsstellung D ist die Höchstgeschwindigkeits-Fahrstellung oder nicht-motorgebremste Fahrstellung, in der das Fahrzeug mit Höchstgeschwindigkeit angetrieben werden kann, und die motorgebremsten Antriebsstellungen 4, 3, 2 und L werden ausgewählt, um das Fahrzeug mit größeren Antriebskräften anzutreiben, und sind motorgebremste Stellungen, in denen eine Motorbremse auf das Fahrzeug wirkt, während das Fahrzeug mit kinetischer Energie angetrieben wird. Um das Automatikgetriebe 16 in die in 2 dargestellte 2. Gang-Stellung zu bringen, während der Schalthebel 94 in die nicht-motorgebremste Vorwärtsantriebsstellung D gebracht wird, werden die Kupplung C1 und die Bremse B3 eingerückt. Während der Schalthebel 94 in die zweite motorgebremste Stellung 2 gebracht wird, werden dagegen sowohl die Kupplung C0 als auch die Bremse B3 eingerückt, um das Automatikgetriebe 16 in die 2. Gang-Stellung zu bringen.
Wie in 10 dargestellt, enthält die Schalteinrichtung 94 ferner einen Moduswählschalter 96, der verwendet wird, um einen SPORT-Modus zum sportlichen Fahren des Fahrzeugs und einen MANUELL-Schaltmodus, in dem das Automatikgetriebe 16 mittels (nicht dargestellter) manueller Runterschalt- und Raufschalt-Druckknöpfe, die am Lenkrad des Fahrzeugs bereitgestellt sind, manuell geschaltet werden kann.
Nun werden mit Bezug auf das Blockschema von 11 die wichtigsten Funktionsmittel der elektronischen Steuereinheit 90 erläutert, die einen Schaltsteuerabschnitt 100, einen Schaltungsabschluß-Bestimmungsabschnitt 102, einen Endphasen-Bestimmungsabschnitt 103, einen Antriebsleistungsquellen-Drehmoment-Steuerabschnitt 104, einen Soll-Antriebsleistungs-Einstellabschnitt 106 und einen Fahrzeugzustands-Erfassungsabschnitt 108 enthält. Der Schaltsteuerabschnitt 100 ist so ausgelegt, daß er aufgrund des erfaßten Öffnungswinkels θ_TH der Drosselklappe 62 und der Fahrzeug-Laufgeschwindigkeit V und gemäß den Raufschalt- und Runterschalt-Grenzlinien, die von dem hinterlegten Kennfeld dargestellt werden und die in einem zweidimensionalen Koordinatensystem definiert sind, wie in 8 dargestellt, wie oben beschrieben eine der Betätigungsstellungen des Automatikgetriebes 16 auswählt. Der Schaltsteuerabschnitt 100 ist ferner so ausgelegt, daß er Schaltsignale S_P erzeugt, welche die hydraulische Steuereinheit 66 anweisen, die hydraulisch betätigten Reibungskupplungseinrichtungen C, B, F in die aus- oder eingerückten Stellungen zu bringen, um das Automatikgetriebe 16 in die ausgewählte Stellung zu bringen.
Eine Schaltaktion des Automatikgetriebes 16 in die gewählte Stellung unter der Steuerung des Schaltsteuerabschnitts 100 verursacht eine Änderung im Ausgangsdrehmoment T_OUT des Automatikgetriebes 16. Wo das Automatikgetriebe 16 beispielsweise aus der 4. Gang-Stellung in die 3. Gang-Stellung heruntergeschaltet wird, bewirkt diese Runterschaltaktion einen Anstieg des Ausgangsdrehmoments T_OUT des Automatikgetriebes 16 von einem 4. Gang-Drehmomentwert T_OUT4 auf einen 3. Gang-Drehmomentwert T_OUT3. Das Verhältnis des 3. Gang-Drehmomentwerts T_OUT3 zum 4. Gang-Drehmomentwert T_OUT4 ist gleich dem Verhältnis der Übersetzung γ3 der 3. Gang-Stellung zur Übersetzung γ4 der 4. Gang-Stellung. Das heißt: T_OUT3 = γ3/γ4 · T_OUT4. Dementsprechend ändert sich die Fahrzeugantriebsleistung F, die proportional zum Ausgangsdrehmoment T_OUT des Automatikgetriebes 16 ist, vor und nach dem Schalten des Automatikgetriebes 16 in die neu gewählte Stellung. Diese Änderung der Fahrzeugantriebsleistung F kann einen Schaltstoß verursachen und das Fahrverhalten des Fahrzeugs verschlechtern. Die Fahrzeugantriebsleistung F wird aufgrund des Ausgangsdrehmoments T_OUT des Automatikgetriebes 16 und damit zusammenhängender Parameter, wie dem Geschwindigkeitsabnahmeverhältnis und dem Kraftübertragungsverlust zwischen der Abtriebswelle 46 und den Fahrzeug-Antriebsrädern und dem Durchmesser der Antriebsräder, berechnet. In diesem Sinn können die Fahrzeugantriebsleistung F und das Ausgangsdrehmoment T_OUT des Automatikgetriebes 16 als einander praktisch gleichwertig betrachtet werden.
Der Fahrzeugzustands-Erfassungsabschnitt 108 ist dafür ausgelegt, die Ausgangssignale der verschiedenen Sensoren, die den gegenwärtigen Fahrzustand des Fahrzeugs anzeigen, einzulesen. Beispielsweise liest der Fahrzeugzustands-Erfassungsabschnitt 108 folgendes ein: die Verbrennungsmotor-Drehzahl N_E, die vom Verbrennungsmotor- Drehzahlsensor 99 erfaßt wird, die Turbinendrehzahl N_T (Drehzahl N_IN der Antriebswelle 22), die vom Turbinen-Drehzahlsensor 91 erfaßt wird, die Fahrzeug-Laufgeschwindigkeit V (Drehzahl N_OUT der Abtriebswelle 46), die vom Abtriebswellen-Drehzahlsensor 47 erfaßt wird, den Öffnungswinkel θ_TH der Drosselklappe 62, der vom Drosselöffnungssensor 62 erfaßt wird, den Betätigungsbetrag Acc des Gaspedals 88, der vom Beschleunigersensor 98 erfaßt wird, und die ausgewählte Stellung P_SH des Schalthebels 92, die vom Schaltstellungssensor 98 erfaßt wird. Aufgrund dieser Arten von erfaßten Informationen bestimmt der Fahrzeugzustands-Erfassungsabschnitt 108, ob das Fahrzeug gerade fährt oder nicht. Ferner bestimmt der Fahrzeugzustands-Erfassungsabschnitt 108 die derzeit gewählte Betätigungsstellung des Automatikgetriebes 16 aufgrund eines Befehls, der vom Schaltsteuerabschnitt 100 erzeugt wird, um das Automatikgetriebe 16 gemäß den Raufschalt- und Runterschalt-Grenzlinien von 8 zu schalten.
Der Soll-Antriebsleistungs-Einstellabschnitt 106 ist so ausgelegt, daß er ein Soll-Ausgangsdrehmoment T_OUT des Automatikgetriebes 16, das einer Soll-Fahrzeug-Antriebsleistung F entspricht, aufgrund des erfaßten Betätigungsbetrags Acc des Gaspedals 88 und der gerade ausgewählten Stellung des Automatikgetriebes 16 bestimmt. Dieses Soll-Ausgangsdrehmoment T_OUT* wird so bestimmt, daß eine weiche Änderung (Zunahme) des gegenwärtigen Ausgangsdrehmoments T_OUT des Automatikgetriebes 16 bei einer Änderung (Zunahme) des Betätigungsbetrags Acc des Gaspedals 88 ermöglicht wird, unabhängig von einer Schaltaktion (z.B. Runterschaltaktion) des Automatikgetriebes 16. 12 zeigt ein Beispiel für eine Beziehung zwischen einem Antriebsleistungsquellen-Drehmoment (wie vom erfaßten Betätigungsbetrag Acc des Gaspedals 88 dargestellt) und dem Ausgangsdrehmoment des Automatikgetriebes für sowohl die 3. Gang-, 4. Gang- und 5. Gang-Stellung des Automatikgetriebes 16. Aus 12 geht hervor, daß das Ausgangsdrehmoment T_OUT des Automatikgetriebes 16 bei einem gegebenen Wert des Antriebsleistungsquellen-Drehmoments schrittweise ansteigt, während das Automatikgetriebe 16 aus der 5. Gang-Stellung in die 3. Gang-Stellung geschaltet wird. Dementsprechend besteht die Möglichkeit der Verschlechterung des Fahrverhaltens des Fahrzeugs aufgrund einer Änderung des Ausgangsdrehmoments T_OUT vor und nach einer Schaltaktion des Automatikgetriebes 16.
Um die genannte Möglichkeit der Verschlechterung des Fahrverhaltens des Fahrzeugs zu minimieren, ist der Soll-Antriebsleistungs-Einstellabschnitt 106 ist so ausgelegt, daß er ein Soll-Ausgangsdrehmoment T_OUT* des Automatikgetriebes 16 bestimmt, um das Ausmaß der Änderung des Ausgangsdrehmoments T_OUT des Automatikgetrtebes 16 vor und nach einer Runterschaltaktion zu verringern, um dadurch einen weichen Anstieg des Ausgangsdrehmoments T_OUT des Automatikgetriebes 16 bei einer Zunahme des Betätigungsbetrags Acc des Gaspedals 88 bei einer Runterschaltaktion des Automatikgetriebes 16 zu ermöglichen. Das heißt, das Soll-Ausgangsdrehmoment T_OUT* wird so bestimmt, daß ein weicher Anstieg des Ausgangsdrehmoments T_OUT von einem Wert vor der Runterschaltaktion auf einen Wert nach Abschluß der Runterschaltaktion des Getriebes 16 möglich ist, wenn die Runterschaltaktion als Folge der Vergrößerung der Zunahme des Betätigungsbetrags Acc des Gaspedals 88 stattfindet. Die dicke durchgezogene Linie in 12 zeigt ein Beispiel für ein vorgegebenes Muster der Zunahme des Soll-Ausgangsdrehmoment T_OUT* des Automatikgetriebes 16 an, wenn das Automatikgetriebe 16 als Folge der Vergrößerung des Betätigungsbetrags Acc des Gaspedals 88 aus der 5. Gang-Stellung in die 4. Gang-Stellung und aus der 4. Gang-Stellung in die 3. Gang-Stellung runtergeschaltet wird. Dieses Anstiegsmuster im Soll-Ausgangsdrehmoment T_OUT* wird von einem Kennfeld dargestellt, das im ROM der elektronischen Steuereinheit 90 hinterlegt ist. Der Soll-Antriebsleistungs-Einstellabschnitt 106 bestimmt das Soll-Ausgangsdrehmoment T_OUT* aufgrund der gerade ausgewählten Betätigungsstellung des Automatikgetrtebes 16 und des erfaßten Betätigungsbetrags Acc des Gaspedals 88 und gemäß dem vorgegebenen Anstiegsmuster des Soll-Ausgangsdrehmoments T_OUT* in Beziehung zu der ausgewählten Betätigungsstellung des Automatikgetrtebes 16 und dem Betätigungsbetrag Acc (%) des Gaspedals 88. Da das Soll-Ausgangsdrehmoment T_OUT* auf diese Weise bestimmt wird, steigt das aktuelle Ausgangsdrehmoment T_OUT nicht schrittweise oder schnell an, sondern steigt weich und relativ langsam an, mit einem Anstieg des Antriebsleistungsquellen-Drehmoments wie er von dem Betätigungsbetrag Acc des Gaspedals 88 dargestellt wird, unabhängig von der Runterschaltaktion aus der 5. Gang-Stellung in die 4. Gang-Stellung oder aus der 4. Gang-Stellung in die 3. Gang-Stellung. Beispielsweise zeigt die dicke durchgezogene Linie eine relativ geringe Zunahme des aktuellen Ausgangsdrehmoments T_OUT an, die einer Zunahme des Betätigungsbetrags Acc vom 40 %-Wert auf den 50 %-Wert entspricht.
Der Schaltabschluß-Bestimmungsabschnitt 102 ist dafür ausgelegt, zu bestimmen, ob eine Schaltaktion des Automatikgetriebes 100 unter der Steuerung des Schaltsteuerabschnitts 100 beendet oder abgeschlossen wurde. Die Bestimmung, daß die Schaltaktion abgeschlossen ist, wird dadurch durchgeführt, daß bestimmt wird, ob die Drehzahl N_IN der Antriebswelle 22, die dem Verbrennungsmotor-Drehmoment N_E über den Drehmomentwandler 14 folgt, im wesentlichen gleich einer synchronisierenden Antriebswellen-Drehzahl (γ × N_OUT) geworden ist, die das Produkt der Drehzahl N_OUT der Abtriebswelle 46 und der Übersetzung γ des Automatikgetriebes 16 nach Abschluß der Schaltaktion ist.
Der Endphasen-Bestimmungsabschnitt 103 ist so ausgelegt, daß er bestimmt, ob die Schaltaktion des Automatikgetriebes 16 die Endphase erreicht hat, die zu einer vorgegebenen Zeit vor dem Zeitpunkt des Abschlusses der Schaltaktion (vor dem Zeitpunkt, zu dem die Antriebswellen-Drehzahl N_IN der synchronisierenden Antriebswellen-Drehzahl ((γ × N_OUT) gleich geworden ist. Diese Bestimmung kann dadurch durchgeführt werden, daß bestimmt wird, ob die Differenz zwischen der Antriebswellen-Drehzahl N_IN und der synchronisierenden Antriebswellen-Drehzahl (γ × N_OUT) auf einen vorgegebenen Wert gesenkt wurde, beispielsweise auf etwa 50 U/min. Alternativ kann die Bestimmung dadurch durchgeführt werden, daß ein Zeitnehmer verwendet wird, um die Zeit zu messen, die ab dem Zeitpunkt der Initiierung der Schaltaktion vergangen ist, und die gemessene verstrichene Zeit mit einem Schwellenwert verglichen wird, der dem Beginn der Endphase der Schaltaktion entspricht. Zu diesem Zweck ist im ROM der elektronischen Steuereinheit 90 eine Datentabelle hinterlegt, die eine Vielzahl von Schwellenwerten darstellt, die den jeweiligen verschiedenen Schaltaktionen des Automatikgetriebes 16 entsprechen. Der Endphasen-Bestimmungsabschnitt 103 kann so aus gelegt sein, daß er bestimmt, daß die Schaltaktion die Endphase erreicht hat, wenn die gemessene vergangene Zeit im wesentlichen dem Schwellenwert gleich geworden ist, der der jeweiligen Schaltaktion entspricht. Wie nachstehend beschrieben, wird der Betrieb des Antriebsleistungsquellen-Drehmoment-Steuerabschnitts 104 initiiert, wenn der Endphasen-Bestimmungsabschnitt 103 bestimmt, daß die Schaltaktion die Endphase erreicht hat.
Der Antriebsleistungsquellen-Drehmoment-Steuerabschnitt 104 ist dafür ausgelegt, das Drehmoment T_PD der Antriebsleistungsquelle in Form des Verbrennungsmotors 10, des Motor/Generators MG1 und des Motor/Generators MG2 zu bestimmen und die Antriebsleistungsquelle so zu steuern, daß sie das bestimmte Drehmoment T_PD erzeugt, so daß das aktuelle Ausgangsdrehmoment T_OUT des Automatikgetriebes 16 sich dem Soll-Ausgangsdrehmoment T_OUT* angleicht, das von dem oben beschriebenen Soll-Antriebsquellen-Einstellabschnitt bestimmt wird. In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, daß das Ausgangsdrehmoment T_OUT des Automatikgetriebes 16, das eine Vielzahl von Betätigungsstellungen mit den entsprechenden verschiedenen Übersetzungen aufweist, sich erheblich von einem Wert vor der Schaltaktion auf einen Wert nach Abschluß der Schaltaktion ändert. Somit muß das Antriebsleistungsquellen-Drehmoment T_PD so gesteuert werden, daß das Ausmaß der Änderung des Ausgangsdrehmoments T_OUT des Automatikgetriebes 16 vor und nach der Schaltaktion verringert wird. Zu diesem Zweck wird der erste Antriebsleistungsquellen-Drehmoment-Steuerabschnitt 104 so betätigt, daß er eine Steuerung der Antriebsleistungsquelle initiiert, um das Antriebsleistungsquellen-Drehmoment T_PD zu steuern, sobald von dem Endphasen-Bestimmungsabschnitt 103 bestimmt wird, daß die Schaltaktion des Automatikgetriebes 16 die Endphase erreicht hat. Falls die Steuerung der Antriebsleistungsquelle durch den Antriebsleistungsquellen-Drehmoment-Steuerabschnitt 104 initiiert würde, bevor die Schaltaktion die Endphase erreicht hat, würde die Zeit, die für den Abschluß der Schaltaktion erforderlich ist, aufgrund einer niedrigen Änderungsrate der Verbrennungsmotor-Drehzahl N_E, die der Änderung der Antriebswellen-Drehzahl N_IN in Richtung auf die synchronisierende Antriebswellen-Drehzahl (y × N_OUT) während des Schaltvorgangs folgt, unnötig verlängert werden. Im Fall einer Runterschaltaktion des Automatik getriebes 16 würde beispielsweise der Anstieg der Verbrennungsmotor-Drehzahl N_E verzögert, und die Zeit, die für den Abschluß der Schaltaktion erforderlich ist, würde verlängert, falls der Betrieb des Antriebsleistungsquellen-Steuerabschnitts 104 initiiert würde, bevor die Runterschaltaktion die Endphase erreicht hat. Anders ausgedrückt, der Beginn der Endphase, der vom Endphasen-Erfassungsabschnitt 103 erfaßt wird, wird so bestimmt, daß der Antriebsleistungsquellen-Drehmoment-Steuerabschnitt 104 in de Lage ist, das Antriebsleistungsquellen-Drehmoment T_PD mit einer hohen Ansprechempfindlichkeit zu steuern, um zu ermöglichen, daß das Fahrzeug-Antriebssystem 8 nach Abschluß der Schaltaktion des Automatikgetriebes 16 die Soll-Fahrzeug-Antriebsleistung F* erzeugt.
Es werden mehrere verschiedene Methoden beschrieben, die dem Antriebsleistungs-Drehmoment-Steuerabschnitt 104 zur Verfügung stehen, um das Antriebsleistungs-Drehmoment T_PD zu steuern. Wie aus 9 hervorgeht, variiert das Antriebsquellen-Drehmoment T_PD in Form des Verbrennungsmotor-Drehmoments T_E (geschätztes Verbrennungsmotor-Drehmoment T_EO), das einem bestimmten Wert der Verbrennungsmotor-Drehzahl N_E entspricht, bei einer Änderung der Menge der in die Zylinder des Verbrennungsmotors 10 gesaugten Luft. Dementsprechend dann das Verbrennungsmotor-Drehmoment T_E verändert werden, um das Ausgangsdrehmoment T_OUT des Automatikgetriebes 16 zu ändern, und zwar durch Steuern des Öffnungswinkels θ_TH der Drosselklappe 62 unabhängig von der vorgegebenen Beziehung von 7 zwischen dem Betätigungsbetrag Acc des Gaspedals 88 und dem Öffnungswinkel θ_TH, die von dem im ROM hinterlegten Datenkennfeld dargestellt wird. Die Steuerung des Antriebsleistungsquellen-Drehmoments T_PD durch Steuern des Öffnungswinkels θ_TH der Drosselklappe 62 ist wegen der relativ niedrigen Ansprechempfindlichkeit der Drosselklappe 62 und in Anwesenheit eines Schwallbehälters, der im Ansaugkanal des Verbrennungsmotors 10 bereitgestellt ist, nicht besonders ansprechempfindlich.
Andererseits ist die Steuerung des Antriebsleistungsquellen-Drehmoments T_PD ansprechempfindlicher, wenn die Luftmenge, die in die Zylinder des Verbrennungsmotors 10 gesaugt wird, durch Steuern des Hubbetrags und/oder der Betätigungszeit (der Öffnungs- und Schließzeiten) des Ansaugventils 74 gesteuert wird, als bei einer Steuerung der angesaugten Luftmenge durch Steuern der Drosselklappe 62 an sich. Beispielsweise ist der Antriebsleistungsquellen-Drehmoment-Steuerabschnitt 104 so ausgelegt, daß er den Hubbetrag und/oder die Betätigungszeit des Einlaßventil 74 steuert, die dem Soll-Drehmoment T_E des Verbrennungsmotors entspricht, um das Soll-Ausgangsdrehmoment T_OUT* des Automatikgetriebes 16 zu erhalten, und so, daß er einen Steuerbefehl S_E an die Ventilantriebs-Steuervorrichtung 81 zum Steuern des elektromagnetischen Aktors 76 ausgibt, um den bestimmten Hubbetrag und/oder die bestimmte Öffnungs- und Schließzeit des Ansaugventils 74 zu erhalten. Da der Hubbetrag und die Betriebszeit des Ansaugventil 74 direkt die Menge der Luft steuern, die in die Zylinder des Verbrennungsmotors 10 gesaugt wird, kann das Verbrennungsmotor-Drehmoment T_E (Antriebsleistungsquellen-Drehmoment T_PD) durch das Steuern des elektromagnetischen Aktors 76 mit einer höheren Ansprechempfindlichkeit gesteuert werden als durch Steuern der elektronischen Drosselklappe 62, die eine vergleichsweise niedrige Ansprechempfindlichkeit hat und die in der Ansaugleitung 50 angeordnet ist, die mit einem Schwallbehälter verbunden ist.
Das Antriebsleistungsquellen-Drehmoment T_PD kann mit einer höheren Ansprechempfindlichkeit gesteuert werden, wenn die Zündvorrichtung 59 gesteuert wird, um den Zündzeitpunkt des Verbrennungsmotors 10 zu ändern, oder wenn das Drehmoment T_M des Elektromotors oder der Elektromotoren in Form des ersten Motorgenerators MG1 und des zweiten Motorgenerators MG2, die zusammen mit dem Verbrennungsmotor 10 die Antriebsleistungsquelle bilden, gesteuert wird. Die Steuerung des Antriebsleistungsquellen-Drehmoments T_PD durch Steuern des Zündzeitpunkts des Verbrennungsmotors 10 kann jedoch nicht wirksam durchgeführt werden, bevor der Verbrennungsmotor 10 ausreichend warm geworden ist, und kann nicht über einen langen Zeitraum fortgesetzt werden, da die Gefahr einer Verschlechterung der Abgasemissionen besteht. Die Steuerung des Antriebsleistungsquellen-Drehmoments T_PD durch Steuern des Elektromotor-Drehmoments T_M kann nicht über einen längeren Zeitraum oder auf regelmäßiger Basis durchgeführt werden, da die Gefahr einer Erschöpfung oder beträchtlichen Senkung der elektrischen Energie, die in der Brennstoffzelle 70 oder der Sekundär batterie 71 gespeichert ist, besteht. So eignen sich die Zündzeitpunktsteuerung des Verbrennungsmotors 10 und die Elektromotor-Drehmomentsteuerung für eine vorübergehende Steuerung des Antriebsleistungsquellen-Drehmoments T_PD mit hoher Ansprechempfindlichkeit.
Wenn das Gaspedal 88 niedergedrückt wird, um seinen Betätigungsbetrag Acc allmählich zu vergrößern, wie von der dicken durchgezogenen Linie in 12 angezeigt, wird das Automatikgetriebe 16 beispielsweise im Verlauf der Änderung des Betätigungsbetrags Acc von 60 % auf 70 % von der 4. Gang-Stellung in die 3. Gang-Stellung runtergeschaltet. In diesem Fall wird der Antriebsleistungsquellen-Drehmoment-Steuerabschnitt 104 so betätigt, daß er den Hubbetrag des Einlaßventil 74 und/oder die Steuerung der Betätigungszeit des Einlaßventil 74 steuert, um die Öffnungszeit für das Einlaßventil 74 zu verkürzen, wodurch die Luftmenge, die in die Zylinder des Verbrennungsmotors 10 gesaugt wird, verringert wird. Infolgedessen wird das Ausgangsdrehmoment T_OUT des Automatikgetriebes 16 bei einem allmählichen Anstieg des Betätigungsbetrags Acc des Gaspedals 88 weich geändert, wie von der durchgezogenen Linie in 13 angezeigt, so daß, das Ausmaß der Änderung der Fahrzeug-Antriebsleistung vor und nach der Schaltaktion des Automatikgetriebes 16 wirksam gesenkt wird, um einen Schaltstoß des Automatikgetriebes 16 zu minimieren, wodurch das Fahrverhalten des Fahrzeugs verbessert wird. In 13 zeigt die durchbrochene Linie eine nicht-weiche oder abrupte Änderung des Ausgangsdrehmoments T_OUT des Automatikgetriebes eines Fahrzeugs an, das mit einer herkömmlichen Fahrzeug-Steuervorrichtung ausgestattet ist.
In dem Ablaufschema von 14 ist ein Routine für die Steuerung des Antriebsleistungsquellen-Drehmoments T_PD (Verbrennungsmotor-Drehmoment T_E) erläutert, die von der elektronischen Steuereinheit 90 durchgeführt wird, um unabhängig von einer Schaltaktion des Automatikgetriebes 16 eine weiche Änderung des Ausgangsdrehmoments T_OUT des Automatikgetriebes 16 bei einer kontinuierlichen Änderung des personenbetätigten Fahrzeug-Beschleunigungselements in Form des Betätigungsbetrags Acc des Gaspedals 88 zu ermöglichen. Das Zeitschema von 15 zeigt Änderungen verschiedener Parameter während des Betriebs der elektronischen Steuereinheit 90 für die Steuerung des Antriebsleistungsquellen-Drehmoments T_PD gemäß der Antriebsleistungsquellen-Drehmoment-Steuerroutine von 14. Die Antriebsleistungsquellen-Drehmoment-Steuerroutine wird mit Bezug auf Ablaufschema von 14 für den Fall beschrieben, wo das Automatikgetriebe 16 infolge einer allmählichen Zunahme des Betätigungsbetrags Acc des Gaspedals 88 runtergeschaltet wird.
Die Antriebsleistungsquellen-Drehmoment-Steuerroutine der 14 wird in Schritt S1 initiiert, der dem Fahrzeugzustands-Erfassungsabschnitt 108 entspricht, um zu bestimmen, ob das Fahrzeug gerade fährt oder nicht. Diese Bestimmung in Schritt S1 wird aufgrund von Informationen getroffen, welche folgendes einschließen: die Verbrennungsmotor-Drehzahl N_E, die vom Verbrennungsmotor-Drehzahlsensor erfaßt wird; die Turbinendrehzahl N_T (= Drehzahl N_IN der Antriebswelle 22), die vom Turbinendrehzahl-Sensor 91 erfaßt wird; die Fahrzeugfahrgeschwindigkeit V, die vom Abtriebswellen-Drehzahlsensor 47 erfaßt wird; den Öffnungswinkel θ_TH der elektronisch gesteuerten Drosselklappe 62, der vom Drosselöffnungssensor 63 erfaßt wird; den Betätigungsbetrag des Fahrzeug-Beschleunigungselements in Form des Gaspedals 88, der vom Beschleunigungssensor 89 erfaßt wird; und die derzeit gewählte Stellung P_SH des Schalthebels 92. Wenn die Verbrennungsmotor-Drehzahl N_E infolge des Niederdrückens des Gaspedals 88 erhöht wird, während der Schalthebel 92 in der Neutralstellung N ist, das heißt, wenn ein Rasen des Verbrennungsmotors 10 stattfindet, wobei der Schalthebel 92 in der Neutralstellung ist, oder wenn das Fahrzeug in Rückwärtsrichtung angetrieben wird, wenn der Schalthebel 92 in der Rückwärtsantriebsstellung R ist, wird das Verbrennungsmotor-Drehmoment T_E kontinuierlich erhöht, wenn der Betätigungsbetrag des Gaspedals 88 vergrößert wird. Falls in Schritt S1 eine negative Bestimmung (NEIN) erhalten wird, wird ein Durchführungszyklus der Antriebsleistungsquellen-Drehmoment-Steuerroutine beendet. Falls in Schritt S1 eine positive Bestimmung (JA) erhalten wird, geht der Steuerablauf zu Schritt S2 über, der ebenfalls dem Fahrzeugzustands-Erfassungsabschnitt 108 entspricht, um den Betätigungsbetrag Acc des Gaspedals 88, der vom Beschleunigungssensor erfaßt wird, und optional die gerade gewählte Stellung des Automatikgetriebes 16 einzulesen, die vom Schaltsteuer abschnitt 100 gemäß dem Kennfeld von 8 bestimmt wird, das die Rauf- und Runterschalt-Grenzlinien darstellt.
Auf Schritt S2 folgt Schritt S3, der dem Soll-Antriebsleistungs-Einstellabschnitt 106 entspricht, um das Soll-Ausgangsdrehmoment T_OUT* des Automatikgetriebes 16 aufgrund des erfaßten Betätigungsbetrags Acc des Gaspedals 88 und der gerade ausgewählten Stellung des Automatikgetriebes 16 zu bestimmen, so daß das aktuelle Ausgangsdrehmoment T_OUT des Automatikgetriebes 16 mit einer Änderung des Betätigungsbetrags Acc weich geändert wird. Aufgrund des bestimmten Soll-Ausgangsdrehmoments T_OUT* bestimmt der Soll-Antriebsleistungs-Einstellabschnitt 106 den Hubbetrag und/oder die Betätigungszeit des Einlaßventils 74 des Verbrennungsmotors 10, so daß der bestimmte Hubbetrag und/oder die bestimmte Betätigungszeit des Einlaßventils 74 ein Erreichen des bestimmten Soll-Ausgangsdrehmoments T_OUT* ermöglicht bzw. ermöglichen. Beispielsweise wird das Soll-Ausgangsdrehmoment T_OUT* so bestimmt, daß der Umfang der Änderung des Ausgangsdrehmoments T_OUT nach einer Schaltaktion des Automatikgetriebes 16 kleiner ist als vor der Schaltaktion, wodurch das Ausgangsdrehmoment T_OUT bei einer Änderung des Betätigungsbetrags Acc des Gaspedals 88 weich geändert wird. Die dicke durchgezogene Linie in 12 zeigt den Anstieg des Ausgangsdrehmoments T_OUT bei einer Zunahme des Betätigungsbetrags Acc des Gaspedals 88 während zweier Runterschaltaktionen des Automatikgetriebes 16 an. Um das so bestimmte Soll-Ausgangsleistungs-Drehmoment TOUT* zu erhalten, wird bzw. werden der Hubbetrag und/oder die Betätigungszeit des Einlaßventil 74 so bestimmt, daß die Motordrehzahl T_E erhalten wird, die dem bestimmten Soll-Ausgangsdrehmoment T_OUT* entspricht.
Wenn das Automatikgetriebe 16 beispielsweise aus der 4. Gang-Stellung in die 3. Gang-Stellung heruntergeschaltet wird, bewirkt diese Runterschaltaktion einen Anstieg des Ausgangsdrehmoments T_OUT des Automatikgetriebes 16 von einem 4. Gang-Drehmomentwert T_OUT4 auf einen 3. Gang-Drehmomentwert T_OUT3. Das Verhältnis des 3. Gang-Drehmomentwerts T_OUT3 zum 4. Gang-Drehmomentwert T_OUT4 ist gleich dem Verhältnis der Übersetzung γ3 der 3. Gang-Stellung zur Übersetzung γ4 der 4. Gang- Stellung. Das heißt: T_OUT3 = γ3/γ4·T_OUT4 Um die Differenz zwischen dem 3. Gang-Drehmomentwert T_OUT3 und dem 4. Gang-Drehmomentwert T_OUT4 (das Ausmaß der Änderung zwischen dem 4. Gang-Drehmomentwert T_OUT4 und dem 3. Gang-Drehmoment T_OUT3) zu senken, wird das Antriebsleistungsquellen-Drehmoment T_PD3 nach der Runterschaltaktion um einen Betrag gesenkt, der dem Verhältnis der Übersetzung γ4 der 4. Gang-Stellung zur Übersetzung γ3 der 3. Gang-Stellung entspricht. Da heißt, T_PD3 = γ4/γ3·T_PD4. Somit wird bzw. werden der Hubbetrag und/oder die Zeiten, zu denen das Einlaßventil 74 geöffnet wird, so bestimmt, daß das Verhältnis der Luftmenge, die nach der Schaltaktion in die Zylinder des Verbrennungsmotors 10 gesaugt wird, zu der vor der Runterschaltaktion gleich dem Verhältnis γ3/γ4 ist.
Auf Schritt S3 folgt Schritt S4, der dem Endphasen-Bestimmungsabschnitt 103 entspricht, um zu bestimmen, ob die Runterschaltaktion, die (zum Zeitpunkt t1 in 15) vom Schaltsteuerabschnitt 100 initiiert wurde, die Endphase erreicht hat, die zu einem vorgegebenen Zeitpunkt (t2 in 15) beginnt, das heißt zu einem Zeitpunkt, der um eine vorgegebene Zeit vor dem Abschlußzeitpunkt liegt (Zeitpunkt t3 in 15). Diese Bestimmung kann dadurch durchgeführt werden, daß bestimmt wird, ob die Differenz zwischen der Antriebswellen-Drehzahl N_IN und der synchronisierenden Antriebswellen-Drehzahl (γ × N_OUT) auf einen vorgegebenen Wert gesunken ist, beispielsweise auf 50 U/min, wie oben beschrieben. Alternativ kann die Bestimmung dadurch durchgeführt werden, daß bestimmt wird, ob die gemessene Zeit, die ab dem Zeitpunkt der Initiierung der Runterschaltaktion vergangen ist, im wesentlichen den vorgegebenen Schwellenwert erreicht hat, der dem Beginn der Endphase der Runterschaltaktion entspricht, wie oben beschrieben. Es sei darauf hingewiesen, daß das Prinzip der vorliegenden Erfindung auf jegliche Schaltaktionen des Automatikgetriebes 16 gemäß der Rauf- und Runterschalt-Grenzlinien von 8 unter der Steuerung des Schaltsteuerabschnitts 100 anwendbar ist. Wenn eine negative Bestimmung (NEIN) in Schritt S4 erhalten wird, geht der Steuerablauf zu Schritt S5 über, in dem die Ventilantriebs-Steuervorrichtung 81 den Verbrennungsmotor 10 so steuert, daß die gegenwärtige Verbrennungsmotor-Drehzahl NE beibehalten wird.
Falls in Schritt S4 eine positive Bestimmung (JA) erhalten wird, geht der Steuerablauf zu Schritt S6 über, der dem Antriebsleistungsquellen-Drehmoment-Steuerabschnitt 104 entspricht, um den Steuerbefehl S_E zu erzeugen, der die Ventilantriebsvorrichtung anweist, den elektromagnetischen Aktor 76 zum Steuern des Einlaßventils so zu steuern, daß das Einlaßventil 74 den Hubbetrag und/oder die Betätigungszeit erhält, die in Schritt S3 vom Soll-Antriebsleistungs-Einstellabschnitt 106 bestimmt wurden. Wenn die Betätigung des Antriebsleistungsquellen-Drehmoment-Steuerabschnitts 104 initiiert würde, bevor die Schaltaktion die Endphase erreicht hat, würde die Zeit, die für den Abschluß der Schaltaktion erforderlich ist, aufgrund einer niedrigen Änderungsrate der Verbrennungsmotor-Drehzahl N_E, die der Änderung der Antriebswellen-Drehzahl N_IN in Richtung auf die synchronisierende Antriebswellen-Drehzahl (y × N_OUT) während des Schaltvorgangs folgt, unnötig verlängert werden. Im Fall einer Runterschaltaktion des Automatikgetriebes 16 würde beispielsweise der Anstieg der Verbrennungsmotor-Drehzahl N_E verzögert, und die Zeit, die für den Abschluß der Schaltaktion erforderlich ist, würde verlängert, falls der Betrieb des Antriebsleistungsquellen-Drehmoment-Steuerabschnitts 104 initiiert würde, bevor die Runterschaltaktion die Endphase erreicht hat. Angesichts dieses Nachteils wird der Betrieb des Antriebsleistungsquellen-Drehmoment-Steuerabschnitts 104 in Schritt S6 erst initiiert, nachdem in Schritt S4 eine positive Bestimmung (JA) erhalten wurde, d.h. erst nachdem die Runterschaltaktion die Endphase erreicht hat. Da der Betrieb des Steuerabschnitts 104 initiiert wird, nachdem die Schaltaktion die Endphase erreicht hat, kann der Umfang der Änderung des Ausgangsdrehmoments T_OUT nach der Schaltaktion bezüglich dem vor der Schaltaktion zum Zeitpunkt des Abschlusses der Runterschaltaktion, d.h. wenn die Antriebswellen-Drehzahl N_IN im wesentlichen der synchronisierenden Antriebswellen-Drehzahl (γ × N_OUT) gleich geworden ist, ausreichend gesenkt werden. Da ferner der Hubbetrag und die Betätigungszeiten des Einlaßventil 74 direkt die Menge der angesaugten Luft steuern, die in den Verbrennungsmotor 10 geleitet wird, kann das Verbrennungsmotor-Drehmoment T_E durch Steuern des elektromagnetischen Aktors 76 mit höherer Ansprechempfindlichkeit gesteuert werden als durch Steuern der elektronischen Drosselklappe 62, die eine vergleichsweise niedrige Ansprechempfindlichkeit zeigt, und die in der Ansaugleitung 50 angeordnet ist, die mit dem Schwallbehälter verbunden ist.
Daher wird durch die Initiierung des Betriebs des Antriebsleistungsquellen-Drehmoment-Steuerabschnitts 104 in Schritt S6 erst nach Beginn der Endphase der Runterschaltaktion die Ansprechempfindlichkeit des Verbrennungsmotor-Drehmoments T_E nicht gesenkt. Alternativ kann das Antriebsleistungsquellen-Drehmoment T_PD mit einer höheren Empfindlichkeit gesteuert werden, wenn die Zündvorrichtung 59 so gesteuert wird, daß der Zündzeitpunkt des Verbrennungsmotors 10 geändert wird, oder durch Steuern des Drehmoments T_M des Elektromotors oder der Elektromotoren in Form des ersten Motorgenerator MG1 und des zweiten Motor/Generators MG2, die zusammen mit dem Verbrennungsmotor 10 die Antriebsleistungsquelle bilden.
Wenn das Gaspedal 88 niedergedrückt wird, so daß sein Betätigungsbetrag Acc allmählich steigt, wie von der dicken durchgezogenen Linie in 12 dargestellt, wird das Automatikgetriebe 16 während der Änderung des Betätigungsbetrags Acc runtergeschaltet. In diesem Fall wird der Betrieb des Antriebsleistungsquellen-Drehmoment-Steuerabschnitts 104 in Schritt S6 (zum Zeitpunkt t2 in 15) initiiert, um den Hubbetrag des Einlaßventil 74 zu reduzieren und/oder um die Betätigungszeiten des Einlaßventil 74 zu steuern, um dadurch die Öffnungszeit des Einlaßventil 74 zu verkürzen, wodurch die Menge der Luft, die in die Zylinder des Verbrennungsmotors gesaugt wird, reduziert wird. Diese Steuerung des Einlaßventil 74, um seinen Hubbetrag zu senken und/oder seine Öffnungszeit zu verkürzen, kann durch eine vorübergehende Verzögerung des Zündzeitpunkts des Verbrennungsmotors 10 oder eine vorübergehende Senkung des Elektromotor-Drehmoments T_M ersetzt werden. Der Zündzeitpunkt des Verbrennungsmotors und das Drehmoment T_M des Elektromotors können mit einer höheren Ansprechempfindlichkeit gesteuert werden als der Hubbetrag und die Betätigungszeit des Einlaßventil 74, aber können nicht über längere Zeit durchgeführt werden. Wenn daher der Antriebsleistungsquellen-Drehmoment-Steuerabschnitt 104 in Schritt S6 die vorübergehende Verzögerung des Verbrennungsmotor-Zündzeitpunkts oder die vorübergehende Reduzierung des Elektromotor-Drehmoments TM zusätzlich zur Steuerung des Einlaßventil 74 bewirkt, ist es wünschenswert, die vorübergehende Verzögerung des Verbrennungsmotor-Zündzeitpunkts oder die vorübergehende Reduzierung des Elektromotor-Drehmoments T_M zu reduzieren oder zu beenden, wenn das Antriebsleistungsquellen-Drehmoment TPD (Verbrennungsmotor-Drehmoment TE) durch die Reduzierung des Hubbetrags und/oder die Verkürzung der Öffnungszeit des Einlaßventil 74 im geeigneten Maß reduziert wurde.
Auf Schritt S6 folgt Schritt S7, der dem Schaltungsabschluß-Bestimmungsabschnitt 102 entspricht, um zu bestimmen, ob die Runterschaltaktion des Automatikgetriebes 16, die vom Schaltsteuerabschnitt 100 initiiert wurde, beendet oder abgeschlossen ist. Diese Bestimmung in Schritt S7 kann dadurch durchgeführt werden, daß bestimmt wird, ob sich die Antriebswellen-Drehzahl N_IN im wesentlichen der synchronisierenden Antriebswellen-Drehzahl (γ × N_OUT), die das Produkt der Drehzahl N_OUT der Abtriebswelle 46 und der Übersetzung γ des Automatikgetriebes ist, nach Abschluß der Schaltaktion angeglichen hat. Schritt S6 wird wiederholt durchgeführt, bis eine positive Bestimmung (JA) in Schritt S7 erhalten wird. Falls in Schritt S7 (zum Zeitpunkt t3 in 15) eine positive Bestimmung erhalten wird, geht der Steuerablauf zu Schritt S8 über, in dem die Verbrennungsmotor-Drehzahl N_E von der Ventilantriebs-Steuervorrichtung gesteuert wird, und zwar durch Steuern der Hubbeträge und der Betätigungszeiten der Einlaß- und Auslaßventile 74, 75, so daß das aktuelle Ausgangsdrehmoment T_OUT des Automatikgetriebes 16 nach der Runterschaltaktion mit dem Soll-Ausgangsdrehmoment T_OUT* übereinstimmt.
Infolge der Steuerung des Antriebsleistungsquellen-Drehmoments T_PD durch den Antriebsleistungsquellen-Drehmoment-Steuerabschnitt 104 wird das Antriebsleistungsquellen-Drehmoment T_PD (z.B. das Verbrennungsmotor-Drehmoment T_E) nach der Runterschaltaktion des Automatikgetriebes 16 kleiner als das vor der Runterschaltaktion, wie in 15 angezeigt, so daß das Ausgangsdrehmoment T_OUT des Automatikgetriebes 16 (von der durchgezogenen Linie in 15 dargestellt) nach der Runterschaltaktion im Vergleich zu einem, das von einer Fahrzeugvorrichtung des Standes der Technik gesteuert ist (von einer durchbrochenen Linie in 15 angezeigt), reduziert ist. Wie in 15 angezeigt, wird das Ausgangsdrehmoment T_OUT während der Runterschaltaktion aufgrund von Teileingriffszuständen der beiden Reibungskupplungsvor richtungen, die schließlich eingerückt und ausgerückt werden, gesenkt, wobei diese Einrück- und Ausrückaktionen praktisch gleichzeitig stattfinden.
Der Antriebsleistungsquellen-Drehmoment-Steuerabschnitt 104 ist somit dafür ausgelegt, eine weiche oder allmähliche Änderung des Antriebsleistungsquellen-Drehmoments T_PD bei einer allmählichen Änderung des Betätigungsbetrags Acc des Gaspedals 88 zu erlauben, um dadurch unabhängig von der Schaltaktion des Automatikgetriebes 16 einen weichen Anstieg des Ausgangsdrehmoments T_OUT des Automatikgetriebes 16 zu ermöglichen, wie von den dicken durchgezogenen Linien in den 12 und 13 dargestellt, so daß die Fahrzeugantriebsleistung F nach der Schaltaktion nicht abrupt zunimmt, sondern weich zunimmt, wodurch das Fahrzeug ein sehr gutes Fahrverhalten ohne einen nennenswerten Schaltstoß des Automatikgetriebes 16 aufgrund eines abrupten Anstiegs der Fahrzeugfahrleistung nach der Schaltaktion zeigt.
In der Fahrzeug-Steuervorrichtung, die gemäß der vorliegenden Ausführungsform aufgebaut ist und die wie oben beschrieben betätigt wird, bestimmt der Soll-Antriebsleistungs-Einstellabschnitt 106 (Schritt S3), die Soll-Antriebsleistung F* in Form des Soll-Ausgangsdrehmoments T_OUT* des Automatikgetriebes 16 aufgrund des erfaßten Betätigungsbetrags Acc des personenbetätigten Fahrzeug-Beschleunigungselements in Form des Gaspedals 88 und der derzeit ausgewählten Stellung des Automatikgetriebes so, daß die bestimmte Soll-Antriebsleistung F* des Fahrzeugs unabhängig von einer Schaltaktion des Automatikgetriebes 16 eine weiche Änderung der aktuellen Fahrzeug-Antriebsleistung F (aktuelles Ausgangsdrehmoment T_OUT des Automatikgetriebes 16) bei einer Zunahme des Betätigungsbetrags Acc ermöglicht. Ferner steuert der Antriebsleistungsquellen-Drehmoment-Steuerabschnitt 104 (Schritt S6) den Hubbetrag und/oder die Betätigungszeiten des Einlaßventil 74, um das Verbrennungsmotor-Drehmoment T_E so zu steuern, daß das aktuelle Ausgangsdrehmoment T_OUT des Automatikgetriebes 16 nach dem Schaltvorgang mit dem bestimmten Soll-Ausgangsdrehmoment T_OUT* übereinstimmt. Bei dieser Anordnung wird das Ausgangsdrehmoment T_OUT des Automatikgetriebes 16 bei einer Änderung des Betätigungsbetrags Acc des Gaspedals 88 weich geändert, ohne eine abrupte Änderung des Ausgangsdrehmoments T_OUT bei einer Schaltaktion des Automatikgetriebes 16, so daß eine abrupte Änderung der Fahrzeugantriebsleistung F nach einer Schaltaktion verhindert wird, um das Fahrverhalten des Fahrzeugs zu verbessern. Ferner wird das Drehmoment T_E des Verbrennungsmotors mit einer hohen Ansprechempfindlichkeit gesteuert, und zwar durch Ändern der Luftmenge, die in den Verbrennungsmotor 10 gesaugt wird, durch Steuern des Hubbetrags und/oder der Betätigungszeiten des Einlaßventil 74, so daß der Umfang der Änderung der Fahrzeug-Antriebsleistung F aufgrund einer Schaltaktion verringert wird, um das Fahrverhalten des Fahrzeugs zu verbessern.
In der vorliegende Ausführungsform ist der Antriebsleistungsquellen-Drehmoment-Steuerabschnitt 100 (Schritt S6) so ausgelegt, daß er das Verbrennungsmotor-Drehmoment T_E durch Steuern des Hubbetrags und/oder der Betätigungszeiten des Einlaßventil des Verbrennungsmotors 10 so steuert, daß diese Steuerung des Einlaßventil 74 initiiert wird, wenn die Schaltaktion des Automatikgetriebes 16 die Endphase erreicht hat. Die Initiierung des Betriebs des Antriebsleistungsquellen-Drehmoment-Steuerabschnitts 104 zu Beginn der Endphase der Schaltaktion des Automatikgetriebes 16 ist wirksam, um eine Zunahme der erforderlichen Schaltzeit des Automatikgetriebes 16 zu senken, die eine Folge der Steuerung des Hubbetrags und/oder der Betätigungszeiten des Einlaßventil 74 wäre, durch die die Änderungsrate der Verbrennungsmotor-Drehzahl N_E während der Schaltaktion gesenkt wird.
Die vorliegende Ausführungsform ist ferner so ausgelegt, daß der Antriebsleistungsquellen-Drehmoment-Steuerabschnitt 104 dazu dient, das Verbrennungsmotor-Drehmoment T_E nach einer Schaltaktion des Automatikgetriebes 16 im Vergleich zu dem vor der Schaltaktion zu senken, so daß die Runterschaltaktion keinen abrupten Anstieg des Ausgangsdrehmoments T_OUT des Automatikgetriebes und keine daraus folgende abrupte Änderung der Fahrzeug-Antriebsleistung bewirkt.
Der Antriebsleistungsquellen-Drehmoment-Steuerabschnitt 104, der in der vorliegenden Ausführungsform bereitgestellt ist, ist so ausgelegt, daß er den Hubbetrag des Einlaßventil 74 senkt und/oder die Betätigungszeiten des Einlaßventil 74 so steuert, daß dessen Öffnungszeit verkürzt wird, so daß die Luftmenge, die in den Verbrennungsmotor 10 geleitet wird, reduziert wird, um das Verbrennungsmotor-Drehmoment T_E zu senken. Diese Anordnung ist auch wirksam, um eine abrupte Zunahme des Ausgangsdrehmoments des Automatikgetriebes 16 infolge einer Runterschaltaktion zu verhindern.
Obwohl die Erfindung detailliert mit Bezug auf die begleitenden Figuren beschrieben wurde, kann die Erfindung selbstverständlich auch in anderer Form ausgeführt werden.
In der dargestellten Ausführungsform wird das Antriebsleistungsquellen-Drehmoment T_PD so gesteuert, daß ein weicher Anstieg des Ausgangsdrehmoments T_OUT des Automatikgetriebes 16 (der Fahrzeugantriebsleistung F) ermöglicht wird, wenn das Automatikgetriebe 16 als Ergebnis eines allmählichen Anstiegs des Betätigungsbetrags des Gaspedals 88 aus der 4. Gang-Stellung in die 3. Gang-Stellung runtergeschaltet wird. Jedoch ist das Prinzip dieser Erfindung gleichermaßen auf Runterschaltaktionen des Automatikgetriebes aus der 5. Gang-Stellung in die 4. Gang-Stellung, aus der 3. Gang-Stellung in die 2. Gang-Stellung und aus der 2. Gang-Stellung in die 1. Gang-Stellung anwendbar. Das Prinzip dieser Erfindung ist weiter auf Raufschaltaktionen des Automatikgetriebes 16 anwendbar, die in Folge einer allmählichen Abnahme des Betätigungsbetrags Acc des Gaspedals 88 stattfinden. Die Soll-Ausgangsdrehmoment-Werte T_OUT* des Automatikgetriebes 16, die von den dicken durchgezogenen Linien 12 dargestellt sind, können zum Steuern des Antriebsleistungsquellen-Drehmoments T_PD nach einer Schaltaktion des Automatikgetriebes verwendet werden. In diesem Fall wird das Ausgangsdrehmoment T_OUT nach der Raufschaltaktion in Bezug auf das vor der Raufschaltaktion gesenkt, so daß das Antriebsleistungsquellen-Drehmoment T_PD durch den Antriebsleistungsquellen-Drehmoment-Steuerabschnitt 104 erhöht werden muß, um eine weiche Abnahme des Ausgangsdrehmoments T_OUT zu ermöglichen.
In der dargestellten Ausführungsform ist der Antriebsleistungsquellen-Drehmoment-Steuerabschnitt 104 (Schritt S6) so ausgelegt, daß sein Betrieb in dem Augenblick initiiert wird, wenn die Schaltaktion des Automatikgetriebes 16 die vorgegebene Endphase erreicht. Der Betrieb des Antriebsleistungsquellen-Drehmoment-Steuerabschnitts 104 kann jedoch auch im Augenblick des Abschlusses der Schaltaktion oder zu jedem geeigneten Zeitpunkt nach dem Abschlußzeitpunkt initiiert werden. In diesem Fall ist die Steuerung des Antriebsleistungsquellen-Drehmoments T_PD durch den Steuerabschnitt 104 eher verzögert, und der Umfang der Änderung des Ausgangsdrehmoments T_OUT des Automatikgetriebes 16 wird möglicherweise nicht ausreichend gesenkt. Der Umfang der Änderung des Ausgangsdrehmoments T_OUT infolge einer Schaltaktion kann jedoch bis zu einem gewissen Grad gesenkt werden. Ferner kann der Betrieb des Antriebsleistungsquellen-Drehmoment-Steuerabschnitts 104 initiiert werden, bevor die Schaltaktion des Automatikgetriebes 16 die Endphase erreicht hat.
Obwohl die fluidbetätigte Kraftübertragungseinrichtung in Form des Drehmomentwandlers 14 mit der Überbrückungskupplung 26 ausgestattet ist, muß die fluidbetätigte Kraftübertragungseinrichtung nicht mit einer Überbrückungskupplung 26 ausgestattet sein. Ferner muß die fluidbetätigte Kraftübertragungseinrichtung keine Drehmoment-Verstärkungsfunktion aufweisen.
In der dargestellten Ausführungsform besteht die Antriebsleistungsquelle aus dem Verbrennungsmotor 10 und dem ersten Motor/Generator MG1 und dem zweiten Motor/Generator MG2, die antriebsmäßig mit dem Verbrennungsmotor 10 verbunden sind. Jedoch besteht die Antriebsleistungsquelle aus dem Verbrennungsmotor 10 und/-oder MG1 und/oder MG2. Der Verbrennungsmotor 10 kann ein Ottomotor oder ein Dieselmotor sein. Ferner muß der Verbrennungsmotor 10 nicht mit dem Lader vom Abgasturbolader-Typ ausgestattet sein, der so angeordnet ist, daß er die Ansaug- und Abgasleitungen 50, 52 verbindet. Der Motor/Generator MG1 und der Motor/Generator MG2 können direkt mit dem Verbrennungsmotor 10 verbunden sein, oder über einen Riemen oder ein anderes Verbindungsmittel indirekt mit dem Verbrennungsmotor verbunden sein.
Der Verbrennungsmotor 10 in der dargestellten Ausführungsform ist mit dem variablen Ventilmechanismus 78 ausgestattet, der elektromagnetisch betätigte Ventile in Form der Einlaß- und Auslaßventile 74, 75 einschließt, die durch die jeweiligen elektromagnetischen Aktoren 76, 77 geöffnet und geschlossen werden. Es kann jedoch auch nur eines der Einlaß- und Auslaßventile 74, 75 elektromagnetisch betätigt werden. Ferner muß der Verbrennungsmotor 10 nicht mit dem variablen Ventilmechanismus 78 ausgestattet sein. Die Einlaß- und Auslaßventile 74, 75 können durch elektrische Aktoren, wie Elektromotoren in 16, betätigt werden, oder durch einen Ventilantriebsmechanismus, der so ausgelegt ist, daß er die Einlaß- und Auslaßventile synchron mit der Drehbewegung der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors 10 öffnet und schließt, und der mit einem Ventilzeit-Steuermechanismus ausgestattet ist, der so ausgelegt ist, daß die Öffnungs- und Schließzeiten der Einlaß- und Auslaßventile angepaßt werden. Der Ventilantriebsmechanismus kann vom OHV-Typ, vom OHC-Typ oder vom DOHC-Typ sein. In dem Ventilantriebsmechanismus des DOHC-Typs wird die Drehbewegung der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors über eine Riemenscheibe auf der Kurbelwelle, einen Zeitsteuerriemen, eine Riemenscheibe auf der Nockenwelle, die Nockenwelle und einen Kipphebel oder einen Ventilheber, der mit dem Einlaß- oder Auslaßventil verbunden ist, auf das Einlaß- oder Auslaßventil übertragen. In dieser An Verbrennungsmotor kann die Ventilzeit-Steuereinrichtung auf dem Kipphebel oder der Nockenwellenscheibe oder auf mindestens einer der beiden Nockenwellen für das Einlaß- bzw. Auslaßventil bereitgestellt sein, so daß die Synchronzeitsteuerung der beiden Nockenwellen variabel ist. Alternativ kann die Kennlinie (das Profil) der Nockenwellen verändert oder gewechselt werden, um den Hub, den Öffnungswinkel oder die Öffnungs- und Schließzeiten der Ventile zu verändern, so daß die Verbrennungsmotor-Drehzahl und das Drehmoment nach Bedarf eingestellt werden können.
Obwohl das Automatikgetriebe 16 drei Planetengetriebesätze 40, 42, 44 einschließt und fünf Vorwärtsantriebsstellungen aufweist, kann das Fahrzeugantriebssystem ein Automatikgetriebe eines anderen Typs verwenden, das durch Einrücken und Ausrücken von hydraulisch betätigten Reibungskupplungseinrichtungen, wie Kupp langen und Bremsen, geschaltet werden kann. Beispielsweise kann das Automatikgetriebe 16 so modifiziert werden, daß es zwei, vier oder mehr Planetengetriebesätze enthält oder vier Vorwärtsantriebsstellungen oder sechs oder mehr Vorwärtsantriebsstellungen aufweist. Ferner kann das Fahrzeug-Antriebssystem ein Automatikgetriebe verwenden, das durch Bereitstellen eines bekannten manuellen Getriebes erhalten wird, bei dem ständig zwei Achsentypen kämmen, mit Wähl- und Schaltzylindern für das automatische Schalten des Getriebes.
Obwohl die Kupplungen C und Bremsen B, die für das Automatikgetriebe 16 in der dargestellten Ausführungsform verwendet werden, hydraulisch betätigte Reibungskupplungseinrichtungen sind, kann das Automatikgetriebe auch elektromagnetisch betätigte Reibungskupplungseinrichtungen, wie elektromagnetische Kupplungen und Kupplungen vom Magnetpulver-Typ verwenden.
Selbstverständlich kann die vorliegende Erfindung mit verschiedenen weiteren Änderungen, Modifikationen und Verbesserungen ausgeführt werden, die für den Fachmann nahe liegen, ohne vom Gedanken und Schutzumfang der Erfindung abzuweichen, der in den beigefügten Ansprüchen definiert ist.

Claims

Vorrichtung zum Steuern eines Kraftfahrzeugs mit einer Antriebsleistungsquelle, einem Getriebe mit einer Vielzahl von Betätigungsstellungen, die selektiv eingerichtet werden, und einem vom Fahrer zu betätigenden Fahrzeug-Beschleunigungselement, dadurch gekennzeichnet, daß sie umfaßt: einen Abschnitt (106) zum Festsetzen der Soll-Antriebsleistung des Fahrzeugs aufgrund des Betätigungsbetrags des vom Fahrer zu betätigenden Fahrzeug-Beschleunigungselements und der gerade ausgewählten Stellung aus der Vielzahl von Betätigungsstellungen des Getriebes (16), so daß die bestimmte Soll-Antriebsleistung des Fahrzeugs unabhängig von einer Schaltaktion des Getriebes eine weiche Änderung der aktuellen Fahrzeug-Antriebsleistung bei einer Änderung des Betätigungsbetrags des Fahrzeug-Beschleunigungselements ermöglicht; und einen Antriebsleistungsquellen-Drehmoment-Steuerabschnitt (104), der dazu dient, das Drehmoment des Verbrennungsmotors (10) durch Steuern des Hubbetrags und/oder des Betätigungszeitraums für eine Öffnungs- und Schließaktion und/oder der Betätigungszeiten des Einlaßventils (74) und/oder des Auslaßventils (75) zu steuern, so daß die aktuelle Fahrzeug-Antriebsleistung nach der Schaltaktion des Getriebes mit der Soll-Fahrzeug-Antriebsleistung übereinstimmt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsleistungsquellen-Drehmoment-Steuerabschnitt dazu dient, die Steuerung des Hubbetrags und/oder des Betätigungszeitraums für die Öffnungs- und Schließaktion und/oder der Betätigungszeit des Einlaßventil und/oder des Auslaßventils zu initiieren, um das Drehmoment des Verbrennungsmotors zu steuern, bevor die Schaltaktion des Getriebes abgeschlossen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, ferner umfassend einen Endphasen-Bestimmungsabschnitt (103), der dazu dient, zu bestimmen, ob die Schaltaktion des Getriebes die Endphase erreicht hat, die eine vorgegebene Zeit vor dem Augenblick des Ab schlusses der Schaltaktion beginnt, und worin der Antriebsleistungsquellen-Drehmoment-Steuerabschnitt die Steuerung des Hubbetrags und/oder des Betätigungszeitraums für die Öffnungs- und Schließaktion und/oder der Betätigungszeit des Einlaßventil und/oder des Auslaßventils initiiert, wenn der Endphasen-Bestimmungsabschnitt bestimmt, daß die Schaltaktion des Getriebes die Endphase erreicht hat.
Vorrichtung nach Anspruch 3, ferner umfassend einen Schaltungsabschluß-Bestimmungsabschnitt (102), der dazu dient, festzustellen, ob die Schaltaktion des Getriebes abgeschlossen ist, und worin der Antriebsleistungsquellen-Drehmoment-Steuerabschnitt die Steuerung des Hubbetrags und/oder des Betätigungszeitraums für die Öffnungs- und Schließaktion und/oder der Betätigungszeit des Einlaßventil und/oder des Aulsaßventils beendet, wenn der Schaltungsabschluß-Bestimmungsabschnitt bestimmt, daß die Schaltaktion des Getriebes abgeschlossen ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 – 4, worin die Schaltaktion ein Runterschalten ist, und der Antriebsleistungsquellen-Drehmoment-Steuerabschnitt das Drehmoment des Verbrennungsmotors so steuert, daß das Drehmoment des Verbrennungsmotors nach Abschluß der Schaltaktion des Getriebes kleiner ist als das vor der Initiierung der Schaltaktion.
Vorrichtung nach Anspruch 5, worin die Schaltaktion ein Runterschalten ist, und der Antriebsleistungsquellen-Drehmoment-Steuerabschnitt das Drehmoment des Verbrennungsmotors dadurch steuert, daß er (i) eine Senkung des Hubbetrags des Einlaßventil und/oder des Auslaßventils und/oder (ii) eine Verkürzung der Zeit zum Öffnen und Schließen des Einlaßventil und/oder des Auslaßventils und/oder (iii) ein Verschieben der Betätigungszeiten des Einlaßventil und/oder des Auslaßventils bewirkt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 – 6, ferner einen Speicher (90) umfassend, in dem ein Datenkennfeld hinterlegt ist, das eine vorgegebene Beziehung zwischen der Soll-Fahrzeug-Antriebsleistung, dem Betätigungsbetrag des personenbetätigten Fahrzeug-Beschleunigungselements und der Vielzahl von Betätigungsstellungen des Getriebes darstellt, und worin der Soll-Antriebsleistungs-Einstellabschnitt (106) die Soll-Fahrzeug-Antriebsleistung aufgrund des Betätigungsbetrags des personenbetätigten Fahrzeug-Beschleunigungselements und der derzeit ausgewählten Getriebestellung und gemäß der vorgegebenen Beziehung bestimmt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, worin die Schaltaktion ein Raufschalten ist, und der Antriebsleistungsquellen-Drehmoment-Steuerabschnitt das Drehmoment des Verbrennungsmotors so steuert, daß das Drehmoment des Verbrennungsmotors nach Abschluß der Schaltaktion des Getriebes höher ist als das vor der Initiierung der Schaltaktion.
Vorrichtung nach Anspruch 3, worin der Beginn der Endphase, der von dem Endphasen-Bestimmungsabschnitt erfaßt wird, so bestimmt wird, daß der Antriebsleistungsquellen-Drehmoment-Steuerabschnitt in der Lage ist, das Antriebsleistungsquellen-Drehmoment mit einer Ansprechempfindlichkeit zu steuern, um so dem Fahrzeug-Antriebssystem zu ermöglichen, nach Abschluß der Schaltaktion des Getriebes die Soll-Fahrzeug-Antriebsleistung zu erzeugen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, worin das Einlaßventil und das Auslaßventil elektrisch betätigte Sperrventile sind, deren Öffnungs- und Schließaktionen durch elektrische Aktoren elektrisch gesteuert werden können.
Vorrichtung nach Anspruch 10, worin die elektrischen Aktoren Elektromotoren (110, 112) sind.
Vorrichtung nach Anspruch 10, worin die elektrischen Aktoren elektromagnetische Aktoren (84, 85) sind.