DE19712246A1 - Hybridfahrzeugantriebssystem mit einer steuerbaren Vorrichtung zwischen einem Verbrennungsmotor und Elektromotor und Fahrzeugantriebsrädern sowie Einrichtung zur Steuerung dieser Vorrichtung in Abhängigkeit vom gewählten Betriebsmodus des Systems - Google Patents

Hybridfahrzeugantriebssystem mit einer steuerbaren Vorrichtung zwischen einem Verbrennungsmotor und Elektromotor und Fahrzeugantriebsrädern sowie Einrichtung zur Steuerung dieser Vorrichtung in Abhängigkeit vom gewählten Betriebsmodus des Systems

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Ryuji Ibaraki
Tsuyoshi Mikami
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Description

Diese Anmeldung basiert auf der am 22. März 1996 einge­ reichten japanischen Patentanmeldung Nr. 8-66516, der am 26. März 1996 eingereichten japanischen Patentanmeldung Nr. 8-70371 und der am 22. August 1996 eingereichten japanischen Patentanmeldung, auf deren Inhalt hierin in vollem Umfang Be­ zug genommen sei.
Desweiteren sei auf die am 22. Juli 1996 eingereichte US Patentanmeldung Nr. 08/685102 und die am 12. November 1996 eingereichte US Patentanmeldung Nr. 08/746483 Bezug genommen.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich im allgemeinen auf ein Hybridantriebssystem für den Antrieb eines Kraftfahrzeugs und im besonderen auf eine Einrichtung zur Steuerung einer steuerbaren Vorrichtung, welche sich zwischen einem als An­ triebskraftquelle dienenden Verbrennungsmotor und Elektromo­ tor und Fahrzeugantriebsrädern befindet, wodurch die Steue­ rung der steuerbaren Vorrichtung so erfolgt, daß ein dabei auftretender Stoß bzw. Ruck vermindert wird.
Als Antriebssystem eines Kraftfahrzeugs ist ein Hybridan­ triebssystem bekannt, welches als eine Antriebskraftquelle einen durch Verbrennung eines Kraftstoffs betriebenen Ver­ brennungsmotor (bzw. eine Wärmekraftmaschine) und einen mit elektrischer Energie betriebenen Elektromotor für ein Kraft­ fahrzeug sowie eine steuerbare Vorrichtung, beispielsweise ein Automatikgetriebe, aufweist, welche sich zwischen der An­ triebskraftquelle unter den Fahrzeugantriebsrädern befindet. Ein Beispiel eines derartigen Hybridfahrzeugantriebssystems ist in dem Dokument JP-A-7-67208 offenbart.
In Abhängigkeit vom Fahr- oder Betriebszustand des Fahr­ zeugs wird in solch einem Hybridfahrzeugantriebssystem entwe­ der der Verbrennungsmotor oder der Elektromotor oder beide betrieben, um das Kraftfahrzeug in einem aus einer Vielzahl verschiedener Fahrmodi ausgewählten Fahrmodus anzutreiben, um dadurch den Kraftstoffverbrauch und die Abgasemissionen aus dem Verbrennungsmotor zu minimieren. Die Fahrmodi des Fahr­ zeugs entsprechen jeweils Betriebsmodi des Hybridantriebssy­ stems, die einen Verbrennungsmotorantriebsmodus, in welchem das Fahrzeug durch den Verbrennungsmotor angetrieben wird, einen Elektromotorantriebsmodus, in welchem das Fahrzeug durch den Elektromotor angetrieben wird, einen Verbrennungs­ motor-/Elektromotorantriebsmodus, in welchem das Fahrzeug so­ wohl durch den Verbrennungsmotor wie auch den Elektromotor angetrieben wird, und einen Verbrennungsmotor-/Lademodus um­ fassen, in welchem das Fahrzeug durch den Verbrennungsmotor angetrieben wird und gleichzeitig der Elektromotor als ein Elektrogenerator zum Laden einer Vorrichtung zur Speicherung elektrischer Energie betrieben wird.
Das Automatikgetriebe, welches eine steuerbare Vorrich­ tung im Hybridantriebssystem ist, kann ein Automatikgetriebe sein, welches eine Vielzahl von Betriebsstellungen mit ver­ schiedenen Übersetzungsverhältnissen aufweist und durch ein selektives Ineingriffbringen und Lösen von Kopplungseinrich­ tungen, wie zum Beispiel Kupplungen und Bremsen, in eine ge­ eignete Betriebsstellung geschaltet wird. Das Automatikge­ triebe kann aber auch ein stufenlos einstellbares Getriebe sein, dessen Übersetzungsverhältnis kontinuierlich verändert werden kann. Das Automatikgetriebe kann in Abhängigkeit von seinem Eingangsdrehmoment gesteuert werden.
Das Automatikgetriebe mit zwei oder mehreren Betriebs­ stellungen wird beispielsweise von einer Stellung in eine an­ dere geschaltet, indem eine Kopplungsvorrichtung in Eingriff gebracht und eine andere Kopplungsvorrichtung gleichzeitig gelöst wird. Diese Getriebeschaltaktion wird als eine "Kupplung-zu-Kupplung-Schaltaktion" bezeichnet. In einem Kraftfahrzeug, welches mit einem Automatikgetriebe ausgerü­ stet ist und einen Verbrennungsmotor als die einzige An­ triebskraftquelle verwendet, erfolgt die praktische Ausfüh­ rung einer Abschätzung des Eingangsdrehmoments des Getriebes sowie eine Steuerung der Eingriffskraft der Kopplungsvorrich­ tungen in Abhängigkeit vom abgeschätzten Eingangsdrehmoment, um einen Getriebeschaltstoß bzw. -ruck während der Kupplung- zu-Kupplung-Schaltaktion zu reduzieren. Ein derartiges Ver­ fahren ist in den Dokumenten JP-A-3-176240, JP-A-5-77660, JP- A-5-164233 und JP-A-5-296323 offenbart.
Eine ungenaue Abschätzung des Eingangsdrehmoments des Au­ tomatikgetriebes hat jedoch fehlerhafte Schaltaktionen des Getriebes mit einem Schaltruck zur Folge. Das herkömmliche Hybridfahrzeugantriebssystem erfährt daher aufgrund einer Än­ derung des Eingangsdrehmoments in den verschiedenen Betriebs­ modi, in welchen verschiedene Antriebskraftquellen verwendet werden, einen Schaltruck eines Automatikgetriebes.
Die Kupplung-zu-Kupplung-Schaltaktion des Automatikge­ triebes kann durch ein lernendes Steuerungsverfahren bzw. Lernsteuerverfahren gesteuert werden, wobei die Eingriffs­ kraft oder die Eingriffskräfte einer Kopplungsvorrichtung oder beider Kopplungsvorrichtungen von zwei Kopplungsvorrich­ tungen zur Ausführung der momentanen Kupplung-zu-Kupplung- Schaltaktion in Abhängigkeit von der in den vergangenen Kupp­ lung-zu-Kupplung-Eingriffsaktionen erlernten Eingriffskraft gesteuert werden, so daß Abweichungen oder Unterschiede in der Hydraulikschaltsteuervorrichtung von Hybridantriebssyste­ men einzelner Kraftfahrzeuge sowie zeitabhängige Veränderun­ gen der Hybridantriebssysteme an- bzw. ausgeglichen werden. Wenn die Kopplungsvorrichtung eine hydraulisch betätigte Rei­ bkopplungsvorrichtung, beispielsweise eine Bremse oder Kupp­ lung, ist, erfolgt die Lernsteuerung der Eingriffskraft der Reibkopplungsvorrichtung durch eine Lernsteuerung des auf die Reibkopplungsvorrichtung während der Kupplung-zu-Kupplung- Schaltaktion des Automatikgetriebes aufgebrachten Übergangs­ hydraulikdrucks.
In der herkömmlichen Lernsteuerung der Kupplung-zu-Kupp­ lung-Schaltaktion des Automatikgetriebes erfolgt die Steue­ rung der Eingriffskraft der Kopplungsvorrichtung jedoch unge­ achtet des momentan gewählten Betriebsmodus des Hybridan­ triebssystems (des momentan gewählten Fahrmodus des Kraft­ fahrzeugs) in dem gleichen Lernsteuerverfahren oder in der­ selben Weise. Die herkömmliche Lernsteuerung erfährt daher aufgrund von Änderungen des Trägheitsmoments (des Trägheits­ drehmoments) und der Ausgangscharakteristiken des Hybridan­ triebssystems, welche vom momentan gewählten Betriebsmodus abhängen, eine fehlerhafte Steuerung der Eingriffskraft der Kopplungsvorrichtung, wodurch während der Kupplung-zu-Kupp­ lung-Schaltaktion mit einer hohen Wahrscheinlichkeit ein Ge­ triebeschaltruck auftritt.
Bekannt ist auch ein Hybridantriebssystem für ein Kraft­ fahrzeug mit vorderen und hinteren Antriebsrädern, wobei sich zwischen der Antriebskraftquelle und den Antriebsrädern eine Drehmomentverteilvorrichtung befindet, die dazu dient, ein Verhältnis einer Verteilung eines Antriebsdrehmoments der An­ triebskraftquelle auf die vorderen und hinteren Antriebsräder zu steuern. Die Drehmomentverteilvorrichtung kann ein Zen­ traldifferentialgetriebe mit einem Planetengetriebesatz oder eine Kegelraddifferentialgetriebevorrichtung sein. Der Plane­ tengetriebesatz des Zentraldifferentialgetriebes weist drei relativ zueinander rotierbare Rotationselemente sowie eine Differentialsperr- bzw. Differentialbegrenzungskupplung auf, welche zwei der drei Rotationselemente verbindet. Das Ver­ hältnis der Verteilung des Antriebsdrehmoments durch die Drehmomentverteilvorrichtung kann durch ein Lernsteuerverfah­ ren gesteuert werden.
In der herkömmlichen Lernsteuerung der Antriebsdrehmo­ mentverteilung auf die vorderen und hinteren Antriebsräder wird das Drehmomentverteilverhältnis ungeachtet des momentan gewählten Betriebsmodus des Hybridantriebssystems (des momen­ tan gewählten Fahrmodus des Fahrzeugs) in dem gleichen Lern­ steuerverfahren oder in derselben Art und Weise gesteuert. Die herkömmliche Lernsteuerung erfährt daher aufgrund von Än­ derungen des Trägheitsmoments und der Ausgangscharakteristi­ ken des Hybridantriebssystems, welche vom momentan gewählten Betriebsmodus abhängen, eine fehlerhafte Steuerung oder Ände­ rung des Drehmomentverteilverhältnisses.
Eine erste Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es da­ her, eine Einrichtung vorzusehen, die eine steuerbare Vor­ richtung in einem Hybridantriebssystem für ein Kraftfahrzeug in Abhängigkeit von einem aus verschiedenen Betriebsmodi des Antriebssystems oder verschiedenen Fahrmodi des Fahrzeugs ge­ wählten Modus steuert.
Eine zweite Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Einrichtung vorzusehen, die ein Automatikgetriebe in ei­ nem Hybridantriebssystem eines Kraftfahrzeugs steuert, wobei die Einrichtung eine dem gewählten Fahrmodus des Fahrzeugs entsprechende, angemessene oder korrekte Steuerung einer Schaltaktion des Automatikgetriebes ermöglicht.
Eine dritte Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Einrichtung vorzusehen, die eine Drehmomentverteilvor­ richtung in einem Hybridantriebssystem für ein Kraftfahrzeug mit Vierradantrieb steuert, wobei die Einrichtung in Abhän­ gigkeit vom gewählten Fahrmodus des Fahrzeugs eine korrekte Steuerung eines Verhältnisses der Verteilung des Fahrzeugan­ triebsdrehmoments auf die vorderen und hinteren Antriebsräder vorsieht.
Die Lösung dieser Aufgaben erfolgt durch die Merkmale des Anspruchs 1, 9 bzw. 16.
Die vorstehend genannte erste Aufgabe kann gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung erzielt werden, wel­ cher ein Hybridantriebssystem für ein Kraftfahrzeug vorsieht, welches aufweist: (a) eine Antriebskraftquelle, welche aus einem durch Verbrennung eines Kraftstoffs betriebenen Ver­ brennungsmotor und einem mit elektrischer Energie betriebenen Elektromotor besteht, wobei wenigstens der Verbrennungsmotor oder der Elektromotor betrieben wird, um das Kraftfahrzeug in einer Vielzahl von Fahrmodi anzutreiben, (b) eine zwischen der Antriebskraftquelle und den Antriebsrädern des Kraftfahr­ zeugs befindliche steuerbare Vorrichtung und (c) eine Steuer­ einrichtung zur Steuerung der steuerbaren Vorrichtung in Ab­ hängigkeit von einem durch die steuerbare Vorrichtung aufge­ nommenen Eingangsdrehmoment. Die Steuereinrichtung weist eine Eingangsdrehmomentabschätzeinrichtung auf, die das Eingangs­ drehmoment der steuerbaren Vorrichtung in Abhängigkeit von einem aus der Vielzahl von Fahrmodi gewählten Fahrmodus ab­ schätzt.
Im erfindungsgemäßen Hybridantriebssystem, das wie vor­ stehend beschrieben gestaltet ist, kann das Eingangsdrehmo­ ment der steuerbaren Vorrichtung unabhängig von Änderungen des Trägheitsmoments des Verbrennungsmotors und Elektromotors sowie anderer schwankender Faktoren durch die Steuereinrich­ tung in einer geeigneten, dem momentan gewählten Fahrmodus des Fahrzeugs entsprechenden Weise genau abgeschätzt werden. Da die steuerbare Vorrichtung in Abhängigkeit vom genau abge­ schätzten Eingangsdrehmoment gesteuert wird, erfolgt ein kor­ rekter und weicher Betrieb der steuerbaren Vorrichtung, ohne daß dabei ein unerwünschtes Phänomen auftritt.
Das vorstehend beschriebene Prinzip des ersten Aspekts dieser Erfindung ist auf verschiedene Typen von Hybridan­ triebssystemen anwendbar, welche mit der Wärmekraftmaschine bzw. dem Verbrennungsmotor und dem Elektromotor als die An­ triebskraftquelle für den Antrieb des Kraftfahrzeugs versehen sind. Wenigstens der Verbrennungsmotor oder Elektromotor kön­ nen durch eine selektive Verbindung und Trennung geeigneter Kraftübertragungswege durch ein selektives Ineingriffbringen und Lösen (Freigeben) von Kupplungen, oder durch eine Zusam­ menfüge- und Verteilvorrichtung, beispielsweise eine Plane­ tengetriebevorrichtung, zum Zusammenfügen oder Verteilen der Ausgangsleistungen des Verbrennungs- und Elektromotors, oder durch eine geeignete Einrichtung, die den Elektromotor als eine Hilfsantriebskraftquelle zur Unterstützung des Verbren­ nungsmotors als Hauptantriebskraftquelle verwendet, als die Antriebskraftquelle verwendet werden (d. h. also, daß entwe­ der der Verbrennungsmotor oder der Elektromotor als Antriebs­ kraftquelle verwendet werden können, oder aber, daß der Ver­ brennungsmotor und der Elektromotor als Antriebskraftquelle verwendet werden können).
In einer ersten bevorzugten Ausführungsform des ersten Aspekts dieser Erfindung weist die steuerbare Vorrichtung ein Automatikgetriebe mit einer Vielzahl von Betriebsstellungen mit jeweils verschiedenen Übersetzungsverhältnissen auf. Das Automatikgetriebe weist eine Vielzahl von Kopplungsvorrich­ tungen auf, welche selektiv in Eingriff gebracht und gelöst werden, um die Vielzahl der Betriebsstellungen selektiv ein­ zurichten. In diesem Fall ist die Steuereinrichtung geeignet, die Kopplungsvorrichtungen für wenigstens eine Schaltaktion des Automatikgetriebes in Abhängigkeit von dem durch die Ein­ gangsdrehmomentabschätzeinrichtung abgeschätzten Eingangs­ drehmoment des Automatikgetriebes zu steuern.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der vorstehenden er­ sten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Kopp­ lungsvorrichtungen hydraulisch betätigte Kopplungsvorrichtun­ gen; die Steuereinrichtung weist ferner eine Drucksteuerein­ richtung zur Steuerung eines Hydraulikdrucks von wenigstens einer der beiden Kopplungsvorrichtungen der hydraulisch betä­ tigten Kopplungsvorrichtungen in Abhängigkeit von dem durch die Eingangsdrehmomentabschätzeinrichtung abgeschätzten Ein­ gangsdrehmoment auf. Während eine dieser beiden Kopplungsvor­ richtungen in Eingriff gebracht wird, wird die andere der beiden Kopplungsvorrichtungen gleichzeitig gelöst, um das Au­ tomatikgetriebe von einer Betriebsstellung in eine andere zu schalten.
Die hydraulisch betätigten Kopplungsvorrichtungen können Kupplungen und Bremsen umfassen, welche selektiv in Eingriff gebracht und gelöst werden, um die Betriebsstellungen des Au­ tomatikgetriebes selektiv einzurichten.
Das Automatikgetriebe kann jedoch auch ein stufenlos ein­ stellbares Getriebe sein, dessen Übersetzungsverhältnis kon­ tinuierlich einstellbar ist. In diesem Fall wird das stufen­ los einstellbare Getriebe in Abhängigkeit vom abgeschätzten Eingangsdrehmoment geschaltet.
In einer zweiten bevorzugten Ausführungsform des ersten Aspekts der Erfindung beinhaltet die Vielzahl von Fahrmodi einen Elektromotorantriebsmodus, in welchem das Kraftfahrzeug nur durch den Elektromotor angetrieben wird; die Eingangs­ drehmomentabschätzeinrichtung ist geeignet, das Eingangs­ drehmoment in Abhängigkeit von einem bezüglich dem Trägheits­ moment des Elektromotors kompensierten Ausgangsdrehmoment des Elektromotors abzuschätzen (d. h., daß bei der Abschätzung des Eingangsdrehmoments in Abhängigkeit vom Ausgangsdrehmo­ ment das Trägheitsmoment des Elektromotors berücksichtigt wird).
In einer dritten bevorzugten Ausführungsform des ersten Aspekts der Erfindung beinhaltet die Vielzahl von Fahrmodi einen Verbrennungsmotorantriebsmodus, in welchem das Kraft­ fahrzeug nur durch den Verbrennungsmotor angetrieben wird; die Eingangsdrehmomentabschätzeinrichtung ist geeignet, das Eingangsdrehmoment in Abhängigkeit von einem bezüglich des Trägheitsmoments und des Drehmomentverlusts des Verbrennungs­ motors kompensierten Ausgangsdrehmoment des Verbrennungsmo­ tors abzuschätzen (d. h., daß bei der Abschätzung des Ein­ gangsdrehmoments in Abhängigkeit vom Ausgangsdrehmoment das Trägheitsmoment und der Drehmomentverlust des Verbrennungsmo­ tors berücksichtigt wird).
In einer vierten bevorzugten Ausführungsform des ersten Aspekts der Erfindung beinhaltet die Vielzahl der Fahrmodi einen Verbrennungsmotor-/Elektromotorantriebsmodus, in wel­ chem das Kraftfahrzeug sowohl durch den Verbrennungsmotor wie auch den Elektromotor angetrieben wird; die Eingangsdrehmo­ mentabschätzeinrichtung ist geeignet, das Eingangsdrehmoment in Abhängigkeit von einem bezüglich des Trägheitsmoments und des Drehmomentverlusts des Motors kompensierten Ausgangs­ drehmoment des Verbrennungsmotors sowie einem bezüglich des Trägheitsmoments des Elektromotors kompensierten Ausgangs­ drehmoment des Elektromotors abzuschätzen (d. h., daß die Ab­ schätzung des Eingangsdrehmoments sowohl in Abhängigkeit vom Ausgangsdrehmoment des Verbrennungsmotors unter Berücksichti­ gung des Trägheitsmoments und des Drehmomentverlusts des Ver­ brennungsmotors sowie in Abhängigkeit vom Ausgangsdrehmoment des Elektromotors unter Berücksichtigung des Trägheitsmoments des Elektromotors erfolgt).
In einer fünften bevorzugten Ausführungsform des ersten Aspekts der Erfindung weist das Hybridantriebssystem ferner eine Vorrichtung zur Speicherung elektrischer Energie auf, mit welcher der Elektromotor betrieben wird; die Vielzahl von Fahrmodi beinhaltet einen Verbrennungsmotorantriebs- /Lademodus, in welchem das Kraftfahrzeug durch den Verbren­ nungsmotor angetrieben wird, während der Elektromotor gleich­ zeitig als ein elektrischer Generator zum Laden der Vorrich­ tung zur Speicherung elektrischer Energie betrieben wird. In diesem Fall ist die Eingangsdrehmomentabschätzeinrichtung ge­ eignet, das Eingangsdrehmoment in Abhängigkeit von einem be­ züglich des Trägheitsmoments und des Drehmomentverlust des Verbrennungsmotors kompensierten Ausgangsdrehmoment des Ver­ brennungsmotors und einem bezüglich des Trägheitsmoments des Elektromotors kompensierten regenerativen Bremsdrehmoment des Elektromotors abzuschätzen. Dieses Konzept ist gleichermaßen auf ein Hybridantriebssystem anwendbar, welches neben dem Elektromotor einen separaten Elektrogenerator aufweist.
Das vorliegende Hybridantriebssystem kann ein Automatik­ getriebe sowie eine Kupplung aufweisen, welche sich zwischen dem Verbrennungsmotor oder Elektromotor und dem Automatikge­ triebe befindet und selektiv in Eingriff gebracht und gelöst wird. In diesem Fall ist die Eingangsdrehmomentabschätzein­ richtung vorzugsweise so angepaßt, daß sie bei der Abschät­ zung des Eingangsdrehmoments des Automatikgetriebes den Rutsch- bzw. Schleifbetrag der Kupplung berücksichtigt.
Das Kraftfahrzeug kann eine Zusatzvorrichtung, beispiels­ weise eine Klimaanlage, aufweisen, welche vom Verbrennungsmo­ tor oder Elektromotor angetrieben wird. In diesem Fall ist die Eingangsdrehmomentabschätzeinrichtung vorzugsweise geeig­ net, bei der Abschätzung des Eingangsdrehmoments des Automa­ tikgetriebes den Betriebszustand der Zusatzvorrichtung zu be­ rücksichtigen.
Es sei darauf hingewiesen, daß die Eingangsdrehmomentab­ schätzeinrichtung auf weitere Parameter oder Variable zurück­ greifen kann, welche das Eingangsdrehmoment der steuerbaren Vorrichtung, beispielsweise eines Automatikgetriebes, beein­ flussen können.
Die vorstehend genannte zweite Aufgabe kann gemäß einem zweiten Aspekt dieser Erfindung erzielt werden, welcher ein Hybridantriebssystem für ein Kraftfahrzeug vorsieht, welches aufweist: (a) eine Antriebskraftquelle, welche aus einem durch eine Verbrennung eines Kraftstoffs betriebenen Verbren­ nungsmotor und einem mit einer elektrischen Energie betriebe­ nen Elektromotor besteht, wobei wenigstens der Verbrennungs­ motor oder der Elektromotor für den Antrieb des Kraftfahr­ zeugs in einer Vielzahl von Fahrmodi betrieben wird, (b) ein zwischen der Antriebskraftquelle und den Antriebsrädern des Kraftfahrzeugs befindliches Automatikgetriebe und (c) eine Schaltsteuereinrichtung zur Steuerung wenigstens einer steu­ erbaren Variablen des Automatikgetriebes, welche auf die Schaltaktion des Automatikgetriebes einen Einfluß ausübt. Die Schaltsteuereinrichtung weist eine Lernsteuereinrichtung zur Ausführung einer Lernsteuerung der wenigstens einen steuerba­ ren Variablen in verschiedenen, der Vielzahl von Fahrmodi des Kraftfahrzeugs entsprechenden Weisen auf.
Im erfindungsgemäßen Hybridantriebssystem, das gemäß dem zweiten Aspekt dieser Erfindung gestaltet ist, ist die Lern­ steuereinrichtung der Schaltsteuereinrichtung geeignet, eine Lernsteuerung einer steuerbaren Variablen oder mehreren steu­ erbaren Variablen des Automatikgetriebes in verschiedenen, den Fahrmodi des Kraftfahrzeugs entsprechenden Weisen auszu­ führen, so daß dank der optimalen Lernsteuerung der Variablen in jedem gewählten Fahrmodus unabhängig von Änderungen des Trägheitsmoments und der Ausgangscharakteristiken des Ver­ brennungsmotors und des Elektromotors eine Schaltaktion des Automatikgetriebes ohne Schaltruck korrekt erzielt wird.
Das Prinzip des zweiten Aspekts der Erfindung ist eben­ falls auf verschiedene Typen von Hybridantriebssystemen an­ wendbar, wie es vorstehend bezüglich des ersten Aspekts der Erfindung beschrieben wurde.
In einer ersten bevorzugten Ausführungsform dieses zwei­ ten Aspekts der Erfindung hat das Automatikgetriebe eine Vielzahl von Betriebsstellungen mit jeweils verschiedenen Übersetzungsverhältnissen und weist eine Vielzahl von Kopp­ lungsvorrichtungen auf, welche selektiv in Eingriff gebracht und gelöst werden, um die Vielzahl von Betriebsstellungen se­ lektiv einzurichten; die Schaltsteuereinrichtung ist ferner geeignet, die Kopplungsvorrichtungen für wenigstens eine der Schaltaktionen der Automatikgetriebe zu steuern.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der vorstehenden er­ sten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Kopp­ lungsvorrichtungen hydraulisch betätigte Kopplungsvorrichtun­ gen, beispielsweise Kupplungen und Bremsen; die Lernsteuer­ einrichtung weist ferner eine Drucksteuereinrichtung zur Aus­ führung der Lernsteuerung eines Hydraulikdrucks von wenig­ stens einer der beiden Kopplungsvorrichtungen der hydraulisch betätigten Kopplungsvorrichtungen in verschiedenen, der Viel­ zahl von Fahrmodi des Kraftfahrzeugs entsprechenden Weisen auf. In diesem Fall ist die Schaltsteuereinrichtung geeignet, die beiden Kopplungsvorrichtungen zur Ausführung einer soge­ nannten "Kupplung-zu-Kupplung-Schaltaktion" so zu steuern, daß eine der beiden Kopplungsvorrichtungen in Eingriff ge­ bracht wird, während die andere der beiden Kopplungsvorrich­ tungen gelöst wird, so daß das Automatikgetriebe von einer Betriebsstellung in eine andere geschaltet wird.
Das Automatikgetriebe, dessen Schaltaktion durch die Lernsteuerung gemäß dem zweiten Aspekt dieser Erfindung ge­ steuert wird, kann jedoch auch ein stufenlos einstellbares Getriebe sein, dessen Übersetzungsverhältnis stufenlos ein­ stellbar ist.
In der vorstehenden vorteilhaften Ausgestaltung kann die Lernsteuereinrichtung eine Speichereinrichtung zur Speiche­ rung einer Vielzahl von der Vielzahl von Fahrmodi des Kraft­ fahrzeugs entsprechenden Datenverzeichnissen aufweisen, wobei jedes dieser Datenverzeichnisse einen Zusammenhang zwischen einem Betriebsparameter des Automatikgetriebes und einem Kom­ pensationswert des Hydraulikdrucks einer jeden Kopplungsvor­ richtungen darstellt. In dieser Ausgestaltung bestimmt die Lernsteuereinrichtung den Kompensationswert des Hydraulik­ drucks in Abhängigkeit vom Betriebsparameter und in Abhängig­ keit von einem der Datenverzeichnisse, welches einem momenta­ nen, aus der Vielzahl der Fahrmodi gewählten Fahrmodus ent­ spricht. Anstelle der Datenverzeichnisse können jedoch auch jeweilige, den verschiedenen Fahrmodi des Fahrzeugs entspre­ chende Gleichungen verwendet werden.
In der vorstehenden Ausgestaltung kann die Lernsteuerein­ richtung geeignet sein, jedes der Datenverzeichnisse in Ab­ hängigkeit von einem Zustand, in welchem das Automatikge­ triebe von einer der Vielzahl der Betriebsstellungen in eine andere geschaltet wird, in dem momentanen, aus der Vielzahl von Fahrmodi gewählten Fahrmodus zu aktualisieren.
Der für die Aktualisierung der Datenverzeichnisse verwen­ dete Zustand wird in Abhängigkeit vom gewählten Fahrmodus ge­ wählt. Beispielsweise soll, wenn beide Kopplungsvorrichtungen dazu verwendet werden, eine Kupplung-zu-Kupplung-Hochschal­ taktion des Automatikgetriebes in der Weise auszuführen, daß eine dieser beiden Kopplungsvorrichtungen in Eingriff ge­ bracht wird, wohingegen die andere Kopplungsvorrichtung ge­ löst wird, ein Blockier- bzw. Lahmlegungsphänomen dieser bei­ den Kopplungsvorrichtungen während der Hochschaltaktion, wo­ bei das Fahrzeug im Elektromotorantriebsfahrmodus betrieben wird, in welchem nur der Elektromotor als die Antriebskraft­ quelle für das Fahrzeug betrieben wird, verhindert werden. Dieses Lahmlegungsphänomen ist ein Zustand, in welchem die Eingriffsaktion einer der beiden Kopplungsvorrichtungen mit einer im Vergleich zur Löseaktion der anderen Kopplungsvor­ richtung allzu hohen Geschwindigkeit erfolgt. Wenn das Lahm­ legungsphänomen in der Hochschaltaktion erfaßt wird, wird das dem Elektromotorantriebsfahrmodus entsprechende Datenver­ zeichnis aktualisiert, um den Kompensationswert des Hydrau­ likdrucks so zu verändern, daß das Lahmlegungsphänomen der Kopplungsvorrichtungen während der darauffolgenden Hochschal­ taktion im Elektromotorantriebsfahrzustand verhindert wird.
Im Verbrennungsmotorantriebsfahrmodus, in welchem nur der Verbrennungsmotor als die Antriebskraftquelle betrieben wird, ist das Lahmlegungsphänomen jedoch wiederum erwünscht, da das Lahmlegungsphänomen effektiv dazu beiträgt, ein Durchgehen des Verbrennungsmotors während der Hochschaltaktion im Ver­ brennungsmotorantriebsfahrmodus zu verhindern. Wenn in der Hochschaltaktion im Verbrennungsmotorantriebsfahrmodus nicht eine ausreichend hohe Tendenz eines Lahmlegungsphänomens er­ faßt wird, wird das diesem Fahrmodus entsprechende Datenver­ zeichnis aktualisiert, um den Kompensationswert so zu verän­ dern, daß sich die Tendenz eines Lahmlegungsphänomens während der darauffolgenden Hochschaltaktion im Verbrennungsmotoran­ triebsfahrmodus erhöht.
Das Lahmlegungsphänomen kann durch eine Überwachung der Beschleunigung oder der Änderungsrate der Beschleunigung von Rotationsbauteilen des Automatikgetriebes erfaßt werden.
Die Schaltsteuereinrichtung kann ferner eine Eingangs­ drehmomentabschätzeinrichtung zum Abschätzen des Eingangs­ drehmoments des Automatikgetriebes als den vorstehend angege­ benen Betriebsparameter des Automatikgetriebes in Abhängig­ keit vom momentan gewählten Fahrmodus aufweisen. In diesem Fall bestimmt die Lernsteuereinrichtung den Kompensationswert des Hydraulikdrucks in Abhängigkeit von dem durch die Ein­ gangsdrehmomentabschätzeinrichtung abgeschätzten Eingangs­ drehmoment und gemäß dem Datenverzeichnis, welches dem momen­ tan gewählten Fahrmodus entspricht.
Die Lernsteuerung des Automatikgetriebes wird vorteilhaf­ terweise nur dann ausgeführt, wenn ein bestimmter Zustand vorliegt bzw. eine bestimmte Bedingung erfüllt ist, bei­ spielsweise erst, nachdem sich der Fahrzustand des Fahrzeugs im gewählten Modus stabilisiert hat oder erst dann, wenn die Temperatur des Öls im Automatikgetriebe höher ist als ein be­ stimmter unterer Grenzwert. Die Bedingung für die Ausführung der Lernsteuerung in einem Fahrmodus kann dabei von der in einem anderen Fahrmodus abweichen.
Abgesehen von Verfahren für die Lernsteuerung in Abhän­ gigkeit vom momentan gewählten Fahrmodus, sind Verfahren zur Steuerung der vorstehend angegebenen Kupplung-zu-Kupplung- Schaltaktion eines Automatikgetriebes in den Dokumenten JP-A-5-296323 und JP-A-6-341535 offenbart. Weiterhin sind in dem Dokument JP-A-63-291738 Hydrauliksteuerverfahren für ein Au­ tomatikgetriebe offenbart. Das Prinzip der vorliegenden Er­ findung kann zusammen mit derartigen Verfahren praktiziert werden.
Die vorstehend genannte dritte Aufgabe kann gemäß einem vierten Aspekt dieser Erfindung erzielt werden, welcher ein Hybridantriebssystem für ein Kraftfahrzeug mit vorderen und hinteren Antriebsrädern vorsieht, welches aufweist: (a) eine Antriebskraftquelle, welche aus einem durch Verbrennung eines Kraftstoffs betriebenen Verbrennungsmotor und einem mit elek­ trischer Energie betriebenen Elektromotor besteht, wobei we­ nigstens der Verbrennungsmotor oder der Elektromotor für den Antrieb des Kraftfahrzeugs in einer Vielzahl von Fahrmodi be­ trieben wird, (b) eine zwischen der Antriebskraftquelle und den Antriebsrädern des Kraftfahrzeugs befindliche Drehmoment­ verteilvorrichtung für die Verteilung eines von der Antriebs­ kraftquelle erzeugten Antriebsdrehmoments auf die vorderen und hinteren Antriebsräder mit einem steuerbaren Verteilver­ hältnis, (c) einer Drehmomentverteilverhältnisände­ rungseinrichtung zur Steuerung der Drehmomentverteilvorrich­ tung, um das Verteilverhältnis des Antriebsdrehmoments zu än­ dern, und (d) eine Lernsteuereinrichtung zur Ausführung einer Lernsteuerung einer steuerbaren Variablen der Drehmomentver­ teilvorrichtung, welche das Verteilverhältnis beeinflußt, wenn das Verteilverhältnis durch die Drehmomentverteilver­ hältnisänderungseinrichtung geändert wird. Die Lernsteuerein­ richtung ist geeignet, die Lernsteuerung der steuerbaren Va­ riablen in verschiedenen der Vielzahl der Fahrmodi des Kraft­ fahrzeugs entsprechenden Weisen auszuführen.
Im erfindungsgemäßen Hybridantriebssystem gemäß dem drit­ ten Aspekt, das wie vorstehend beschrieben gestaltet ist, er­ folgt die Lernsteuerung der steuerbaren Variablen der Drehmo­ mentverteilvorrichtung, welche das Verteilverhältnis des An­ triebsdrehmoments auf die vorderen und hinteren Antriebsräder beeinflußt, in verschiedenen, den jeweiligen Fahrmodi des Kraftfahrzeugs entsprechenden Weisen, wenn das Verteilver­ hältnis des Antriebsdrehmoments durch die Drehmomentverteil­ verhältnisänderungseinrichtung geändert wird. Daher kann die Variable der Drehmomentverteilvorrichtung durch das spezifi­ sche Lernsteuerverfahren, welches dem momentan gewählten Fahr­ modus angepaßt ist, ohne das Auftreten eines Stoßes bzw. Rucks der Drehmomentverteilvorrichtung und unabhängig von Än­ derungen des Trägheitsmoments und den Ausgangscharakteristi­ ken des Verbrennungsmotors und Elektromotors korrekt gesteu­ ert werden.
Die Drehmomentverteilvorrichtung kann ein Zentraldiffe­ rentialgetriebe sein, welches einen Planetengetriebesatz auf­ weist, welcher drei relativ zueinander rotierbare Rotations­ elemente hat, und eine Differentialbegrenzungs- bzw. Differe­ ntialsperrkupplung, die zwei der drei Rotationselementen ver­ bindet. Die Differentialbegrenzungskupplung kann eine hydrau­ lisch betätigte Kupplung sein, deren Hydraulikdruck durch die Drehmomentverteilverhältnisänderungseinrichtung verändert wird. In diesem Fall kann die Lernsteuereinrichtung eine Drucksteuereinrichtung zur Ausführung der Lernsteuerung des Hydraulikdrucks der Differentialbegrenzungskupplung als die Variable der Drehmomentverteilvorrichtung in den verschiede­ nen, den Fahrmodi des Fahrzeugs entsprechenden Weisen sein, so daß das Verteilverhältnis des Antriebsdrehmoments durch das Zentraldifferentialgetriebe geeignet gesteuert wird. Die Drehmomentverteilverhältnisänderungseinrichtung erhält den Befehl, das Verteilverhältnis des Antriebsdrehmoments zu än­ dern, wenn ein bestimmter Zustand vorliegt bzw. eine be­ stimmte Bedingung erfüllt ist, d. h. in Abhängigkeit von der Gierrate oder dem Lenkwinkel und der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs und gemäß einem bestimmten Drehmomentverteilungsda­ tenverzeichnis, welches einen Zusammenhang zwischen der Gier­ rate (dem Lenkwinkel und der Fahrgeschwindigkeit) und dem op­ timalen Verteilverhältnis des Antriebsdrehmoments darstellt. Anstelle des vorstehend angegebenen Zentraldifferentialge­ triebes kann auch eine Kegelraddifferentialvorrichtung ver­ wendet werden, welche eine Kupplung zur Verteilung des An­ triebsdrehmoments auf die vorderen und hinteren Antriebsräder eines Kraftfahrzeugs mit Vierradantrieb aufweist. Die im Zen­ traldifferentialgetriebe oder der Differentialgetriebevor­ richtung verwendete Kupplung kann so gesteuert werden, daß sie das an die Antriebsräder zu übertragende Drehmoment kon­ tinuierlich verändert, oder so gesteuert werden, daß sie ent­ weder in Eingriff gebracht oder gelöst wird.
Wenn der auf die Differentialbegrenzungskupplung des Zen­ traldifferentialgetriebes aufzubringende Hydraulikdruck als die Variable gesteuert wird, die das Verteilverhältnis des Antriebsdrehmoments beeinflußt, kann der Hydraulikdruck eines mit der Differentialbegrenzungskupplung in Verbindung stehen­ den Linearsolenoidventils durch die Lernsteuereinrichtung di­ rekt gesteuert werden, um dadurch den Hydraulikdruck der Dif­ ferentialbegrenzungskupplung für die Steuerung des Verteil­ verhältnisses des Antriebsdrehmoments indirekt zu steuern.
Das vorliegende Hybridantriebssystem gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung kann ferner eine Lernsteuerverhinde­ rungseinrichtung aufweisen, die einen Betrieb der Lernsteuer­ einrichtung in einem bestimmten Fahrzustand oder in bestimm­ ten Fahrzuständen verhindert, so daß keine Lernsteuerung der steuerbaren Variable ausgeführt wird. Der Betrieb der Lern­ steuereinrichtung wird beispielsweise durch die Lernsteuer­ verhinderungseinrichtung solange verhindert, bis nach der Wahl des momentan gewählten Fahrmodus eine bestimmte Zeit vergangen ist, oder solange, wie die Temperatur eines Ar­ beitsfluids für den Betrieb der Drehmomentverteilvorrichtung oder die Temperatur des Kühlwassers für den Verbrennungsmotor niedriger ist als ein bestimmter unterer Grenzwert.
Die Lernsteuereinrichtung kann eine Speichereinrichtung zur Speicherung einer Vielzahl von Datenverzeichnissen auf­ weisen, die der Vielzahl von Fahrmodi des Kraftfahrzeugs ent­ sprechen, wobei jedes der Datenverzeichnisse einen Zusammen­ hang zwischen einem Betriebsparameter (beispielsweise dem Eingangsdrehmoment) des Zentraldifferentialgetriebes und ei­ nem Kompensationswert des Hydraulikdrucks der Differentialbe­ grenzungskupplung darstellt. In diesem Beispiel ist die Lern­ steuereinrichtung geeignet, den Kompensationswert in Abhän­ gigkeit vom Betriebsparameter und einem der Datenverzeichnis­ se zu bestimmen, welches einem aus der Vielzahl der Fahrmodi momentan gewählten Fahrmodus entspricht. Die Lernsteuerein­ richtung kann geeignet sein, jedes der Datenverzeichnisse in Abhängigkeit von einer Bedingung, bei welcher das Verteilver­ hältnis geändert wird, durch eine Änderung des Hydraulikdrucks der Differentialbegrenzungskupplung durch die Drucksteuer­ einrichtung in dem Fahrmodus zu aktualisieren, welcher dem jeweiligen Datenverzeichnis entspricht.
Vorstehende und weitere Aufgaben, Merkmale, Vorteile so­ wie die technische und industrielle Bedeutsamkeit dieser Er­ findung werden aus der nachfolgenden detaillierten Beschrei­ bung von gegenwärtig bevorzugten Ausführungsformen der Erfin­ dung unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen besser ersichtlich, wobei
Fig. 1 eine schematische Ansicht ist, die eine allgemeine Ausgestaltung eines gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufgebauten Hybridantriebssystems dar­ stellt,
Fig. 2 eine Ansicht ist, die ein im Hybridantriebssystem von Fig. 1 verwendetes Steuersystem darstellt,
Fig. 3 eine Übersicht ist, die die Betätigungs- bzw. Be­ triebszustände verschiedener Kopplungselemente zum Einrichten verschiedener Betriebsstellungen eines Automatikgetriebes im Hybridantriebssystem von Fig. 1 zeigt,
Fig. 4 eine Ansicht ist, die einen Teil eines Hydrau­ liksystems des Automatikgetriebes im Hybridantriebssystem von Fig. 1 zeigt,
Fig. 5 ein Blockbild ist, das die Verbindung zwischen ei­ ner Hybridantriebssteuerung und einem in Fig. 1 gezeigten, elektrisch betätigten Drehmomentwandler zeigt,
Fig. 6 ein Flußdiagramm ist, das eine durch eine Hybri­ dantriebssteuerung des Hybridantriebssystems von Fig. 1 aus­ geführte Subroutine zur Bestimmung eines Betriebsmodus veran­ schaulicht,
Fig. 7 eine Übersicht ist, die neun Betriebsmodi zeigt, welche in der Subroutine von Fig. 1 selektiv eingerichtet werden,
Fig. 8 ein Flußdiagramm ist, das eine durch eine Automa­ tikgetriebesteuerung des Hybridantriebssystems ausgeführte Routine zeigt,
Fig. 9 ein Zeitschaubild ist, das Änderungen des Hydrau­ likdrucks PB2 einer Bremse B2 und des Hydraulikdrucks PB3 ei­ ner Bremse B3 des Automatikgetriebes zeigt, welche in Abhän­ gigkeit von der Routine von Fig. 8 geschaffen werden,
Fig. 10 eine Übersicht ist, die Sätze verschiedener Terme zeigt, welche in den jeweils verschiedenen Betriebsmodi des Hybridantriebssystems für die Berechnung abgeschätzter Ein­ gangsdrehmomentwerte des Automatikgetriebes verwendet werden,
Fig. 11 ein Flußdiagramm ist, das eine Routine zeigt, welche durch die Automatikgetriebesteuerung eines gemäß einer zweiten Ausführungsform dieser Erfindung gestalteten Hybri­ dantriebssystems ausgeführt wird,
Fig. 12 eine Ansicht ist, die ein Datenverzeichnis zur Bestimmung eines Bezugs- bzw. Grundwerts PSLU* eines Hydrau­ likdrucks PSLU eines Linearsolenoidventils SLU zeigt, welches durch die Automatikgetriebesteuerung gemäß der Routine von Fig. 11 gesteuert wird,
Fig. 13 eine Ansicht ist, die ein Datenverzeichnis zur Bestimmung eines Kompensationswerts ΔPSLU zeigt, welcher ge­ mäß der Routine von Fig. 11 für eine Lernsteuerung des Hy­ draulikdrucks PSLU verwendet wird,
Fig. 14 eine schematische Ansicht ist, die eine allgemei­ ne Ausgestaltung eines gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gestalteten Hybridantriebssystems mit einem Übertragungs- oder Zentraldifferentialgetriebe zeigt,
Fig. 15 eine Ansicht ist, die ein im Hybridantriebssystem von Fig. 14 verwendetes Steuersystem veranschaulicht,
Fig. 16 ein Flußdiagramm ist, das eine durch eine Hybri­ dantriebssteuerung des Steuersystems von Fig. 15 ausgeführte Routine veranschaulicht,
Fig. 17 eine Ansicht ist, die ein Datenverzeichnis zur Bestimmung eines Grundwerts PSLC* eines Hydraulikdrucks PSLC eines Linearsolenoidventils SLC zeigt, welches durch die Hy­ bridantriebssteuerung gemäß der Routine von Fig. 16 gesteuert wird,
Fig. 18 eine Ansicht ist, die ein Datenverzeichnis zur Bestimmung eines Kompensationswerts ΔPSLC zeigt, welcher ge­ mäß der Steuerung von Fig. 16 für eine Lernsteuerung des Hy­ draulikdrucks PSLC verwendet wird,
Fig. 19 eine schematische Ansicht ist, die ein Hybridan­ triebssystem gemäß einer weiteren Ausführungsform dieser Er­ findung zeigt, und
Fig. 20 eine Übersicht ist, die die Betriebszustände von Kopplungselementen zum Einrichten von Betriebsstellungen des Automatikgetriebes im Hybridantriebssystem von Fig. 11 zeigt.
Nachstehend erfolgt eine ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen.
Zuerst sei auf die schematische Ansicht von Fig. 1 Bezug genommen, in welcher ein für die Verwendung in einem Front­ verbrennungsmotor-Heckantrieb-Kraftfahrzeug (FH-Fahrzeug) ge­ eignetes Hybridantriebssystem 10 gezeigt ist. Das Hybridan­ triebssystem 10 weist auf: einen durch Verbrennung eines Kraftstoffs betriebenen Verbrennungsmotor 12 (der in den Figuren als V-Motor bezeichnet ist) (engine), wie zum Beispiel eine Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung, einen Elektromo­ tor/Generator 14 (der in den Fig. als E-Motor bezeichnet ist) (motor), der die Funktion eines mit elektrischer Energie be­ triebener Elektromotors und Elektrogenerators hat, eine Pla­ netengetriebevorrichtung 16 vom Typ mit einem Ritzel sowie eine Kraftübertragungsvorrichtung in der Gestalt eines Auto­ matikgetriebes 18. Dieser Verbrennungsmotor 12, der Elektro­ motor/Generator 14, die Planetengetriebevorrichtung 16 und das Automatikgetriebe 18 sind in Längsrichtung des Kraftfahr­ zeugs angeordnet. Das Automatikgetriebe 18 weist eine Ab­ triebs- bzw. Ausgangswelle 19 auf, welche durch eine Gelenk­ welle und eine Differentialgetriebevorrichtung (die nicht ge­ zeigt sind) funktionell mit rechten und linken hinteren An­ triebsrädern in Verbindung steht, um auf die Antriebsräder eine Antriebskraft zu übertragen.
Die Planetengetriebevorrichtung 16 fungiert als ein Ver­ bindungs-/Verteilmechanismus für ein mechanisches Verbinden und Verteilen einer Kraft und kooperiert mit dem Elektromo­ tor/Generator 14, so daß ein elektrisch gesteuerter Drehmo­ mentwandler 24 gebildet wird, wie es in Fig. 1 mit einer Strich-Punkt-Linie gezeigt ist. Die Planetengetriebevorrich­ tung 16 weist auf: ein erstes rotierendes Element in der Ge­ stalt eines Hohlrads 16r, das über eine erste Kupplung CE1 mit dem Verbrennungsmotor 12 in Verbindung gebracht wird, ein zweites rotierendes Element in der Gestalt eines Sonnenrads 16s, das mit einer Rotorwelle 14r des Elektromo­ tors/Generators 14 in Verbindung steht, sowie ein drittes ro­ tierendes Element in der Gestalt eines mit einer Ausgangs­ welle in Verbindung stehenden Trägers 16c, das einer Ein­ gangswelle 26 des Automatikgetriebes 18 entspricht. Das Son­ nenrad 16s und der Träger 16c werden über eine zweite Kupp­ lung CE2 miteinander in Verbindung gebracht.
Der Verbrennungsmotor 12 steht durch ein Schwungrad 28 und eine Dämpfvorrichtung 30 mit der ersten Kupplung CE1 in Verbindung. Das Schwungrad 28 und die Dämpfvorrichtung 30 ha­ ben die Aufgabe, Drehzahl- und Drehmomentschwankungen des Mo­ tors 12 aufzunehmen. Die Dämpfvorrichtung 30 weist ein ela­ stisches Bauteil, beispielsweise eine Feder oder ein Gummi­ bauteil, auf. Die erste und zweite Kupplung CE1, CE2 sind Mehrscheiben-Reibkupplungen, die jeweils durch hydraulische Betätigungsvorrichtungen in Eingriff gebracht und gelöst wer­ den.
Das Automatikgetriebe 18 ist eine Kombination aus einem vorderen Nebengetriebe 20 und einem hinteren Hauptgetriebe 22. Das Nebengetriebe 20 besteht aus einem Schnellgang-Plane­ tengetriebesatz 32 vom Typ mit einem Ritzel, wohingegen das Hauptgetriebe 22 aus drei miteinander in Verbindung stehenden Planetengetriebesätzen 34, 36, 38 besteht. Das Hauptgetriebe 22 hat fünf Vorwärtsantriebsstellungen und eine Rückwärtsan­ triebsstellung. Das Nebengetriebe 20 weist eine Reibschluß­ kupplung C0 und Reibschlußbremse B0 auf, die jeweils durch hydraulische Betätigungsvorrichtungen betätigt werden, sowie eine Freilaufkupplung F0.
Das Hauptgetriebe 22 weist Reibschlußkupplungen C1, C2 und Reibschlußbremsen B1, B2, B3, B4 auf, die jeweils durch hydraulische Betätigungsvorrichtungen betätigt werden, sowie Freilaufkupplungen F1, F2.
Das Automatikgetriebe 18 weist eine in Fig. 2 gezeigte Hydrauliksteuervorrichtung 44 auf, die solenoidbetätigte Ven­ tile SL1-SL4 enthält. Die Elektromagneten bzw. Solenoide die­ ser solenoidbetätigten Ventile SL1-SL4 werden selektiv ener­ getisch erregt und aberregt, um die Kupplungen C0, C1, C2 und Bremsen B0, B1, B2, B3, B4 selektiv in Eingriff zu bringen und zu lösen, um dadurch selektiv eine der in Fig. 3 gezeig­ ten Betriebsstellungen des Automatikgetriebes 18 einzurich­ ten. Die Betriebsstellungen des Automatikgetriebes 18 beste­ hen aus einer Neutralstellung "N", einer Rückwärtsantriebs­ stellung "R" und fünf Vorwärtsantriebsstellungen, d. h. einer Stellung für den ersten Gang "1.", einer Stellung für den zweiten Gang "2.", einer Stellung für den dritten Gang "3.", einer Stellung für den vierten Gang "4." sowie einer Stellung für den fünften Gang "5.", wie es in Fig. 3 gezeigt ist. Die Hydrauliksteuervorrichtung 44 weist ein Ventil für ein manu­ elles Schalten auf, das mechanisch mit einem Schalthebel in Verbindung steht und über diesen betätigt wird. Die Kupplun­ gen C0-C2 und Bremsen B0-B4 werden durch die solenoidbetätig­ ten Ventile SL1-SL4 und das Ventil für manuelles Schalten ge­ steuert. Der Schalthebel hat eine Parkstellung "P", eine Neu­ tralstellung "N", eine Rückwärtsstellung "R", eine Antriebs­ stellung "D" sowie Motorbremsstellungen, zum Beispiel eine Stellung für den dritten Gang "3", eine Stellung für den zweiten Gang "2" und eine Langsamgang-Stellung "L".
Da das Automatikgetriebe 18 und der elektrisch gesteuerte Drehmomentwandler 24 bezüglich ihrer Mittellinien symmetrisch sind, sind in Fig. 1 nur die oberen Hälften des Automatikge­ triebes 18 und des Drehmomentwandlers 24 gezeigt.
In der Tabelle von Fig. 3 geben weiße Kreise die Ein­ griffszustände der Kupplungen C, Bremsen B und Freilaufkupp­ lungen F an, wohingegen schwarze Kreise die Eingriffszustände der Kupplung C0 und Bremsen B1, B4 angeben, wenn der Schalt­ hebel in eine der vorstehend angegebenen Motorbremsstellungen geschaltet ist. Das Fehlen von weißen oder schwarzen Kreisen weist auf die Lösezustände der Kupplungen C, Bremsen B und Freilaufkupplungen F hin.
Die Neutral- und Rückwärtsantriebsstellungen "N", "R" des Automatikgetriebes 18 werden durch das mechanisch mit dem Schalthebel in Verbindung stehende Ventil für manuelles Schalten eingerichtet. Wenn der Schalthebel in eine der Mo­ torbremsstellungen gebracht wird, wird das Getriebe 18 durch das Ventil für manuelles Schalten automatisch geschaltet. Wenn der Schalthebel in die Antriebsstellung "D" gebracht wird, wird das Automatikgetriebe 18 automatisch in eine ge­ eignete Stellung von den fünf Vorwärtsantriebsstellungen "1." bis "5." gebracht, wobei die Solenoide der solenoidbetätigten Ventile SL1-SL4 in Abhängigkeit vom Betriebs- bzw. Fahrzu­ stand des Fahrzeugs selektiv energetisch erregt werden. Die Übersetzungsverhältnisse der fünf Vorwärtsantriebsstellungen des Automatikgetriebes 18 nehmen vom Übersetzungsverhältnis der Stellung für den ersten Gang "1." bis zum Übersetzungs­ verhältnis der Stellung für den fünften Gang "5." schritt­ weise ab, wie es in Fig. 3 beispielhaft gezeigt ist. Die Stellung für den vierten Gang "4." hat ein Übersetzungsver­ hältnis i₄, welches gleich 1 ist. Der Planetengetriebesatz 32 des Nebengetriebes 20 hat ein Übersetzungsverhältnis ρ, wel­ ches der Zahl der Zähne ZS des Sonnenrads geteilt durch die Zahl der Zähne ZR des Hohlrads entspricht. Das Übersetzungs­ verhältnis ρ ist kleiner als 1. Die Stellung für den fünften Gang "5." hat ein Übersetzungsverhältnis i₅, welches gleich 1/(1 + ρ) ist.
Die Rückwärtsantriebsstellung "R" des Automatikgetriebes 18 hat ein Übersetzungsverhältnis iR, welches gleich 1 - 1/ρ₂ *ρ₃ ist, wobei ρ₂ bzw. ρ₃ die Übersetzungsverhältnisse der Planetengetriebesätze 36, 38 darstellen. Die Übersetzungsver­ hältnisse der Rückwärts- und Vorwärtsantriebsstellungen des Automatikgetriebes 18 sind in der Tabelle von Fig. 1 darge­ stellt, dienen jedoch nur dem Zweck der Veranschaulichung.
Wie es aus der Tabelle von Fig. 3 ersichtlich ist, werden die Schaltaktionen des Automatikgetriebes 18 zwischen den Stellungen für den zweiten und dritten Gang "2." und "3." durch gleichzeitige Eingriffs- und Löseaktionen der zweiten und dritten Bremsen B2, B3 realisiert. Genauer gesagt wird die Schaltaktion aus der Stellung für den zweiten Gang "2." in die Stellung für den dritten Gang "3." dadurch erzielt, daß die zweite Bremse B2 in Eingriff gebracht wird, wohinge­ gen die dritte Bremse B3 freigegeben bzw. gelöst wird; die Schaltaktion aus der Stellung für den dritten Gang "3." in die Stellung für den zweiten Gang "2." wird dadurch erzielt, daß die dritte Bremse B3 in Eingriff gebracht wird, wohinge­ gen die zweite Bremse B2 gelöst wird. Diese Schaltaktionen werden geeigneterweise als "Kupplung-zu-Kupplung-Schaltaktio­ nen" bezeichnet. Damit die Kupplung-zu-Kupplung-Schaltaktio­ nen in einer ruhigen bzw. weichen Art und Weise erfolgen, ist die Hydrauliksteuervorrichtung 44 so gestaltet, wie es nach­ stehend unter Bezugnahme auf Fig. 4 beschrieben wird.
In Fig. 4 bezeichnen die Bezugszeichen 70, 71 und 72 ein 1-2-Schaltventil, ein 2-3-Schaltventil bzw. ein 3-4-Schalt­ ventil. Unterhalb der Schaltventile sind, wie es in Fig. 4 gezeigt ist, Arbeitsfluidverbindungen von Anschlüssen dieser Schaltventile 70, 71, 72 angegeben, wobei die fünf Vorwärts­ antriebsstellungen "1.", "2.", "3.", "4." und "5." jeweils als "1", "2", "3", "4" bzw. "5" dargestellt sind.
Das 2-3-Schaltventil 71 hat einen Eingangsanschluß 73 so­ wie einen Bremsanschluß 74, welche miteinander in Verbindung stehen, wenn das Automatikgetriebe 18 sich in der Stellung für den ersten Gang "1." oder in der Stellung für den zweiten Gang "2." befindet. Die vorstehend angegebene dritte Bremse B3 ist über einen Ölkanal 75 an den Bremsanschluß 74 ange­ schlossen. Der Ölkanal 75 enthält eine Drossel 76; zwischen der Drossel 76 und der dritten Bremse B3 ist ein Dämpfventil 77 angeschlossen. Das Dämpfventil 77 hat die Funktion, eine geringe Menge des Arbeitsöls aufzunehmen, um dadurch bei ei­ nem abrupten Anstieg eines auf die dritte Bremse B3 wirkenden Leitungsdrucks PL eine Dämpfung zu erzielen.
Das Bezugszeichen 78 in Fig. 4 bezeichnet ein B-3-Steuer­ ventil, welches vorgesehen ist, um den Eingriffsdruck der dritten Bremse B3 direkt zu regulieren. Das B-3-Steuerventil 78 weist einen Steuerkolben 79, einen Kolben 80 sowie eine zwischen dem Steuerkolben 79 und dem Kolben 80 angeordnete Feder 81 auf. Das B-3-Steuerventil 78 hat einen Eingangsan­ schluß 82, welcher durch den Steuerkolben 79 geöffnet und ge­ schlossen wird und an welchen der dritte Ölkanal 75 ange­ schlossen ist, sowie einen Ausgangsanschluß 83, der selektiv mit dem Eingangsanschluß 82 in Verbindung bringbar ist und an welchen die dritte Bremse B3 angeschlossen ist. Der Ausgangs­ anschluß 83 steht mit einem Rückkopplungsanschluß 84 in Ver­ bindung, welcher teilweise durch einen Endabschnitt des Steu­ erkolbens 79 definiert wird.
Das B-3-Steuerventil 78 hat ferner einen Anschluß 85, der mit einer Kammer kommuniziert, in der die Feder 79 angeordnet ist. Das 2-3-Schaltventil 71 hat einen Anschluß 86, der eine Hydraulikdruckausgabe (den Leitungsdruck PL) erzeugt, wenn sich das Automatikgetriebe 18 in einer der Vorwärtsantriebs­ stellungen "3.", "4." und "5." befindet. Der Anschluß 86 steht durch einen Ölkanal 87 mit dem Anschluß 85 des B-3- Steuerventils 78 in Verbindung. Das B-3-Steuerventil 78 hat ferner einen an einen Endabschnitt des Kolbens 80 angrenzen­ den Steueranschluß 88; ein Linearsolenoidventil SLU (Fig. 2) steht mit dem Steueranschluß 88 in Verbindung, so daß ein durch das Linearsolenoidventil SLU erzeugter Steuerdruck PSLU auf den Steueranschluß 88 aufgebracht wird. In dieser Anord­ nung wird der Hydraulikdruck durch das B-3-Steuerventil 78 in Abhängigkeit von der Federkraft der Feder 81 und des auf den Anschluß 85 wirkenden Hydraulikdrucks reguliert. Die Feder­ kraft der Feder 81 steigt mit einem Anstieg des auf den Steu­ eranschluß 88 wirkenden Steuerdrucks PSLU an.
Das Bezugszeichen 89 in Fig. 4 bezeichnet ein 2-3-Zeit­ steuerventil, das einen Steuerkolben 90, einen ersten Kolben 91, eine zwischen dem Steuerkolben 90 und dem ersten Kolben 91 angeordnete Feder 92 sowie einen zweiten Kolben 93 auf­ weist, der sich auf der vom ersten Kolben 91 entfernten Seite des Steuerkolbens 90 befindet. Der Steuerkolben 90 hat einen Steg mit einem kleinen Durchmesser und zwei Stege mit einem großen Durchmesser, der größer ist als der des Stegs mit ei­ nem kleinen Durchmesser. Das 2-3-Zeitsteuerventil 89 hat ei­ nen an einem mittleren Abschnitt ausgebildeten Anschluß 94. Ein Ölkanal 95 ist an den Anschluß 94 sowie an einen Anschluß 96 des 2-3-Schaltventils 71 angeschlossen, wobei der Anschluß 96 mit dem Bremsanschluß 74 kommuniziert, wenn dich das Auto­ matikgetriebe 18 in einer der Vorwärtsantriebsstellungen "3.", "4." und "5." befindet.
Der Ölkanal 95 hat eine durch eine Drossel mit einem An­ schluß 97 des 2-3-Zeitsteuerventils 89 in Verbindung stehende Verzweigung, wobei der Anschluß 97 zwischen dem vorstehend genannten Steg mit kleinem Durchmesser und einem der beiden Stege mit großem Durchmesser des Steuerkolbens 90 offen steht. Das 2-3-Zeitsteuerventil 89 hat einen Anschluß 98, der selektiv mit dem vorstehend angegebenen Anschluß 94 in Ver­ bindung bringbar ist, und über einen Ölkanal 99 mit einem So­ lenoidschaltventil 100 in Verbindung steht.
Das 2-3-Zeitsteuerventil 89 hat ferner einen Anschluß, der in der Nähe eines Endabschnitts des ersten Kolbens 91 liegt und mit dem Linearsolenoidventil SLU in Verbindung steht, sowie einen weiteren Anschluß, der in der Nähe eines Endabschnitts des zweiten Kolbens 93 liegt und durch eine Drossel mit der zweiten Bremse B2 in Verbindung steht.
Der vorstehend angegebene Ölkanal 87 ist vorgesehen, um das Arbeitsöl in die zweite Bremse B2 zu leiten und von die­ ser zweiten Bremse B2 ablaufen zu lassen. Der Ölkanal 87 ist mit einer Drossel 101 mit einem kleinen Durchmesser sowie ei­ ner Drossel 102 mit einer Rückschlagkugel versehen. Der Ölka­ nal 87 hat eine Verzweigung 103, welche mit einer Drossel 104 mit einem großen Durchmesser versehen ist. Die Drossel 104 ist mit einer Rückschlagkugel versehen, welche in eine offene Position verschoben wird, wenn von der zweiten Bremse B2 Öl abläuft. Die Verzweigung 103 steht mit einem nachstehend be­ schriebenen Drosselsteuerventil 105 in Verbindung.
Das Drosselsteuerventil 105 ist vorgesehen, um den Durch­ satz bzw. die Rate der Ölablaufströmung von der zweiten Brem­ se B2 zu steuern. Dieses Drosselsteuerventil 105 weist einen Steuerkolben 106 sowie einen an einer mittleren Position be­ findlichen Anschluß 107 auf. Der Anschluß 107 wird durch den Steuerkolben 106 geöffnet und geschlossen und steht mit der zweiten Bremse B2 in Verbindung. Das Drosselsteuerventil 105 hat ferner einen unterhalb des Anschlusses 107 ausgebildeten Anschluß 108, wie es in Fig. 4 zu sehen ist. Die vorstehend angegebene Verzweigung 103 des Ölkanals 87 steht mit dem An­ schluß 108 in Verbindung. Das Drosselsteuerventil 105 hat ferner einen an einer Position über dem Anschluß 107 ausge­ bildeten Anschluß 109, wie es in Fig. 4 zu sehen ist.
Der Anschluß 109 ist selektiv mit einem Ablaufanschluß in Verbindung bringbar und steht über einen Ölkanal 110 mit ei­ nem Anschluß 111 des B-3-Steuerventils 78 in Verbindung. Der Anschluß 111 ist selektiv mit dem Ausgangsanschluß 83 in Ver­ bindung bringbar, an welchen die dritte Bremse B3 angeschlos­ sen ist.
Das Drosselsteuerventil 105 hat ferner einen Steueran­ schluß 112, der an einem Endabschnitt des Steuerkolbens 106 angrenzend ausgebildet ist, der von der Feder, die auf den Steuerkolben 106 wirkt, entfernt ist. Dieser Steueranschluß 112 steht über einen Ölkanal 113 mit einem Anschluß 114 des 3-4-Schaltventils 72 in Verbindung. Dieser Anschluß 114 er­ zeugt einen Ausgangsdruck des dritten solenoidbetätigten Ven­ tils SL3, wenn sich das Automatikgetriebe 18 in einer der Vorwärtsantriebsstellungen "3.", "2." und "1." befindet und erzeugt einen Ausgangsdruck des vierten solenoidbetätigten Ventils SL4, wenn sich das Automatikgetriebe 18 in der Stel­ lung für den vierten Gang "4." oder in der Stellung für den fünften Gang "5." befindet.
Der Ölkanal 95 hat eine Verzweigung 115, die an das Dros­ selsteuerventil 105 angeschlossen ist. Die Verzweigung 115 ist selektiv mit dem Ablaufanschluß des Drosselsteuerventils 105 in Verbindung bringbar.
Das 2-3-Schaltventil 71 hat einen Anschluß 116, der eine Hydraulikdruckausgabe (den Leitungsdruck PL) erzeugt, wenn sich das Automatikgetriebe 18 in der Stellung für den ersten Gang "1." oder in der Stellung für den zweiten Gang "2." be­ findet. Dieser Anschluß 116 steht über einen Ölkanal mit ei­ nem Anschluß 117 des 2-3-Zeitsteuerventils 89 in Verbindung, welcher sich in einer Kammer öffnet, in der die Feder 92 an­ geordnet ist. Das 3-4-Schaltventil 72 hat einen Anschluß 119, der mit dem vorstehend angegebenen Ölkanal 87 kommuniziert, wenn sich das Automatikgetriebe 18 in einer der Stellungen "3.", "2." und "1." befindet. Der Anschluß 119 steht über ei­ nen Ölkanal 120 mit dem Solenoidschaltventil 100 in Verbin­ dung.
Das Bezugszeichen 121 in Fig. 4 bezeichnet einen Speicher für die zweite Bremse B2. Der Speicher 121 hat eine Gegen­ druckkammer, auf welche ein Speichersteuerdruck aufgebracht wird, der in Abhängigkeit von einem Ausgangsdruck eines Line­ arsolenoidventils SLN (Fig. 2) derart reguliert wird, daß der Speichersteuerdruck mit einer Abnahme des Ausgangsdrucks des Linearsolenoidventils SLN ansteigt. Dementsprechend steigt der die zweite Bremse B2 in Eingriff bringende und lösende Hydraulikdruck an, wenn ein auf das Linearsolenoidventil SLN aufgebrachter Steuerdruck abfällt.
Das Bezugszeichen 122 in Fig. 4 bezeichnet ein C-0-Ablaß­ ventil; das Bezugszeichen 123 bezeichnet einen Speicher für die Kupplung C0. Das C-0-Ablaßventil 122 wird betätigt, um die Kupplung C0 in den Eingriffszustand zu bringen, damit das Fahrzeug einen Verbrennungsmotorbremsbetrieb erfährt, wenn das Automatikgetriebe 18 in die Stellung für den zweiten Gang "2." geschaltet wird, während der Schalthebel in die Stellung "2" gebracht wird.
Bei der Hydrauliksteuervorrichtung 44, die wie vorstehend beschrieben gestaltet ist, kann der Eingriffsdruck der drit­ ten Bremse B3 über das B-3-Steuerventil 78 direkt reguliert werden, wenn der Anschluß 111 des B-3-Steuerventils 78 ent­ leert wird. Das B-3-Steuerventeil 78 wird durch das Linearso­ lenoidventil SLU gesteuert, um den Eingriffsdruck der dritten Bremse B3 zu regulieren.
Wenn sich der Steuerkolben 106 des Drosselsteuerventils 105 in seiner linken Stellung befindet, wie es in Fig. 4 ge­ zeigt ist, kann das Arbeitsfluid über das Drosselsteuerventil 105 von der zweiten Bremse B2 abgelassen werden und die Frei­ gabe- bzw. Lösegeschwindigkeit der zweiten Bremse B2 durch die gesteuerte Rate der Fluidströmung durch das Drosselsteu­ erventil 105 gesteuert werden.
Die Kupplung-zu-Kupplung-Hochschaltaktion des Automatik­ getriebes 18 von der Stellung für den zweiten Gang "2." in die Stellung für den dritten Gang "3." wird durch ein langsa­ mes Lösen der dritten Bremse B3 und ein gleichzeitiges lang­ sames Ineingriffbringen der zweiten Bremse B2 verwirklicht. Um bei dieser Kupplung-zu-Kupplung-Hochschaltaktion in effek­ tiver Weise einen Schaltstoß bzw. Schaltruck zu vermindern, wird der Hydraulikdruck der dritten Bremse B3 während deren Löseaktion durch das Linearsolenoidventil SLU in Abhängigkeit von einem Eingangsdrehmoment der Eingangswelle 26 des Automa­ tikgetriebes 18 gesteuert, welches vor der Hochschaltaktion abgeschätzt wird.
Wie es in Fig. 2 gezeigt ist, weist das Hybridantriebssy­ stem 10 eine Hybridantriebssteuerung 50 sowie die vorstehend genannte Automatikgetriebesteuerung 52 auf. Jede dieser Steuerungen 50, 52 besteht im wesentlichen aus einem Mikro­ computer, in welchem eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU), ein Direktzugriffs-Speicher (RAM) und ein Nur-Lese- Speicher (ROM) integriert sind. Die Steuerungen 50, 52 emp­ fangen Ausgangssignale von verschiedenen Erfassungsvorrich­ tungen oder Sensoren, welche beinhalten: einen Beschleuni­ gungssensor 61 zum Erfassen einer Betätigungsgröße θAC eines Beschleunigungspedals, einen Elektromotordrehzahlsensor 62 (E-Motordrehzahlsensor) zum Erfassen der Drehzahl NM des Elektromotors/Generators 14, einen Elektromotorstrommesser 63 (E-Motorstrommesser) zum Erfassen eines elektrischen Stroms des Elektromotors/Generators 14, welcher das Drehmoment TM des Elektromotors 14 angibt, einen Verbrennungsmotordrehzahl­ sensor 64 (V-Motordrehzahlsensor) zum Erfassen der Drehzahl NE des Verbrennungsmotors 12, einen Drosselklappensensor 65 zum Erfassen des Öffnungswinkels einer Drosselklappe, welcher das Drehmoment TE des Verbrennungsmotors 12 angibt, einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 66 zum Erfassen der Drehzahl N₀ der Ausgangswelle 19 des Automatikgetriebes 18, welche die Fahrgeschwindigkeit V des Kraftfahrzeugs angibt, einen Brems­ schalter 67 zum Erfassen einer Bremspedalbetätigung und einen Schaltstellungssensor 68 zum Erfassen der momentan gewählten Stellung des Schalthebels.
Die Hybridantriebssteuerung 50 ist geeignet, den Öff­ nungswinkel der Drosselklappe, sowie die Kraftstoffeinsprit­ zung und den Zündzeitpunkt des Verbrennungsmotors 12 zu steu­ ern, so daß der Ausgang bzw. die Ausgangsleistung des Ver­ brennungsmotors 12 in Abhängigkeit vom spezifischen Betriebs- bzw. Fahrzustand des Fahrzeugs gesteuert wird.
Der Elektromotor/Generator 14 steht über eine Elektromo­ tor-/Generatorsteuerung 56 mit einer Vorrichtung 58 zur Spei­ cherung einer elektrischen Energie in Verbindung, wie es in Fig. 5 gezeigt ist. Die Hybridantriebssteuerung 50 ist geeig­ net, die Elektromotor-/Generatorsteuerung 56 so zu steuern, daß der Elektromotor/Generator 14 selektiv in einen Antriebs­ zustand, einen Ladezustand und einen Nichtlade- oder Freizu­ stand gebracht wird. Im Antriebszustand wird der Elektromo­ tor/Generator 14 als ein Elektromotor betrieben, so daß ein bestimmtes Drehmoment vorgesehen wird, wobei von der Vorrich­ tung 58 zur Speicherung elektrischer Energie eine elektrische Energie geliefert wird. Im Ladezustand wird der Elektromo­ tor/Generator 14 durch einen Rückkopplungsbremsbetrieb bzw. einen regenerativen Bremsbetrieb (d. h. durch ein elektri­ sches Bremsdrehmoment des Elektromotors/Generators an sich) als ein elektrischer Generator oder Dynamo betrieben, um die Vorrichtung 58 zur Speicherung elektrischer Energie mit elek­ trischer Energie zu laden. Im Nichtlade- oder Freizustand be­ findet sich der Elektromotor/Generator 14 in einem Nichtlade­ zustand, der eine freie Rotation der Rotorwelle 14r zuläßt.
Die erste und zweite Kupplung CE1, CE2 werden durch die Hybridantriebssteuerung 50 über solenoidbetätigte Ventile des Hydraulikkreises gesteuert. Das Automatikgetriebe 18 wird durch die Automatikgetriebesteuerung 52 über die vorstehend genannten solenoidbetätigten Ventile SL1-SL4 und Linearso­ lenoidventile SLU, SLT und SLN der Hydrauliksteuervorrichtung 44 gesteuert, so daß das Automatikgetriebe 18 in Abhängigkeit vom Betriebs- bzw. Fahrzustand des Fahrzeugs, beispielsweise in Abhängigkeit von der Betätigungsgröße θAC des Gaspedals und Fahrzeugfahrgeschwindigkeit V sowie gemäß einem gewähl­ ten, bestimmten Schaltmuster in die optimale Stellung ge­ schaltet wird.
Die Hybridantriebssteuerung 50 ist geeignet, eine im Flußdiagramm von Fig. 6 veranschaulichte Subroutine zur Be­ stimmung eines Betriebsmodus auszuführen, um einen der in Fig. 7 gezeigten neun Betriebsmodi des Hybridantriebssystems 10 auszuwählen und um den Verbrennungsmotor 12 und den elek­ trisch gesteuerten Drehmomentwandler 24 in dem ausgewählten Modus zu betreiben, wie es in der US Patentanmeldung Nr. 08/746483 offenbart ist, die am 12. November 1996 eingereicht wurde. Wie es in Fig. 2 gezeigt ist, ist die Hybridantriebs­ steuerung 50 geeignet, die Ausgangssignale der vorstehend be­ schriebenen verschiedenen Sensoren zu empfangen. Das Verbren­ nungsmotordrehmoment TE kann aus der durch den Drosselklap­ pensensor 65 erfaßten Drosselklappenöffnung oder aus der Kraftstoffeinspritzmenge in den Verbrennungsmotor 12 erhalten werden. Das Elektromotordrehmoment TM kann aus dem durch den Elektromotorstrommesser 63 erhaltenen elektrischen Strom des Elektromotors/Generators 14 erhalten werden. Eine in der Vor­ richtung 58 zur Speicherung elektrischer Energie gespeicherte elektrische Energiemenge SOC kann aus dem elektrischen Strom oder der Ladeeffizienz bzw. dem Ladevermögen des Elektromo­ tors/Generators 14 erhalten werden, wenn dieser als der elek­ trische Generator zum Laden der Speichervorrichtung 58 be­ trieben wird.
Die Subroutine von Fig. 6 zur Bestimmung des Betriebsmo­ dus beginnt mit dem Schritt S1, um zu bestimmen, ob ein Be­ fehl existiert, der ein Anlassen des Verbrennungsmotors 12 erfordert, zu dem Zweck, das Fahrzeug mit dem als die An­ triebskraftquelle verwendeten Verbrennungsmotor 12 anzutrei­ ben oder den Elektromotor/Generator 14 zum Laden der Vorrich­ tung 58 zur Speicherung elektrischer Energie zu betreiben.
Wenn im Schritt S1 eine bejahende Entscheidung (JA) er­ halten wird, geht der Steuerungsablauf zum Schritt S2, um ei­ nen Betriebsmodus 9 auszuwählen. In diesem Betriebsmodus 9 stehen die erste und zweite Kupplung CE1, CE2 in Eingriff (EIN), wie es in der Tabelle von Fig. 7 gezeigt ist; der Elektromotor/Generator 14 wird betrieben, um den Verbren­ nungsmotor 12 über die Planetengetriebevorrichtung 16 anzu­ lassen, wobei die Kraftstoffeinspritzmenge und weitere Zu­ stände des Verbrennungsmotors 12 geeignet gesteuert werden.
Wenn dieser Betriebsmodus 9 gewählt wird, während sich das Fahrzeug im Stillstand befindet, erfolgt das Anlassen des Verbrennungsmotors 12 in einem Zustand, in dem sich das Auto­ matikgetriebe 18 in der Neutralstellung "N" befindet. Wenn der Betriebsmodus 9 während des Fahrzeugbetriebs gewählt wird, in dem der Elektromotor/Generator 14 als die Antriebs­ kraftquelle verwendet wird, wie es in einem Betriebsmodus 1 der Fall ist, in dem sich die erste Kupplung CE1 im gelösten Zustand befindet, wird die erste Kupplung CE1 in Eingriff ge­ bracht und der Elektromotor/Generator 14 so betrieben, daß ein Ausgang bzw. eine Ausgangsleistung vorgesehen wird, wel­ che um eine vorgegebene Überschußgröße höher ist als die für den Antrieb des Fahrzeugs notwendige Ausgangsleistung, so daß der Verbrennungsmotor 12 durch die überschüssige Ausgangslei­ stung des Elektromotors/Generators 14 angelassen wird.
Selbst wenn das Fahrzeug fährt, kann der Verbrennungsmo­ tor 12 im Betriebsmodus 9 durch ein vorübergehendes Versetzen des Automatikgetriebes 18 in der Neutralstellung angelassen werden. Somit kann der Verbrennungsmotor 12 durch den Elek­ tromotor/Generator 14 angelassen werden. Diese Anordnung er­ fordert keinen ausschließlichen Starter (beispielsweise einen Elektromotor) zum Starten des Verbrennungsmotors 12, wodurch das Hybridantriebssystem 10 kostengünstiger verfügbar ist.
Wenn im Schritt S1 eine negative Entscheidung (NEIN) er­ halten wird, d. h. wenn kein Befehl existiert, der das Anlas­ sen des Verbrennungsmotors 12 erfordert, geht der Steuerungs­ ablauf zum Schritt S3, um zu bestimmen, ob ein Bremsen des Fahrzeugs erforderlich ist. Diese Bestimmung kann beispiels­ weise dadurch realisiert werden, daß bestimmt wird, (a) ob ein Bremssystem des Fahrzeugs aktiviert ist (ob das Bremspe­ dal niedergedrückt wurde) oder nicht, (b) ob sich der Schalt­ hebel in der Motorbremsstellung "L" oder "2" befindet, wobei die Betätigungsgröße θAC des Gaspedals null ist, oder (c) ob die Betätigungsgröße θAC des Gaspedals null ist. In der Motorbremsstellung "L" oder "2" erfährt das Fahrzeug im all­ gemeinen einen Motorbremsbetrieb, wenn die Betätigungsgröße θAC des Gaspedals null ist.
Wenn im Schritt S3 eine bejahende Entscheidung (JA) er­ halten wird, geht der Steuerungsablauf zum Schritt S4, um zu bestimmen, ob die Menge der in der Vorrichtung 58 zur Spei­ cherung elektrischer Energie gespeicherten elektrischen Ener­ gie SOC gleich oder größer ist als ein bestimmter oberer Grenzwert B. Wenn im Schritt S4 eine bejahende Entscheidung (JA) erhalten wird, geht der Steuerungsablauf zum Schritt S5, um einen Betriebsmodus 8 auszuwählen. Wenn im Schritt S4 eine negative Entscheidung (NEIN) erhalten wird, geht der Steue­ rungsablauf zum Schritt S6, um einen Betriebsmodus 6 auszu­ wählen. Der obere Grenzwert B ist ein oberer Grenzwert der gespeicherten elektrischen Energiemenge SOC, unterhalb dessen die Vorrichtung 58 zur Speicherung elektrischer Energie gela­ den werden kann. Der obere Grenzwert B wird in Abhängigkeit vom Lade- und Entladevermögen der Vorrichtung 58 zur Speiche­ rung elektrischer Energie bestimmt. Der obere Grenzwert B be­ trägt beispielsweise etwa 80% der vollen Kapazität der Vor­ richtung 58 zur Speicherung elektrischer Energie.
In dem im Schritt S5 gewählten Betriebsmodus 8 stehen die erste und zweite Kupplung CE1, CE2 in Eingriff (EIN), wie es in der Tabelle von Fig. 7 gezeigt ist; der Elektromo­ tor/Generator 14 befindet sich in einem Nichtladezustand. Desweiteren ist der Verbrennungsmotor 12 ausgeschaltet, d. h. die Drosselklappe geschlossen, und es erfolgt keine Einsprit­ zung von Kraftstoff. Infolgedessen erfährt das Fahrzeug auf­ grund des Schleppwiderstands des Verbrennungsmotors 12 ein Motorbremsen, wodurch die vom Fahrzeugbediener aufzubringende erforderliche Betätigungsgröße des Bremspedals vermindert wird, was die Steuerung des Fahrzeugbetriebs erleichtert. Da sich der Elektromotor/Generator 14 im Betriebsmodus 8 im Nichtladezustand befindet und frei drehen kann, wird die Vor­ richtung 58 zur Speicherung elektrischer Energie vor einer Überladung und einer daraus resultierenden Verschlechterung ihres Lade- und Entladevermögens geschützt.
In dem im Schritt S6 gewählten Betriebsmodus 6 ist die erste Kupplung CE1 gelöst (AUS) und die zweite Kupplung CE2 in Eingriff (EIN), während der Verbrennungsmotor 12 gleich­ zeitig abgeschaltet ist; der Elektromotor/Generator 14 befin­ det sich im Ladezustand, wie es in der Tabelle von Fig. 7 ge­ zeigt ist, wodurch der Elektromotor/Generator 14 durch die kinetische Energie des Kraftfahrzeugs angetrieben wird, so daß die Vorrichtung 58 zur Speicherung elektrischer Energie geladen wird, während das Fahrzeug einen regenerativen Brems­ betrieb erfährt. Der regenerative Bremsbetrieb vermindert die erforderliche Bremspedalbetätigungsgröße und erleichtert die Steuerung des Fahrzeugbetriebs.
Im Betriebsmodus 6, in dem der Verbrennungsmotor 12 von der Planetengetriebevorrichtung 16 getrennt ist, wobei sich die erste Kupplung CE1 im Lösezustand befindet, wird also ein Energieverlust des Fahrzeugs aufgrund des Schleppwiderstands des Verbrennungsmotors 12 verhindert. Da der Betriebsmodus 6 gewählt wird, wenn die gespeicherte elektrische Energiemenge SOC kleiner ist als der obere Grenzwert B, wird die Vorrich­ tung 58 zur Speicherung elektrischer Energie ferner vor einer Überladung und einer daraus resultierenden Verschlechterung ihres Lade- und Entladevermögens bewahrt.
Wenn im Schritt S3 eine negative Entscheidung (NEIN) er­ halten wird, d. h. falls kein Befehl vorliegt, der ein Brem­ sen des Fahrzeugs erfordert, geht der Steuerungsablauf zum Schritt S7, um zu bestimmen, ob ein Anfahren des Fahrzeugs durch den Betrieb des Verbrennungsmotors 12 erforderlich ist. Diese Bestimmung kann dadurch verwirklicht werden, daß be­ stimmt wird, ob sich das Fahrzeug wie in einem Betriebsmodus 3 (welcher später beschrieben wird) während eines Fahrzeugbe­ triebs, in dem der Verbrennungsmotor 12 als die Antriebs­ kraftquelle verwendet wird, in einem vorübergehenden Haltezu­ stand befindet. Das vorübergehende Anhalten des Fahrzeugs kann beispielsweise dadurch erfaßt werden, daß geprüft wird, ob die Ausgangsdrehzahl N₀ der Ausgangswelle 19 des Automa­ tikgetriebes 18 null ist. Die Ausgangswellendrehzahl N₀ ist nämlich dann null, wenn das Fahrzeug stillsteht.
Wenn im Schritt S7 eine bejahende Entscheidung (JA) er­ halten wird, geht der Steuerungsablauf zum Schritt S8, um zu bestimmen, ob sich das Gaspedal in einem niedergedrückten Zu­ stand befindet, genauer gesagt, ob die Betätigungsgröße θAC des Gaspedals größer ist als ein bestimmter unterer Grenz­ wert, welcher in der Nähe von Null liegt aber größer als Null ist. Wenn im Schritt S8 eine bejahende Entscheidung (JA) er­ halten wird, d. h., wenn sich das Gaspedal in einem niederge­ drückten Zustand befindet, geht der Steuerungsablauf zum Schritt S9, um einen Betriebsmodus 5 auszuwählen. Wenn im Schritt S8 eine negative Entscheidung (NEIN) erhalten wird, geht der Steuerungsablauf zum Schritt S10, um einen Betriebs­ modus 7 auszuwählen.
In dem im Schritt S9 gewählten Betriebsmodus 5 steht die erste Kupplung CE1 in Eingriff (EIN) und die zweite Kupplung CE2 ist gelöst (AUS); der Verbrennungsmotor 12 wird betrie­ ben, wie es in der Tabelle von Fig. 7 gezeigt ist, wodurch das Fahrzeug durch den Verbrennungsmotor 12 anfährt, wobei das regenerative Bremsdrehmoment des Elektromotors/Generators 14 geeignet gesteuert wird.
Genauer gesagt, die Verhältnisse des Verbrennungsmotor­ drehmoments TE, des Ausgangsdrehmoments der Planetengetriebe­ vorrichtung 16 und des Elektromotordrehmoments TM verhalten sich wie 1 : (1 + ρE) : ρE, wobei ρE ein Übersetzungsverhält­ nis der Planetengetriebevorrichtung 16 darstellt (ρ = Zahl der Zähne des Sonnenrads 16s geteilt durch die Zahl der Zähne des Hohlrads 16r). Wenn das Übersetzungsverhältnis ρE bei­ spielsweise etwa 0,5 beträgt (wie dies bei einer gewöhnlichen Planetengetriebevorrichtung der Fall ist), wird das Drehmo­ ment des Elektromotors/Generators 14 so gesteuert, daß es gleich dem halben Verbrennungsmotordrehmoment TE ist, so daß vom Träger 16c der Planetengetriebevorrichtung 16 etwa das 1,5-fache Drehmoment des Verbrennungsmotordrehmoments TE er­ zeugt wird.
In der vorstehenden Anordnung kann das Fahrzeug mit einem Drehmoment angefahren werden, das in der Höhe dem (1 + ρE)/ρ E-fachen des Drehmoments des Elektromotors/Generators 14 ent­ spricht. Wenn der Elektromotor/Generator 14 im Nichtladezu­ stand gehalten wird, wobei auf den Elektromotor kein Strom aufgebracht wird, ist die Ausgangsleistung des Trägers 16c auf null eingestellt, wobei sich die Rotorwelle 14r lediglich in die entgegengesetzte Richtung dreht, wodurch das Fahrzeug im Stillstand gehalten wird.
Im obigen Fall fungiert die Planetengetriebevorrichtung 16 als eine Fahrzeuganfahrkupplung und ein Drehmomentverstär­ ker. Indem das Elektromotordrehmoment TM (das regenerative Bremsdrehmoment) von null aus nach und nach erhöht wird, um eine Reaktionskraft des Elektromotors/Generators 14 anzuhe­ ben, kann das Fahrzeug mit dem Ausgangsdrehmoment, welches das (1 + ρ)-fache des Verbrennungsmotordrehmoments TE be­ trägt, weich angefahren werden.
Der im Hybridantriebssystem 10 der vorliegenden Ausfüh­ rungsform verwendete Elektromotor/Generator 14 hat eine Drehmomentkapazität, welche etwa das ρE-fache des maximalen Drehmoments des Verbrennungsmotors 12 beträgt. Die Drehmo­ mentkapazität und die Größe des Elektromotors/Generators 14 sind minimiert, so daß die Größe und die Kosten der Herstel­ lung des Hybridantriebssystems 10 gering sind, während das erforderliche Drehmoment gewährleistet wird.
Das vorliegende Hybridantriebssystem 10 ist ferner derart ausgebildet, daß der Öffnungswinkel der Drosselklappe und die Kraftstoffeinspritzmenge mit einem Anstieg des Motordrehmo­ ments TM erhöht werden, um einen Stillstand des Verbrennungs­ motors 12 aufgrund eines Abfalls der Verbrennungsmotordreh­ zahl NE aufgrund eines Anstiegs der Reaktionskraft des Elek­ tromotors/Generators 14 zu verhindern.
In dem im Schritt S10 gewählten Betriebsmodus 7 ist die erste Kupplung CE1 in Eingriff (EIN) und die zweite Kupplung CE2 gelöst (AUS); der Verbrennungsmotor 12 ist im Betrieb, während sich der Elektromotor/Generator 14 gleichzeitig im Nichtladezustand befindet, so daß sich das Hybridantriebssy­ stem 10 in einem elektrisch neutralen Zustand befindet, wie es in der Tabelle von Fig. 7 gezeigt ist. In diesem Betriebs­ modus 7 ist die Ausgangsleistung des Trägers 16c auf null eingestellt, wobei sich die Rotorwelle 14r des Elektromo­ tors/Generators 14 frei in die entgegengesetzte Richtung dreht. Wenn dieser Betriebsmodus 7 während des Fahrzeugbe­ triebs, in dem der Verbrennungsmotor 12 wie im Betriebsmodus 3 als die Kraftantriebsquelle betrieben wird, eingerichtet wird, erfordert das Anhalten des Fahrzeugs kein Abschalten des Verbrennungsmotors 12 (AUS), und das Fahrzeug kann wie im Betriebsmodus 5 durch den Verbrennungsmotor 12 angefahren werden.
Wenn im Schritt S7 eine negative Entscheidung (NEIN) er­ halten wird, d. h, wenn ein Anfahren des Fahrzeugs durch den Verbrennungsmotor 12 nicht erforderlich ist, geht der Steue­ rungsablauf zum Schritt S11, um zu bestimmen, ob eine momen­ tan erforderliche Ausgangsleistung Pd des Hybridantriebssy­ stems 10 gleich oder kleiner ist als ein bestimmter erster Schwellenwert P1. Die momentan erforderliche Ausgangsleistung Pd ist eine Ausgangsleistung des Hybridantriebssystems 10, die erforderlich ist, um das Fahrzeug gegen einen Fahrwider­ stand anzutreiben. Diese momentan erforderliche Ausgangslei­ stung Pd wird in Abhängigkeit von der Betätigungsgröße θAC des Gaspedals, einer Änderungsrate dieses Werts θAC, der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs (der Drehzahl N₀ der Aus­ gangswelle 19) oder der momentan eingerichteten Betriebsstel­ lung des Automatikgetriebes 18 gemäß einem vorgegebenen Da­ tenverzeichnis oder einer vorgegebenen Gleichung berechnet.
Der bestimmte erste Schwellenwert P1 ist ein Grenzwert der Ausgangsleistung, oberhalb dessen das Fahrzeug nur mit dem als die Antriebskraftquelle verwendeten Verbrennungsmotor 12 betrieben wird, und unterhalb dessen das Fahrzeug nur mit dem Elektromotor/Generator 14 als die Antriebskraftquelle be­ trieben wird. Anders ausgedrückt heißt das, daß sich das Fahrzeug in einem Betriebszustand mittlerer Last oder hoher Last befindet, wenn die momentan erforderliche Ausgangslei­ stung Pd größer ist als der erste Schwellenwert P1, und in einem Betriebszustand niedriger Last, wenn die momentan er­ forderliche Ausgangsleistung Pd gleich oder kleiner ist als der erste Schwellenwert P1. Der erste Schwellenwert P1 wird beispielsweise in Abhängigkeit von der Energieeffizienz wäh­ rend des Fahrzeugbetriebs (in welchem die Vorrichtung 58 zur Speicherung elektrischer Energie durch einen Betrieb des Ver­ brennungsmotors 12 geladen werden kann) experimentell be­ stimmt, so daß die Abgasemissionen und der Kraftstoffver­ brauch minimiert werden.
Wenn die momentanen erforderliche Ausgangsleistung gleich oder kleiner ist als der erste Schwellenwert P1, geht der Steuerungsablauf zum Schritt S12, um zu bestimmen, ob die gespeicherte elektrische Energiemenge SOC gleich oder größer ist als ein bestimmter unterer Grenzwert A. Wenn im Schritt S12 eine bejahende Entscheidung (JA) erhalten wird, geht der Steuerungsablauf zum Schritt S13, um einen Betriebsmodus 1 zu wählen. Wenn im Schritt S12 eine negative Entscheidung (NEIN) erhalten wird, geht der Steuerungsablauf zum Schritt S14, um einen Betriebsmodus 3 auszuwählen.
Der untere Grenzwert A ist ein unterer Grenzwert der ge­ speicherten elektrischen Energiemenge SOC, oberhalb dessen die in der Speichervorrichtung 58 gespeicherte elektrische 73741 00070 552 001000280000000200012000285917363000040 0002019712246 00004 73622 Energie dazu verwendet werden kann, den Elektromo­ tor/Generator 14 als die Antriebskraftquelle zu betreiben. Der untere Grenzwert A wird in Abhängigkeit vom Lade- und Entladevermögen der Speichervorrichtung 58 bestimmt. Der un­ tere Grenzwert A liegt beispielsweise bei etwa 70% der vollen Kapazität der Speichervorrichtung 58.
In dem im Schritt S13 gewählten Betriebsmodus 1 ist die erste Kupplung CE1 gelöst (AUS) und die zweite Kupplung CE2 in Eingriff (EIN); der Verbrennungsmotor 12 ist abgeschaltet, wohingegen der Elektromotor/Generator 14 betrieben wird, um die momentan erforderliche Ausgangsleistung Pd vorzusehen, wie es in der Tabelle von Fig. 7 gezeigt ist, so daß das Fahrzeug nur mit dem als die Antriebskraftquelle verwendeten Elektromotor/Generator 14 angetrieben wird.
Auch in diesem Betriebsmodus 1 ist der Verbrennungsmotor 12 von der Planetengetriebevorrichtung 16 getrennt, so daß wie im Betriebsmodus 6 ein Energieverlust aufgrund des Schleppwiderstands des Verbrennungsmotors 12 verhindert wird; der Elektromotor kann auf eine geeignete Weise mit einer ho­ hen Effizienz betrieben werden, wobei das Automatikgetriebe 18 geeignet geschaltet wird.
Es sei auch darauf hingewiesen, daß der Betriebsmodus 1 gewählt wird, d. h. der Elektromotor/Generator 14 als die An­ triebskraftquelle verwendet wird, wenn die momentan erforder­ liche Ausgangsleistung Pd gleich oder kleiner ist als der er­ ste Schwellenwert P1 und die in der Speichervorrichtung 58 gespeicherte elektrische Energiemenge SOC gleich oder größer ist als der untere Grenzwert A. In diesem Fall ist die Ener­ gieeffizienz höher; ferner kann der Kraftstoffverbrauch sowie die Menge an Abgasemissionen, wenn das Fahrzeug durch den Elektromotor/Generator 14 (im Betriebsmodus 1) angetrieben wird, in stärkerem Maß vermindert werden, als wenn das Fahr­ zeug durch den Verbrennungsmotor 12 (im Betriebsmodus 2) an­ getrieben wird. Desweiteren wird die Vorrichtung 58 zur Spei­ cherung elektrischer Energie vor einem übermäßigen Energie­ verbrauch bewahrt, wobei die gespeicherte elektrische Ener­ giemenge SOC unter den unteren Grenzwert A fällt, was zu ei­ ner Verschlechterung der Lade- und Entladeeffizienz der Spei­ chervorrichtung 58 führen würde.
In dem im Schritt S14 gewählten Betriebsmodus 3 stehen die erste und zweite Kupplung CE1, CE2 in Eingriff (EIN); der Verbrennungsmotor 12 ist eingeschaltet, während sich der Elektromotor/Generator 14 gleichzeitig im Ladezustand befin­ det, so daß die Vorrichtung 58 zur Speicherung elektrischer Energie mit dem regenerativen Bremsbetrieb geladen wird, wie es in Fig. 7 gezeigt ist, wodurch das Fahrzeug durch die Aus­ gangsleistung des Verbrennungsmotors 12 angetrieben und gleichzeitig die Vorrichtung 58 zur Speicherung elektrischer Energie mit der durch den Elektromotor/Generator 14 erzeugten elektrischen Energie geladen wird. In diesem Betriebsmodus 3 wird der Verbrennungsmotor 12 so betrieben, daß er eine Aus­ gangsleistung vorsieht, die größer ist als die momentan er­ forderliche Ausgangsleistung Pd, und der elektrische Strom des Elektromotors/Generators 14 wird so gesteuert, daß eine Überschußausgangsleistung des Verbrennungsmotors 12 vom Elek­ tromotor/Generator 14 konsumiert wird, um die Speichervor­ richtung 58 zu laden.
Wenn im Schritt S11 eine negative Entscheidung (NEIN) er­ halten wird, d. h. wenn die momentan erforderliche Ausgangs­ leistung Pd größer ist als der erste Schwellenwert P1, geht der Steuerungsablauf zum Schritt S15, um zu bestimmten, ob die momentan erforderliche Ausgangsleistung Pd kleiner ist als ein bestimmter zweiter Schwellenwert P2, der größer ist als der erste Schwellenwert P1, d. h. ob die momentan erfor­ derliche Ausgangsleistung Pd größer ist als der erste Schwel­ lenwert P1 und kleiner ist als der zweite Schwellenwert P2, also innerhalb eines bestimmten Bereichs zwischen P1 und P2 liegt.
Dieser zweite Schwellenwert P2 ist ein Grenzwert der Aus­ gangsleistung, unterhalb dessen das Fahrzeug nur mit dem als die Antriebskraftquelle verwendeten Verbrennungsmotor 12 be­ trieben wird und oberhalb dessen das Fahrzeug sowohl mit dem Verbrennungsmotor 12 wie auch dem Elektromotor/Generator 14 als die Antriebskraftquellen angetrieben wird. In anderen Worten ausgedrückt heißt das, man nimmt an, daß sich das Fahrzeug in einem Fahrzustand bei mittlerer Last befindet, wenn die momentan erforderliche Ausgangsleistung Pd kleiner ist als der zweite Schwellenwert P2, und in einem Fahrzustand bei hoher Last, wenn die momentan erforderliche Ausgangslei­ stung Pd gleich oder größer ist als der zweite Schwellenwert P2. Der zweite Schwellenwert P2 wird beispielsweise in Abhän­ gigkeit von der Energieeffizienz während des Fahrzeugsbe­ triebs (in dem die Vorrichtung 58 zur Speicherung elektri­ scher Energie durch einen Betrieb des Verbrennungsmotors 12 geladen werden kann) experimentell bestimmt, so daß die Ab­ gasemissionen und der Kraftstoffverbrauch minimiert werden.
Wenn die momentan erforderliche Ausgangsleistung Pd grö­ ßer ist als der erste Schwellenwert P1 und kleiner ist als der zweite Schwellenwert P2, d. h. wenn im Schritt S15 eine bejahende Entscheidung (JA) erhalten wird, geht der Steuer­ ungsablauf zum Schritt S16, um zu bestimmen, ob die elektri­ sche Speicherenergiemenge SOC gleich oder größer ist als der vorstehend angegebene bestimmte untere Grenzwert A. Wenn im Schritt S16 eine bejahende Entscheidung (JA) erhalten wird, geht der Steuerungsablauf zum Schritt S17, um einen Betriebs­ modus 2 auszuwählen. Wenn im Schritt S16 eine negative Ent­ scheidung (NEIN) erhalten wird, geht der Steuerungsablauf zum Schritt S14, um den vorstehend erwähnten Betriebsmodus 3 aus­ zuwählen.
Wenn die momentan erforderliche Ausgangsleistung Pd gleich oder größer ist als der zweite Schwellenwert P2, d. h. wenn im Schritt S15 eine negative Entscheidung (NEIN) erhal­ ten wird, geht der Steuerungsablauf zum Schritt S18, um zu bestimmen, ob die gespeicherte elektrische Energiemenge SOC gleich oder größer ist als der untere Grenzwert A. Wenn im Schritt S18 eine bejahende Entscheidung (JA) erhalten wird, geht der Steuerungsablauf zum Schritt S19, um einen Betriebs­ modus 4 auszuwählen. Wenn im Schritt S18 eine negative Ent­ scheidung (NEIN) erhalten wird, geht der Steuerungsablauf zum Schritt S17, um den Betriebsmodus 2 auszuwählen.
In dem im Schritt S17 ausgewählten Betriebsmodus 2 stehen die erste und zweite Kupplung CE1, CE2 in Eingriff (EIN); der Verbrennungsmotor 12 wird betrieben, so daß die momentan er­ forderliche Ausgangsleistung Pd erzeugt wird, wohingegen sich der Elektromotor/Generator 14 im Nichtladezustand befindet, wie es in Fig. 7 gezeigt ist, wodurch das Fahrzeug nur durch den als die Antriebskraftquelle verwendeten Verbrennungsmotor 12 angetrieben wird.
In dem im Schritt S19 gewählten Betriebsmodus 4 stehen die erste Kupplung und zweite Kupplung CE1, CE2 in Eingriff (EIN); der Verbrennungsmotor 12 wie auch der Elektromo­ tor/Generator 14 werden betrieben, wie es in der Tabelle von Fig. 7 gezeigt ist, wodurch das Fahrzeug sowohl durch den Verbrennungsmotor 12 wie auch durch den Elektromo­ tor/Generator 14, die als die Antriebskraftquellen verwendet werden, angetrieben wird.
Im Betriebsmodus 4, der ausgewählt wird, wenn die momen­ tan erforderliche Ausgangsleistung Pd gleich dem zweiten Schwellenwert P2 oder größer ist, werden sowohl der Verbren­ nungsmotor 12 wie auch der Elektromotor/Generator 14 als die Antriebskraftquellen für den Antrieb des Fahrzeugs betrieben, so daß es im Vergleich zum Betriebsmodus 1 oder 2, in denen entweder der Verbrennungsmotor 12 oder der Elektromo­ tor/Generator 14 als die Antriebskraftquelle verwendet wird, weniger wahrscheinlich ist, daß eine Verschlechterung der Energieeffizienz eintritt. Diesbezüglich können, wenn die mo­ mentan erforderliche Ausgangsleistung Pd gleich dem zweiten Schwellenwert P2 oder größer ist, der Kraftstoffverbrauch und die Abgasemissionen in diesem Betriebsmodus 4 stärker vermin­ dert werden als im Betriebsmodus 1 oder 2. Da der Betriebsmo­ dus 4 nur dann gewählt wird, wenn die gespeicherte elektri­ sche Energiemenge SOC gleich oder größer ist als der untere Grenzwert A, wird ferner die Vorrichtung 58 zur Speicherung elektrischer Energie vor einem übermäßigen Energieverbrauch geschützt, bei dem die gespeicherte Energiemenge SOC unter den unteren Grenzwert A fällt, was zu einer Verschlechterung des Lade- und Entladevermögens der Speichervorrichtung 58 führen würde.
Wie vorstehend beschrieben werden die Betriebsmodi 1-4 in den folgenden Fahrzuständen des Fahrzeugs gewählt. Wenn die in der Vorrichtung 58 zur Speicherung elektrischer Energie gespeicherte elektrische Energiemenge SOC nicht kleiner ist als der untere Grenzwert A, wird im Schritt S13 der Betriebs­ modus 1 gewählt, um das Fahrzeug nur durch den Elektromo­ tor/Generator 14 als die Antriebskraftquelle anzutreiben, wenn sich das Fahrzeug im Fahrzustand bei niedriger Last be­ findet, wobei die momentan erforderliche Ausgangsleistung Pd gleich oder kleiner ist als der erste Schwellenwert P1. Fer­ ner wird im Schritt S17 der Betriebsmodus 2 gewählt, um das Fahrzeug nur durch den Verbrennungsmotor 12 als die Antriebs­ kraftquelle anzutreiben, wenn sich das Fahrzeug im Fahrzu­ stand bei mittlerer Last befindet, wobei die momentan erfor­ derliche Ausgangsleistung Pd größer ist als der erste Schwel­ lenwert P1 und kleiner als der zweite Schwellenwert P2, und im Schritt S19 wird der Betriebsmodus 4 gewählt, um das Fahr­ zeug sowohl durch den Verbrennungsmotor 12 wie auch den Elek­ tromotor/Generator 14 als die Antriebskraftquellen anzutrei­ ben, wenn sich das Fahrzeug im Fahrzustand bei hoher Last be­ findet, wobei die momentan erforderliche Ausgangsleistung Pd gleich oder größer ist als der zweite Schwellenwert P2.
Wenn die gespeicherte elektrische Energiemenge SOC klei­ ner ist als der untere Grenzwert A, wird im Schritt S14 der Betriebsmodus 3 gewählt, um das Fahrzeug nur durch den Ver­ brennungsmotor 12 als die Antriebskraftquelle anzutreiben, wobei gleichzeitig die Vorrichtung 58 zur Speicherung elek­ trischer Energie geladen wird, wenn sich das Fahrzeug im Fahrzustand bei mittlerer Last befindet, wobei die momentan erforderliche Ausgangsleistung Pd kleiner ist als der zweite Schwellenwert P2, und im Schritt S17 wird der Betriebsmodus 2 gewählt, um das Fahrzeug nur durch den Verbrennungsmotor 12 anzutreiben, wobei die Speichervorrichtung 58 nicht geladen wird, wenn sich das Fahrzeug im Fahrzustand bei hoher Last befindet, wobei die momentan erforderliche Ausgangsleistung Pd gleich oder größer ist als der zweite Schwellenwert P2.
Im Schritt S17 wird der Betriebsmodus 2 in den folgenden beiden Fällen gewählt: 1) wenn sich das Fahrzeug im Fahrzu­ stand bei mittlerer Last befindet, wobei die momentan erfor­ derliche Ausgangsleistung Pd größer ist als der erste Schwel­ lenwert P1 und kleiner als der zweite Schwellenwert P2, wäh­ rend gleichzeitig die gespeicherte elektrische Energiemenge SOC nicht kleiner ist als der untere Grenzwert A; und 2) wenn sich das Fahrzeug im Fahrzustand bei hoher Last befindet, wo­ bei die momentan erforderliche Ausgangsleistung Pd gleich oder größer ist als der zweite Schwellenwert P2, während gleichzeitig die gespeicherte elektrische Energiemenge SOC kleiner ist als der untere Grenzwert A. Im Fahrzeugfahrzu­ stand bei mittlerer Last ist die Energieeffizienz im allge­ meinen dann höher, wenn das Fahrzeug durch den Verbrennungs­ motor 12 angetrieben wird, als wenn das Fahrzeug durch den Elektromotor/Generator 14 angetrieben wird. Dementsprechend können im Betriebsmodus 2 der Kraftstoffverbrauch und die Ab­ gasemissionen stärker vermindert werden als im Betriebsmodus 1.
Im Fahrzustand bei hoher Last ist es im allgemeinen vor­ teilhaft, den Betriebsmodus 4 zu wählen, in dem das Fahrzeug sowohl durch den Verbrennungsmotor 12 wie auch durch den Elektromotor/Generator 14 angetrieben wird. Wenn die in der Vorrichtung 58 zur Speicherung elektrischer Energie gespei­ cherte elektrische Energiemenge SOC kleiner ist als der unt­ ere Grenzwert A, ist es jedoch vorteilhaft, den Betriebsmodus 2 zu wählen, d. h. das Fahrzeug nur durch den als die An­ triebskraftquelle verwendeten Verbrennungsmotor 12 anzutrei­ ben, um dadurch eine Verschlechterung des Lade- und Entlade­ vermögens der Speichervorrichtung 58 aufgrund einer Verringe­ rung der gespeicherten elektrischen Energiemenge SOC unter­ halb des unteren Grenzwerts A zu verhindern.
Die Automatikgetriebesteuerung 52 ist geeignet, eine Rou­ tine zur Steuerung des Automatikgetriebes 18 auszuführen, und zwar in Abhängigkeit von abgeschätzten Drehmomentwerten des Automatikgetriebes in den vier verschiedenen Betriebsmodi 1-4 des Hybridantriebssystems 10, d. h. in den vier verschieden Fahrmodi des Fahrzeugs. Wie es nachstehend ausführlich be­ schrieben ist, werden die Eingangsdrehmomente des Automatik­ getriebes 18 in den verschiedenen Betriebsmodi in Abhängig­ keit von jeweiligen Termsätzen abgeschätzt, wie sie in der Tabelle von Fig. 10 angegeben sind.
Die Routine von Fig. 8 beginnt mit dem Schritt SA1, um zu bestimmen, ob das Getriebe 18 aus der Stellung für den zwei­ ten Gang "2." in die Stellung für den dritten Gang "3." hoch­ geschaltet werden soll. Diese Bestimmung erfolgt in Abhängig­ keit von der Betätigungsgröße θAC des Gaspedals und der Fahr­ geschwindigkeit V des Fahrzeugs sowie in Abhängigkeit von ei­ ner vorgegebenen 2→3 Hochschaltgrenzlinie, welche einen Zu­ sammenhang zwischen der Gaspedalbetätigungsgröße θAC und der Fahrzeuggeschwindigkeit V darstellt. Wenn sich der durch die gegenwärtig erfaßte Betätigungsgröße θAC und Fahrzeugge­ schwindigkeit V definierte Punkt über die 2→3 Schaltgrenzli­ nie in Hochschaltrichtung bewegt, soll das Automatikgetriebe 18 von der Stellung "2." in die Stellung "3." hochgeschaltet werden. Die betreffende Schaltaktion wird als "2→3 Hoch­ schaltaktion" bezeichnet.
Wenn im Schritt SA1 eine bejahende Entscheidung (JA) er­ halten wird, geht der Steuerungsablauf zum Schritt SA2, in dem die Automatikgetriebesteuerung 52 den Befehl erteilt, die Solenoidspulen der solenoidbetätigten Ventile SL1-SL4 der Hy­ drauliksteuervorrichtung 44 selektiv elektrisch zu erregen und abzuerregen, so daß die Bremse B3 gelöst und die Bremse B2 in Eingriff gebracht wird, um dadurch die 2→3 Hochschal­ taktion des Getriebes 18 auszulösen.
Infolgedessen wird ein Hydraulikdruck PB3 der Bremse B3 allmählich vermindert, wohingegen ein Hydraulikdruck PB2 der Bremse B2 allmählich erhöht wird. Auf den Schritt SA2 folgen der Schritt SA3 und die nachfolgenden Schritte, so daß die Verminderungsrate des Hydraulikdrucks PB3 durch das Linearso­ lenoidventil SLU solange geeignet gesteuert wird, bis die 2→3 Hochschaltaktion abgeschlossen ist. Der Hydraulikdruck PB2 und PB3 während der 2→3 Hochschaltaktion des Getriebes 18 (während des allmählichen Ineingriffbringens und Lösens der Bremsen B2, B3) werden als "Übergangshydraulikdrücke PB2, PB3" bezeichnet.
Der Schritt SA3 ist vorgesehen, um zu bestimmen, ob mo­ mentan der Betriebsmodus 1 gewählt ist, d. h. ob sich das Hy­ bridantriebssystem 10 im Elektromotorantriebsmodus befindet, in dem das Fahrzeug nur durch den als die Kraftantriebsquelle verwendeten Elektromotor (Elektromotor/Generator) 14 anzu­ treiben.
Wenn im Schritt SA3 eine bejahende Entscheidung (JA) er­ halten wird, geht der Steuerungsablauf zum Schritt SA4, in dem ein Schätzwert TG des Eingangsdrehmoments des Automatik­ getriebes 18 anhand der folgenden Gleichung (1) berechnet wird:
TG = TM(I) + TM(S) - T(H) (1).
In der vorstehenden Gleichung (1) stellt TM(I) ein Träg­ heitsmoment des Elektromotors/Generators 14, TM(S) ein Aus­ gangsdrehmoment des Elektromotors/Generators 14 und T(H) ei­ nen Drehmomentverlust dar, der durch eine Zusatzvorrichtung, beispielsweise eine Klimaanlage, verursacht wird, welche durch den Elektromotor/Generator 14 angetrieben wird.
Das Trägheitsmoment TM(I) kann aus einem geeigneten Para­ meter, beispielsweise einer Änderungsrate der Elektromotor­ drehzahl NM (der Beschleunigung des Elektromotors/Generators 14) gemäß einer bestimmten Gleichung oder einem bestimmten Datenverzeichnis, welche in der Automatikgetriebesteuerung 52 gespeichert sind, erhalten werden. Das Ausgangsdrehmoment TM(S) kann aus einem geeigneten Parameter, beispielsweise ei­ nem durch den Elektromotor/Generator 14 fließenden elektri­ schen Strom, gemäß einer bestimmten Gleichung oder einem be­ stimmten Datenverzeichnis, welche in der Steuerung 52 gespei­ chert sind, erhalten werden. Der Drehmomentverlust T(H) der Zusatzvorrichtung kann gemäß einer in der Steuerung 52 ge­ speicherten bestimmten Gleichung in Abhängigkeit vom Be­ triebszustand der Zusatzvorrichtung erhalten werden.
Wenn im Schritt SA3 eine negative Entscheidung (NEIN) er­ halten wird, geht der Steuerungsablauf zum Schritt SA5, um zu bestimmen, ob momentan der Betriebsmodus 2 gewählt ist, d. h. ob sich das Hybridantriebssystem 10 im Verbrennungsmotoran­ triebsmodus befindet, in dem das Fahrzeugs nur durch den als die Antriebskraftquelle verwendeten Verbrennungsmotor 12 an­ getrieben wird.
Wenn im Schritt S5 eine bejahende Entscheidung (JA) er­ halten wird, geht der Steuerungsablauf zum Schritt SA6, in dem der Schätzwert TG des Eingangsdrehmoments des Automatik­ getriebes 18 anhand der folgenden Gleichung (2) berechnet wird:
TG = TE(I) + TE(S) - TE(E) - T(H) (2).
In der vorstehenden Gleichung (2) stellt TE(I) ein Träg­ heitsmoment des Verbrennungsmotors 12, TE(S) ein Ausgangs­ drehmoment des Verbrennungsmotors 12 und TE(E) einen Drehmo­ mentverlust des Verbrennungsmotors 12 dar, welcher aufgrund der Verwendung der Verbrennungsmotorausgangsleistung für die Schmierung des Hybridantriebssystems 10 verursacht wird. T(H) stellt den Drehmomentverlust der Zusatzvorrichtung dar, wie vorstehend beschrieben.
Das Trägheitsmoment TE(I) kann aus einem geeigneten Para­ meter, beispielsweise einer Änderungsrate der Verbrennungsmo­ tordrehzahl NE (der Beschleunigung des Verbrennungsmotors 12), gemäß einer bestimmten Gleichung oder einem bestimmten Datenverzeichnis, welche in der Automatikgetriebesteuerung 52 gespeichert sind, erhalten werden. Das Ausgangsdrehmoment TE(S) kann aus einem geeigneten Parameter, beispielsweise dem Öffnungswinkel der Drosselklappe oder der Kraftstoffein­ spritzmenge in den Verbrennungsmotor 12, gemäß einer bestimm­ ten Gleichung oder einem bestimmten Datenverzeichnis, welche in der Steuerung 52 gespeichert sind, erhalten werden. Der Drehmomentverlust des Verbrennungsmotors 12 kann aus einem geeigneten Parameter, beispielsweise der Verbrennungsmotor­ drehzahl NE, gemäß einer bestimmten Gleichung oder einem be­ stimmten Datenverzeichnis, welche in der Steuerung 52 gespei­ chert sind, erhalten werden. Da sich im Betriebsmodus 2 die Rotorwelle 14 des Elektromotors/Generators 14 zusammen mit der Eingangswelle 26 des Automatikgetriebes 18 dreht, erweist es sich als vorteilhaft, das Trägheitsmoment TM(I) des Elek­ tromotors/Generators 14 für die Berechnung des abgeschätzten Drehmoments TG des Automatikgetriebes 18 zu berücksichtigen.
Wenn im Schritt SA5 eine negative Entscheidung (NEIN) er­ halten wird, geht der Steuerungsablauf zum Schritt SA7, um zu bestimmen, ob momentan der Betriebsmodus 3 gewählt ist, d. h. ob sich das Hybridantriebssystem 10 im Verbrennungsmotoran­ triebs- und Lademodus befindet, in dem das Fahrzeug nur durch den als die Antriebskraftquelle verwendeten Verbrennungsmotor 12 angetrieben wird, während der Elektromotor/Generator 14 gleichzeitig betrieben wird, um die Vorrichtung 58 zur Spei­ cherung elektrischer Energie zu laden.
Wenn im Schritt SA7 eine bejahende Entscheidung (JA) er­ halten wird, geht der Steuerungsablauf zum Schritt SA8, in dem der Schätzwert TG des Eingangsdrehmoments des Automatik­ getriebes 18 anhand der folgenden Gleichung (3) berechnet wird:
TG = TE(I) + TM(I) + TE(S) - TM(J) - TE(E) - T(H) (3).
In der vorstehenden Gleichung (3) stellt TM(J) einen Drehmomentverlust dar, welcher durch den Betrieb des Elektro­ motors/Generators 14 verursacht wird, um die Vorrichtung 58 zur Speicherung elektrischer Energie zu laden. Der Drehmo­ mentverlust kann ein regeneratives Bremsdrehmoment des Elek­ trogenerators 14 sein.
Das Trägheitsmoment TE(I), das Ausgangsmoment TE(S) und der Drehmomentverlust TE(E) des Verbrennungsmotors 12, das Trägheitsmoment TM(I) des Elektromotors/Generators sowie der Drehmomentverlust T(H) der Zusatzvorrichtung können, wie vorstehend bezüglich den Schritten SA4 und SA6 beschrieben, erhalten werden. Der Drehmomentverlust TM(J), der durch den Betrieb des Elektromotors/Generators 14 zum Laden der Vor­ richtung 58 zur Speicherung elektrischer Energie verursacht wird, kann aus einem geeigneten Parameter, beispielsweise ei­ nem durch den Elektromotor/Generator 14 zum Laden der Vor­ richtung 58 erzeugten elektrischen Strom, gemäß einer be­ stimmten Gleichung oder einem bestimmten Datenverzeichnis, welche in der Steuerung 52 gespeichert sind, erhalten werden.
Wenn im Schritt SA7 eine negative Entscheidung (NEIN) er­ halten wird, bedeutet dies, daß momentan der Betriebsmodus 4, d. h. der Verbrennungsmotor-/Elektromotorantriebsmodus, ge­ wählt ist, in dem das Fahrzeug sowohl durch den Verbrennungs­ motor 12 wie auch den Elektromotor/Generator 14 angetrieben wird. In diesem Fall geht der Steuerungsablauf zum Schritt SA9, in dem der Schätzwert TG des Eingangsdrehmoments des Au­ tomatikgetriebes 18 anhand der folgenden Gleichung (4) be­ rechnet wird:
TG = TE(I) + TM(I) + TE(S) + TM(S) - TE(E) - T(H) (4).
Die Terme in der vorstehenden Gleichung (4) können, wie vorstehend bezüglich den Schritten SA4 und SA6 beschrieben, erhalten werden.
Es sei darauf hingewiesen, daß ein der Ausführung der Schritte SA3 bis SA9 zugeteilter Abschnitt der Steuerung 52 eine Eingangsdrehmomentabschätzeinrichtung zum Abschätzen des Eingangsdrehmoments des Automatikgetriebes 18 in Abhängigkeit vom momentan gewählten oder eingerichteten Betriebsmodus des Hybridantriebssystems 10 bildet.
Auf die Schritte SA4, SA6, SA8 und SA9 folgt der Schritt SA10, in dem der vorübergehende Hydraulikdruck bzw. Über­ gangshydraulikdruck PSLU des Linearsolenoidventils SLU in Ab­ hängigkeit von dem im Schritt SA4, SA6, SA8 oder SA9 berech­ neten abgeschätzten Eingangsdrehmoment TG des Automatikge­ triebes 18 und gemäß einer bestimmten Gleichung oder einem bestimmten Datenverzeichnis, welche in der Steuerung 52 ge­ speichert sind, bestimmt wird, so daß der Übergangshydraulik­ druck PB3 der mit dem Linearsolenoidventil SLU in Verbindung stehenden dritten Bremse B3 während der 2→3 Hochschaltaktion des Automatikgetriebes 18 reguliert wird, wie es in Fig. 9 beispielhaft gezeigt ist.
Die Techniken bzw. Verfahren zur Regulierung des Hydrau­ likdrucks einer Bremse für ein Automatikgetriebe in Abhängig­ keit von einem abgeschätzten Eingangsdrehmoment des Getriebes sind in den Dokumenten JP-A-5-65843, JP-A-5-77660 und JP-A-5- 164233 offenbart. Diese Verfahren können im vorliegenden Hy­ bridantriebssystem 10 praktiziert werden.
Es sei darauf hingewiesen, daß ein der Ausführung des Schritts SA10 zugeteilter Abschnitt der Automatikgetriebe­ steuerung 52 eine Drucksteuereinrichtung zur Steuerung des Hydraulikdrucks PB3 der Bremse B3 in Abhängigkeit vom abge­ schätzten Eingangsdrehmoment TG während der 2→3 Hochschal­ taktion des Automatikgetriebes 18 bildet.
An den Schritt SA10 schließt der Schritt SA11 an, um zu bestimmen, ob die 2→3 Hochschaltaktion des Automatikgetrie­ bes 18 beendet ist. Diese Bestimmung kann dadurch realisiert werden, daß bestimmt wird, ob sich das Verhältnis der Dreh­ zahl der Eingangswelle 26 zur Drehzahl der Ausgangswelle 19 dem Übersetzungsverhältnis der Stellung für den dritten Gang "3." des Automatikgetriebes 18 angleicht oder ein Zeitgeber nach der Erteilung des Befehls zum Hochschalten des Automa­ tikgetriebes 18 in die Stellung für den dritten Gang "3." ei­ ne bestimmte Zeitdauer gemessen hat. Die Schritte SA3 bis SA11 werden solange wiederholt ausgeführt, bis im Schritt SA11 eine bejahende Entscheidung (JA) erhalten wird, wodurch die Verminderungsrate des Übergangshydraulikdrucks PB3 der dritten Bremse B3 so gesteuert wird, wie es in Fig. 9 gezeigt ist.
Wenn im Schritt SA11 die bejahende Entscheidung (JA) er­ halten wird, geht der Steuerungsablauf zum Schritt SA12, in dem die Regulierung des Hydraulikdrucks PSLU zur Steuerung des Hydraulikdrucks PSLU in Abhängigkeit vom abgeschätzten Eingangsdrehmoment TG beendet und der Hydraulikdruck PSLU auf einen durch die Betätigungsgröße θAC des Gaspedals bestimmten Wert reguliert wird.
Im vorliegenden Hybridantriebssystem 10 ist die Automa­ tikgetriebesteuerung 52 dazu angepaßt, das Eingangsdrehmoment des Automatikgetriebes 18 im momentan aus den vier Betriebs­ modi 1-4 gewählten Betriebsmodus gemäß einer geeigneten Glei­ chung abzuschätzen, welche dem gewählten Betriebsmodus ent­ spricht. Daher kann das Eingangsdrehmoment in dem gewählten Betriebsmodus des Hybridantriebssystems 10 oder im gewählten Fahrmodus des Fahrzeugs beispielsweise unabhängig von Ände­ rungen des Trägheitsmoments des Verbrennungsmotors 10 und des Elektromotors/Generators 14 genau abgeschätzt werden. Die vorliegende Anordnung erlaubt eine korrekte oder angemessene Regulierung (d. h. Verminderung) des Übergangshydraulikdrucks PB3, der dazu dient, die 2→3 Hochschaltaktion des Automatik­ getriebes 18 mit einem deutlich verminderten Schaltruck zu bewerkstelligen.
Obwohl die vorliegende Ausführungsform geeignet ist, den Übergangshydraulikdruck PB3 der dritten Bremse B3 während der 2→3 Hochschaltaktion des Automatikgetriebes 18 in Abhängig­ keit vom abgeschätzten Eingangsdrehmoment TG zu regulieren, ist das Prinzip der Regulierung des Übergangshydraulikdrucks einer Kopplungsvorrichtung oder von Kopplungsvorrichtungen (beispielsweise B2, B3) des Automatikgetriebes 18 in Abhän­ gigkeit vom abgeschätzten Eingangsdrehmoment TG gleichermaßen auf die anderen Kupplung-zu-Kupplung-Schaltaktionen des Auto­ matikgetriebes 18 anwendbar, beispielsweise auf die Herunter­ schaltaktion aus der Stellung für den dritten Gang "3." in die Stellung für den zweiten Gang "2.".
Die Routine von Fig. 8 in der vorliegenden Ausführungs­ form ist so formuliert, daß nur der Übergangshydraulikdruck PB3 der dritten Bremse B3 in Abhängigkeit vom abgeschätzten Eingangsdrehmoment TG während der 2→3 Hochschaltaktion des Automatikgetriebes 18 reguliert wird. Jedoch kann auch der Übergangshydraulikdruck PB2 der zweiten Bremse B2 in Abhän­ gigkeit vom abgeschätzten Eingangsdrehmoment TG reguliert werden, wie es in Fig. 9 beispielhaft gezeigt ist.
Zwischen dem Verbrennungsmotor 12 oder dem Elektromo­ tor/Generator 14 und dem Automatikgetriebe 18 kann eine Kupp­ lung vorgesehen sein. In diesem Fall kann das aus den ver­ schiedenen Werten, wie zum Beispiel dem Trägheitsmoment TE(I) des Verbrennungsmotors 12 erhaltene, abgeschätzte Eingangs­ drehmoment TG, wie vorstehend beschrieben, in Abhängigkeit von der Rutschgröße bzw. dem Schleifbetrag der Kupplung kom­ pensiert werden.
In Bezug auf die Fig. 11-13 wird nun eine zweite Aus­ führungsform dieser Erfindung beschrieben. In der vorliegen­ den zweiten Ausführungsform ist die Automatikgetriebesteue­ rung 52 geeignet, eine im Ablaufdiagramm von Fig. 11 veran­ schaulichte Routine auszuführen, die auf verschiedene Weisen eine lernende Steuerung bzw. Lernsteuerung des Automatikge­ triebes 18 in den jeweiligen vier verschiedenen Betriebsmodi 1-4 des Hybridantriebssystems 10, d. h. in den vier verschie­ denen Fahrmodi des Fahrzeugs, realisiert.
Die Routine von Fig. 11 beginnt mit dem Schritt SB1, um zu bestimmen, ob eine Öltemperatur Ta (°C) in der Hydrau­ liksteuervorrichtung 44 gleich oder höher ist als ein be­ stimmter Schwellenwert T1. Dieser Schwellenwert T1 kann bei­ spielsweise in einem Bereich von 60-70°C gewählt werden.
Wenn im Schritt SB1 eine negative Entscheidung (NEIN) er­ halten wird, geht der Steuerungsablauf zum Schritt SB2, um eine Lernsteuerung des Übergangshydraulikdrucks PSLU des Li­ nearsolenoidventils SLU zu verhindern oder zu beenden. Die Lernsteuerung des Übergangshydraulikdrucks PSLU gemäß dem Prinzip der zweiten Ausführungsform wird somit nicht ausge­ führt, wenn die Öltemperatur Ta niedriger ist als der be­ stimmte Schwellenwert T1, d. h. wenn das Fließvermögen des durch die Hydrauliksteuervorrichtung 44 fließenden Öls denk­ bar niedrig ist. Daher wird die Zuverlässigkeit der Lern­ steuerung verbessert.
Wenn im Schritt SB1 eine bejahende Entscheidung (JA) er­ halten wird, geht der Steuerungsablauf zum Schritt SB3, um zu bestimmen, ob der momentan gewählte Betriebsmodus des Hybri­ dantriebssystems 10 unverändert bzw. konstant ist. Diese Be­ stimmung erfolgt in Abhängigkeit davon, ob nach dem Zeitpunkt der Wahl des momentan gewählten Betriebsmodus eine bestimmte Zeit t1 vergangen ist. Die Zeit t1 ist eine Zeit, die erfor­ derlich ist, damit sich das Drehmoment der Eingangswelle 26 des Automatikgetriebes 18 stabilisiert. Diese Zeit t1 ändert sich mit dem gewählten Betriebsmodus und hängt daher jeweils vom Betriebsmodus ab. Die Zeit t1 wird beispielsweise in ei­ nem Bereich von 1-2 Sekunden gewählt.
Wenn im Schritt SB3 eine negative Entscheidung (NEIN) er­ halten wird, geht der Steuerungsablauf zum Schritt SB2, um die Lernsteuerung des Hydraulikdrucks PSLU zu verhindern oder zu beenden. D. h. also, daß die Lernsteuerung nicht ausge­ führt wird, bevor nach der Wahl des momentan gewählten Be­ triebsmodus die Zeit t1 vergangen ist, d. h. bevor sich das Eingangsdrehmoment des Automatikgetriebes 18 in ausreichendem Maß stabilisiert hat. Diese Anordnung gewährleistet ebenfalls eine verbesserte Zuverlässigkeit der Lernsteuerung.
Wenn im Schritt SB3 eine bejahende Entscheidung (JA) er­ halten wird, geht der Steuerungsablauf zum Schritt SB4, um zu bestimmen, ob das Automatikgetriebe 18 aus der Stellung für den zweiten Gang "2." in die Stellung für den dritten Gang "3." hochgeschaltet werden soll. Diese Bestimmung erfolgt in Abhängigkeit von der Betätigungsgröße θAC des Gaspedals und der Fahrgeschwindigkeit V des Fahrzeugs und gemäß der be­ stimmten 2→3 Hochschaltgrenzlinie, welche einen Zusammenhang zwischen der Gaspedalbetätigungsgröße θAC und der Fahrzeugge­ schwindigkeit V darstellt. Wenn sich der durch die gegenwär­ tig erfaßte Betätigungsgröße θAC und die Fahrzeuggeschwindig­ keit V definierte Punkt über die 2→3 Schaltgrenzlinie in Hochschaltrichtung bewegt, soll das Automatikgetriebe 18 aus der Stellung "2." in die Stellung "3." hochgeschaltet werden.
Wenn im Schritt SB4 eine negative Entscheidung (NEIN) er­ halten wird, geht der Steuerungsablauf zum Schritt SB2, um die Lernsteuerung zu verhindern oder zu beenden. Die Lern­ steuerung des Automatikgetriebes 18 wird somit nur dann aus­ geführt, wenn sich das Automatikgetriebe 18 in der 2→3 Hoch­ schaltaktion befindet.
Wenn im Schritt SB4 eine bejahende Entscheidung (JA) er­ halten wird, geht der Steuerungsablauf zum Schritt SB5, um zu bestimmen, ob sich der Betriebsmodus geändert hat. Wenn im Schritt SB5 eine bejahende Entscheidung (JA) erhalten wird, geht der Steuerungsablauf zum Schritt SB2, um die Lernsteue­ rung zu verhindern oder zu beenden.
Wenn im Schritt SB5 eine negative Entscheidung (NEIN) er­ halten wird, geht der Steuerungsablauf zum Schritt SB6, um zu bestimmen, ob momentan der Betriebsmodus 1 gewählt ist, d. h. ob sich das Hybridantriebssystem 10 im Elektromotorantriebs­ modus befindet, in dem das Fahrzeug nur durch den als die An­ triebskraftquelle verwendeten Elektromotor (Elektromotor/Generator) 14 angetrieben wird.
Wenn im Schritt SB6 eine bejahende Entscheidung (JA) er­ halten wird, geht der Steuerungsablauf zum Schritt SB7, in dem die Lernsteuerung des Hydraulikdrucks PSLU in einer für den Betriebsmodus 1 (den Elektromotorantriebsmodus) geeigne­ ten Weise erfolgt. Im Schritt SB7 wird ein Schätzwert TG des Eingangsdrehmoments des Automatikgetriebes 18 zunächst anhand der folgenden Gleichung (5) berechnet:
TG = TM(S) + TM(I) (5).
Das Ausgangsdrehmoment TM(S) und das Trägheitsmoment TM(I) des Elektromotors/Generators 14 kann, wie vorstehend bezüglich der Gleichung (1) beschrieben, erhalten werden. An­ schließend werden in Abhängigkeit vom abgeschätzten Eingangs­ drehmomentwert TG und gemäß bestimmten, in der Automatikge­ triebesteuerung 52 gespeicherten Datenverzeichnissen ein Be­ zugs- bzw. Grundwert PSLU* sowie ein Kompensationswert ΔPSLU erhalten, welche für die Berechnung des Hydraulikdrucks PSLU des Linearsolenoidventils SLU anhand der folgenden Gleichung (6) verwendet werden:
PSLU = PSLU* + ΔPSLU (6).
Auf diese Weise wird der Hydraulikdruck PSLU des Linear­ solenoidventils SLU bestimmt. Wie es in Fig. 9 gezeigt ist, wird der Übergangshydraulikdruck PB3 der mit dem Linearso­ lenoidventil SLU in Verbindung stehenden dritten Bremse B3 infolgedessen anfangs mit einer relativ hohen Rate auf einen dem bestimmten Hydraulikdruck PSLU entsprechenden Pegel abge­ senkt.
Ein Beispiel des für die Berechnung des Grundwerts PSLU* verwendeten Datenverzeichnisses ist in Fig. 12 dargestellt, während Beispiele der für die Berechnung des Kompensations­ werts ΔPSLU verwendeten Datenverzeichnisse in Fig. 13 darge­ stellt sind. Das Datenverzeichnis von Fig. 12 stellt einen Zusammenhang zwischen dem abgeschätzten Eingangsdrehmoment TG und dem Grundwert PSLU* des Hydraulikdrucks PSLU dar. In Ab­ hängigkeit von dem momentan gewählten Betriebsmodus der vier Betriebsmodi 1-4 wird selektiv eines der vier Datenverzeich­ nisse von Fig. 13 verwendet. Jedes Datenverzeichnis von Fig. 13 stellt einen Zusammenhang zwischen dem abgeschätzten Ein­ gangsdrehmoment TG und dem Kompensationswert ΔPSLU dar. Der Grundwert PSLU* und der Kompensationswert ΔPSLU werden durch eine Interpolation zwischen zwei benachbarten Werten in den Datenverzeichnissen in Abhängigkeit vom abgeschätzten Ein­ gangsdrehmoment TG erhalten, welches im allgemeinen zwischen die beiden benachbarten Werte in den Datenverzeichnissen fällt.
Nachdem der anfänglichen Absenkung des Übergangshydrau­ likdrucks PB3 der dritten Bremse B3 anfangs mit einer relativ hohen Rate wird der Hydraulikdruck PSLU so gesteuert, daß der Übergangshydraulikdruck PB3 im Verlauf der 2→3 Hochschaltak­ tion des Automatikgetriebes 18 langsam vermindert wird. Nach­ dem die 2→3 Hochschaltaktion beendet ist, wird ferner der Kompensationswert ΔPSLU, falls erforderlich, aktualisiert. Zu diesem Zweck kann die Automatikgetriebesteuerung 52 überprü­ fen, ob während der 2→3 Hochschaltaktion ein Lahmlegungsphä­ nomen der zweiten und dritten Bremse B2 und B3 stattfindet, d. h. ob die Eingriffsaktion der Bremse B2 mit einer Ge­ schwindigkeit erfolgt, die deutlich höher ist als die der Lö­ seaktion der Bremse B3. Wenn während der Hochschaltaktion das Lahmlegungsphänomen erfaßt wird, wird der Hydraulikdruck PSLU sofort mit einer hohen Geschwindigkeit abgesenkt und der Kom­ pensationswert ΔPSLU in eine Richtung aktualisiert, in die das Lahmlegungsphänomen verhindert wird. D. h. also, daß das Datenverzeichnis von Fig. 13 für den Betriebsmodus 1 aktuali­ siert wird, wenn das Lahmlegungsphänomen erfaßt wird. Im Be­ triebsmodus 1, in dem das Kraftfahrzeug durch den Elektromo­ tor 14 angetrieben wird, soll während der 2→3 Hochschaltak­ tion kein Lahmlegungsphänomen auftreten. Das Lahmlegungsphä­ nomen ist jedoch im Betriebsmodus 2 (im Verbrennungsmotoran­ triebsmodus) wünschenswert bzw. vorteilhaft, da das Lahmle­ gungsphänomen ein Durchgehen des Verbrennungsmotors 12 wäh­ rend der 2→3 Hochschaltaktion verhindert.
Das Lahmlegungsphänomen der Bremsen B2, B3 kann durch ein Verfahren erfaßt werden, wie es in dem Dokument JP-A-5-296323 offenbart ist. Wenn das Lahmlegungsphänomen erfaßt wird, wird der Kompensationswert ΔPSLU um einen bestimmten Wert vermin­ dert oder auf einen optimalen Wert abgeändert, um das Lahmle­ gungsphänomen zu verhindern. Dieser optimale Wert kann in Ab­ hängigkeit von den Änderungsrate des Beschleunigungswerts von Rotationsbauteilen des Automatikgetriebes 18, welche zur Erfassung des Lahmlegungsphänomens verwendet werden, und an­ hand einer bestimmten Gleichung berechnet werden, welche die Änderungsrate des Beschleunigungswerts beinhaltet.
Wenn im Schritt SB6 eine negative Entscheidung (NEIN) er­ halten wird, d. h. wenn der momentan gewählte Betriebsmodus nicht der Betriebsmodus 1 ist, geht der Steuerungsablauf zum Schritt SB8, um zu bestimmen, ob eine Kühlwassertemperatur Tw (°C) des Verbrennungsmotors 12 gleich oder höher ist als ein bestimmter Schwellenwert T2. Dieser Schwellenwert T2 liegt in einem Bereich von 60-70°C.
Wenn im Schritt SB8 eine negative Entscheidung (NEIN) er­ halten wird, d. h. wenn die Kühlwassertemperatur Tw niedriger ist als der Schwellenwert T2 und sich der Verbrennungsmotor 12 noch nicht ausreichend erwärmt hat, geht der Steuerungsab­ lauf zum Schritt SB2, um die Lernsteuerung des Automatikge­ triebes 18 zu verhindern oder zu beenden. Die Ausführung der Lernsteuerung erfolgt somit nicht unmittelbar nach dem Anlas­ sen des Verbrennungsmotors 12, sondern erst nachdem sich der Betrieb des Verbrennungsmotors 12 stabilisiert hat. Diese An­ ordnung ist ebenfalls effektiv, die Zuverlässigkeit der Lern­ steuerung zu verbessern.
Wenn im Schritt SB8 eine bejahende Entscheidung (JA) er­ halten wird, geht der Steuerungsablauf zum Schritt SB9, um zu bestimmen, ob momentan der Betriebsmodus 2 gewählt ist, d. h. ob sich das Hybridantriebssystem 10 im Verbrennungsmotoran­ triebsmodus befindet, in dem das Fahrzeug nur durch den als die Antriebskraftquelle verwendeten Verbrennungsmotor ange­ trieben wird.
Wenn im Schritt SB9 eine bejahende Entscheidung (JA) er­ halten wird, geht der Steuerungsablauf zum Schritt SB10, in dem die Lernsteuerung des Hydraulikdrucks PSLU in einer für den Betriebsmodus 2 geeigneten Art und Weise erfolgt. Im Schritt SB10 wird der Schätzwert TG des Eingangsdrehmoments des Automatikgetriebes 18 zunächst anhand der folgenden Glei­ chung (7) berechnet:
TG = TE(S) + TE(I) (7).
Das Ausgangsdrehmoment TE(S) und das Trägheitsmoment TE(I) des Verbrennungsmotors 12 werden, wie vorstehend bezüg­ lich der Gleichung (2) beschrieben, erhalten.
Dann werden der Grundwert PSLU* und der Kompensationswert ΔPSLU für die Berechnung des Hydraulikdrucks PSLU des Linear­ solenoidventils SLU in Abhängigkeit vom abgeschätzten Ein­ gangsdrehmoment TG und gemäß den bestimmten Datenverzeichnis­ sen in der gleichen Weise, wie vorstehend bezüglich des Schritts SB7 beschrieben, erhalten. Der Übergangshydraulik­ druck PB3 der Bremse B3 wird anfangs in Abhängigkeit vom be­ rechneten Hydraulikdruck PSLU abgesenkt und der Kompensati­ onswert ΔPSLU, falls erforderlich, verändert. D. h. also, daß das Datenverzeichnis von Fig. 13 für den Betriebsmodus 2 in dem erforderlichen Umfang aktualisiert wird.
Wenn im Schritt SB9 eine negative Entscheidung (NEIN) er­ halten wird, geht der Steuerungsablauf zum Schritt SB11, um zu bestimmen, ob momentan der Betriebsmodus 3 gewählt ist, d. h. ob sich das Hybridantriebssystem 10 im Verbrennungsmotor­ antriebs- und Lademodus befindet, in dem das Fahrzeug nur durch den als die Antriebskraftquelle verwendeten Verbren­ nungsmotor 12 angetrieben wird, während gleichzeitig der Elektromotor/Generator 14 gleichzeitig betrieben wird, um die Vorrichtung 58 zur Speicherung elektrischer Energie zu laden.
Wenn im Schritt SB11 eine bejahende Entscheidung (JA) er­ halten wird, geht der Steuerungsablauf zum Schritt SB12, in dem die Lernsteuerung des Hydraulikdrucks PSLU in einer für den Betriebsmodus 3 geeigneten Weise erfolgt. Der Schätzwert TG des Eingangsdrehmoments des Automatikgetriebes 18 wird zu­ nächst gemäß der folgenden Gleichung (8) berechnet:
TG = TE(S) + TE(I) + TM(I) - TM(J) (8).
In der vorstehenden Gleichung (8) stellt TM(J) einen Drehmomentverlust dar, welcher durch den Betrieb des Elektro­ motors/Generators 14 zum Laden der Vorrichtung 58 zur Spei­ cherung elektrischer Energie verursacht wird.
Der Drehmomentverlust TM(J), welcher durch den Betrieb des Elektromotors/Generators zum Laden der Vorrichtung 58 zur Speicherung elektrischer Energie verursacht wird, kann aus einem geeigneten Parameter, beispielsweise einem durch den Elektromotor/Generator 14 zum Laden der Vorrichtung 58 er­ zeugten elektrischen Strom, gemäß einer bestimmten Gleichung oder einem bestimmten Datenverzeichnis erhalten werden, wel­ che in der Steuerung 52 gespeichert sind.
Im Schritt SB12 werden dann der Grundwert PSLU* und der Kompensationswert ΔPSLU für die Berechnung des Hydraulik­ drucks PSLU in Abhängigkeit vom abgeschätzten Eingangsdrehmo­ ment TG und gemäß den Datenverzeichnissen von Fig. 12 und 13, wie vorstehend bezüglich des Schritts SB7 beschrieben, erhal­ ten. Der Übergangshydraulikdruck PB3 der Bremse B3 wird dem­ entsprechend anfangs in Abhängigkeit von dem berechneten Hy­ draulikdruck PSLU abgesenkt und der Kompensationswert ΔPSLU, falls erforderlich, verändert. D. h. also, daß das Datenver­ zeichnis von Fig. 13 für den Betriebsmodus 3 in dem erforder­ lichen Umfang aktualisiert wird.
Wenn im Schritt SB11 eine negative Entscheidung (NEIN) erhalten wird, geht der Steuerungsablauf zum Schritt SB13, um zu bestimmen, ob momentan der Betriebsmodus 4, d. h. der Ver­ brennungsmotor-/Elektromotorantriebsmodus gewählt ist, in dem das Fahrzeug sowohl durch den Verbrennungsmotor 12 wie auch den Elektromotor/Generator 14 angetrieben wird.
Wenn im Schritt SB13 eine bejahende Entscheidung (JA) er­ halten wird, geht der Steuerungsablauf zum Schritt SB14, in dem die Lernsteuerung des Hydraulikdrucks PSLU in einer für den Betriebsmodus 4 geeigneten Weise erfolgt. Das heißt, daß der Schätzwert TG des Eingangsdrehmoments des Automatikge­ triebes 18 zunächst anhand der folgenden Gleichung (9) be­ rechnet wird:
TG = TE(S) + TE(I) + TM(S) + TM(I) (9).
Dann werden der Grundwert PSLU* und der Kompensationswert ΔPSLU für die Berechnung des Hydraulikdrucks PSLU in Abhängig­ keit vom abgeschätzten Eingangsdrehmoment TG und gemäß den Datenverzeichnissen von Fig. 12 und 13, wie vorstehend bezüg­ lich des Schritts SB7 beschrieben, erhalten. Der Übergangs­ druck TB3 der Bremse B3 wird dementsprechend anfangs in Ab­ hängigkeit vom berechneten Hydraulikdruck PSLU abgesenkt und der Kompensationswert ΔPSLU, falls erforderlich, verändert. D. h. also, daß das Datenverzeichnis von Fig. 13 für den Be­ triebsmodus 4 in dem erforderlichen Umfang aktualisiert wird.
Es sei darauf hingewiesen, daß ein der Durchführung der Schritte SB6, SB7 und SB9 bis SB14 zugeteilter Abschnitt der Steuerung 52 eine Eingangsdrehmomentabschätzeinrichtung zum Abschätzen des Eingangsdrehmoments des Automatikgetriebes 18 in Abhängigkeit vom momentan gewählten oder eingerichteten Betriebsmodus des Hybridantriebssystems 10 sowie eine Lern­ steuereinrichtung zur Ausführung einer Lernsteuerung einer steuerbaren Variablen in der Gestalt des Hydraulikdrucks PSLU des Linearsolenoidventils SLU (des Hydraulikdrucks PB3 der dritten Bremse B3) in Abhängigkeit vom momentan gewählten Be­ triebsmodus des Hybridantriebssystems 10 bildet. Es sei auch darauf hingewiesen, daß die Schritte SB7, SB10, SB12 und SB14 einer Drucksteuereinrichtung zur Steuerung des Hydraulik­ drucks PSLU entsprechen, wohingegen die Schritte SB1 bis SB3, SB5 und SB8 einer Lernsteuerungsverhinderungseinrichtung zur Verhinderung der Lernsteuerung des Hydraulikdrucks PSLU ent­ sprechen.
In der vorliegenden zweiten Ausführungsform ist die Auto­ matikgetriebesteuerung 52 geeignet, das Eingangsdrehmoment des Automatikgetriebes 18 in dem aus den vier Betriebsmodi 1-4 momentan gewählten Betriebsmodus gemäß einer geeigneten, dem gewählten Betriebsmodus entsprechenden Gleichung abzu­ schätzen und den Hydraulikdruck PSLU zu berechnen, indem der Grundwert PSLU* und der Kompensationswert ΔPSLU in Abhängig­ keit vom abgeschätzten Eingangsdrehmomentwert TG erhalten wird. Der Kompensationswert ΔPSLU wird ferner in Abhängigkeit von einem der vier Datenverzeichnisse erhalten, welches dem momentan gewählten Betriebsmodus des Hybridantriebssystems 10 oder Fahrmodus des Fahrzeugs entspricht. Außerdem werden diese Datenverzeichnisse für die Kompensationswerte ΔPSLU in Abhängigkeit von dem Zustand aktualisiert, in dem die 2→3 Hochschaltaktion des Automatikgetriebes 18 in den verschiede­ nen Betriebsmodi erfolgt. Die Datenverzeichnisse für den Kom­ pensationswert ΔPSLU, der für die Steuerung des Übergangshy­ draulikdrucks PB3 der Bremse B3 verwendet wird, werden somit in den verschiedenen Betriebsmodi des Hybridantriebssystems 10 unabhängig voneinander aktualisiert, wodurch ungeachtet der Änderungen des Trägheitsmoments und Ausgangsdrehmoments des Verbrennungsmotors 12 und des Elektromotors/Generators 14 die 2→3 Hochschaltaktion mit einem verminderten Schaltdruck ausgeführt werden kann.
In dem vorliegenden Hybridantriebssystem 10 wird die Lernsteuerung des Hydraulikdrucks PSLU verhindert, wenn sich der Betriebsmodus während der 2→3 Hochschaltaktion des Auto­ matikgetriebes 18 ändert, unmittelbar nach der Wahl des neuen Betriebsmodus oder solange, bis sich der Betriebszustand des Getriebes oder des Verbrennungsmotors aufgrund einer ausrei­ chenden hohen Temperatur des Öls im Getriebe oder des Kühl­ wassers des Verbrennungsmotors stabilisiert. Daher erfolgt in einem Übergangszustand des Fahrzeugs, in dem die Trägheits- und Ausgangscharakteristiken der Antriebskraftquelle nicht stabil sind, keine Aktualisierung der Datenverzeichnisse zur Änderung des Kompensationswerts ΔPSLU für eine Lernsteuerung des Hydraulikdrucks PSLU. Diese Anordnung verbessert in ef­ fektiver Weise die Zuverlässigkeit der Lernsteuerung des Hyd­ raulikdrucks PSLU und des Hydraulikdrucks PB3 der Bremse B3.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 14 bis 18 wird anschlie­ ßend ein gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gestaltetes Hybridantriebssystem beschrieben. Die­ ses Hybridantriebssystem, welches in Fig. 14 im allgemeinen mit dem Bezugszeichen 128 bezeichnet ist, ist für die Anwen­ dung für ein Vierradantrieb-Kraftfahrzeug mit vorderen An­ triebsrädern und hinteren Antriebsrädern geeignet. In dieser dritten Ausführungsform ist die Automatikgetriebesteuerung 52 ebenfalls angepaßt, die im Flußdiagramm von Fig. 11 darge­ stellte Routine zur Ausführung der Lernsteuerung des Hydra­ ulikdrucks PSLU auszuführen, so daß der Hydraulikdruck PB3 der Bremse B3 gemäß den Datenverzeichnissen von Fig. 12 und 13 gesteuert wird.
Im vorliegenden Hybridantriebssystem 128 ist die Hybri­ dantriebssteuerung 50 dazu geeignet, eine lernende Steuerung bzw. Lernsteuerung einer Drehmomentverteilvorrichtung in der Gestalt eines in Fig. 14 gezeigten Übertragungs- oder Zen­ traldifferentialgetriebes 134 auszuführen.
Das Zentraldifferentialgetriebe 134 ist so angeordnet, daß es durch die Ausgangswelle 19 ein Ausgangsdrehmoment To des Automatikgetriebes 18 aufnimmt. Das Zentraldifferential­ getriebe 134 ist dazu vorgesehen, das Verteilverhältnis des Fahrzeugantriebsdrehmoments (des Ausgangsdrehmoments To des Automatikgetriebes 18) auf die vorderen und hinteren An­ triebsräder über eine Vorderradantriebswelle 130 bzw. eine Hinterradantriebswelle 132 zu steuern. Das Zentraldifferenti­ algetriebe 134 weist einen zur Ausgangswelle 19 des Automa­ tikgetriebes 18 koaxialen Planetengetriebesatz 135 auf. Der Planetengetriebesatz 135 beinhaltet einen mit der Ausgangs­ welle 19 in Verbindung stehenden Träger 137 sowie ein Hohlrad 138, welches mit der zur Ausgangswelle 19 koaxialen Hinter­ radantriebswelle 132 in Verbindung steht.
Der Planetengetriebesatz 135 enthält ferner ein mit einem antreibenden Kettenrad 142 einstückig ausgebildetes Sonnenrad 139, welches koaxial und radial außerhalb der Ausgangswelle 19 angeordnet ist. Die Vorderradantriebswelle 132 ist paral­ lel zur Ausgangswelle 19 und weist ein an ihr befestigtes, angetriebenes Kettenrad 143 auf. Das antreibende Kettenrad 142 und das angetriebene Kettenrad 143 stehen miteinander durch eine Kette 145 in Verbindung.
Zwischen dem Träger 137 und dem Hohlrad 138 befindet sich eine Differentialbegrenzungskupplung Cs, welche als eine Dif­ ferentialbegrenzungsvorrichtung dient. Diese Differentialbe­ grenzungskupplung Cs ist eine hydraulisch betätigte Mehr­ scheiben-Naßkupplung. D. h. also, daß die Eingriffskraft der Differentialbegrenzungskupplung Cs durch einen Hydraulikdruck Pc gesteuert wird, der von einem Linearsolenoidventil SLC der in Fig. 15 gezeigten Hydrauliksteuervorrichtung 44 auf die Differentialbegrenzungskupplung Cs aufgebracht wird. Das Li­ nearsolenoidventil SLC wird durch die Hybridantriebssteuerung 50 gesteuert, um den Hydraulikdruck Pc kontinuierlich oder stufenweise zu ändern.
Das Verteilverhältnis des Fahrzeugantriebsdrehmoments auf die vorderen und hinteren Antriebsräder ändert sich mit einer Veränderung des Hydraulikdrucks Pc der Differentialbegren­ zungskupplung Cs. Der Hydraulikdruck Pc wird in einer tech­ nisch bekannten Art und Weise gesteuert. Der Hydraulikdruck Pc wird beispielsweise in Abhängigkeit von einer Differenz zwischen den Drehzahlen der vorderen und hinteren Antriebsrä­ der erhöht. Der Hydraulikdruck Pc kann aber auch so gesteuert werden, daß eine erfaßte, momentane Gierrate des Kraftfahrze­ ugs mit einer Sollgierrate zusammenfällt, welche in Abhängig­ keit vom Lenkwinkel und der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs berechnet wird. Diesbezüglich sei angemerkt, daß das Drehver­ halten des Fahrzeugs mit einem Anstieg des Drehmoments der Hinterradantriebsräder ansteigt.
Die Hybridantriebssteuerung 50 ist für die Ausführung ei­ ner im Flußdiagramm von Fig. 16 dargestellten Routine ange­ paßt, die die Lernsteuerung eines Hydraulikdrucks PSLC des Linearsolenoidventils SLC auszuführt, wodurch den Hydraulik­ druck Pc der Differentialbegrenzungskupplung Cs. so gesteuert wird, daß das Verteilverhältnis des Fahrzeugantriebsdrehmo­ ments durch das Zentraldifferentialgetriebe 134 geändert wird. Wie es in Fig. 15 gezeigt ist, empfängt die Hybridan­ triebssteuerung 50 ein Ausgangssignal eines Drehmomentsensors 146, welches das Ausgangsdrehmoment To der Ausgangswelle 19 des Automatikgetriebes 18 darstellt.
Die Routine von Fig. 16 beginnt mit dem Schritt SC1, wel­ cher dem Schritt SB1 der Routine von Fig. 11 identisch ist. Wenn im Schritt SC1 eine negative Entscheidung (NEIN) erhal­ ten wird, geht der Steuerungsablauf zum Schritt SC2, der dem Schritt SB2 von Fig. 11 identisch ist. Wenn im Schritt SC1 eine bejahende Entscheidung (JA) erhalten wird, geht der Steuerungsablauf zum Schritt SC3, der dem Schritt SB3 von Fig. 11 identisch ist. Die Schritte SC1-SC3 sind somit den Schritten SB1-SB3 der Routine von Fig. 11 identisch.
Wenn im Schritt SC3 eine bejahende Entscheidung (JA) er­ halten wird, geht der Steuerungsablauf zum Schritt SC4, um zu bestimmen, ob der Hydraulikdruck Pc der Differentialbegren­ zungskupplung Cs geändert werden soll. Diese Bestimmung kann in Abhängigkeit von der Gierrate bzw. Giergeschwindigkeit des Fahrzeugs oder dem Lenkwinkel und der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs sowie gemäß einem bestimmten Datenverzeichnis für den Erhalt des gewünschten Drehmomentverteilverhältnisses des Zentraldifferentialgetriebes 134 erfolgen. Die Bestimmung im Schritt SC4 kann aber auch in Abhängigkeit von einer Diffe­ renz ΔNVH zwischen den Drehzahlen der vorderen und hinteren Antriebsräder erfolgen. Es sei darauf hingewiesen, daß das Linearsolenoidventil SLC und ein der Durchführung des Schritts SC4 zugeteilter Abschnitt der Hybridantriebssteue­ rung 50 eine Drehmomentverteilverhältnisänderungsvorrichtung zur Veränderung des Drehmomentverteilverhältnisses des Zen­ traldifferentialgetriebes 34 bildet, welche als die Drehmo­ mentverteilvorrichtung fungiert.
Wenn im Schritt SC4 eine negative Entscheidung (NEIN) er­ halten wird, geht der Steuerungsablauf zum Schritt SC2, um die Lernsteuerung des Hydraulikdrucks PSLC zu verhindern.
Wenn im Schritt SC4 eine bejahende Entscheidung (JA) er­ halten wird, geht der Steuerungsablauf zum Schritt SC5, um zu bestimmen, ob momentan der Betriebsmodus 1 gewählt ist, d. h. ob sich das Hybridantriebssystem 128 im Elektromotorantriebs­ modus befindet, in dem das Kraftfahrzeug nur durch den als die Antriebskraftquelle verwendeten Elektromotors (Elektromotor/Generator) 14 angetrieben wird.
Wenn im Schritt SC5 eine bejahende Entscheidung (JA) er­ halten wird, geht der Steuerungsablauf zum Schritt SC6, in dem die Lernsteuerung des Hydraulikdrucks PSLC in einer für den Betriebsmodus 1 (den Elektromotorantriebsmodus) geeigne­ ten Weise erfolgt. Im Schritt SC6 wird zuerst ein Eingangs­ drehmoment des Zentraldifferentialgetriebes 134, d. h. das Ausgangsdrehmoment To des Automatikgetriebes 18, durch den Drehmomentsensor 146 (Fig. 15) erfaßt. Dann werden ein Grund­ wert PSLC* und ein Kompensationswert ΔPSLC, welche für die Be­ rechnung des Hydraulikdrucks PSLC des Linearsolenoidventils SLC gemäß der folgenden Gleichung (10) verwendet werden, in Abhängigkeit vom abgeschätzten Eingangsdrehmomentwert des Zentraldifferentialgetriebes 134 und gemäß bestimmten Daten­ verzeichnissen erhalten, welche in der Hybridantriebssteue­ rung 50 gespeichert sind:
PSLC = PSLC* + ΔPSLC (10).
Auf diese Weise wird der Hydraulikdruck PSLC des Linear­ solenoidventils SLC bestimmt. Der Hydraulikdruck Pc der Dif­ ferentialbegrenzungskupplung Cs, welche mit dem Linearso­ lenoidventil SLC in Verbindung steht, wird somit geändert. Der Kompensationswert ΔPSLC wird, falls erforderlich, bei­ spielsweise in Abhängigkeit von der Drehzahldifferenz ΔNFR in Abhängigkeit vom Betriebszustand der Differentialbegrenzungs­ kupplung Cs nach der Änderung des Drucks Pc geändert oder ak­ tualisiert. D. h. also, daß das Datenverzeichnis von Fig. 18 für den Betriebsmodus 1 in dem erforderlichen Umfang aktuali­ siert wird.
Ein Beispiel des für die Berechnung des Grundwerts PSLC* verwendeten Datenverzeichnisses ist in Fig. 17 dargestellt, während Datenverzeichnisse, welche für die Berechnung des Kompensationswerts ΔPSLC verwendet werden, in Fig. 18 darge­ stellt sind. Das Datenverzeichnis von Fig. 17 stellt einen Zusammenhang zwischen dem Eingangsdrehmoment des Zentraldif­ ferentialgetriebes 134 (dem Ausgangsdrehmoment To des Automa­ tikgetriebes 18) und dem Grundwert PSLC* des Hydraulikdrucks PSLC dar. In Abhängigkeit vom momentan aus den vier Betriebs­ modi 1-4 gewählten Betriebsmodus wird selektiv eines der vier Datenverzeichnisse von Fig. 18 gewählt. Jedes Datenverzeich­ nis von Fig. 18 stellt einen Zusammenhang zwischen dem Ein­ gangsdrehmoment des Zentraldifferentialgetriebes 134 und dem Kompensationswert ΔPSLC dar. Der Grundwert PSLC* und der Kom­ pensationswert ΔPSLC werden durch eine Interpolation zwischen zwei benachbarten Werten in den Datenverzeichnissen in Abhän­ gigkeit vom erfaßten Eingangsdrehmoment ,erhalten, welches im allgemeinen zwischen den beiden benachbarten Werten in den Datenverzeichnissen liegt.
Wenn im Schritt SC5 eine negative Entscheidung (NEIN) er­ halten wird, d. h. wenn der momentan gewählte Betriebsmodus nicht der Betriebsmodus 1 ist, geht der Steuerungsablauf zum Schritt SC7, um zu bestimmen, ob die Kühlwassertemperatur Tw (°C) des Verbrennungsmotors 12 gleich oder höher ist als der bestimmte Schwellenwert T2. Dieser Schritt SC7 ist dem Schritt SB8 der Routine von Fig. 11 identisch.
Wenn im Schritt SC7 eine negative Entscheidung (NEIN) er­ halten wird, geht der Steuerungsablauf zum Schritt SC2, um die Lernsteuerung des Zentraldifferentialgetriebes 134 zu verhindern oder zu beenden. Die Lernsteuerung wird somit nicht ausgeführt, wenn die Kühlwassertemperatur Tw niedriger ist als der Schwellenwert T2, d. h. unmittelbar nach dem An­ lassen des Verbrennungsmotors 12, da sich der Betrieb des Verbrennungsmotors 12 noch nicht stabilisiert hat. Diese An­ ordnung ist effektiv, um die Zuverlässigkeit der Lernsteue­ rung zu verbessern.
Wenn im Schritt SC7 eine bejahende Entscheidung (JA) er­ halten wird, geht der Steuerungsablauf zum Schritt SC8, um zu bestimmen, ob momentan der Betriebsmodus 2 gewählt ist, d. h. ob sich das Hybridantriebssystem 128 im Verbrennungsmotoran­ triebsmodus befindet, in dem das Fahrzeug nur durch den als die Antriebskraftquelle verwendeten Verbrennungsmotor 12 an­ getrieben wird.
Wenn im Schritt SC8 eine bejahende Entscheidung (JA) er­ halten wird, geht der Steuerungsablauf zum Schritt SC9, in dem die Lernsteuerung des Hydraulikdrucks PSLC in einer für den Betriebsmodus 2 geeigneten Weise erfolgt. Im Schritt SC9 werden der Grundwert PSLC* und der Kompensationswert ΔPSLC für die Berechnung des Hydraulikdrucks PSLC des Linearsolenoid­ ventils SLC in Abhängigkeit vom erfaßten Eingangsdrehmoment des Zentraldifferentialgetriebes 134 und gemäß den bestimmten Datenverzeichnissen auf dieselbe Art und Weise erhalten, wie es bezüglich des Schritts SC6 beschrieben ist. Der Kompensa­ tionswert ΔPSLC wird, falls erforderlich, geändert. Das heißt, daß das Datenverzeichnis von Fig. 18 für den Betriebs­ modus 2 in dem erforderlichen Umfang aktualisiert wird.
Wenn im Schritt SC8 eine negative Entscheidung (NEIN) er­ halten wird, geht der Steuerungsablauf zum Schritt SC10, um zu bestimmen, ob momentan der Betriebsmodus 3 gewählt ist, d. h. ob sich das Hybridantriebssystem 128 im Verbrennungsmotor­ antriebs- und Lademodus befindet, in dem das Kraftfahrzeug nur durch den als die Antriebskraftquelle verwendeten Ver­ brennungsmotor 12 angetrieben wird, während der Elektromo­ tor/Generator 14 gleichzeitig betrieben wird, um die Vorrich­ tung 58 zur Speicherung elektrischer Energie zu baden.
Wenn im Schritt SC10 eine bejahende Entscheidung (JA) er­ halten wird, geht der Steuerungsablauf zum Schritt SC11, in dem die Lernsteuerung des Hydraulikdrucks PSLC in einer für den Betriebsmodus 3 geeigneten Art und Weise erfolgt. D. h., daß der Grundwert PSLC* und der Kompensationswert ΔPSLC für die Berechnung des Hydraulikdrucks PSLC in Abhängigkeit vom Eingangsdrehmoment des Zentraldifferentialgetriebes 134 und gemäß den Datenverzeichnissen von Fig. 17 und 18, wie vorste­ hend bezüglich des Schritts SC6 beschrieben, erhalten werden. Der Kompensationswert ΔPSLC* wird, falls erforderlich, geän­ dert. Das heißt, daß das Datenverzeichnis von Fig. 18 für den Betriebsmodus 3 in dem erforderlichen Umfang aktualisiert wird.
Wenn im Schritt SC10 eine negative Entscheidung (NEIN) erhalten wird, geht der Steuerungsablauf zum Schritt SC12, um zu bestimmen, ob momentan der Betriebsmodus 4, d. h. der Ver­ brennungsmotor-/Elektromotorantriebsmodus, gewählt ist, in dem das Fahrzeug sowohl durch den Verbrennungsmotor 12 wie auch den Elektromotor/Generator 14 angetrieben wird.
Wenn im Schritt SC12 eine bejahende Entscheidung (JA) er­ halten wird, geht der Steuerungsablauf zum Schritt SC13, in dem die Lernsteuerung des Hydraulikdrucks PSLC in einer für den Betriebsmodus 4 geeigneten Art und Weise folgt. D. h. al­ so, daß der Grundwert PSLC* und der Kompensationswert ΔPSLC in Abhängigkeit vom erfaßten Eingangsdrehmoment des Zentraldif­ ferentialgetriebes 134 und gemäß den Datenverzeichnissen von Fig. 17 und 18 erhalten werden. Der Kompensationswert ΔPSLC wird, falls erforderlich, geändert. D. h., daß das Datenver­ zeichnis von Fig. 18 für den Betriebsmodus 4 in dem erforder­ lichen Umfang aktualisiert wird.
Es sei darauf hingewiesen, daß ein der Durchführung der Schritte SC5, SC6 und SC8-SC13 zugeteilter Abschnitt der Hy­ bridantriebssteuerung 50 eine Lernsteuereinrichtung zur Aus­ führung der Lernsteuerung einer steuerbaren Variablen des Zentraldifferentialgetriebes 134, d. h. des Hydraulikdrucks PSLC des Linearsolenoidventils SLC (des Hydraulikdrucks Pc der Differentialbegrenzungskupplung Cs), in Abhängigkeit vom momentan gewählten Betriebsmodus des Hybridantriebssystems 10 bildet. Die Lernsteuereinrichtung weist eine Drucksteuerein­ richtung zur Steuerung des Hydraulikdrucks PB3 auf. Es sei auch darauf hingewiesen, daß die Schritte SC6, SC9, SC11 und SC13 eine Drucksteuereinrichtung zur Steuerung des Hydraulik­ drucks PSLC bilden, wohingegen die Schritte SC1-SC3 und SC7 einer Lernsteuerungsverhinderungseinrichtung entsprechen, die einen Betrieb der Lernsteuereinrichtung zur Ausführung der Lernsteuerung des Hydraulikdrucks PSLC verhindert.
In der vorliegenden dritten Ausführungsform von Fig. 14 bis 18 ist die Hybridantriebssteuerung 50 für die Berechnung des Hydraulikdrucks PSLC in Abhängigkeit des Kompensations­ werts ΔSCL geeignet, welcher gemäß einem der vier Datenver­ zeichnisse erhalten wird, welches dem momentan gewählten Be­ triebsmodus des Hybridantriebssystems 10 oder dem Fahrmodus des Fahrzeugs entspricht. Außerdem werden diese Datenver­ zeichnisse für die Kompensationswerte ΔPSLC in Abhängigkeit vom Betriebszustand der Differentialbegrenzungskupplung Cs nach der Änderung des Drucks PSLC aktualisiert. Somit werden die Datenverzeichnisse für den Kompensationswert ΔPSLC, wel­ cher für die Steuerung des Hydraulikdrucks Ps der Differen­ tialbegrenzungskupplung Cs verwendet wird, in den verschiede­ nen Betriebsmodi des Hybridantriebssystems 128 unabhängig voneinander aktualisiert, wodurch das Verteilverhältnis des Antriebsdrehmoments durch das Zentraldifferentialgetriebe 134 so geändert werden kann, daß ein Stoß bzw. Ruck vermindert wird, und zwar ungeachtet von z. B. Änderungen des Trägheits­ moments und Ausgangsdrehmoments des Verbrennungsmotors 12 und Elektromotors/Generators 14.
Im vorliegenden Hybridantriebssystem 128 wird die Lern­ steuerung des Hydraulikdrucks PSLC verhindert, wenn sich der Betriebsmodus unmittelbar nach der Wahl des neuen Betriebsmo­ dus ändert oder solange, wie sich der Betriebszustand des Be­ triebes oder Verbrennungsmotors aufgrund einer nicht ausrei­ chenden niedrigen Temperatur des Öls in der Hydrauliksteuer­ vorrichtung 144 oder des Kühlwassers des Verbrennungsmotors noch nicht stabilisiert hat. Daher erfolgt in einem Über­ gangszustand des Fahrzeugs, in welchem das Trägheitsmoment und Ausgangskennlinien bzw. Ausgangscharakteristiken der An­ triebskraftquelle nicht stabil sind, keine Aktualisierung der Datenverzeichnisse, um den Kompensationswert ΔPSCL für eine Lernsteuerung des Hydraulikdrucks PSLC zu ändern. Diese An­ ordnung ist effektiv, die Zuverlässigkeit der Lernsteuerung des Hydraulikdrucks PSLC und des Hydraulikdrucks der Kupplung Cs zu verbessern, wodurch das Drehmomentverteilverhältnis des Zentraldifferentialgetriebes 134 gemäß den Datenverzeichnis­ sen von Fig. 18 geeignet gesteuert werden kann.
Fig. 19 und 20 zeigen ein gemäß einer vierten Ausfüh­ rungsform dieser Erfindung konstruiertes Hybridantriebssystem 150. Im Hybridantriebssystem 10 in den vorhergehenden Ausfüh­ rungsformen weist das Automatikgetriebe 18 das Nebengetriebe 20 wie auch das Hauptgetriebe 22 auf. Das in Fig. 19 gezeigte Hybridantriebssystem 150 verwendet ein Automatikgetriebe 152, welches kein Nebengetriebe 20 aufweist und einzig aus dem Hauptgetriebe 22 besteht. Das Automatikgetriebe 152 hat, wie es in Fig. 20 gezeigt ist, vier Vorwärtsantriebsstellungen und eine Rückwärtsantriebsstellung.
Obwohl die gegenwärtig bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen vorstehend beschrieben wurden, sei darauf hinge­ wiesen, daß die Erfindung nicht auf die Einzelheiten der ver­ anschaulichten Ausführungsformen beschränkt ist, sondern mit verschiedenen Veränderungen, Modifikationen und Verbesserun­ gen ausgeführt werden kann, welche für einen Fachmann nahe­ liegend sind, ohne dabei vom Wesen und Umfang der in den an­ hängigen Ansprüchen definierten Erfindung abzuweichen.
Die vorliegende Erfindung sieht somit ein Hybridantriebs­ system für ein Kraftfahrzeug vor, wobei sich eine steuerbare Vorrichtung, wie z. B. ein Automatikgetriebe oder ein Zen­ traldifferentialgetriebe, zwischen Antriebsrädern des Fahrze­ ugs und einer Antriebskraftquelle befindet, die aus einem durch Verbrennung eines Kraftstoffs betriebenen Verbrennungs­ motor und einem mit elektrischer Energie betriebenen Elektro­ motor besteht, und der Verbrennungsmotor und/oder Elektromo­ tor für den Antrieb des Kraftfahrzeugs in verschiedenen Fahr­ modi betrieben wird/werden. Die steuerbare Vorrichtung wird durch eine Steuereinrichtung in Abhängigkeit von einem durch die steuerbare Vorrichtung aufgenommenen Eingangsdrehmoment gesteuert. Die Steuereinrichtung führt eine Abschätzung des Eingangsdrehmoments in Abhängigkeit von einem momentan ge­ wählten Fahrmodus oder eine Lernsteuerung der steuerbaren Vorrichtung in verschiedenen, den verschiedenen Fahrmodi ent­ sprechenden Weisen aus.

Claims (23)

1. Hybridantriebssystem für ein Kraftfahrzeug mit:
einer Antriebskraftquelle, welche aus einem durch Ver­ brennung eines Kraftstoffs betriebenen Verbrennungsmotor (12) und einem mit elektrischer Energie betriebenen Elek­ tromotor (14) besteht, wobei wenigstens der Verbrennungsmo­ tor oder der Elektromotor betrieben wird, um das Kraftfahr­ zeug in einer Vielzahl von Fahrmodi anzutreiben,
einer zwischen der Antriebskraftquelle und den An­ triebsrädern des Kraftfahrzeugs befindlichen steuerbaren Vorrichtung (18, 152) und
einer Steuereinrichtung (52) zur Steuerung der steuer­ baren Vorrichtung in Abhängigkeit von einem durch die steu­ erbare Vorrichtung aufgenommenen Eingangsdrehmoment,
wobei die Steuereinrichtung eine Eingangsdrehmomentab­ schätzeinrichtung (SA3-SA9, SB6, SB7, SB9-SB14) zum Ab­ schätzen des Eingangsdrehmoments der steuerbaren Vorrich­ tung in Abhängigkeit von einem aus der Vielzahl von Fahrmo­ di momentan gewählten Fahrmodus aufweist.
2. Hybridantriebssystem nach Anspruch 1, wobei die steuerbare Vorrichtung ein Automatikgetriebe (18, 152) mit einer Vielzahl von Betriebsstellungen mit jeweils verschie­ denen Übersetzungsverhältnissen aufweist, das Automatikge­ triebe eine Vielzahl von Kopplungsvorrichtungen (B, C) auf­ weist, welche selektiv in Eingriff gebracht und gelöst wer­ den, um die Vielzahl der Betriebsstellungen selektiv einzu­ richten, und die Steuereinrichtung (52) die Kopplungsvor­ richtungen für wenigstens eine der Schaltaktionen des Auto­ matikgetriebes in Abhängigkeit von dem durch die Eingangs­ drehmomentabschätzeinrichtung abgeschätzten Eingangsdrehmo­ ment des Automatikgetriebes steuert.
3. Hybridantriebssystem nach Anspruch 2, wobei die Kopplungsvorrichtungen hydraulisch betätigte Kopplungsvor­ richtungen (B, C) sind und die Steuereinrichtung ferner ei­ ne Drucksteuereinrichtung (SA10, SB7, SB10, SB12, SB14) zur Steuerung eines Hydraulikdrucks von wenigstens einer (B3) der beiden Kopplungsvorrichtungen (B2, B3) der hydraulisch betätigten Kopplungsvorrichtungen in Abhängigkeit von dem durch die Eingangsdrehmomentabschätzeinrichtung abgeschätz­ ten Eingangsdrehmoment aufweist, wobei eine der beiden Kopplungsvorrichtungen in Eingriff gebracht wird, während die andere der beiden Kopplungsvorrichtungen gleichzeitig gelöst wird, um das Automatikgetriebe von einer Betriebs­ stellung in eine andere zu schalten.
4. Hybridantriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Vielzahl von Fahrmodi einen Elektromotoran­ triebsmodus aufweist, in welchem das Kraftfahrzeug nur durch den Elektromotor angetrieben wird, und die Eingangs­ drehmomentabschätzeinrichtung das Eingangsdrehmoment in Ab­ hängigkeit von einem Ausgangsdrehmoment des Elektromotors abschätzt, das bezüglich eines Trägheitsmoments des Elek­ tromotors kompensiert wird.
5. Hybridantriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Vielzahl von Fahrmodi einen Verbrennungsmotor­ antriebsmodus aufweist, in welchem das Kraftfahrzeug nur durch den Verbrennungsmotor angetrieben wird, und die Ein­ gangsdrehmomentabschätzeinrichtung das Eingangsdrehmoment in Abhängigkeit von einem Ausgangsdrehmoment des Verbren­ nungsmotors abschätzt, das bezüglich eines Trägheitsmoments und eines Drehmomentverlusts des Verbrennungsmotors kompen­ siert wird.
6. Hybridantriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Vielzahl der Fahrmodi einen Verbrennungsmotor- /Elektromotorantriebsmodus aufweist, in welchem das Kraft­ fahrzeug sowohl durch den Verbrennungsmotor wie auch den Elektromotor angetrieben wird, und die Eingangsdrehmomen­ tabschätzeinrichtung das Eingangsdrehmoment in Abhängigkeit von einem Ausgangsdrehmoment des Verbrennungsmotors, das bezüglich eines Trägheitsmoments und eines Drehmomentver­ lusts des Motors kompensiert wird, sowie einem Ausgangs­ drehmoment des Elektromotors abschätzt, das bezüglich eines Trägheitsmoments des Elektromotors kompensiert wird.
7. Hybridantriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, mit desweiteren einer Vorrichtung zur Speicherung elek­ trischer Energie (58), mit welcher der Elektromotor betrie­ ben wird, wobei die Vielzahl von Fahrmodi einen Verbren­ nungsmotorantriebs-/Lademodus aufweist, in dem das Kraft­ fahrzeug durch den Verbrennungsmotor angetrieben wird, wäh­ rend der Elektromotor gleichzeitig als ein elektrischer Ge­ nerator zum Laden der Vorrichtung zur Speicherung elektri­ scher Energie betrieben wird, und wobei die Eingangsdrehmo­ mentabschätzeinrichtung das Eingangsdrehmoment in Abhängig­ keit von einem Ausgangsdrehmoment des Verbrennungsmotors, das bezüglich eines Trägheitsmoments und eines Drehmoment­ verlusts des Verbrennungsmotors kompensiert wird, sowie ei­ nem regenerativen Bremsdrehmoment des Elektromotors ab­ schätzt, das bezüglich eines Trägheitsmoments des Elektro­ motors kompensiert wird.
8. Hybridantriebssystem nach Anspruch 1, wobei die steuerbare Vorrichtung ein Automatikgetriebe (18) aufweist und die Steuereinrichtung desweiteren eine Lernsteuerein­ richtung (52, SB6, SB7, SB9-SB14) zur Ausführung einer Lernsteuerung von wenigstens einer steuerbaren Variablen des Automatikgetriebes aufweist, die eine Schaltaktion des Automatikgetriebes beeinflußt, und wobei die Lernsteuerein­ richtung die Lernsteuerung in verschiedenen Weisen aus­ führt, die der Vielzahl von Fahrmodi des Kraftfahrzeugs entsprechen.
9. Hybridantriebssystem für ein Kraftfahrzeug mit:
einer Antriebskraftquelle, welche aus einem durch eine Verbrennung eines Kraftstoffs betriebenen Verbrennungsmotor (12) und einem mit einer elektrischen Energie betriebenen Elektromotor (14) besteht, wobei wenigstens der Verbren­ nungsmotor oder der Elektromotor für den Antrieb des Kraft­ fahrzeugs in einer Vielzahl von Fahrmodi betrieben wird,
einem zwischen der Antriebskraftquelle und den An­ triebsrädern des Kraftfahrzeugs befindlichen Automatikge­ triebe (18) und
einer Schaltsteuereinrichtung (52) zur Steuerung wenig­ stens einer steuerbaren Variablen des Automatikgetriebes, die die Schaltaktion des Automatikgetriebes beeinflußt,
wobei die Schaltsteuereinrichtung eine Lernsteuerein­ richtung (SB7, SB10, SB12, SB14) zur Ausführung einer Lern­ steuerung der wenigstens einen steuerbaren Variablen in verschiedenen, der Vielzahl von Fahrmodi des Kraftfahrzeugs entsprechenden Weisen aufweist.
10. Hybridantriebssystem nach Anspruch 9, wobei das Au­ tomatikgetriebe eine Vielzahl von Betriebsstellungen mit jeweils verschiedenen Übersetzungsverhältnissen hat und ei­ ne Vielzahl von Kopplungsvorrichtungen (B, C) aufweist, welche selektiv in Eingriff gebracht und gelöst werden, um die Vielzahl von Betriebsstellungen selektiv einzurichten, und wobei die Schaltsteuereinrichtung die Kopplungsvorrich­ tungen für wenigstens eine der Schaltaktionen des Automa­ tikgetriebes steuert.
11. Hybridantriebssystem nach Anspruch 10, wobei die Kopplungsvorrichtungen hydraulisch betätigte Kopplungsvor­ richtungen (B, C) sind und die Lernsteuereinrichtung (SB7, SB10, SB12, SB14) eine Drucksteuereinrichtung (SB7, SB10, SB12, SB14) zur Ausführung der Lernsteuerung eines Hydrau­ likdrucks von wenigstens einer (B3) der beiden Kopplungs­ vorrichtungen (B2, B3) der hydraulisch betätigten Kopp­ lungsvorrichtungen in verschiedenen, der Vielzahl von Fahr­ modi des Kraftfahrzeugs entsprechenden Weisen aufweist, und wobei die Schaltsteuereinrichtung die beiden Kopplungsvor­ richtungen so steuert, daß eine der beiden Kopplungsvor­ richtungen in Eingriff gebracht wird, während die andere der beiden Kopplungsvorrichtungen gelöst wird, um das Auto­ matikgetriebe von einer Betriebsstellung in eine andere zu schalten.
12. Hybridantriebssystem nach Anspruch 11, wobei die Lernsteuereinrichtung eine Speichereinrichtung (52) zur Speicherung einer Vielzahl von der Vielzahl von Fahrmodi des Kraftfahrzeugs entsprechenden Datenverzeichnissen auf­ weist, wobei jedes der Datenverzeichnisse einen Zusammen­ hang zwischen einem Betriebsparameter des Automatikgetrie­ bes und einem Kompensationswert des Hydraulikdrucks von der wenigstens einen der beiden Kopplungsvorrichtungen (B2, B3) darstellt und die Lernsteuereinrichtung den Kompensations­ wert des Hydraulikdrucks in Abhängigkeit vom Betriebspara­ meter und in Abhängigkeit von einem der Datenverzeichnisse bestimmt, das einem von der Vielzahl der Fahrmodi momentan gewählten Fahrmodus entspricht.
13. Hybridantriebssystem nach Anspruch 12, wobei die Lernsteuereinrichtung jedes der Datenverzeichnisse in Ab­ hängigkeit von einem Zustand, in dem das Automatikgetriebe von einer der Vielzahl der Betriebsstellungen in eine ande­ re geschaltet wird, in dem aus der Vielzahl von Fahrmodi momentan gewählten Fahrmodus aktualisiert.
14. Hybridantriebssystem nach Anspruch 12 oder 13, wo­ bei die Schaltsteuereinrichtung desweiteren eine Eingangs­ drehmomentabschätzeinrichtung (SB6, SB7, SB9-SB14) zum Ab­ schätzen des Eingangsdrehmoments des Automatikgetriebes als den Betriebsparameter in Abhängigkeit von dem aus der Viel­ zahl der Fahrmodi momentan gewählten Fahrmodus aufweist und wobei die Lernsteuereinrichtung den Kompensationswert des Hydraulikdrucks in Abhängigkeit von dem durch die Eingangs­ drehmomentabschätzeinrichtung abgeschätzten Eingangsdrehmo­ ment und gemäß einem der Datenverzeichnisse bestimmt.
15. Hybridantriebssystem nach einem der Ansprüche 9 bis 14, wobei die Schaltsteuereinrichtung desweiteren eine Lernsteuerverhinderungseinrichtung (52, SB1-SB3, SB5, SB8) aufweist, die den Betrieb der Lernsteuereinrichtung zur Ausführung der Lernsteuerung von der wenigstens einen steu­ erbaren Variablen in wenigstens einem bestimmten Fahrzu­ stand des Kraftfahrzeugs aufweist, welcher wenigstens den Zustand, daß der momentan gewählte Fahrmodus des Kraftfahr­ zeugs während der Schaltaktion des Automatikgetriebes von einem der Vielzahl der Fahrmodi in einen anderen übergegan­ gen ist, oder den Zustand, daß nach der Wahl des momentan gewählten Fahrmodus keine bestimmte Zeit vergangen ist, auf­ weist.
16. Hybridantriebssystem für ein Kraftfahrzeug mit vor­ deren und hinteren Antriebsrädern, welches aufweist:
eine Antriebskraftquelle, die aus einem durch Verbren­ nung eines Kraftstoffs betriebenen Verbrennungsmotor (12) und einem mit elektrischer Energie betriebenen Elektromotor (14) besteht, wobei wenigstens der Verbrennungsmotor oder der Elektromotor für den Antrieb des Kraftfahrzeugs in ei­ ner Vielzahl von Fahrmodi betrieben wird,
eine zwischen der Antriebskraftquelle und den Antriebs­ rädern des Kraftfahrzeugs befindliche Drehmomentverteilvor­ richtung (134) für die Verteilung eines von der Antriebs­ kraftquelle erzeugten Antriebsdrehmoments auf die vorderen und hinteren Antriebsräder mit einem steuerbaren Verteil­ verhältnis,
einer Drehmomentverteilverhältnisänderungseinrichtung (44, SLC, 50, SC4) zur Steuerung der Drehmomentverteilvor­ richtung, um das Verteilverhältnis des Antriebsdrehmoments zu ändern, und
eine Lernsteuereinrichtung (50, SC5, SC6, SC8-SC11) zur Ausführung einer Lernsteuerung einer steuerbaren Variablen der Drehmomentverteilvorrichtung, welche das Verteilver­ hältnis beeinflußt, wenn das Verteilverhältnis durch die Drehmomentverteilverhältnisänderungseinrichtung geändert wird,
wobei die Lernsteuereinrichtung die Lernsteuerung der steuerbaren Variablen in verschiedenen, der Vielzahl der Fahrmodi des Kraftfahrzeugs entsprechenden Weisen ausführt.
17. Hybridantriebssystem nach Anspruch 16 mit desweite­ ren einer Lernsteuerverhinderungseinrichtung (50, SC1-SC3, SC7), die den Betrieb der Lernsteuereinrichtung zur Ausfüh­ rung der Lernsteuerung der steuerbaren Variablen in wenig­ stens einem bestimmten Fahrzustand des Kraftfahrzeugs ver­ hindert.
18. Hybridantriebssystem nach Anspruch 17, wobei der wenigstens eine bestimmte Fahrzustand wenigstens einen der folgenden Zustände aufweist:
den Zustand, daß nach der Wahl des momentan gewählten Fahrmodus eine bestimmte Zeit nicht vergangen ist,
den Zustand, daß eine Temperatur eines Arbeitsfluids für den Betrieb der Drehmomentverteilvorrichtung niedriger ist als ein bestimmter unterer Grenzwert, oder
den Zustand, daß eine Temperatur des Kühlwassers zum Kühlen des Verbrennungsmotors niedriger ist als ein be­ stimmter unterer Grenzwert.
19. Hybridantriebssystem nach einem der Ansprüche 16 bis 18, wobei die Drehmomentverteilvorrichtung (134) eine Zentraldifferentialvorrichtung mit einer hydraulisch betä­ tigten Differentialbegrenzungskupplung (Cs) aufweist, deren Hydraulikdruck (Ps) durch die Drehmomentverteilverhältni­ sänderungseinrichtung geändert wird.
20. Hybridabtriebssystem nach Anspruch 19, wobei die Lernsteuereinrichtung eine Drucksteuereinrichtung (SC6, SC9, SC11, SC13) zum Ausführen einer Lernsteuerung des Hy­ draulikdrucks der Differentialbegrenzungskupplung als die Variable der Drehmomentverteilvorrichtung in verschiedenen, der Vielzahl von Fahrmodi des Kraftfahrzeugs entsprechenden Weisen aufweist.
21. Hybridabtriebssystem nach Anspruch 20, wobei die Lernsteuereinrichtung eine Speichereinrichtung (50) zur Speicherung einer Vielzahl von Fahrmodi des Kraftfahrzeugs ent­ sprechen, wobei jedes der Datenverzeichnisse einen Zusam­ menhang zwischen einem Betriebsparameter der Zentraldiffe­ rentialvorrichtung (134) und einem Kompensationswert des Hydraulikdrucks der Differentialbegrenzungskupplung dar­ stellt, und wobei die Lernsteuereinrichtung den Kompensati­ onswert in Abhängigkeit vom Betriebsparameter und einem der Datenverzeichnisse bestimmt, das einem aus der Vielzahl der Fahrmodi momentan gewählten Fahrmodus entspricht.
22. Hybridantriebssystem nach Anspruch 21, wobei der Betriebsparameter der Zentraldifferentialvorrichtung ein von der Zentraldifferentialvorrichtung aufgenommenes Ein­ gangsdrehmoment ist.
23. Hybridantriebssystem nach Anspruch 21 oder 22, wobei die Lernsteuereinrichtung jedes der Datenverzeichnisse in Abhängigkeit von einem Zustand, in dem das Verteilverhält­ nis geändert wird, indem der Hydraulikdruck der Differen­ tialbegrenzungskupplung durch die Drucksteuereinrichtung geändert wird, in einem dem jeweiligen Datenverzeichnis entsprechenden Fahrmodus aktualisiert.
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