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HINTERGRUND
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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Beschreibung bezieht sich auf eine Steuerung und ein Steuerverfahren für ein Hybridfahrzeug mit einem mehrgängigen Automatikgetriebe.
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Erläuterung des Stands der Technik
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In Hybridfahrzeugen mit zwei Arten von Antriebsquellen, nämlich einer Maschine bzw. Brennkraftmaschine und einem Motor bzw. Elektromotor, weist ein bekanntes Fahrzeug ein Mehrgangautomatikgetriebe auf, das einen aus zahlreichen Gängen festlegt bzw. wählt. Das Mehrgangautomatikgetriebe umfasst Planetengetriebemechanismen und Reibeingriffselemente. Das Mehrgangautomatikgetriebe ist dazu aufgebaut, den Gang zu wechseln, indem eine Kombination von Eingriffszuständen der Reibeingriffselemente geändert wird. In einem derartigen Hybridfahrzeug wird ein Kickdown-Herunterschalten bzw. Herunterschalten bei Erhöhung der angeforderten Leistung durchgeführt, um beim Niederdrücken des Gaspedals das Automatikgetriebe in einen Gang mit geringer Ausgangsdrehzahl zu schalten.
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Während eines Zeitabschnitts vom Beginn bis zum Abschluss des Kickdown-Herunterschaltens kann keine Antriebskraft des Fahrzeugs erzeugt werden. Dies verursacht, dass das Fahrzeug langsam beschleunigt. Die offengelegte japanische Patentanmeldung
JP 2006-200 644 A beschreibt eine Technik, die für ein Hybridfahrzeug verwendet wird, in dem ein Elektromotor in einem Leistungsübertragungsweg bzw. Kraftübertragungsstrang vom Automatikgetriebe zu Radbaugruppen angeordnet ist. In dieser Technik wird der Elektromotor verwendet, um den Radbaugruppen Drehmoment so zu vermitteln, das eine Antriebskraft des Fahrzeugs selbst während der Ausführung eines Kickdown-Herunterschaltens ruckfrei steigt.
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Um ein Kickdown-Herunterschalten durchzuführen, muss die Drehzahl einer Getriebeeingangswelle erhöht werden. Hybridfahrzeuge mit dem vorstehend beschriebenen Mehrgangautomatikgetriebe umfassen ein bekanntes Fahrzeug, in dem ein Elektromotor mit einer Getriebeeingangswelle verbunden ist. In einem solchen Hybridfahrzeug wird ein großes Drehmoment nötig um die Drehzahl der Getriebeeingangswelle um einen Betrag zu erhöhen, der die Trägheit des Elektromotors ausgleicht. Außerdem wird in einem solchen Hybridfahrzeug viel Zeit benötigt, um das Kickdown-Herunterschalten abzuschließen.
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KURZE ERLÄUTERUNG
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Diese kurze Erläuterung wird bereitgestellt, um eine Auswahl von Konzepten in vereinfachter Form einzuführen, die nachstehend in der „genauen Erläuterung“ weiter beschrieben werden. Es ist nicht beabsichtigt, dass diese kurze Erläuterung zentrale Merkmale oder wesentliche Merkmale des beanspruchten Gegenstands identifiziert, und sie soll auch nicht als Hilfe zur Bestimmung des Bereichs der beanspruchten Gegenstände herangezogen werden.
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Ein Aspekt schafft eine Steuervorrichtung bzw. kurz eine Steuerung, die dazu aufgebaut ist, ein Hybridfahrzeug zu steuern. Das Hybridfahrzeug umfasst eine Maschine bzw. Brennkraftmaschine, die im Hybridfahrzeug eingebaut ist, eine Onboard-Stromversorgung bzw. fahrzeuginterne Stromversorgung, einen Elektromotor, der Leistung erzeugt, wenn er von der fahrzeuginternen Stromversorgung versorgt wird, und ein Mehrgangautomatikgetriebe, das in einem Abschnitt zwischen dem Elektromotor und einer Radbaugruppe in einem Leistungsübertagungsweg bzw. Antriebsstrang von der Maschine und dem Elektromotor zur Radbaugruppe angeordnet ist. Die Steuerung ist dazu aufgebaut, einen Schaltvorgang zum Ändern eines Gangs des Automatikgetriebes in einen Soll- bzw. Zielgang auszuführen, wobei der Zielgang auf der Grundlage einer Stärke bzw. Größe des Niederdrückens eines Gaspedals und einer Fahrzeuggeschwindigkeit bestimmt wird. Weiter ist sie dazu aufgebaut, einen Bestimmungsvorgang für das Fahrunterstützungsmoment zum Bestimmen eines Fahrunterstützungsmoments durchzuführen, das vom Elektromotor als eine Antriebskraft des Hybridfahrzeugs passend zu einer Sollantriebskraft des Hybridfahrzeugs erzeugt wird, wobei die Sollantriebskraft auf der Grundlage der Stärke des Niederdrückens des Gaspedals und der Fahrzeuggeschwindigkeit bestimmt wird, einen Schaltunterstützungsvorgang zum Erhöhen des Drehmoments des Elektromotors, wenn das Kickdown-Herunterschalten des Automatikgetriebes durchgeführt wird, und einen Vorgang zum Festlegen einer Obergrenze für das Fahrunterstützungsmoment durchzuführen. Der letztgenannte Vorgang legt eine Obergrenze für das Fahrunterstützungsmoment, die ein oberer Grenzwert des Fahrunterstützungsmoments ist, auf einen kleineren Wert fest, wenn eine maximale Anzahl von Gängen beim Kickdown-Herunterschaltens groß ist, als wenn die maximale Anzahl von Gängen klein ist, wobei die maximale Anzahl von Gängen als ein Unterschied zwischen einem derzeitigen Gang und dem Zielgang definiert ist, der in einem Fall festgelegt ist, in dem die Stärke des Niederdrückens des Gaspedals bei einer derzeitigen Fahrzeuggeschwindigkeit auf einem Maximalwert liegt.
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Im Allgemeinen steigt das Drehmoment, das benötigt wird, um die Drehzahl der Getriebeeingangswelle beim Kickdown-Herunterschalten sanft bzw. ruckfrei zu erhöhen, wenn die Anzahl von Gängen steigt, die beim Herunterschalten geschaltet wird. Die vorstehend beschriebene maximale Anzahl von Gängen bzw. Stufen gibt den Maximalwert der Anzahl von Gängen an, die beim Kickdown-Herunterschalten geschaltet wird, das implementiert wird, wenn das Gaspedal im derzeitigen Fahrzustand des Fahrzeugs maximal niedergedrückt wird, also einen Maximalwert der Anzahl von beim Kickdown-Herunterschalten geschalteten Gängen, die im derzeitigen Fahrzustand des Fahrzeugs implementiert wird. Somit kann der Elektromotor das benötigte Drehmoment zur Erhöhung der Drehzahl der Getriebeeingangswelle sanft erzeugen, sobald das Kickdown-Herunterschalten durchgeführt wird, solange das Reservemoment des Elektromotors passend zur maximalen Ganganzahl erhalten wird. Zudem steigt das Drehmoment, das vom Elektromotor bereitgestellt werden kann, um die Drehzahl der Getriebeeingangswelle beim Kickdown-Herunterschalten zu unterstützen, wenn der Unterschied zwischen Fahrunterstützungsmoment und maximalem Moment des Elektromotors steigt. In der Steuerung für das vorstehend beschriebene Hybridfahrzeug wird der obere Grenzwert, der der obere Grenzwert des Fahrunterstützungsmoments ist, als ein Wert festgelegt, der sinkt, wenn die maximale Ganganzahl steigt. Somit kann der Raum für eine Drehmomenterhöhung des Elektromotors, die schnell die Drehzahl der Getriebeeingangswelle erhöht, konstant so erhalten werden, dass das Kickdown-Herunterschalten zu jeder Zeit durchgeführt werden kann. Dies ermöglicht der Steuerung des vorstehend beschriebenen Hybridfahrzeugs, das ruckfreie Kickdown-Herunterschalten in kurzer Zeit zu implementieren.
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Das maximale Moment bzw. Drehmoment des Elektromotors ändert sich abhängig vom Ladezustand der fahrzeuginternen bzw. Onboard-Stromversorgung. Außerdem ändert sich der Wert der Obergrenze des Unterstützungsmoments, das benötigt wird, um das Reservemoment für das Kickdown-Herunterschalten zu erhalten, wenn sich das maximale Drehmoment ändert, selbst wenn der Wert des Reservemoments des Elektromotors gleich bleibt, der für das Kickdown-Herunterschalten benötigt wird. Somit ist es im Vorgang zum Festlegen der Obergrenze des Unterstützungsmoments wünschenswert, dass das Reservemoment auf der Grundlage der Stärke des Niederdrückens des Gaspedals und der Fahrzeuggeschwindigkeit als ein größerer Wert berechnet wird, wenn die maximale Anzahl von Gängen groß ist, als wenn die maximale Anzahl von Gängen klein ist. Außerdem ist im Vorgang zum Festlegen der Obergrenze des Unterstützungsmoments gewünscht, dass der Unterschied, der durch Abziehen des Reservemoments vom maximalen Moment des Elektromotors erhalten wird, das passend zum Ladezustand der fahrzeuginternen Stromversorgung bestimmt wird, als Wert der Obergrenze des Unterstützungsmoments festgelegt wird.
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Wenn die maximale Anzahl von Gängen groß ist, ist das Reservemoment groß, das bei der Vorbereitung für das Herunterschalten beim Kickdown vorgehalten werden sollte, und ein Anteil des Elektromotormoments verringert sich, das als das Fahrunterstützungsmoment nutzbar ist. Im Allgemeinen werden im Hybridfahrzeug die Lade- und Entlademengen der fahrzeuginternen Stromversorgung gesteuert, um den Ladezustand der fahrzeuginternen Stromversorgung in einem bestimmten Bereich zu halten. Bei der Steuerung der Lade-und Entlademengen wird der Vorgang zur Bestimmung des maximalen Drehmoments durchgeführt, um das maximale Drehmoment als einen größeren Wert zu bestimmen, wenn der Unterschied groß ist, der durch Abziehen des Sollwerts des Ladezustands der fahrzeuginternen Stromversorgung vom derzeitigen Wert des Ladezustands erhalten wird, als wenn der Unterschied klein ist. In einem Fall, in dem der Vorgang zur Bestimmung des maximalen Drehmoments durchgeführt wird, muss lediglich der Vorgang zur Bestimmung des Sollladezustands durchgeführt werden, um den Sollwert des Ladezustands auf der Grundlage der Stärke des Niederdrückens des Gaspedals als kleiner zu bestimmen, wenn die Stärke des Niederdrückens klein ist, als wenn die Stärke des Niederdrückens groß ist. In einem solchen Fall wird der Sollwert des Ladezustands auf einen kleinen Wert festgelegt, so dass eine Steigerung einer zulässigen Entladegröße der Stromversorgung der Fahrzeugkarosserie auftritt, wenn die Stärke des Niederdrückens des Gaspedals klein ist. Somit wird das Fahrunterstützungsmoment selbst dann nicht einfach eingeschränkt, wenn das Reservemoment groß ist, das zur Vorbereitung für das Herunterschalten beim Kickdown vorgehalten werden sollte.
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Ein anderer Aspekt stellt ein Verfahren zum Steuern eines Hybridfahrzeugs bereit. Das Hybridfahrzeug umfasst eine Maschine, die im Hybridfahrzeug eingebaut ist, eine fahrzeuginterne Stromversorgung, einen Elektromotor, der Leistung erzeugt, wenn er von der fahrzeuginternen Stromversorgung versorgt wird, und ein Mehrgangautomatikgetriebe, das in einem Bereich zwischen dem Elektromotor und einer Radbaugruppe in einem Antriebsstrang von der Maschine und dem Elektromotor zur Radbaugruppe angeordnet ist. Das Verfahren umfasst das Ändern eines Gangs des Automatikgetriebes in einen Zielgang, bei dem der Zielgang basierend auf einer Stärke des Niederdrückens eines Gaspedals und einer Fahrzeuggeschwindigkeit bestimmt wird, das Bestimmen eines Fahrunterstützungsmoments, das vom Elektromotor als eine Antriebskraft des Hybridfahrzeugs passend zu einer Sollantriebskraft des Hybridfahrzeugs erzeugt wird, wobei die Sollantriebskraft basierend auf der Stärke des Niederdrückens des Gaspedals und der Fahrzeuggeschwindigkeit bestimmt wird, das Erhöhen des Elektromotormoments, wenn ein Kickdown-Herunterschalten des Automatikgetriebes durchgeführt wird, und das Festlegen einer Obergrenze für das Unterstützungsmoment, die ein oberer Grenzwert des Fahrunterstützungsmoments ist, auf einen kleineren Wert, wenn eine maximale Ganganzahl des Kickdown-Herunterschaltens groß ist, als wenn die maximale Ganganzahl klein ist, weil die maximale Ganganzahl als ein Unterschied zwischen einem derzeitigen Gang und dem Zielgang definiert ist, der in einem Fall festgelegt ist, in dem die Stärke des Niederdrückens des Gaspedals bei einer derzeitigen Fahrzeuggeschwindigkeit ein Maximalwert ist.
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Ein weiterer Aspekt schafft eine Steuervorrichtung bzw. Steuerung, die dazu aufgebaut ist, ein Hybridfahrzeug zu steuern. Das Hybridfahrzeug umfasst eine Maschine, die im Hybridfahrzeug eingebaut ist, eine fahrzeuginterne Stromversorgung, einen Elektromotor, der Leistung erzeugt, wenn er von der fahrzeuginternen Stromversorgung versorgt wird, und ein mehrgängiges Automatikgetriebe, das in einem Abschnitt zwischen dem Elektromotor und einer Radbaugruppe in einem Antriebsstrang von der Maschine und dem Elektromotor zur Radbaugruppe angeordnet ist. Die Steuerung umfasst Verarbeitungsschaltkreise. Die Verarbeitungsschaltkreise sind dazu aufgebaut, einen Schaltvorgang zum Ändern eines Gangs des Automatikgetriebes in einen Zielgang auszuführen, wobei der Zielgang basierend auf einer Stärke des Niederdrückens eines Gaspedals und einer Fahrzeuggeschwindigkeit bestimmt wird, einen Vorgang zur Bestimmung eines Fahrunterstützungsmoments, um ein Fahrunterstützungsmoment zu bestimmen, das vom Elektromotor als eine Antriebskraft des Hybridfahrzeugs passend zu einer Sollantriebskraft des Hybridfahrzeugs erzeugt wird, wobei die Sollantriebskraft auf der Grundlage der Stärke des Niederdrückens des Gaspedals und der Fahrzeuggeschwindigkeit bestimmt wird, einen Schaltunterstützungsvorgang zum Erhöhen des Elektromotormoments, wenn ein Kickdown-Herunterschalten des Automatikgetriebes durchgeführt wird, und einen Vorgang zum Festlegen einer Obergrenze des Unterstützungsmoments, der eine Obergrenze des Unterstützungsmoments, die ein oberer Grenzwert des Fahrunterstützungsmoments ist, auf einen kleineren Wert festlegt, wenn eine maximale Ganganzahl des Kickdown-Herunterschaltens groß ist, als wenn die maximale Ganganzahl klein ist, wobei die maximale Ganganzahl als ein Unterschied zwischen einem derzeitigen Gang und dem Zielgang definiert ist, der in einem Fall festgelegt wird, in dem die Stärke des Niederdrückens des Gaspedals bei einer derzeitigen Fahrzeuggeschwindigkeit maximal ist.
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Andere Merkmale und Eigenschaften werden aus der nachstehenden genauen Erläuterung, den Figuren und den Ansprüchen deutlich.
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Figurenliste
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- 1 ist ein schematisches Schaubild, das den Aufbau einer Steuerung für ein Hybridfahrzeug nach einer Ausführungsform und den Aufbau eines Antriebssystems des Hybridfahrzeugs zeigt, in dem die Steuerung eingebaut ist.
- 2 ist ein Schaubild, das ein Schaltkennfeld des Automatikgetriebes im Hybridfahrzeug zeigt.
- 3 ist ein Schaubild, das die Beziehung zwischen einem Ladezustand (SOC; state of charge) und einer Stärke des Niederdrückens eines Gaspedals mit einer Obergrenze der Entladegröße und einer Obergrenze der Ladegröße bei einer Lade-Entladesteuerung zeigt, die in der Steuerung durchgeführt wird.
- 4 ist ein Ablaufplan, der ein Programm zum Berechnen eines Fahrunterstützungsmoments zeigt, das in der Steuerung durchgeführt wird.
- 5 ist ein Schaubild, das die Beziehung zwischen der Stärke des Niederdrückens des Gaspedals und einer Fahrzeuggeschwindigkeit bei der maximalen Ganganzahl des Kickdown-Herunterschaltens in der Steuerung zeigt, wenn das Fahrzeug normal fährt.
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In den Figuren und der genauen Erläuterung beziehen sich dieselben Bezugszeichen auf dieselben Elemente. Die Figuren müssen nicht maßstäblich sein, und die relative Größe, Proportionen und Darstellung von Elementen in den Figuren können aus Klarheitsgründen, zur Veranschaulichung und zur Vereinfachung übertrieben sein.
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Genaue Erläuterung
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Diese Darstellung legt ein klares Verständnis der Verfahren, Vorrichtungen und/oder beschriebenen Systeme dar. Modifizierungen und Äquivalenzen der Verfahren, Vorrichtungen und/oder Systeme, die beschrieben werden, sind für Fachleute offensichtlich. Die Abfolge von Vorgängen ist beispielhaft, und kann geändert werden, wie es Fachleuten zweckmäßig erscheint, mit der Ausnahme von Vorgängen, die notwendig in einer bestimmten Reihenfolge auftreten müssen. Erläuterungen von Funktionen und Aufbauten, die Fachleuten gut bekannt sind, können weggelassen sein.
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Beispielhafte Ausführungsformen können unterschiedliche Formen aufweisen und sind nicht auf die beschriebenen Beispiele beschränkt. Die beschriebenen Beispiele sind jedoch vollständig und komplett und zeigen Fachleuten den gesamten Bereich der Offenbarung.
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Eine Steuerung für ein Hybridfahrzeug nach einer Ausführungsform wird nun mit Bezug auf die 1 bis 5 genau beschrieben. Zuerst wird der Aufbau eines Antriebssystems des Hybridfahrzeugs der vorliegenden Ausführungsform mit Bezug auf 1 beschrieben.
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Wie in 1 gezeigt wird, ist eine Schalteinheit 11 in einen Antriebsstrang bzw. Leistungsübertragungsweg von einer Maschine 10 zu Radbaugruppen 13 im Hybridfahrzeug angeordnet. Die Schalteinheit 11 und die linken und rechten Radbaugruppen 13 sind miteinander durch ein Differential 12 in antriebsfähiger Weise gekoppelt.
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Die Schalteinheit 11 umfasst eine Kupplung 14 und einen Elektromotorgenerator 15 (M/G 15), der als ein Elektromotor dient. In der Schalteinheit 11 ist der M/G 15 im Antriebsstrang von der Maschine 10 zu den Radbaugruppen 13 angeordnet. Die Kupplung 14 ist in einem Abschnitt des Antriebsstrangs zwischen der Maschine 10 und dem M/G 15 angeordnet. Wird ihr Hydraulikdruck zugeführt, wird die Kupplung 14 eingekuppelt, um den Antriebsstrang zwischen der Maschine 10 und dem M/G 15 zu verbinden. Wird die Zufuhr von Hydraulikdruck an die Kupplung 14 gestoppt, wird die Kupplung 14 ausgekuppelt, um den Antriebsstrang zwischen der Maschine 10 und dem M/G 15 zu trennen.
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Der M/G 15 ist mit einer fahrzeuginternen Stromversorgung 16 über einen Inverter 17 verbunden. Der M/G 15 arbeitet als ein Elektromotor, der eine Antriebskraft des Fahrzeugs erzeugt, wenn er von der fahrzeuginternen Stromversorgung versorgt wird, und arbeitet auch als Generator, der Elektrizität zum Laden der fahrzeuginternen Stromversorgung 16 erzeugt, wenn Leistung von der Maschine 10 oder den Radbaugruppen 13 übertragen wird. Die Elektrizität, die vom und zum M/G 15 und der fahrzeuginternen Stromversorgung 16 übertragen und abgegeben wird, wird durch den Inverter 17 angepasst.
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Die Schalteinheit 11 umfasst auch einen Drehmomentwandler 18 und ein Mehrgangautomatikgetriebe 19. Der Drehmomentwandler ist eine Fluidkupplung, die eine Drehmomentverstärkungsfunktion aufweist. Das Automatikgetriebe 19 ändert das Übersetzungsverhältnis in mehreren Stufen durch Schalten bzw. Wechseln der Gänge. In der vorliegenden Ausführungsform ist das Automatikgetriebe 19 dazu fähig, die Gänge in zehn Stufen vom ersten Gang bis zum zehnten Gang zu wechseln. In der Schalteinheit 11 wird das Automatikgetriebe 19 in einem Abschnitt des Antriebsstrangs zwischen dem M/G 15 und den Radbaugruppen 13 angeordnet. Der M/G 15 und das Automatikgetriebe 19 sind miteinander über den Drehmomentwandler 18 verbunden. Der Drehmomentwandler 18 umfasst eine Überbrückungskupplung 20. Wenn ihr Hydraulikdruck zugeführt wird, greift die Überbrückungskupplung 20 ein, um den M/G 15 und das Automatikgetriebe 19 direkt miteinander zu koppeln.
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Die Schalteinheit 11 umfasst weiterhin eine Ölpumpe 21 und eine Hydraulikdrucksteuereinheit 22. Der Hydraulikdruck, der durch die Ölpumpe 21 erzeugt wird, wird von der Hydraulikdrucksteuereinheit 22 an die Kupplung 14, den Drehmomentwandler 18, das Automatikgetriebe 19 und die Überbrückungskupplung 20 abgegeben. Die Hydraulikdrucksteuereinheit 22 umfasst Hydraulikschaltungen für die Kupplung 14, den Drehmomentwandler 18, das Automatikgetriebe 19 und die Überbrückungskupplung 20. Die Hydrauliksteuereinheit umfasst außerdem verschiedene Arten von Hydrauliksteuerventilen zum Steuern der Hydraulikdrücke dieser Komponenten.
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Zusätzlich umfasst das Hybridfahrzeug eine Fahrzeugsteuereinheit 23. Die Fahrzeugsteuereinheit 23 ist eine elektronische Steuereinheit, die einen Berechnungsprozessor aufweist, der verschiedene Arten von Berechnungsvorgängen für die Fahrsteuerung des Fahrzeugs ausführt, und eine Speichervorrichtung, die Programme und Daten für die Steuerung speichert. Die Fahrzeugsteuereinheit 23 empfängt Erfassungssignale wie eine Drehzahl NE der Maschine 10, eine Ansaugluftmenge Ga der Maschine 10, eine Fahrzeuggeschwindigkeit V des Fahrzeugs, eine Stärke des Niederdrückens des Gaspedals ACC, die Temperatur von Hydrauliköl (die Öltemperatur THO) in der Schalteinheit 11, und einen Ladezustand (SOC) der fahrzeuginternen Stromversorgung 16. Im Ladezustand wird eine Prozentzahl verwendet, um das Verhältnis der verbleibenden Menge zur vollen Lademenge der fahrzeuginternen Stromversorgung 16 anzuzeigen. Auf der Grundlage dieser Erfassungssignale führt die Fahrzeugsteuereinheit 23 die Fahrsteuerung des Fahrzeugs durch. Die Fahrsteuerung des Fahrzeugs umfasst die Steuerung des Betriebszustands (der Ansaugmenge oder Kraftstoffeinspritzmenge) der Maschine 10 und die Steuerung des regenerativen Antriebsmoments des M/G 15 durch die Anpassung der Menge der an die und von der fahrzeuginternen Stromversorgung 16 über den Inverter 17 abgegebenen und aufgenommenen Elektrizität. Die Fahrsteuerung umfasst auch die Steuerung der Kupplung 14, des Drehmomentwandlers 18, des Automatikgetriebes 19 und der Überbrückungskupplung 20 über die Antriebssteuerung von Hydraulikdruckventilen der Hydraulikdrucksteuereinheit 22.
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2 zeigt ein Schaltkennfeld des Automatikgetriebes 19 der vorliegenden Ausführungsform. Im Schaltkennfeld der 2 zeigen die einmal lang, zweimal kurz gestrichelten Linien Herunterschaltlinien, und die gepunkteten Linien zeigen Hochschaltlinien. Die Fahrzeugsteuereinheit 23 ist dazu aufgebaut, einen Zielgang passend zu einem solchen Schaltkennfeld zu bestimmen und das Wechseln der Gänge des Automatikgetriebes 19 zu steuern. In der vorliegenden Ausführungsform entspricht der Vorgang des Bestimmens des Zielgangs und des Steuerns des Gangwechsels, die so von der Fahrzeugsteuereinheit 23 durchgeführt werden, einem Schaltvorgang.
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Im Hybridfahrzeug, das wie vorstehend beschrieben Gegenstand des Einsatzes der vorliegenden Ausführungsform ist, ist der M/G 15 mit einer Getriebeeingangswelle verbunden, die die Eingangswelle des Automatikgetriebes ist. Ein derartiges Hybridfahrzeug kann ein größeres Drehmoment zum Erhöhen der Drehzahl der Getriebeeingangswelle beim Kickdown-Herunterschalten mit einer Größe benötigen, die die Trägheit des M/G 15 ausgleicht, und kann eine längere Zeit für den Abschluss des Kickdown-Herunterschaltens als ein brennkraftmaschinenbetriebenes Fahrzeug benötigen, in dem nur eine Maschine als eine Antriebsquelle eingebaut ist. In der Fahrzeugsteuereinheit 23 wird eine Schaltassistenz bzw. Schaltunterstützung durchgeführt, um das Drehmoment des M/G 15 während des Kickdown-Herunterschaltens um eine Größe zu erhöhen, die die Trägheit des M/G 15 ausgleicht. Dies ermöglicht es, das Kickdown-Herunterschalten in derselben Zeit abzuschließen, wie wenn der M/G 15 nicht vorhanden ist. Steigt die Zahl der beim Kickdown-Herunterschalten gewechselten Gänge, wird die für die Schaltunterstützung benötigte Drehmomenterhöhungsgröße des M/G 15 groß. Zusätzlich wird die für die Schaltunterstützung benötigte Drehmomenterhöhungsgröße des M/G 15 groß, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit V steigt, selbst wenn die Anzahl der beim Kickdown-Herunterschalten gewechselten Gänge gleichbleibt. In der vorliegenden Ausführungsform entspricht der Vorgang zur Erhöhung des Drehmoments des M/G 15 zum Durchführen eines derartigen Kickdown-Herunterschaltens durch die Fahrzeugsteuereinheit 23 einem Schaltunterstützungsvorgang.
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Zusätzlich führt die Fahrzeugsteuereinheit 23 eine Lade-/Entladesteuerung der fahrzeuginternen Stromversorgung 16 aus. Die Lade-/Entladesteuerung bestimmt eine Obergrenze der Entladegröße WOUT und eine Obergrenze der Ladegröße WIN passend zum Ladezustand SOC der fahrzeuginternen Stromversorgung 16. Die Obergrenze der Entladegröße WOUT ist ein oberer Grenzwert der Entladegröße der fahrzeuginternen Stromversorgung 16, und die Obergrenze der Ladegröße WIN ist ein oberer Grenzwert der Ladegröße der fahrzeuginternen Stromversorgung 16. In der vorliegenden Ausführungsform bezieht sich die Fahrzeugsteuereinheit 23 auf die Stärke des Niederdrückens des Gaspedals ACC, um die Obergrenze der Entladegröße WOUT und die Obergrenze der Ladegröße WIN zu bestimmen.
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In 3 zeigen die durchgezogenen Linien die Beziehung der Obergrenze der Entladegröße WOUT und der Obergrenze der Ladegröße WIN zum Ladezustand SOC der fahrzeuginternen Stromversorgung 16, wenn die Stärke des Niederdrückens des Gaspedals ACC kleiner oder gleich einen vorab festgelegten Wert A0 ist. In 3 zeigt die einmal lang, zweimal kurz gestrichelte Linie die Beziehung der Obergrenze der Entladegröße WOUT und der Obergrenze der Ladegröße WIN zum Ladezustand SOC der fahrzeuginternen Stromversorgung 16, wenn die Stärke des Niederdrückens des Gaspedals ACC den vorab festgelegten Wert A0 übersteigt.
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Wenn die Stärke des Niederdrückens des Gaspedals ACC kleiner oder gleich dem vorab festgelegten Wert A0 ist, wird ein vorab festgelegter Wert S2 als der Wert eines Soll-SOC festgelegt, der ein Sollwert des SOC ist. Gleichzeitig wird die Obergrenze der Entladegröße WOUT auf einen vorab festgelegten Wert W1 festgelegt, bis der SOC kleiner als S2 wird, wenn der SOC von 100% absinkt. Wenn der SOC über S2 hinaus weiter sinkt, wird die Obergrenze der Ladegröße WOUT so festgelegt, dass sie allmählich vom vorab festgelegten Wert W1 auf 0 absinkt. Zu dieser Zeit wird die Obergrenze der Ladegröße WIN auf einen vorab festgelegten Wert W2 festgelegt, bis der SOC den Wert S2 übersteigt, wenn der SOC von 0 erhöht wird. Wenn der SOC S2 übersteigt und weiter steigt, wird die Obergrenze der Ladegröße WIN so festgelegt, dass sie allmählich vom festgelegten Wert W2 auf 0 sinkt.
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Wenn die Stärke des Niederdrückens des Gaspedals ACC den vorab festgelegten Wert A0 übersteigt, wird S1, der größer als der vorstehend beschriebene Wert S2 ist, als der Wert des Sollladezustands SOC festgelegt. Zu dieser Zeit wird die Obergrenze der Entladegröße WOUT auf einen vorab festgelegten Wert W1 festgelegt, bis der SOC kleiner als S1 wird, wenn der SOC von 100% sinkt. Wenn der SOC von S1 weiter sinkt, wird die Obergrenze der Entladegröße WOUT so festgelegt, dass sie allmählich vom vorab festgelegten Wert W1 auf 0 sinkt. Zu dieser Zeit wird die Obergrenze der Ladegröße WIN auf den vorab festgelegten Wert W2 bestimmt, bis der SOC S1 übersteigt. Wenn der Ladezustand SOC S1 übersteigt und weiter steigt, wird die Obergrenze WIN der Ladegröße so festgelegt, dass sie allmählich vom vorab festgelegten Wert W2 auf 0 absinkt.
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Die Fahrzeugsteuereinheit 23 ist dazu aufgebaut, das Antriebsregenerationsmoment des M/G 15 in einem Bereich zu steuern, in dem die Entladegröße der fahrzeuginternen Stromversorgung 16 kleiner oder gleich der Obergrenze der Entladegröße WOUT ist, und die Ladegröße der fahrzeuginternen Stromversorgung 16 kleiner oder gleich der Obergrenze der Ladegröße WIN ist. Dies hält den SOC der fahrzeuginternen Stromversorgung 16 auf einen Wert in der Nähe des Soll-SOC. Auf diese Weise bestimmt in der vorliegenden Ausführungsform die Fahrzeugsteuereinheit 23 den Wert des Soll SOC, der ein Sollwert des Ladezustands SOC ist, auf der Grundlage der Stärke des Niederdrückens ACC als einen Wert, der größer als dann ist, wenn die Stärke des Niederdrückens ACC kleiner oder gleich dem vorab festgelegten Wert A0 ist, falls die Stärke des Niederdrückens des Gaspedals ACC den vorab festgelegten Wert A0 übersteigt. In der vorliegenden Ausführungsform entspricht der Vorgang zur Bestimmung des Werts der Sollladegröße SOC, der von der Fahrzeugsteuereinheit 23 derart ausgeführt wird, einen Vorgang zum Bestimmen eines Sollladezustands.
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Zudem ist die Fahrzeugsteuereinheit 23 dazu aufgebaut, eine Fahrunterstützungssteuerung unter Verwendung des M/G 15 auszuführen. Die Größe des Moments, das in einer solchen Fahrunterstützungssteuerung durch den M/G 15 als eine Antriebskraft des Hybridfahrzeugs erzeugt wird, also die Größe eines Fahrunterstützungsmoments TR, wird über den Ablauf eines Programms zum Berechnen des Fahrunterstützungsmoments bestimmt.
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4 zeigt einen Ablaufplan des Programms zum Berechnen des Fahrunterstützungsmoments. Die Fahrzeugsteuereinheit 23 führt während der Fahrt des Hybridfahrzeugs wiederholt die Schritte dieses Programms in vorab festgelegten Steuerzyklen durch.
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Wenn der Ablauf dieses Programms gestartet wird, berechnet die Fahrzeugsteuereinheit 23 in Schritt S100 zuerst den Wert eines verlangten Unterstützungsmoments TR* aus einer Sollantriebskraft des Fahrzeugs. Die Sollantriebskraft wird anhand von Parametern wie der Fahrzeuggeschwindigkeit V und der Stärke des Niederdrückens des Gaspedals ACC bestimmt. Steigt die Sollantriebskraft, wird ein größerer Wert für den Wert des benötigten Unterstützungsmoments TR* berechnet.
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Anschließend berechnet die Fahrzeugsteuereinheit 23 in Schritt S110 den Wert eines Reservemoments TRRV aus der derzeitigen Fahrzeuggeschwindigkeit V und dem eingelegten Gang des Automatikgetriebes 19. Das Reservemoment TRV bezeichnet die Drehmomenterhöhungsgröße des M/G 15, die benötigt wird, um das Kickdown-Herunterschalten des Automatikgetriebes 19 zu unterstützen, das beim maximalen Niederdrücken des Gaspedals im derzeitigen Fahrzustand des Fahrzeugs implementiert wird.
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5 zeigt Herunterschaltlinien L1 bis L9 im Schaltkennfeld des Automatikgetriebes. In 5 zeigt jede der Nummern im Kästchen die maximale Anzahl von Schritten des Kickdown-Herunterschaltens, die durchgeführt wird, wenn das Fahrzeug normal im jedem der Bereiche fährt, die durch die Arten der Schraffur in 5 unterschieden sind, wenn der Gang des Automatikgetriebes 19 mit dem Zielgang zusammenfällt. Die maximale Anzahl von Gängen des Kickdown-Herunterschaltens bezeichnet den Unterschied zwischen dem derzeitigen Gang und dem Zielgang, der eingestellt wird, wenn die Stärke des Niederdrückens des Gaspedals ACC der Maximalwert der Stärke des Niederdrückens ACC bei der derzeitigen Fahrzeuggeschwindigkeit ist. Der Wert der maximalen Anzahl von Gängen ist der Maximalwert der Anzahl von während des Kickdown-Herunterschaltens heruntergeschalteten Gängen, der im derzeitigen Fahrzustand des Fahrzeugs eingerichtet werden kann. Im vorstehend beschriebenen Schritt S110 wird 0 als der Wert des Reservemoments TRRV berechnet, wenn die maximale Anzahl von Gängen des Kickdown-Herunterschaltens 0 ist. In einem Fall, in dem die maximale Anzahl von Gängen des Kickdown-Herunterschaltens gleich oder größer als 1 ist, wird der Wert des Reservemoments TRRV als größer berechnet, wenn die maximale Anzahl von Gängen groß ist, als wenn die maximale Anzahl von Gängen klein ist. Selbst wenn die maximale Anzahl von Gängen die gleiche Anzahl gleich oder größer als 1 ist, unterscheidet sich der Wert, der für das Reservedrehmoment TRRV festgelegt wird, abhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit V.
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Anschließend berechnet die Fahrzeugsteuereinheit 23 im Schritt S120 den Wert eines maximalen Moments TRMAX des M/G 15 aus der Obergrenze der Entladegröße WOUT der fahrzeuginternen Stromversorgung 16. Genauer gesagt wird das Drehmoment, das von M/G 15 durch Versorgung mit einer Strommenge entsprechend der Obergrenze der Entladegröße WOUT erzeugt wird, als der Wert des maximalen Moments TRMAX berechnet. Wie vorstehend beschrieben wird die Obergrenze der Entladegröße WOUT als ein Wert festgelegt, der allmählich sinkt, wenn der SOC der fahrzeuginternen Stromversorgung 16 unter den Sollwert fällt. Somit wird der Wert des maximalen Moments TRMAX in einem Fall, in dem der Unterschied, der durch Abziehen des Sollwerts des SOC der fahrzeuginternen Stromversorgung 16 vom derzeitigen Wert des SOC erhalten wird, größer als 0 ist, der Wert des maximalen Moments TRMAX als ein Wert bestimmt, der größer ist, als wenn der Unterschied kleiner als 0 ist.
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Dann berechnet die Fahrzeugsteuereinheit 23 in Schritt S130 als den Wert des Fahrunterstützungsmoments TR den kleineren von zwei Werten, nämlich des verlangten Unterstützungsmoments TR* und des Unterschieds, den man durch Abziehen des Reservemoments TRRV vom maximalen Moment TRMAX erhält (=TRMAX-TRRV). Das heißt, dass in der vorliegenden Ausführungsform der Wert des Fahrunterstützungsmoments TR des M/G 15 bestimmt wird, wobei der Unterschied, der durch Abziehen des Reservemoments TRRV vom maximalen Moment TRMAX erhalten wird, als der obere Grenzwert festgelegt wird. Nachdem das Fahrunterstützungsmoment TR auf diese Weise bestimmt wurde, wird der Ablauf des vorliegenden Programms beendet.
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In der vorliegenden Ausführungsform entspricht eine Abfolge von Vorgängen in einem derartigen Programm zur Berechnung eines Fahrunterstützungsmoments, das von der Fahrzeugsteuereinheit 23 durchgeführt wird, einem Vorgang zum Bestimmen eines Fahrunterstützungsmoments. Der Vorgang des Schritts S130 in diesem Programm entspricht einem Vorgang zum Festlegen einer Obergrenze des Unterstützungsmoments. Der Unterschied, der durch Abziehen des Reservemoments TRV vom maximalen Moment TRMAX erhalten wird, entspricht einer Obergrenze des Unterstützungsmoments, die der obere Grenzwert des Fahrunterstützungsmoments TR ist. Der Vorgang des Schritt S120 in diesem Programm entspricht einem Vorgang zur Bestimmung eines maximalen Moments.
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Nun werden der Betrieb und Vorteile der vorliegenden Ausführungsform beschrieben.
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Im Allgemeinen steigt das Moment, das benötigt wird, um sanft die Drehzahl der Getriebeeingangswelle beim Kickdown-Herunterschalten zu erhöhen, wenn die Anzahl der Gänge steigt, die beim Herunterschalten gewechselt werden. In der Steuerung für das Hybridfahrzeug der vorliegenden Ausführungsform wird das Reservemoment TRRV passend zur maximalen Anzahl der Gänge des Kickdown-Herunterschaltens festgelegt, die aus der derzeitigen Fahrzeuggeschwindigkeit V und dem Gang des Automatikgetriebes 19 hypothetisch abgeleitet wird. Der Unterschied, den man durch Abziehen des Reservemoments TRRV vom maximalen Moment TRMAX des M/G 15 erhält, wird als der Wert der Obergrenze des Unterstützungsmoments festgelegt, der der obere Grenzwert des Fahrunterstützungsmoments TR ist. Dies ermöglicht dem Elektromotor, das Herunterschalten sanft zu unterstützen, sobald ein Kickdown-Herunterschalten durchgeführt wird.
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Wenn die maximale Anzahl von Stufen bzw. Gängen groß ist, ist das Reservemoment groß, das bei der Vorbereitung für das Kickdown-Herunterschalten vorgehalten werden sollte. Um diese Größe tritt eine Verringerung des Verhältnisses des Drehmoments des M/G 15 auf, das als das Fahrunterstützungsmoment TR bereitgestellt werden kann. Allgemein wird der Zielgang des Automatikgetriebes 19 bei derselben Fahrzeuggeschwindigkeit V auf einen Hochgeschwindigkeitsgang (d.h. einen höheren Gang) festgelegt, wenn die Stärke des Niederdrückens des Gaspedals ACC klein wird. Somit ist die maximale Anzahl der Gänge beim Kickdown-Herunterschalten groß, wenn die Stärke des Niederdrückens des Gaspedals ACC klein ist. In diesem Fall ist es schwierig, das Fahrunterstützungsmoment TR in einer benötigten Größe zu erhalten.
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In der vorliegenden Ausführungsform wird der Sollladezustand (Soll-SOC) verringert, wenn die Stärke des Niederdrückens des Gaspedals ACC klein ist. Wenn die Stärke des Niederdrückens des Gaspedals ACC klein ist, ist der Soll-SOC also S2. Wird der Soll-SOC verringert, steigt die Obergrenze der Entladegröße WOUT der fahrzeuginternen Stromversorgung 16, so dass das maximale Moment TRMAX des M/G 15 steigt. Der Bereich, in dem die Obergrenze der Entladegröße WOUT dem vorab festgelegten Wert W1 entspricht, wobei der Soll-SOC als S2 festgelegt ist, ist breiter als der Bereich, in dem die Obergrenze der Entladegröße WOUT der vorab festgelegte Bereich W1 ist, wenn der Soll-SOC auf S1 festgelegt ist. Somit wird das Fahrunterstützungsmoment TR nicht ohne Weiteres beschränkt, selbst wenn das Reservemoment groß ist, das bei der Vorbereitung für das Kickdown-Herunterschalten vorgehalten werden sollte.
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Die vorliegende Ausführungsform kann wie folgt modifiziert werden. Die vorliegende Ausführungsform und die nachstehenden Modifizierungen können kombiniert werden, solange die kombinierten Modifizierungen technisch zusammenpassen.
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In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform wird der Soll-SOC der fahrzeuginternen Stromversorgung 16 passend zur Stärke des Niederdrückens des Gaspedals ACC bestimmt. Stattdessen kann der Soll-SOC ohne Berücksichtigung der Stärke des Niederdrückens ACC bestimmt werden.
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In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform wird das Fahrunterstützungsmoment TR so berechnet, dass die Differenz, die durch Abziehen des Reservemoments TRRV vom maximalen Moment TRMAX des M/G 15 erhalten wird, die Obergrenze ist. Stattdessen kann der Wert der Obergrenze des Unterstützungsmoments direkt aus der Fahrzeuggeschwindigkeit V und der Stärke des Niederdrückens des Gaspedals ACC so bestimmt werden, dass der Wert der Obergrenze des Unterstützungsmoments kleiner ist, wenn die maximale Anzahl von Gängen beim Kickdown-Herunterschalten groß ist, als wenn die maximale Anzahl von Gängen beim Kickdown-Herunterschalten klein ist.
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Das Hybridfahrzeug, in dem die vorstehend erläuterte Ausführungsform eingesetzt wird, ist mit dem M/G 15 ausgestattet, der sowohl als Elektromotor als auch als Generator arbeitet. Der M/G 15 kann durch einen nur antreibenden Elektromotor ersetzt werden, der keinen Strom erzeugt.
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In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform kann die Steuerung des Fahrunterstützungsmoments des M/G 15 für die Steuerung des Elektromotors eingesetzt werden, der auf der Eingangsseite des Automatikgetriebes in einem Hybridfahrzeug mit zwei Elektromotoren eingebaut ist, in denen Elektromotoren jeweils auf der Eingangsseite und der Ausgangsseite des Automatikgetriebes angeordnet sind.
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Die Fahrzeugsteuereinheit 23 ist nicht auf eine Vorrichtung beschränkt, die eine CPU und einen Speicher umfasst und eine Softwareverarbeitung durchführt. Beispielsweise kann zumindest ein Teil der Vorgänge, die durch die Software in der vorstehend beschriebenen Ausführungsform ausgeführt werden, durch Hardwareschaltungen ausgeführt werden, die für die Ausführung dieser Vorgänge ausgelegt sind (wie ASICs). Das heißt, die Fahrzeugsteuereinheit 23 kann modifiziert werden, solange sie einen der folgenden Aufbauten (a) bis (c) aufweist. Einen Aufbau (a), der einen Prozessor umfasst, der alle vorstehend beschriebenen Vorgänge gemäß Programmierungen ausführt, und eine Programmspeichervorrichtung wie ein ROM, die die Programme speichert. Einen Aufbau (b), der einen Prozessor und eine Programmspeichervorrichtung umfasst, die ein Teil der vorstehend beschriebenen Vorgänge anhand der Programme ausführen, und eine dezidierte Hardwareschaltung, die die restlichen Vorgänge ausführt. Einen Aufbau (c), der eine dezidierte Hardwareschaltung umfasst, die alle vorstehend beschriebenen Vorgänge ausführt. Zahlreiche Softwareverarbeitungsschaltungen, die jeweils einen Prozessor und eine Programmspeichervorrichtung und zahlreiche dezidierte Hardwareschaltungen aufweisen, können vorgesehen werden. Das heißt, die vorstehend erläuterten Vorgänge können auf beliebige Weise ausgeführt werden, solange die Vorgänge durch verarbeitende Schaltkreise ausgeführt werden, die zumindest einen Satz aus einem oder mehreren Softwareverarbeitungsschaltungen und/oder einen Satz aus einem oder mehreren dezidierten Hardwareschaltkreisen umfassen.
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Verschiedene Änderungen von Form und Einzelheiten können für die vorstehend erläuterten Beispiele durchgeführt werden, ohne vom Grundsatz und Gebiet der Ansprüche und ihre Äquivalente abzuweichen. Die Beispiele sind nur beschreibend, und nicht begrenzend zu verstehen. Beschreibungen von Merkmalen in jedem Beispiel sind als auf ähnliche Merkmale oder Aspekte in anderen Beispielen anwendbar anzusehen. Geeignete Ergebnisse können erreicht werden, wenn Abfolgen in einer anderen Reihenfolge durchgeführt werden und/oder wenn Komponenten in einem beschriebenen System, einer Architektur, einer Vorrichtung oder einer Schaltung unterschiedlich kombiniert werden und/oder durch andere Komponenten oder deren Äquivalente ergänzt oder ersetzt werden. Der Bereich der Offenbarung wird nicht durch die genaue Beschreibung definiert, sondern durch die Ansprüche und ihre Äquivalente. Alle Änderungen innerhalb des Gebiets der Ansprüche und ihrer Äquivalente sind in der Offenbarung enthalten.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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