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Technisches Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Motorfahrzeug und ein Steuerverfahren
des Motorfahrzeugs.
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Stand der Technik
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Bei
einem vorgeschlagenen Motorfahrzeug sind ein Verbrennungsmotor,
ein erster Motorgenerator und ein zweiter Motorgenerator, die mit
Antriebsrädern über eine Reduktionsgetriebeeinheit
verknüpft sind, mit drei Drehelementen eines Leistungsverteilungsmechanismus
verbunden. Das Motorfahrzeug ist mit einem Parksperrmechanismus
einschließlich einem Parksperrzahnrad, das an einer Drehwelle
der Reduktionsgetriebeeinheit angebracht ist, und einer Parksperrstange
ausgestattet, die mit dem Parksperrzahnrad eingreift und die Antriebsräder
in einem nicht drehbaren Zustand sperrt (siehe beispielsweise
japanische Patentoffenlegungsschrift Nr.
H09-170533 ). Bei diesem vorgeschlagenen Motorfahrzeug werden
als Reaktion auf die Fahrerbetätigung eines Gangschalthebels
zu einer Parkposition die Zahnräder bei dem mechanischen
Parksperrmechanismus zum Sperren der Antriebsräder in Eingriff gebracht.
Als Reaktion auf eine Startanweisung des Verbrennungsmotors unter
diesen Bedingungen wird der erste Motorgenerator gesteuert, um ein
Drehmoment abzugeben und den Motor anzulassen.
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Offenbarung der Erfindung
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Bei
diesem vorgeschlagenen Motorfahrzeug kann eine Drehposition des
Parksperrzahnrads einen Zahnradeingriff bei dem mechanischen Parksperrmechanismus
als Reaktion auf die Gangschaltbetätigung des Gangschalthebels
auf die Parkposition stören. In diesem Fall bewegt die
Aufbringung einer Kraft in Längsrichtung des Fahrzeugs
auf eine Antriebswelle, die mit den Antriebsrädern verknüpft
ist, unerwartet das Fahrzeug entweder in eine Vorwärtsrichtung
oder eine Rückwärtsrichtung des Fahrzeugs bis
zu dem Zahnradeingriff bei dem mechanischen Parksperrmechanismus.
Bei einem Motorfahrzeug, bei dem eine Reaktionskraft auf die Antriebswelle
bei einem Start des Verbrennungsmotors aufgebracht wird, kann der
Verbrennungsmotorstart in dem Zahnradausrückzustand des
mechanischen Parksperrmechanismus eine unerwartete Bewegung des
Fahrzeugs verursachen.
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Das
Motorfahrzeug und das Steuerverfahren des Motorfahrzeugs der Erfindung
zielen somit darauf ab, einen Zahnradeingriff bei einem Parksperrmechanismus
sicherzustellen. Das Motorfahrzeug und das Steuerverfahren des Motorfahrzeugs
zielen ebenso darauf ab, eine Bewegungsdistanz von einer Fahrzeugstopposition
vor einem Zahnradeingriff bei dem Parksperrmechanismus zu verringern.
Das Motorfahrzeug der Erfindung, bei dem eine Reaktionskraft auf
eine Antriebswelle bei einem Start einer Brennkraftmaschine aufgebracht
wird, zielt darauf ab, eine unerwartete Bewegung des Fahrzeugs bei einem
Start der Brennkraftmaschine zu verhindern.
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Zumindest
ein Teil der vorstehend genannten und anderer zugehöriger
Aufgaben wird durch ein Motorfahrzeug und ein Steuerverfahren des
Motorfahrzeugs der Erfindung mit den nachstehend diskutierten Konfigurationen
gelöst.
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Die
vorliegende Erfindung ist auf ein Motorfahrzeug gerichtet. Das Motorfahrzeug
weist folgendes auf: Einen Motor, der Leistung zum Antreiben des
Motorfahrzeugs abgibt; einen Sperrmechanismus mit einem ersten Zahnrad,
das direkt oder indirekt mit einer spezifischen Achse des Motorfahrzeugs
verknüpft ist und sich mit einer Drehung der spezifischen
Achse dreht, und einem zweiten Zahnrad, das mit dem ersten Zahnrad
eingreift und die spezifische Achse in einem nicht drehbaren Zustand sperrt,
und wobei der Sperrmechanismus verursacht, dass das zweite Zahnrad
mit dem ersten Zahnrad als Reaktion auf eine Fahrergangschaltbetätigung
eines Gangschalthebels auf eine Parkposition eingreift; und ein
Parksteuermodul, das eine Parksteuerung nach der Fahrergangschaltbetätigung
des Gangschalthebels auf die Parkposition ausführt, wobei
die Parksteuerung den Motor steuert, so dass dieser sequentiell
ein Drehmoment zum Bewegen des Motorfahrzeugs in eine der Vorwärts-
und Rückwärtsrichtungen um oder über
eine erste Distanz und ein Drehmoment zum Bewegen des Motorfahrzeugs
in die andere der Vorwärts- und Rückwärtsrichtungen um
oder über eine zweite Distanz abgibt.
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Bei
dem Motorfahrzeug der Erfindung verursacht die Fahrergangschaltbetätigung
des Gangschalthebels auf die Parkposition, dass das zweite Zahnrad
mit dem ersten Zahnrad eingreift, das mit der spezifischen Achse
verknüpft ist und sich mit der Drehung der spezifischen
Achse dreht, und sperrt demgemäß die spezifische
Achse in dem nicht drehbaren Zustand. Nach dieser Gangschaltbetätigung auf
die Parkposition wird der Motor gesteuert, um sequentiell das Drehmoment
zum Bewegen des Motorfahrzeugs in eine der Vorwärts- und
Rückwärtsrichtungen um oder über die
erste Distanz zu bewegen, und das Drehmoment zum Bewegen des Motorfahrzeugs
in die andere der Vorwärts- und Rückwärtsrichtungen
um oder über die zweite Distanz abzugeben. Die sequentielle
Abgabe des Drehmoments zum Bewegen des Motorfahrzeugs in eine der
Vorwärts- und Rückwärtsrichtungen um
oder über die erste Distanz und des Drehmoments zum Bewegen des
Motorfahrzeugs in die andere der Vorwärts- und Rückwärtsrichtungen
um oder über die zweite Distanz stellt wirksam das Einrücken
bzw. Eingreifen des zweiten Zahnrads mit dem ersten Zahnrad mit
einer gewissen Bewegung des Fahrzeugs in Längsrichtung
des Fahrzeugs sicher. Diese Anordnung stellt nämlich wirksam
den Zahnradeingriff bei dem Sperrmechanismus sicher.
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Bei
dem Motorfahrzeug der Erfindung kann beispielsweise das Parksteuermodul
die Parksteuerung mit Einstellungen einer Distanz entsprechend einer
Hälfte eines Zahns des ersten Zahnrads und einer Distanz
entsprechend einem Zahn des ersten Zahnrads auf die erste Distanz
und die zweite Distanz ausführen. Bei einem weiteren Beispiel
kann das Parksteuermodul die Parksteuerung mit Einstellungen eines
voreingestellten Drehmoments für eine vorbestimmte erste
Zeitdauer und des voreingestellten Drehmoments für eine
vorbestimmte zweite Zeitdauer auf das Drehmoment zum Bewegen des
Motorfahrzeugs um oder über die erste Distanz und das Drehmoment
zum Bewegen des Motorfahrzeugs um oder über die zweite
Distanz ausführen. Diese Anordnung verringert in wünschenswerter
Weise eine Bewegungsdistanz von einer Fahrzeugstopposition vor dem
Zahnradeingriff bei dem Sperrmechanismus.
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In
einem bevorzugten Ausführungsbeispiel des Motorfahrzeugs
der Erfindung erfasst das Parksteuermodul ein Sperren der spezifischen
Achse durch einen Eingriff des ersten Zahnrads mit dem zweiten Zahnrad
während der Ausführung der Parksteuerung und beendet
die Parksteuerung als Reaktion auf die Erfassung eines Sperrens
der spezifischen Achse. Diese Anordnung verhindert in wünschenswerter
Weise, dass der Motor ein unnötiges Drehmoment nach der
Erfassung des Sperrens der spezifischen Achse abgibt. In diesem
Fall kann das Motorfahrzeug ferner folgendes aufweisen: eine Fahrzeuggeschwindigkeitsmesseinheit,
die eine Fahrzeuggeschwindigkeit des Motorfahrzeugs misst und wobei
das Parksteuermodul das Sperren der spezifischen Achse erfassen
kann, wenn die durch die Fahrzeuggeschwindigkeitsmesseinheit gemessene
Fahrzeuggeschwindigkeit sich unter ein voreingestelltes Bezugsniveau
während der Abgabe des Drehmoments zum Bewegen des Motorfahrzeugs um
oder über die erste Distanz oder während der Abgabe
des Drehmoments zum Bewegen des Motorfahrzeugs um oder über
die zweite Distanz verringert. Ebenso kann das Motorfahrzeug ferner
folgendes aufweisen: eine Drehwinkelerfassungseinheit, die einen
Drehwinkel einer Antriebswelle erfasst, die mit entweder der spezifischen
Achse oder einer von der spezifischen Achse verschiedene Achse verbunden ist,
und kann das Parksteuermodul das Sperren der spezifischen Achse
erfassen, wenn der Drehwinkel der Antriebswelle, der durch die Drehwinkelerfassungseinheit
erfasst wird, in einem voreingestellten Winkelbereich während
der Abgabe des Drehmoments zum Bewegen des Motorfahrzeugs um oder über
die erste Distanz oder während der Abgabe des Drehmoments
zum Bewegen des Motorfahrzeugs um oder über die zweite
Distanz unverändert gehalten wird.
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In
einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel des Motorfahrzeugs
der Erfindung kann das Parksteuermodul die Parksteuerung nach der Fahrerbremsausschaltbetätigung
nachfolgend auf die Fahrergangschaltbetätigung des Gangschalthebels
auf die Parkposition ausführen. Das Motorfahrzeug kann
ferner folgendes aufweisen: Einen zweiten Motor, der Leistung an
eine von der spezifischen Achse verschiedenen Achse zum Aufnehmen
der von dem Motor abgegebenen Leistung abgibt, und kann das Parksteuermodul
die Parksteuerung ausführen, um den zweiten Motor anstelle
des Motors zu steuern. Ebenso kann das Motorfahrzeug ferner folgendes
aufweisen: einen zweiten Motor, der Leistung an eine von der spezifischen
Achse verschiedenen Achse zum Aufnehmen der von dem Motor abgegebenen
Leistung abgibt, und kann das Parksteuermodul die Parksteuerung
zum Steuern des zweiten Motors zusätzlich zu dem Motor
ausführen.
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Bei
noch einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel des
Motorfahrzeugs der Erfindung kann das Motorfahrzeug ferner folgendes
aufweisen: Eine Brennkraftmaschine; einen Eingabe-/Ausgabemechanismus
für elektrische Leistung und mechanische Leistung, der
mit einer Ausgangswelle der Brennkraftmaschine und einer Antriebswelle
verbunden ist, die entweder mit der spezifischen Achse des Motorfahrzeugs
oder einer von der spezifischen Achse verschiedenen Achse verknüpft
ist, und zumindest einen Teil der Leistung der Brennkraftmaschine
an die Antriebswelle durch eine Eingabe und Ausgabe elektrischer
Leistung und mechanischer Leistung abgibt; und ein Startsteuermodul,
das als Reaktion auf eine Startanweisung der Brennkraftmaschine
den Eingabe-/Ausgabemechanismus für elektrische Leistung
und mechanische Leistung und die Brennkraftmaschine steuert, um
die Brennkraftmaschine mit von dem Eingabe-/Ausgabemechanismus für
elektrische Leistung und mechanische Leistung abgegebener Leistung
zu starten, wobei das Parksteuermodul die Parksteuerung vor einem
Start der Brennkraftmaschine durch das Startsteuermodul ausführen
kann. In diesem Fall kann der Eingabe-/Ausgabemechanismus für
elektrische Leistung und mechanische Leistung folgendes aufweisen:
ein Dreiwellen-Eingabe/Ausgabemodul, das mit drei Wellen verknüpft
ist, nämlich der Ausgangswelle der Brennkraftmaschine, der
Antriebswelle und einer dritten Welle, und der automatisch Leistung,
die von einer übrigen Welle eingegeben und zu dieser abgegeben
wird, auf der Grundlage von Leistungen bestimmt, die von einer der
zwei Wellen von den drei Wellen eingegeben und von dieser abgegeben
werden; und einen Generator, der Leistung von der dritten Welle
eingibt und zu dieser abgibt. Ferner kann der Eingabe-/Ausgabemechanismus
für elektrische Leistung und mechanische Leistung einen
Rotorpaarmotor aufweisen, der einen ersten Motor hat, der mit der
Ausgangswelle der Brennkraftmaschine verbunden ist, und einen zweiten
Rotor hat, der mit der Antriebswelle verbunden ist und durch eine
relative Drehung des ersten Rotors zu dem zweiten Rotor angetrieben
wird.
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Bei
noch einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel des
Motorfahrzeugs der Erfindung kann das Motorfahrzeug ferner folgendes
aufweisen: eine Brennkraftmaschine; einen Eingabe-/Ausgabemechanismus
für elektrische Leistung und mechanische Leistung, der
mit einer Ausgangswelle der Brennkraftmaschine und mit einer Antriebswelle
verbunden ist, die mit entweder der spezifischen Achse des Motorfahrzeugs
oder einer von der spezifischen Achse verschiedenen Achse verbunden
ist und zumindest einen Teil der Leistung der Brennkraftmaschine
zu der Antriebswelle durch eine Eingabe und Ausgabe der elektrischen
Leistung und der mechanischen Leistung abgibt; und ein Startsteuermodul,
das als Reaktion auf eine Startanweisung der Brennkraftmaschine
das Parksteuermodul anweist, die Parksteuerung auszuführen,
und das den Eingabe-/Ausgabemechanismus der elektrischen Leistung
und mechanischen Leistung und die Brennkraftmaschine nach dem Abschluss
der Parksteuerung zum Starten der Brennkraftmaschine mit von dem
Eingabe-/Ausgabemechanismus für elektrische Leistung und
mechanische Leistung abgegebenen Leistung auszuführen.
In diesem Fall kann der Eingabe-/Ausgabemechanismus für
elektrische Leistung und mechanische Leistung folgendes aufweisen:
ein Dreiwellenleistungs-Eingabe/Ausgabemodul, das mit drei Wellen
verknüpft ist, nämlich der Ausgangswelle der Brennkraftmaschine,
der Antriebswelle und einer dritten Welle, und der automatisch Leistung,
die von einer übrigen Welle eingegeben und von dieser abgegeben
wird, auf der Grundlage von Leistungen bestimmt, die von einer der
zwei Wellen von den drei Wellen eingegeben und von dieser abgegeben
wird; und einem Generator, der Leistung von der dritten Welle eingibt
und zu dieser abgibt. Ebenso kann der Eingabe-/Ausgabemechanismus
für elektrische Leistung und mechanische Leistung ferner
einen Rotorpaarmotor aufweisen, der einen ersten Motor hat, der mit
der Ausgangswelle der Brennkraftmaschine verbunden ist, und einen
zweiten Motor hat, der mit der Antriebswelle verbunden ist und durch
eine relative Drehung des ersten Rotors zu dem zweiten Rotor angetrieben
wird.
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Die
vorliegende Erfindung ist ebenso auf ein Steuerverfahren eines Motorfahrzeugs
gerichtet. Das Motorfahrzeug weist folgendes auf: einen Motor, der Leistung
zum Antreiben des Motorfahrzeugs abgibt; und einen Sperrmechanismus
mit einem ersten Zahnrad, das direkt oder indirekt mit einer spezifischen
Achse des Motorfahrzeugs verknüpft ist und sich mit einer
Drehung der spezifischen Achse dreht, und einem zweiten Zahnrad,
das mit dem ersten Zahnrad eingreift und die spezifische Achse in
einem nicht drehbaren Zustand sperrt, und wobei der Sperrmechanismus
verursacht, dass das zweite Zahnrad mit dem ersten Zahnrad als Reaktion
auf eine Fahrergangschaltbetätigung eines Gangschalthebels
auf eine Parkposition eingreift. Das Steuerverfahren des Motorfahrzeugs
führt eine Parksteuerung nach der Fahrergangschaltbetätigung
des Gangschalthebels auf eine Parkposition aus und die Parksteuerung steuert
den Motor, um sequentiell ein Drehmoment zum Bewegen des Motorfahrzeugs
in eine der Vorwärts- und Rückwärtsrichtungen
um oder über eine erste Distanz und ein zweites Drehmoment
zum Bewegen des Motorfahrzeugs in die andere der Vorwärts-
und Rückwärtsrichtungen um oder über
eine zweite Distanz abzugeben.
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Bei
dem Steuerverfahren des Motorfahrzeugs der Erfindung verursacht
die Fahrergangschaltbetätigung des Gangschalthebels auf
die Parkposition, dass das zweite Zahnrad mit dem ersten Zahnrad
eingreift, das mit der spezifischen Achse verknüpft ist
und sich mit der Drehung der spezifischen Achse dreht, und sperrt
demgemäß die spezifische Achse in dem nicht drehbaren
Zustand. Nach dieser Gangschaltbetätigung auf die Parkposition wird
der Motor gesteuert, um sequentiell das Drehmoment zum Bewegen des
Motorfahrzeugs in eine der Vorwärts- und Rückwärtsrichtungen
um oder über die erste Distanz und das Drehmoment zum Bewegen
des Motorfahrzeugs in die andere der Vorwärts- und Rückwärtsrichtungen
um oder über die zweite Distanz abzugeben. Die sequentielle
Abgabe des Drehmoments zum Bewegen des Motorfahrzeugs in eine der
Vorwärts- und Rückwärtsrichtungen um
oder über die erste Distanz und des Drehmoments zum Bewegen
des Motorfahrzeugs in die andere der Vorwärts- und Rückwärtsrichtungen
um oder über die zweite Distanz stellt sicher ein Eingreifen
des zweiten Zahnrads mit dem ersten Zahnrad mit einer gewissen Bewegung
des Motorfahrzeugs in die Längsrichtung des Fahrzeugs sicher.
Diese Anordnung stellt nämlich wirksam den Zahnradeingriff bei
dem Sperrmechanismus sicher.
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Bei
dem Steuerverfahren des Motorfahrzeugs der Erfindung kann beispielsweise
die Parksteuerung mit Einstellungen einer Distanz entsprechend einer
Hälfte eines Zahns des ersten Zahnrads und einer Distanz
entsprechend einem Zahn des ersten Zahnrads zu der ersten Distanz
und zu der zweiten Distanz ausgeführt werden. Bei einem
weiteren Beispiel kann die Parksteuerung mit Einstellungen eines
voreingestellten Drehmoments für eine vorbestimmte erste
Zeitdauer und des voreingestellten Drehmoments für eine
vorbestimmte zweite Zeitdauer auf das Drehmoment zum Bewegen des
Motorfahrzeugs um oder über die erste Distanz und auch das
Drehmoment zum Bewegen des Motorfahrzeugs um oder über
die zweite Distanz ausgeführt werden. In einem bevorzugten
Ausführungsbeispiel der Erfindung kann das Steuerverfahren
den folgenden Schritt aufweisen: Erfassen eines Sperrens der spezifischen
Achse durch einen Eingriff des ersten Zahnrads mit dem zweiten Zahnrad
während der Ausführung der Parksteuerung und Beenden
der Parksteuerung als Reaktion auf eine Erfassung des Sperrens der
spezifischen Achse.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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1 stellt
schematisch die Konfiguration eines Hybridfahrzeugs in einem Ausführungsbeispiel der
Erfindung dar;
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2 ist
ein Ablaufdiagramm, das eine Parksteuerroutine zeigt, die durch
eine elektronische Hybridsteuereinheit ausgeführt wird,
die in dem Hybridfahrzeug von 1 enthalten
ist;
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3 zeigt
einen Zahnradeingriff bei einem Parksperrmechanismus;
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4 zeigt
einen Zahnradeingriff bei dem Parksperrmechanismus;
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5 ist
ein Ablaufdiagramm, das eine abgewandelte Parksteuerroutine zeigt;
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6 zeigt
Zeitvariationen der Drehmomentanweisung Tm2* eines Motors MG2 und
eines Drehwinkels α einer Zahnkranzwelle;
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7 ist
ein Ablaufdiagramm, das eine Startsteuerroutine zeigt, die durch
die elektronische Hybridsteuereinheit ausgeführt wird;
und
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8 stellt
schematisch die Konfiguration eines weiteren Hybridfahrzeugs in
einem abgewandelten Beispiel dar.
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Beste Ausführungsform
der Erfindung
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Eine
Ausführungsform der Erfindung wird nachstehend als bevorzugtes
Ausführungsbeispiel diskutiert. 1 stellt
schematisch die Konfiguration eines Hybridfahrzeugs 20 in
einem Ausführungsbeispiel der Erfindung dar. Wie dargestellt
ist, weist das Hybridfahrzeug 20 des Ausführungsbeispiels
einen Verbrennungsmotor 22, einen Dreiwellenleistungsverteilungsintegrationsmechanismus 30,
der mit einer Kurbelwelle 22 oder einer Ausgangswelle des
Verbrennungsmotors 2 über einen Dämpfer 28 verbunden
ist, einen Motor MG1, der mit dem Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus 30 verbunden
ist und elektrische Leistung erzeugen kann, einen Motor MG2, der
mit dem Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus 30 verbunden
ist und mit Vorderrädern 63a und 63b über
ein Differentialgetriebe 62 verknüpft ist, einen
Motor MG3, der mit Hinterrädern 66a und 66b über
ein Differentialgetriebe 65 verknüpft ist, und
eine elektronische Hybridsteuereinheit 70 auf, die die
Betriebe des gesamten Hybridfahrzeugs 20 steuert.
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Der
Verbrennungsmotor 22 ist eine Brennkraftmaschine, der Kohlenwasserstoffkraftstoff,
wie zum Beispiel Benzin oder leichtes Öl zum Abgeben von
Leistung verbraucht. Die elektronische Verbrennungsmotorsteuereinheit
(im folgenden als Verbrennungsmotor-ECU bezeichnet) 24 nimmt
Signale auf, die die Antriebsbedingungen des Verbrennungsmotors 22 darstellen,
von verschiedenartigen Sensoren und steuert die Betriebe des Verbrennungsmotors 22,
um beispielsweise eine Kraftstoffeinspritzsteuerung, eine Zündungssteuerung
und eine Einlassluftströmungsregulierung durchzuführen.
Die Verbrennungsmotor-ECU 24 bildet eine Verbindung mit
der elektronischen Hybridsteuereinheit 70, um den Verbrennungsmotor 22 als
Reaktion auf Steuersignale anzutreiben und zu steuern, die von der
elektronischen Hybridsteuereinheit 70 aufgenommen werden, während
sie Daten bezüglich den Antriebsbedingungen des Verbrennungsmotors 22 zu
der elektronischen Hybridsteuereinheit 70 gemäß den
Anforderungen abgibt.
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Der
Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus 30 weist ein
Sonnenrad 31 als Außenzahnrad, einen Zahnkranz 32 als
Innenzahnrad, der konzentrisch zu dem Sonnenrad 31 angeordnet
ist, mehrere Ritzel 33, die mit dem Sonnenrad 31 und
mit dem Zahnkranz 32 eingreifen, und einen Träger 34 auf,
der die mehreren Ritzel 33 hält, um sowohl ihren Umlauf
als auch ihre Drehung an ihren Achsen zu gestatten. Der Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus 30 ist
somit als Planetenzahnradmechanismus einschließlich des
Sonnenrads 31, des Zahnkranzes 32 und des Trägers 34 als
Drehelemente mit unterschiedlichen Bewegungen konstruiert. der Träger 34,
das Sonnenrad 31 und der Zahnkranz 32 des Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus
sind jeweils mit der Kurbelwelle 26 des Verbrennungsmotors 22,
mit dem Motor MG1 und mit dem Motor MG2 über eine Zahnkranzwelle 32a verknüpft.
Wenn der Motor MG1 als Generator funktioniert, wird die Leistung
des Verbrennungsmotors 22, die durch den Träger 34 eingegeben
wird, in das Sonnenrad 31 und den Zahnkranz 32 entsprechend
ihrem Übersetzungsverhältnis verteilt. Wenn der
Motor MG1 als Motor funktioniert, wird andererseits die Leistung
des Verbrennungsmotors 22, die durch den Träger 34 eingegeben
wird, mit der Leistung des Motors MG1 integriert, die durch das
Sonnenrad 31 eingegeben wird, und wird zu dem Zahnkranz 32 abgegeben.
Die Leistung, die zu dem Zahnkranz 32 abgegeben wird, wird
auf die Vorderräder 63a und 63b über
die Zahnkranzwelle 32a, den Getriebemechanismus 60 und das
Differentialgetriebe 62 übertragen.
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Der
Getriebemechanismus 60 ist mit einem Parksperrmechanismus 90,
der ein Parkzahnrad 92, das an ein Endzahnrad 60a angebracht
ist, und eine Parksperrstange 94 aufweist, die mit dem
Parkzahnrad 92 eingreift, um das Parkzahnrad 92 in
einem nicht drehbaren Zustand zu sperren. Die Parksperrstange 94 ist
aktiviert, wenn die elektronische Betriebssteuereinheit 70 ein
Stellglied (nicht gezeigt) als Reaktion auf eine Erfassung eines
Gangschaltsignals von einer anderen Gangposition auf eine Parkposition
(P-Position) oder ein Gangschaltsignal von der P-Position zu einer
anderen Gangposition betätigt und steuert. Die Parksperrstange 94 gelangt
mit dem Parkzahnrad 92 in Eingriff und außer Eingriff, um
das Parksperren zu aktivieren und zu lösen. Das Endzahnrad 60a ist
mechanisch mit den Vorderrädern 63a und 63b verknüpft.
Der Parksperrmechanismus 90 sperrt somit indirekt die Vorderräder 63a und 63b.
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Die
Motoren MG1, MG2 und MG3 sind alle als gut bekannte Synchronmotorgeneratoren
aufgebaut, die sowohl als Generator als auch als Motor betrieben
werden können. Die Motoren MG1, MG2 und MG3 übertragen
elektrische Leistungen zu einer Batterie 50 und von dieser über
Wandler 41, 42 und 43. Leistungsleitungen 54,
die die Batterie 50 mit den Wandlern 41, 42 und 43 verbinden,
sind als gemeinsamer positiver Bus und negativer Bus aufgebaut,
die von den Wandlern 41, 42 und 43 geteilt
werden. Eine solche Verbindung ermöglicht, dass elektrische
Leistung, die durch einen der Motoren MG1, MG2 und MG3 erzeugt wird,
durch einen anderen Motor verbraucht wird. Die Batterie 50 kann
somit mit überschüssiger elektrischer Leistung
geladen werden, die durch einen der Motoren MG1, MG2 und MG3 erzeugt
wird, während sie entladen wird, um nicht ausreichende
elektrische Leistung zu ergänzen. Die Batterie 50 wird
weder geladen noch entladen, während die Eingabe und die
Ausgabe der elektrischen Leistungen zwischen den Motoren MG1, MG2
und MG3 im Gleichgewicht sind. Alle Motoren MG1, MG2 und MG3 werden
durch eine elektronische Motorsteuereinheit (im folgenden als Motor-ECU
bezeichnet) 40 angetrieben und gesteuert. Die Motor-ECU 40 gibt Signale,
die zum Antreiben und Steuern der Motoren MG1, MG2 und MG3 erforderlich
sind, beispielsweise Signale, die Drehpositionen θ1, θ2
und θ3 der Rotoren bei den Motoren MG1, MG2 und MG3 darstellen,
von Drehpositionserfassungssensoren 24, 45 und 46 darstellen,
und Signale, die Phasenströme darstellen, die auf den Motoren
MG1, MG2 und MG3 aufzubringen sind, von Stromsensoren (nicht gezeigt)
ein. Die Motor-ECU 40 gibt Umschaltsteuersignale an die
Wandler 41, 42 und 43 ab. Die Motor-ECU 40 führt
eine (nicht gezeigte) Drehzahlberechnungsroutine zum Berechnen von
Drehzahlen Nm1, Nm2, Nm3 der Rotoren der Motoren MG1, MG2 und MG3
und einer Drehzahl Nr der Zahnkranzwelle 32a aus den Eingangssignalen
von den Drehpositionserfassungssensoren 44, 45 und 46 aus.
Die Motor-ECU 40 bildet eine Verbindung zwischen der elektronischen
Hybridsteuereinheit 70 zum Antreiben und Steuern der Motoren
MG1, MG2 und MG3 als Reaktion auf Steuersignale, die von der elektronischen
Hybridsteuereinheit 70 empfangen werden, während
sie Daten bezüglich der Antriebsbedingung der Motoren MG1,
MG2 und MG3 an die elektronische Hybridsteuereinheit 70 gemäß den
Anforderungen abgibt.
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Die
Batterie 50 befindet sich unter der Steuerung einer elektronischen
Batteriesteuereinheit (im folgenden als Batterie-ECU bezeichnet) 52.
Die Batterie-ECU 52 gibt Signale ein, die für
die Handhabung der Batterie 50 erforderlich sind, beispielsweise eine
Anschlussspannung Vb von einem Spannungssensor (nicht gezeigt),
der zwischen den Anschlüssen der Batterie 50 gelegen
ist, einem Lade-Entlade-Strom Ib von einem Stromsensor (nicht gezeigt), der
in der Leistungsleitung 54 gelegen ist, die einen Ausgangsanschluss
der Batterie 50 verbindet, und eine Batterietemperatur
Tb von einem Temperatursensor (nicht gezeigt), der an der Batterie 50 angebracht
ist. Die Batterie-ECU 52 gibt Daten bezüglich der
Bedingungen der Batterie 50 an die elektronische Hybridsteuereinheit 70 durch
eine Kommunikation gemäß den Anforderungen ab.
Zur Handhabung der Batterie 50 berechnet die Batterie-ECU 52 ein
Restladeniveau oder einen gegenwärtigen Ladezustand (SOC)
der Batterie 50 aus einer Integration des Lade-Entlade-Stroms,
der durch den Stromsensor (nicht gezeigt) gemessen wird.
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Die
elektronische Hybridsteuereinheit 70 ist als Mikroprozessor
mit einer CPU 72, einem ROM 74, der Prozessprogramme
speichert, einem RAM 76, der zeitweilig Daten speichert,
Eingabe-/Ausgabeanschlüsse (nicht gezeigt) und einem Kommunikationsanschluss
(nicht gezeigt) konstruiert. Die elektronische Hybridsteuereinheit 70 nimmt über
ihren Eingabeanschluss ein Zündsignal von einem Zündschalter 80,
eine Gangschaltposition SP, die gegenwärtig durch einen
Gangschalthebel 81 eingestellt ist, von einem Gangschaltpositionssensor 82,
eine Beschleunigeröffnung Acc oder den Fahrerniederdrückbetrag
eines Beschleunigerpedals 83 von einem Beschleunigerpedalpositionssensor 84,
eine Bremspedalposition BP oder den Fahrerniederdrückbetrag
eines Bremspedals 85 von einem Bremspedalpositionssensor 86 und
eine Fahrzeuggeschwindigkeit V in Längsrichtung des Hybridfahrzeugs 20 von
einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 88 auf. Die elektronische
Hybridsteuereinheit 70 bildet eine Kommunikation mit der
Verbrennungsmotor-ECU 24, der Motor-ECU 40 und
der Batterie-ECU 52 über ihren Kommunikationsanschluss
zum Aufnehmen und Senden verschiedenartiger Steuersignale und Daten von
und zu der Verbrennungsmotor-ECU 24, der Motor-ECU 40 und
der Batterie-ECU 52, wie vorstehend erwähnt.
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Die
folgende Beschreibung betrifft die Betriebe des Hybridfahrzeugs 20 des
Ausführungsbeispiels, das konfiguriert ist, wie vorstehend
diskutiert ist, insbesondere eine Serie von Steuerungen beim Zahnradeingriff
des Parksperrmechanismus 90. 2 ist ein
Ablaufdiagramm, das eine Parksteuerroutine zeigt, die durch die
elektronische Hybridsteuereinheit 70 ausgeführt
wird. Diese Steuerroutine wird durch eine Gangschaltbetätigung
des Gangschalthebels 81 auf die P-Position nach einem Anhalten
des Fahrzeugs ausgelöst.
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Bei
der Parksteuerroutine gibt die CPU 72 der elektronischen
Hybridsteuereinheit 70 zuerst die Bremspedalposition BP
von dem Bremspedalpositionssensor 86 ein (Schritt S100)
und wartet auf eine Bremsausschaltbetätigung, die die eingegebene Bremspedalposition
BP gleich 0% macht (Schritt S110).
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Als
Reaktion auf die Bremsausschaltbetätigung wird der Motor
MG2 zum Abgeben eines voreingestellten negativen Drehmoments T1
angetrieben und gesteuert (Schritt S120). Bei der konkreten Prozedur
zum Antreiben und Steuern des Motors MG2 sendet die CPU 72 das
voreingestellte negative Drehmoment T1 als Drehmomentanweisung Tm2* des
Motors MG2 zu der Motor-ECU 40. Die Motor-ECU 40 führt
eine Umschaltsteuerung der Umschaltelemente des Wandlers 42 aus,
um den Motor MG2 mit der aufgenommenen Drehmomentanweisung Tm2*
anzutreiben. Das negative Drehmoment T2 wird als Drehmoment zum
Drehen der Zahnkranzwelle 32a und des Parkzahnrads 92,
das indirekt mit der Zahnkranzwelle 32a verbunden ist,
in eine Rückwärtsrichtung des Hybridfahrzeugs 20 eingestellt.
Das negative Drehmoment T1 wird auf ein Niveau eingestellt, das
den Fahrer die Bewegung des Fahrzeugs nicht merken lässt,
und hängt von den Charakteristiken des Motors MG2 ab. der
Prozess des Schritts S102 steuert den Motor MG2, um das voreingestellte
negative Drehmoment T1 abzugeben, und dreht demgemäß die
Zahnkranzwelle 32a und das Parkzahnrad 92 in die
Rückwärtsrichtung des Fahrzeugs.
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Nach
dem Ablauf einer voreingestellten Bezugszeit tref (Schritt S130)
gibt die CPU 72 die Fahrzeuggeschwindigkeit V von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 88 und
einen Drehwinkel α der Zahnkranzwelle 32a relativ
zu der Position einer Fahrzeugstoppzeit ein (Schritt S140). Die
Bezugszeit tref wird gleich wie oder geringfügig länger
als eine Zeitdauer eingestellt, die zur Erfassung der Fahrzeuggeschwindigkeit
V durch den Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 88 nach dem
Start der Abgabe des voreingestellten negativen Drehmoments T1 von
dem Motor MG2 erforderlich ist. Die Bezugszeit tref wird beispielsweise
auf mehrere zehn oder mehrere 100 Millisekunden eingestellt. Der
Drehwinkel α der Zahnkranzwelle 32a wird aus einer
gegenwärtigen Drehposition θ2 des Rotors des Motors
MG2 berechnet, die von dem Drehpositionserfassungssensor 45 erfasst
wird, und einer Fahrzeugstoppzeitdrehposition θ2, die zum
Fahrzeugstoppzeitpunkt erfasst wird und von der Motor-ECU 40 durch
die Kommunikation aufgenommen wird. Der Drehwinkel α der
Zahnkranzwelle 32a hat positive Werte in die Vorwärtsrichtung
des Fahrzeugs und negative Werte in die Rückwärtsrichtung
des Fahrzeugs.
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Die
CPU 72 vergleicht dann den absoluten Wert der eingegebenen
Fahrzeuggeschwindigkeit V mit einer voreingestellten Bezugsgeschwindigkeit Vref
(Schritt S150). Wenn der absolute Wert der eingegebenen Fahrzeuggeschwindigkeit
V nicht niedriger als die voreingestellte Bezugsgeschwindigkeit Vref
ist, vergleicht die CPU 72 nachfolgend den eingegebenen
Drehwinkel α der Zahnkranzwelle 32a mit einem
voreingestellten Bezugswinkel α1ref (Schritt S160). Wenn
der eingegebene Drehwinkel α nicht geringer als der voreingestellte
Bezugswinkel α1ref ist, geht die Parksteuerroutine zurück
zu Schritt S140. Die Bezugsgeschwindigkeit Vref wird als Kriterium
zum Bestimmen verwendet, ob die Zahnräder bei dem Parksperrmechanismus 90 zum
Anhalten des Fahrzeugs im Eingriff sind, und wird auf einen positiven
Wert in der Nähe von Null eingestellt. Der Bezugswinkel α1ref
wird als Kriterium zum Bestimmen verwendet, ob die Zahnkranzwelle 32a relativ
zu der Position zu dem Fahrzeugstoppzeitpunkt um einen Winkel entsprechend
einer Hälfte eines Zahnes des Parkzahnrads 92 in
die Rückwärtsrichtung des Fahrzeugs gedreht wird.
Der Bezugswinkel α1ref hängt von der Abmessung
und der Anzahl der Zähne des Parkzahnrads 92 und
dem Übersetzungsverhältnis des Getriebemechanismus 60 ab.
Der Prozess der Schritte S120 bis S160 verursacht, dass der Motor MG2
das voreingestellte negative Drehmoment T1 abgibt, um das Parkzahnrad 92 in
die Rückwärtsrichtung des Fahrzeugs zu drehen
und die Zahnräder bei dem Parksperrmechanismus 90 in
Eingriff zu bringen. Wenn der absolute Wert der Fahrzeuggeschwindigkeit
V sich unter die voreingestellte Bezugsgeschwindigkeit Vref verringert,
bevor der Drehwinkel α der Zahnkranzwelle 32a geringer
als der voreingestellte Bezugswinkel α1ref wird, bestimmt
die CPU 72, dass die Zahnräder bei dem Parksperrmechanismus 90 in
Eingriff sind, um das Hybridfahrzeug 20 anzuhalten. Die
Parksteuerroutine hebt demgemäß die Drehmomentanweisung
Tm2* des Motors MG2 auf (Schritt S220), bevor sie beendet wird.
Der Zahnradeingriff bei dem Parksperrmechanismus 90 unter
solchen Bedingungen ist in 3 gezeigt. 3(a) zeigt den Zustand des Parksperrmechanismus 90,
wenn der Fahrer das Fahrzeug anhält und den Gangschalthebel 81 auf
die P-Position betätigt. 3(b) zeigt
den Zustand des Parksperrmechanismus 90, indem das Parkzahnrad 92 in
die Rückwärtsrichtung des Fahrzeugs von dem Zustand
von 3(a) gedreht wird, um mit der
Parksperrstange 94 einzugreifen. In dem Zustand von 3(a) sind die Zahnräder bei dem
Parksperrmechanismus 90 als Reaktion auf die Fahrergangschaltbetätigung
des Gangschalthebels 81 auf die P-Position nicht in Eingriff.
Nach der Bremsausschaltbetätigung wird der Motor MG2 zum
Abgeben des vorbestimmten negativen Drehmoments T1 und zum Drehen
des Parkzahnrads 92 in die Rückwärtsrichtung
des Fahrzeugs gesteuert. Das ermöglicht den Zahnradeingriff
bei dem Parksperrmechanismus 90, wie in 3(b) gezeigt.
Wenn der Zahnradeingriff bei dem Parksperrmechanismus 90 als
Reaktion auf die Fahrergangschaltbetätigung des Gangschalthebels 81 auf
die P-Position erhalten wird, wird das Fahrzeug auch nach dem Ablauf
der voreingestellten Bezugszeit tref seit dem Start der Abgabe des
voreingestellten negativen Drehmoments T1 von dem Motor MG2 bei
einem Stopp gehalten. Die Fahrzeuggeschwindigkeit V ist somit im
Wesentlichen gleich Null und die Steuerroutine hebt die Drehmomentanweisung
Tm2* des Motors MG2 auf.
-
Wenn
der Drehwinkel α der Zahnkranzwelle 32a geringer
als der voreingestellte Bezugswinkel α1ref vor einer Verringerung
des absoluten Werts der Fahrzeuggeschwindigkeit V unter die voreingestellte Bezugsgeschwindigkeit
Vref wird, werden die Zahnräder bei dem Parksperrmechanismus 90 nicht
in Eingriff gebracht. Die Zahnkranzwelle 32a wird relativ zu
der Position zum Fahrzeugstoppzeitpunkt um den Winkel entsprechend
einer Hälfte eines Zahns des Parkzahnrads 92 in
die Rückwärtsrichtung des Fahrzeugs gedreht. In
diesem Fall treibt die CPU 72 den Motor MG2 an und steuert
diesen, um ein voreingestelltes positives Drehmoment T2 abzugeben
(Schritt S170) und führt den Prozess der Schritte S180
bis S210 durch, der identisch mit dem Prozess der Schritte S130
bis S160 ist. Nach dem Ablauf der voreingestellten Bezugszeit tref
(Schritt S180), gibt die CPU 72 die Fahrzeuggeschwindigkeit
V und den Drehwinkel α der Zahnkranzwelle 32a ein
(Schritt S190), vergleicht den absoluten Wert der eingegebenen Fahrzeuggeschwindigkeit
V mit der voreingestellten Bezugsgeschwindigkeit Vref (Schritt S200) und,
wenn der absolute Wert der Fahrzeuggeschwindigkeit V nicht niedriger
als die voreingestellte Bezugsgeschwindigkeit Vref ist, vergleicht
weitergehend den eingegebenen Drehwinkel α mit einem voreingestellten
Bezugswinkel α2ref (Schritt S210). Die Parksteuerroutine
geht zurück zu Schritt S190, wenn der Drehwinkel α nicht
geringer als der voreingestellte Bezugswinkel α2ref ist.
Das positive Drehmoment T2 wird als Drehmoment zum Drehen der Zahnkranzwelle 32a und
des Parkzahnrads 92 in eine Vorwärtsrichtung des
Hybridfahrzeugs 20 im Gegensatz zu dem negativen Drehmoment T1
eingestellt. In diesem Ausführungsbeispiel ist das positive
Drehmoment T2 gleich einem Wert (–T1) mit dem umgekehrten
Vorzeichen des voreingestellten negativen Drehmoments T1. Der Bezugswinkel α2ref
wird als Kriterium zum Bestimmen verwendet, ob die Zahnkranzwelle 32a relativ
zu der Position zum Zeitpunkt des Prozesses des Schritts S170 um
einen Winkel entsprechend einem Zahn des Parkzahnrads 92 in die
Vorwärtsrichtung des Fahrzeugs gedreht wird. Das bestimmt,
ob die Zahnkranzwelle 32a relativ zu der Position zum Fahrzeugstoppzeitpunkt
um einen Winkel entsprechend einer Hälfte eines Zahns des Parkzahnrads 92 in
die Vorwärtsrichtung des Fahrzeugs gedreht wird. In diesem
Ausführungsbeispiel wird der Bezugswinkel α2ref
gleich einem Wert (–α1ref) mit dem umgekehrten
Vorzeichen des voreingestellten Bezugswinkels α1ref eingestellt.
Der Prozess der Schritte S170 bis S210 verursacht, dass der Motor
MG2 das voreingestellte positive Drehmoment T2 abgibt, um das Parkzahnrad 92 in
die Vorwärtsrichtung des Fahrzeugs zu drehen und die Zahnräder
bei dem Parksperrmechanismus 90 in Eingriff zu bringen.
Wenn der absolute Wert der Fahrzeuggeschwindigkeit V sich unter
die voreingestellte Bezugsgeschwindigkeit Vref verringert, bevor
der Drehwinkel α der Zahnkranzwelle 32a größer
als der voreingestellte Bezugswinkel α2ref wird, bestimmt die
CPU 72, dass die Zahnräder bei dem Parksperrmechanismus 90 in
Eingriff sind, um das Hybridfahrzeug 20 anzuhalten. Die
Parksteuerroutine hebt demgemäß die Drehmomentanweisung
Tm2* des Motors MG2 auf (Schritt S220), bevor sie beendet wird.
Der Zahnradeingriff bei dem Parksperrmechanismus 90 unter
solchen Bedingungen ist in 4 gezeigt. 4(a) zeigt den Zustand des Parksperrmechanismus 90,
wenn der Fahrer das Fahrzeug anhält und den Gangschalthebel 81 auf
die P-Position betätigt. 4(b) zeigt
den Zustand des Parksperrmechanismus 90, bei dem das Parkzahnrad 92 in
die Rückwärtsrichtung des Fahrzeugs um einen Winkel entsprechend
einer Hälfte eines Zahns von dem Zustand in 4(a) gedreht wird. 4(c) zeigt
den Zustand des Parksperrmechanismus 90, bei dem das Parkzahnrad 92 in
die Vorwärtsrichtung des Fahrzeugs von dem Zustand von 4(b) gedreht wird, um mit dem Parksperrstab 94 einzugreifen.
In dem Zustand von 4(b) sind auch
dann, wenn der Motor MG2 gesteuert wird, um das voreingestellte negative
Drehmoment T1 abzugeben und das Parkzahnrad 92 um einen
Winkel entsprechend einer Hälfte eines Zahns in die Rückwärtsrichtung
des Fahrzeugs zu drehen, die Zahnräder bei dem Parksperrmechanismus 90 nicht
im Eingriff (Schritte S120 bis S160). Der Motor MG2 wird dann gesteuert,
um das voreingestellte positive Drehmoment T2 abzugeben und das
Parkzahnrad 92 in die Vorwärtsrichtung des Fahrzeugs
zu drehen. Das ermöglicht den Zahnradeingriff bei dem Parksperrmechanismus 90 (Schritte
S170 bis S210), wie in 4(c) gezeigt.
Der Zahnradeingriff bei dem Parksperrmechanismus 90 wird
somit ermöglicht, während sich das Fahrzeug von
der Fahrzeugstopposition in Längsrichtung des Fahrzeugs
um eine Distanz entsprechend einer Hälfte eines Zahns des
Parkzahnrads 92 bewegt. Dieser Aufbau des Ausführungsbeispiels
verringert in wünschenswerter Weise die Bewegungsdistanz
von der Fahrzeugstopposition im Vergleich mit dem herkömmlichen
Aufbau, bei dem das Parkzahnrad 92 nur in eine der Vorwärts-
und Rückwärtsrichtungen des Fahrzeugs gedreht
wird, um einen Zahnradeingriff bei dem Parksperrmechanismus 90 zu
erhalten. Die Drehmomentanweisung Tm2* des Motors MG2 wird beim
Zahnradeingriff bei dem Parksperrmechanismus 90 aufgehoben.
Eine derartige Aufhebung verhindert in wünschenswerter
Weise, dass der Motor MG2 ein unnötiges Drehmoment nach
dem Zahnradeingriff bei dem Parksperrmechanismus 90 abgibt.
Der Zahnradeingriff des Parksperrmechanismus 90 wird während
einer Drehung des Parkzahnrads 92 um einen Winkel entsprechend
einem Zahn in eine der Vorwärts- und Rückwärtsrichtungen
des Fahrzeugs erhalten. Der absolute Wert der Fahrzeuggeschwindigkeit
V verringert sich demgemäß unter die voreingestellte
Bezugsgeschwindigkeit Vref, bevor der Drehwinkel α größer
als der voreingestellte Bezugswinkel α2ref wird.
-
Bei
dem Hybridfahrzeug 20 des vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiels
wird als Reaktion auf eine Bremsausschaltbetätigung nach
einer Gangschaltbetätigung des Gangschalthebels 81 auf die
P-Position der Motor MG2 gesteuert, um sequentiell das voreingestellte
negative Drehmoment T1 und das voreingestellte positive Drehmoment
T2 abzugeben. Die Zahnräder werden demgemäß bei
dem Parksperrmechanismus 90 während der Drehung des
Parkzahnrads 92 um einen Winkel entsprechend einer Hälfte
eines Zahns in die Rückwärtsrichtung des Fahrzeugs
oder während einer nachfolgenden Drehung des Parkzahnrads 92 um
einen Winkel entsprechend einem Zahn in die Vorwärtsrichtung
des Fahrzeugs in Eingriff gebracht. Diese Anordnung stellt einen
wirksamen Zahnradeingriff bei dem Parksperrmechanismus 90 sicher.
Der Zahnradeingriff bei dem Parksperrmechanismus 90 wird
erhalten, während das Fahrzeug sich von der Fahrzeugstopposition
in die Längsrichtung des Fahrzeugs um eine Distanz entsprechend
einer Hälfte eines Zahns des Parkzahnrads 92 bewegt.
Diese Anordnung verringert in wünschenswerter Weise die
Bewegungsdistanz von der Fahrzeugstopposition. Bei dem Hybridfahrzeug 20 des
Ausführungsbeispiels wird die Drehmomentanweisung Tm2*
des Motors MG2 beim Zahnradeingriff bei dem Parksperrmechanismus 90 aufgehoben.
Eine derartige Aufhebung verhindert in wünschenswerter
Weise, dass der Motor MG2 ein unnötiges Drehmoment nach
dem Zahnradeingriff bei dem Parksperrmechanismus 90 zum
Anhalten des Fahrzeugs abgibt.
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Bei
dem Hybridfahrzeug 20 des Ausführungsbeispiels
wird der Motor MG2 gesteuert, um eine Drehmomentabgabe als Reaktion
auf eine Fahrerbremsausschaltbetätigung nach einer Gangschaltbetätigung
des Gangschalthebels 81 auf die P-Position zu starten.
Die Drehmomentabgabe von dem Motor MG2 kann starten, wenn der Fahrerniederdrückbetrag
des Bremspedals 85 geringer als ein voreingestelltes Niveau
wird (beispielsweise bei der Bremspedalposition BP = 50%). Die Drehmomentabgabe
von dem Motor MG2 kann anderenfalls als Reaktion auf die Fahrergangschaltbetätigung
des Gangschalthebels auf die P-Position ungeachtet des Niederdrückbetrags
des Bremspedals 85 starten.
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Bei
dem Hybridfahrzeug 20 des Ausführungsbeispiels
wird der Motor MG2 gesteuert, um sequentiell das voreingestellte
negative Drehmoment T1 und das voreingestellte positive Drehmoment
T2 abzugeben. Die Zahnräder werden somit bei dem Parksperrmechanismus 90 während
der Drehung des Parkzahnrads 92 um einen Winkel entsprechend einer
Hälfte eines Zahns in die Rückwärtsrichtung des
Fahrzeugs oder während einer nachfolgenden Drehung des
Parkzahnrads 92 um einen Winkel entsprechend einem Zahn
in die Vorwärtsrichtung des Fahrzeugs in Eingriff gebracht.
In einer möglichen Abwandlung kann der Motor MG2 gesteuert
werden, um sequentiell das voreingestellte positive Drehmoment T2
und das voreingestellte negative Drehmoment T1 abzugeben. In diesem
abgewandelten Aufbau werden die Zahnräder bei dem Parksperrmechanismus 90 während
der Drehung des Parkzahnrads 92 um einen Winkel entsprechend
einer Hälfte eines Zahns in die Vorwärtsrichtung
des Fahrzeugs oder während einer nachfolgenden Drehung
des Parkzahnrads 92 um einen Winkel entsprechend einem Zahn
in die Rückwärtsrichtung des Fahrzeugs in Eingriff
gebracht. Bei dem Hybridfahrzeug 20 des Ausführungsbeispiels
wird der Motor MG2 gesteuert, um sequentiell das voreingestellte
negative Drehmoment T1 und das voreingestellte positive Drehmoment
T2 abzugeben. Die Zahnräder werden demgemäß bei dem
Parksperrmechanismus 90 während der Drehung des
Parkzahnrads 92 um einen Winkel entsprechend einer Hälfte
eines Zahns in die Rückwärtsrichtung des Fahrzeugs
oder während einer nachfolgenden Drehung des Parkzahnrads 92 um
einen Winkel entsprechend einem Zahn in die Vorwärtsrichtung des
Fahrzeugs in Eingriff gebracht. Der Drehwinkel ist nicht auf die
Hälfte eines Zahns oder einem Zahn beschränkt.
Die Zahnräder können bei dem Parksperrmechanismus 90 während
einer Drehung des Parkzahnrads 92 um einen Winkel von mehr
als einer Hälfte eines Zahns in die Rückwärtsrichtung
des Fahrzeugs oder während einer nachfolgenden Drehung
des Parkzahnrads 92 um einen Winkel von mehr als einem
Zahn in die Vorwärtsrichtung des Fahrzeugs in Eingriff
gebracht werden.
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Bei
dem Hybridfahrzeug 20 des Ausführungsbeispiels
haben das voreingestellte negative Drehmoment T1 und das voreingestellte
positive Drehmoment T2 die gleiche Größe. Das
voreingestellte negative Drehmoment T1 und die voreingestellte positive
Drehmoment T2 können jedoch unterschiedliche Größen
haben.
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Bei
dem Hybridfahrzeug 20 des Ausführungsbeispiels
ist die voreingestellte Bezugszeit tref bei Schritt S130 identisch
zu der voreingestellten Bezugszeit tref bei Schritt S180 bei der
Parksteuerroutine von 2. Diese Bezugszeiten können
jedoch auf unterschiedliche Werte eingestellt werden.
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Bei
dem Hybridfahrzeug 20 des Ausführungsbeispiels
wird der Motor MG2 gesteuert, um das voreingestellte negative Drehmoment
T1 abzugeben, bis der Drehwinkel α der Zahnkranzwelle 32a geringer
als der voreingestellte Bezugswinkel α1ref nach der Fahrerbremsausschaltbetätigung
wird. Der Motor MG2 wird dann gesteuert, um das voreingestellte
positive Drehmoment T2 abzugeben, bis der Drehwinkel α größer
als der voreingestellte Bezugswinkel α2ref wird. Eine abgewandelte
Prozedur kann den Motor MG2 steuern, um das voreingestellte negative
Drehmoment T2 für eine vorbestimmte Zeitdauer t1ref nach
der Fahrerbremsausschaltbetätigung abzugeben und um das
voreingestellte positive Drehmoment T2 für eine weitere
vorbestimmte Zeitdauer t2ref abzugeben. Diese Abwandlung ist gemäß einer
in dem Ablaufdiagramm von 5 gezeigten abgewandelten
Parksteuerroutine beschrieben. Bei dieser abgewandelten Parksteuerroutine
von 5 wird der Vergleich zwischen dem Drehwinkel α und dem
voreingestellten Bezugswinkel α1ref bei Schritt S160 in
der Parksteuerroutine von 2 durch
ein Warten auf einen Ablauf der vorbestimmten Zeitdauer t1ref bei
Schritt S160b ersetzt. In ähnlicher Weise wird der Vergleich
zwischen dem Drehwinkel α und dem voreingestellten Bezugswinkel α2ref
bei Schritt S220 bei der Parksteuerroutine von 2 durch
ein Warten auf einen Ablauf der vorbestimmten Zeitdauer t2ref bei
Schritt S220b ersetzt. Einhergehend mit diesen Änderungen
gibt die CPU 72 nur die Fahrzeuggeschwindigkeit V bei den
Schritten S140b und S190b ein und vergleicht die Fahrzeuggeschwindigkeit
V mit der voreingestellten Bezugsgeschwindigkeit Vref bei den Schritten
S150a und S200a. Die Zeitdauer t1ref wird eingestellt, um das voreingestellte
negative Drehmoment T1 von dem Motor MG2 abzugeben und um dadurch
das Parkzahnrad 92 um einen Winkel entsprechend einer Hälfte
eines Zahns in die Rückwärtsrichtung des Fahrzeugs
zu drehen. Die Zeitdauer t1ref hängt von dem voreingestellten
negativen Drehmoment T1, der Abmessung und der Anzahl der Zähne
des Parkzahnrads 92 und dem Übersetzungsverhältnis
des Getriebemechanismus 60 ab. Die Zeitdauer t2ref wird
eingestellt, um das voreingestellte positive Drehmoment T2 von dem
Motor MG2 abzugeben und um dadurch das Parkzahnrad 92 um einen
Winkel entsprechend einem Zahn in die Vorwärtsrichtung
des Fahrzeugs zu drehen. Die Zeitdauer t2ref hängt ebenso
von dem voreingestellten negativen Drehmoment T1, der Abmessung
und der Anzahl der Zähne des Parkzahnrads 92 und
dem Übersetzungsverhältnis des Getriebemechanismus 60 ab. Bei
diesem abgewandelten Beispiel können die Zeitdauern t1ref
und t2ref weitergehend unter Berücksichtigung des Fahrbahnflächengradienten
an der Fahrzeugstopposition und des Fahrzeuggewichts eingestellt
werden.
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Bei
dem Hybridfahrzeug 20 des Ausführungsbeispiels
wird das Eingreifen oder Aufheben des Eingriffs des Zahnrads bei
dem Parksperrmechanismus 90 gemäß dem
absoluten Wert der Fahrzeuggeschwindigkeit V bestimmt. Die Bestimmung
des Zahnradeingriffs kann ausgeschlossen werden, wenn sie nicht
erforderlich ist. In dieser Abwandlung werden die Prozessschritte
S130 bis S150 und die Prozessschritte S180 bis S200 von der Parksteuerroutine
von 5 weggelassen. Bei dem abgewandelten Ablauf wird
als Reaktion auf die Fahrerbremsausschaltbetätigung (Schritt
S110) der Motor MG2 betrieben und gesteuert, um das voreingestellte
negative Drehmoment T1 für die voreingestellte Zeitdauer
t1ref abzugeben (Schritte S120 und S160b). Der Motor MG2 wird nachfolgend
betrieben und gesteuert, um das voreingestellte positive Drehmoment T2
für die vorbestimmte Zeitdauer t2ref abzugeben (Schritte
S170 und S210b). Die abgewandelte Parksteuerroutine hebt dann die
Drehmomentanweisung Tm2* des Motors MG2 auf (Schritt S220) und wird beendet. 6 zeigt
Zeitvariationen der Drehmomentanweisung Tm2* des Motors MG2 und
des Drehwinkels α der Zahnkranzwelle 32a. In dem
Zustand von 6(a) wird der Motor MG2
gesteuert, um die Abgabe eines negativen Drehmoments zum Zeitpunkt
t1 zu starten. Die Zahnkranzwelle 32a wird dann in die
Rückwärtsrichtung des Fahrzeug gedreht und hält
ihre Drehung beim Zahnradeingriff bei dem Parksperrmechanismus 90 zum
Zeitpunkt t2 an. Die Zahnkranzwelle 32a setzt das Anhalten
ihrer Drehung nach dem Zeitpunkt t2 auch dann fort, wenn der Motor
MG2 ein positives Drehmoment oder ein negatives Drehmoment abgibt.
In dem Zustand von 6(b) wird andererseits
der Zahnradeingriff bei dem Parksperrmechanismus 90 während
der vorbestimmten Zeitdauer t1ref nach dem Start der Abgabe des
negativen Drehmoments von dem Motor MG2 zum Zeitpunkt t1 nicht erhalten.
Der Motor MG2 wird dann gesteuert, um die Abgabe eines positiven
Drehmoments zum Zeitpunkt t3 abzugeben. Die Zahnkranzwelle 32a wird
demgemäß in die Vorwärtsrichtung des
Fahrzeugs gedreht und hält ihre Drehung beim Zahnradeingriff
bei dem Parksperrmechanismus 90 zum Zeitpunkt t4 an. In
jedem Fall wird die Drehmomentabgabe in dem Motor MG2 zum Zeitpunkt
t5 nach dem Zahnradeingriff bei dem Parksperrmechanismus 90 beendet.
Bei diesem abgewandelten Beispiel wird der Motor MG2 gesteuert, um
das voreingestellte negative Drehmoment T1 für die Zeitdauer
abzugeben, die eine Drehung des Parkzahnrads 92 um einen
Winkel entsprechend einer Hälfte eines Zahns in die Rückwärtsrichtung
des Fahrzeugs gestattet, und das voreingestellte Drehmoment T2 für
die Zeitdauer, die eine nachfolgende Drehung des Parkzahnrads 92 um
einen Winkel entsprechend einem Zahn in die Vorwärtsrichtung
des Fahrzeugs gestattet. Diese Anordnung stellt wirksam einen Zahnradeingriff
bei dem Parksperrmechanismus 90 sicher und verringert in
wünschenswerter Weise die Bewegungsdistanz von der Fahrzeugstopposition
vor dem Zahnradeingriff bei dem Parksperrmechanismus 90.
Bei dem Hybridfahrzeug 20 des Ausführungsbeispiels
wird das Eingreifen oder das Aufheben des Eingriffs bei dem Parksperrmechanismus 90 gemäß der
Fahrzeuggeschwindigkeit V bestimmt. Eine abgewandelte Prozedur kann
den Zahnradeingriff oder die Aufhebung des Eingriffs gemäß dem
Drehwinkel α der Zahnkranzwelle 32a als Antriebswelle
oder gemäß einem Drehwinkel αp der Drehwelle
des Parkzahnrads 92 bestimmen. In dem erstgenannten Fall
kann eine anwendbare Prozedur den Zahnradeingriff bestimmen, wenn
eine Variation Δα des Drehwinkels α der
Zahnkranzwelle 32a geringer als ein vorbestimmtes Bezugsniveau Δαref
wird, das als Kriterium zum Bestimmen verwendet wird, ob die Zahnräder
bei dem Parksperrmechanismus 90 in Eingriff sind. Eine
weitere anwendbare Prozedur kann den Zahnradeingriff bestimmen,
wenn der Drehwinkel α der Zahnkranzwelle 32a unverändert auf
oder in der Nähe von einem gewissen Winkel gehalten wird,
bei dem ein Zahnradeingriff bei dem Parksperrmechanismus 90 erwartet
wird. In dem letztgenannten Fall kann eine anwendbare Prozedur einen
Drehwinkel αp aus einer Drehposition θp der Drehwelle
des Parkzahnrads 92 berechnen, der durch einen Drehpositionserfassungssensor
(nicht gezeigt) erfasst wird, und den Zahnradeingriff bestimmen,
wenn der berechnete Drehwinkel αp unverändert
an oder in der Nähe von einem gewissen Winkel gehalten
wird, bei dem ein Zahnradeingriff bei dem Parksperrmechanismus 90 erwartet
wird.
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Bei
dem Hybridfahrzeug 20 des Ausführungsbeispiels
werden die Zahnräder bei dem Parksperrmechanismus 90 als
Reaktion auf die Fahrergangschaltbetätigung des Schalthebels 81 auf
die P-Position in Eingriff gebracht. Der Zahnradeingriff bei dem
Parksperrmechanismus 90 kann bei einer erwünschten
Zeitabstimmung nach der Fahrergangschaltbetätigung des
Gangschalthebels 81 auf die P-Position, beispielsweise
als Reaktion auf eine Startanweisung des Verbrennungsmotors 22 oder vor
einer Startanweisung des Verbrennungsmotors 22 erhalten
werden. Die Verbrennungsmotorstartsteuerung zum Erhalten des Zahnradeingriffs
in dem Parksperrmechanismus 90 als eine Reaktion auf eine
Startanweisung des Verbrennungsmotors 22 wird nachstehend
unter Bezugnahme auf eine Startsteuerroutine in dem Ablaufdiagramm
von 7 beschrieben. Die Startsteuerroutine von 7 wird durch
die Startanweisung des Verbrennungsmotors 22 ausgelöst.
Bei der Startsteuerroutine gibt die CPU 72 der elektronischen
Hybridsteuereinheit 70 zuerst die Bremspedalposition BP
von dem Bremspedalpositionssensor 86 ein (Schritt S300)
und bestimmt, ob eine Bremsausschaltbedingung erfüllt ist,
auf der Grundlage der eingegebenen Bremspedalposition BP (Schritt
S310). Unter der Bremsausschaltbedingung startet die CPU 72 den
Prozess vor und nach dem Schritt S120 bei der Parksteuerroutine
von 2 (Schritt S320). Beim Schluss der Parksteuerroutine
von 2 (Schritt S330), steuert die CPU 72 den
Motor MG1, um eine Drehmomentanweisung Tm1* abzugeben, und den Verbrennungsmotor 22 anzulassen
(Schritt S340) und wartet auf eine vollständige Zündung
und Kraftstoffverbrennung bei dem Verbrennungsmotor 22 (Schritt
S350). Die Verbrennungsmotorstartsteuerroutine hebt die Drehmomentanweisung
Tm1* des Motors MG1 auf (Schritt S360) und wird beendet. Der Schluss
der Parksteuerroutine von 2 wird gemäß der
Einstellung einer Marke bestimmt. Die Marke hat einen Anfangswert
von Null und wird auf Eins beim Schluss der Parksteuerroutine eingestellt.
Der Verbrennungsmotor 22 startet in dem Zustand des Zahnradeingriffs bei
dem Parksperrmechanismus 90, was durch die Parksteuerroutine
erhalten wird. Der Zahnradeingriff verhindert in wünschenswerter
Weise, dass eine Reaktionskraft des Verbrennungsmotoranlassdrehmoments,
das von dem Motor MG1 abgegeben wird, auf die Zahnkranzwelle 32 oder
die Antriebswelle aufgebracht wird und diese dreht. Diese Anordnung
verhindert wirksam eine unerwartete Bewegung des Fahrzeugs bei dem
Start des Verbrennungsmotors 22. In der Bremseinschaltbedingung
bei Schritt S310, wenn nämlich der Fahrer auf das Bremspedal 85 tritt,
wird bestimmt, dass es keine unerwartete Bewegung des Fahrzeugs
beim Start des Verbrennungsmotors 22 gibt. Die Startsteuerroutine überspringt
die Parksteuerroutine und geht unmittelbar zu dem Prozess der Schritte
S340 bis S360 zum Starten des Verbrennungsmotors 22 über.
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Bei
dem Hybridfahrzeug 20 des Ausführungsbeispiels
wird der Motor MG2 zum sequentiellen Abgeben des voreingestellten
negativen Drehmoments T1 und des voreingestellten positiven Drehmoments
T2 gesteuert. Die Zahnräder werden demgemäß bei
dem Parksperrmechanismus 90 während der Drehung
des Parkzahnrads 92 um einen Winkel entsprechend einer
Hälfte eines Zahns in die Rückwärtsrichtung
des Fahrzeugs oder während einer nachfolgenden Drehung
des Parkzahnrads 92 um einen Winkel entsprechend einem
Zahn in die Vorwärtsrichtung des Fahrzeugs in Eingriff
gebracht. In einer möglichen Abwandlung wird der Motor
MG3 in Kombination mit dem Motor MG2 gesteuert, um sequentiell das
voreingestellte negative Drehmoment T1 und das voreingestellte positive
Drehmoment T2 abzugeben.
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Das
Hybridfahrzeug 20 des Ausführungsbeispiels weist
den Motor MG3 auf, der Leistung zu den Hinterrädern 66a und 66b abgibt.
Der Motor MG3 kann jedoch von der Konfiguration des Hybridfahrzeugs
weggelassen werden.
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Bei
dem Hybridfahrzeug 20 des Ausführungsbeispiels
wird die Abgabeleistung des Verbrennungsmotors 22 auf die
Vorderräder 63a und 63b über
den Leistungsverteilungsintegrationsmechanismus 30 übertragen.
Die Technologie der Erfindung ist ebenso anwendbar auf ein Hybridfahrzeug 120 eines abgewandelten
Aufbaus, der in 8 gezeigt ist. Das Hybridfahrzeug 120 ist
mit einem Rotorpaarmotor 130 ausgestattet, der einen Innenrotor 132, der mit
der Kurbelwelle 26 des Verbrennungsmotors 22 verbunden
ist, und einen Außenrotor 134 aufweist, der mechanisch
mit den Vorderrädern 63a und 63b verknüpft
ist. Der Rotorpaarmotor 130 überträgt
einen Teil der Ausgangsleistung des Verbrennungsmotors 22 auf
die Vorderräder 63a und 63b, während
er die restliche Verbrennungsmotorleistung in elektrische Leistung
umwandelt. Bei dem Hybridfahrzeug 20 des Ausführungsbeispiels
und seinen abgewandelten Beispielen wird die Leistung des Verbrennungsmotors 22 auf
die Vorderräder 63a und 63b abgegeben.
Die Technologie der Erfindung ist ebenso auf einen weiteren abgewandelten
Aufbau des Hybridfahrzeugs anwendbar, bei dem die Leistung des Verbrennungsmotors 22 auf
die Hinterräder 66a und 66b abgegeben
wird.
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Das
Ausführungsbeispiel betrifft das Hybridfahrzeug, bei dem
die Leistung der Brennkraftmaschine und die Leistung des ersten
Motors an die erste Achse abgegeben werden, während die
Leistung des zweiten Motors an die zweite Achse abgegeben wird.
Die Technologie der Erfindung ist nicht auf das Hybridfahrzeug mit
einem derartigen Aufbau beschränkt, sondern ist ebenso
auf elektrische Fahrzeuge ohne Brennkraftmaschine anwendbar. Bei
der Anwendung der elektrischen Fahrzeuge kann beispielsweise die
Leistung des ersten Motors an die erste Achse abgegeben werden,
während die Leistung des zweiten Motors an die zweite Achse
abgegeben werden kann. In einem weiteren Beispiel kann die Leistung
von einem Motor an eine von der ersten Achse oder der zweiten Achse
abgegeben werden.
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Das
Ausführungsbeispiel und seine abgewandelten Beispiele,
die vorstehend diskutiert sind, sind in jeder Hinsicht als darstellend
und nicht als beschränkend zu betrachten. Andere Abwandlungen, Änderungen
und Veränderungen ohne Abweichen von dem Anwendungsbereich
oder Grundgedanken der Hauptcharakteristik der vorliegenden Erfindung sind
möglich.
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Industrielle Anwendbarkeit
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Die
vorliegende Erfindung ist vorzugsweise auf die Automobil-herstellenden
Industrien anwendbar.
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Als
Reaktion auf die Fahrerbremsausschaltbetätigung nach einer
Gangschaltbetätigung eines Gangschalthebels auf einer Parkposition
wird somit der Motor MG2 gesteuert, um sequentiell ein Drehmoment
in eine Rückwärtsrichtung eines Fahrzeugs und
ein Drehmoment in eine Vorwärtsrichtung des Fahrzeugs abzugeben.
Zahnräder werden demgemäß bei dem Parksperrmechanismus
während einer Drehung eines Parkzahnrads um einen Winkel
entsprechend einer Hälfte eines Zahns in die Rückwärtsrichtung
des Fahrzeugs oder während einer nachfolgenden Drehung
des Parkzahnrads um einen Winkel entsprechend einem Zahn in die
Vorwärtsrichtung des Fahrzeugs in Eingriff gebracht. Diese
Anordnung stellt wirksam den Zahnradeingriff bei dem Parksperrmechanismus
sicher, während in wünschenswerter Weise eine
Bewegungsdistanz von einer Fahrzeugstopposition vor den Zahnradeingriff
bei dem Parksperrmechanismus verringert wird.
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Zusammenfassung
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Als
Reaktion auf die Fahrerbremsausschaltbetätigung nach einer
Gangschaltbetätigung eines Gangschalthebels auf einer Parkposition
wird ein Motor (MG2) gesteuert, um sequentiell ein Drehmoment in
eine Rückwärtsrichtung eines Fahrzeugs und ein
Drehmoment in eine Vorwärtsrichtung des Fahrzeugs abzugeben.
Zahnräder werden demgemäß bei dem Parksperrmechanismus
während einer Drehung eines Parkzahnrads um einen Winkel
entsprechend einer Hälfte eines Zahns in die Rückwärtsrichtung des
Fahrzeugs oder während einer nachfolgenden Drehung des
Parkzahnrads um einen Winkel entsprechend einem Zahn in die Vorwärtsrichtung
des Fahrzeugs in Eingriff gebracht. Diese Anordnung stellt wirksam
den Zahnradeingriff bei dem Parksperrmechanismus sicher, während
in wünschenswerter Weise eine Bewegungsdistanz von einer Fahrzeugstopposition
vor den Zahnradeingriff bei dem Parksperrmechanismus verringert
wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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