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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Steuervorrichtung für ein Hybridfahrzeug
gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
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Bekannt
ist ein Hybridfahrzeug, bei dem durch die Kombination einer Vielzahl
von Antriebsmaschinen die gesamte Effizienz verbessert werden soll,
wobei die Vorteile der einzelnen Antriebsmaschinen ausgenutzt und
deren Nachteile ausgeglichen werden. Ein Beispiel für ein solches
Hybridfahrzeugs ist in der JP 7-186748 A offenbart.
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Das
offenbarte Hybridfahrzeug ist mit einer Brennkraftmaschine (einem
Verbrennungsmotor) und einem Elektromotor-Generator als die Antriebsmaschinen
ausgestattet. Der Elektromotor-Generator hat eine Kraftantriebsfunktion,
die in der Umwandlung von elektrischer Energie in kinetische Energie besteht,
und eine regenerative Funktion, die darin besteht, durch die Umwandlung
von kinetischer Energie in elektrische Energie eine regenerative
Bremskraft zu erzeugen.
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Das
Hybridfahrzeug ist ferner so konstruiert, daß die Antriebskraft der Brennkrafmaschine
entweder zu den Vorderrädern
oder den Hinterrädern übertragen
wird, wohingegen die Antriebskraft des Elektromotor-Generators zu
den Rädern übertragen
wird, zu denen keine Übertragung
der Antriebskraft der Brennkraftmaschine erfolgt.
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Dieses
Hybridfahrzeug ist andererseits mit einer Steuerung ausgestattet,
um seinen Betriebszustand zu steuern. In diese Steuerung werden
eine Vielzahl von den Fahrzustand angebenden Signalen eingegeben,
wie z. B die Drehzahl der Brennkraftmaschine, die Drosselklappenöffnung,
der Lenkwinkel, der Bremspedalbetätigungshub, der Gaspedalbetätigungs hub
oder die Getriebestellung. Der Elektromotor-Generator wird durch
diese Steuerung in Abhängigkeit
von diesen Signalen gesteuert.
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Beispielsweise
wird in einem Zustand, in dem das Hybridfahrzeug geradeaus oder
mit einem geringen Lenkwinkel fährt,
bei einer Beschleunigung die Antriebskraft und bei einer Verzögerung die Bremskraft
erfaßt.
Des weiteren wird für
den Fall, daß ein
Antriebskraftmangel erfaßt
wird, dieser durch die Antriebskraft eines Elektromotors-Generators
ausgeglichen. Falls dagegen ein Bremskraftmangel erfaßt wird,
wird dieser durch die regenerative Bremskraft des Elektromotors-Generators
kompensiert.
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Gemäß der vorstehend
erwähnten
Offenlegungsschrift wird bei diesem Hybridfahrzeug jedoch nur eine
Kompensation eines Antriebskraftmangels der Brennkraftmaschine oder
eines Bremskraftmangels des Fahrzeugs durch den Elektromotor-Generator
bewirkt. Es wird also keine Übergangssituation berücksichtigt,
die die Betriebszustandsänderungen der
Brennkraftmaschine und des mit der Brennkraftmaschine in Verbindung
stehenden Getriebes begleitet. Daher kann nicht behauptet werden,
daß die
Ausgangsleistung des parallel zur Brennkraftmaschine verwendeten
Elektromotors-Generators all den verschiedenen Situationen, die
von Beginn bis Ende des Fahrzeugbetriebs auftreten, ausreichend
gerecht wird. Dies bedeutet eine nur eingeschränkte Verbesserung des Betriebsverhaltens,
des Fahrverhaltens oder des Fahrkomforts.
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Aus
der JP 63-203430 A ist eine Steuervorrichtung für ein Hybridfahrzeug gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1 bekannt. Vorgeschlagen wird im Besonderen, einen
Elektromotor-Generator als eine zweite Antriebsmaschine neben einer
Brennkraftmaschine als eine erste Antriebsmaschine so zu steuern,
daß das
Gesamtmoment an den Vorder- und Hinterrädern nach einer Schaltung des
Automatikgetriebes dem Ge samtmoment an den Vorder- und Hinterrädern vor
der Schaltung angeglichen wird.
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Weitere
Steuervorrichtungen für
Hybridfahrzeuge sind aus der
DE 42 02 083 C2 und der JP 06-319210 A bekannt.
In der
DE 4 2 02 083
C2 wird vorgeschlagen, Getriebevorgänge mit Hilfe eines Elektromotors-Generators
durch Erzeugung einer Beschleunigung oder einer Verzögerung zu
unterstützen.
In der JP 06-319210 A wird vorgeschlagen, während einer Hochschaltung bei
Erreichen einer Trägheitsphase
eine Korrektursteuerung auszuführen,
die eine allmähliche
Reduzierung des Drehmoments eines Elektromotors-Generators vorsieht,
um einen schaltungsbedingten Trägheitseffekt
zu kompensieren.
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Ausgehend
von der JP 63-203430 A liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe
zugrunde, eine verbesserte Steuervorrichtung für ein Hybridfahrzeug zu schaffen,
die durch einen geschickten Einsatz zweier unabhängig arbeitender Antriebsmaschinen einen
ruckfreien Hochschaltvorgang des Automatikgetriebes ermöglicht.
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Diese
Aufgabe wird durch eine Steuervorrichtung mit den Merkmalen des
Anspruchs 1 gelöst.
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Erfindungsgemäß erzeugt
die zweite Antriebsmaschine während
eines Hochschaltvorgangs des Automatikgetriebes bis zum Beginn einer
Trägheitsphase
eine die Antriebskraft der ersten Antriebsmaschine ergänzende Antriebskraft
und mit Beginn der Trägheitsphase
eine regenerative Bremskraft. Als Folge davon kann eine vorübergehende Änderung
der Antriebskraft aufgrund des Hochschaltens des Automatikgetriebes
unterdrückt
werden, so daß ein
Schaltruck verhindert wird, wodurch der Fahrkomfort, das Betriebsverhalten
und Fahrverhalten verbessert werden.
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Gegenstand
des Anspruchs 2 ist eine Weiterbildung der Steuervorrichtung nach
dem Anspruch 1.
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Die
Merkmale der vorliegenden Erfindung wenden aus der folgenden detailierten
Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen besser ersichtlich.
Es sei jedoch ausdrücklich
darauf hingewiesen, daß die
Zeichnungen nur dem Zwecke der Veranschaulichung dienen und nicht
als eine Festlegung der Grenzen der Erfindung beabsichtigt sind.
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1 ist
eine konzeptionelle Ansicht, die eine schematische Gestaltung eines
Hybridfahrzeugs zeigt, auf das die Erfindung angewendet wird.
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2 ist
ein Blockdiagramm, das einen Steuerungsschaltkreis für das erfindungsgemäße Hybridfahrzeug
zeigt.
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3 ist
ein Ablaufdiagramm, das ein Steuerungsbeispiel der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung
zeigt.
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4 ist
ein Charakteristikdiagramm, das Änderungen
des Ausgangsdrehmoments des Automatikgetriebes und des Brennkraftmaschinendrehmoments
im Steuerungsbeispiel von 3 veranschaulicht.
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Unter
Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen wird die vorliegende
Erfindung nun ausführlich
beschrieben. 1 ist eine schematische Draufsicht,
die den Aufbau eines Hybridfahrzeugs HF der vorliegenden Erfindung
zeigt. Im Frontbereich dieses Hybridfahrzeugs HF ist, wie in 1 gezeigt ist,
eine Brennkraftmaschine 1 angeordnet. Die Brennkraftmaschine 1 entspricht
einer ersten Antriebsmaschine. Die Brennkraftmaschine 1 kann durch
eine Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung, beispielsweise
einen Benzin-, einen Diesel- oder einen Flüssiggasmotor realisiert werden.
Die Brennkraftmaschine 1 ist in der bekannten weise gestaltet
und weist (obwohl nicht gezeigt) ein Ansaugrohr, eine Brennkammer,
einen Kolben, einen Zylinder, ein Kraftstoffsystem, ein elektrisches
System, ein Kühlsystem
sowie ein Schmiersystem auf.
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Die
Brennkraftmaschine 1 kann darüber hinaus durch eine Brennkraftmaschine
mit umschaltbaren Zylindern realisiert werden, bei der jeder oder
einige der Zylinder in einen Kraftstoffzufuhrblockierzustand gesteuert
werden kann. Darüber
hinaus kann die Brennkraftmaschine 1 durch eine mit einer
rechten und linken Zylinderreihe ausgestattete Brennkraftmaschine
realisiert werden, bei der die Reihen so umgeschaltet werden können, daß die Kraftstoffzufuhr-
bzw. Kraftstoffzufuhrblockierzustände für jede Reihe geschaltet werden
können.
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An
den hinteren Endabschnitt einer Kurbelwelle 1A der Brennkraftmaschine 1 ist
andererseits ein nicht gezeigtes Schwungrad angebracht. Durch die
Stromversorgung von einer ersten Batterie 43 wird darüber hinaus
ein Anlaßmotor 44 aktiviert,
um das Schwungrad am Anfang anzuwerfen. In der Brennkraftmaschine 1 wird
die Wärmeenergie,
die durch die Explosion des in die Brennkammer zugeführten Kraftstoffs
erzeugt wird, in kinetische Energie umgewandelt, das heißt in die
Hin- und Herbewegungen des Kolbens. Diese Hin- und Herbewegungen des
Kolbens werden in Rotationsbewegungen der Kurbelwelle 1A umgewandelt.
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Bei
der vorliegenden Ausführungsform
wird eine sogenannte "Brennkraftmaschine
in Queranordnung" verwendet,
bei der die Kurbelwelle 1A im allgemeinen senkrecht zur
Fahrtrichtung des Hybridfahrzeugs HF angeordnet ist. Das vorstehend
erwähnte Ansaugrohr
ist mit einer über
das Gaspedal zu betätigenden
Drosselklappe und einer stromaufwärts der Drosselklappe befindlichen
und über
eine andere Betätigungsvorrichtung
unabhängig
von der Betätigung des
Gaspedals zu betätigenden
Nebendrosselklappe ausgestattet. Diese Nebendrosselklappe wird in
Abhängigkeit
vom Fahr- bzw. Betriebszustand des Fahrzeugs geöffnet/geschlossen, wodurch
der Antriebs-/Nichtantriebszustand der Brennkraftmaschine 1 automatisch
gesteuert werden kann.
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An
der Ausgangsseite der Brennkraftmaschine 1 und nach dieser
ausgerichtet befindet sich des weiteren ein Automatikgetriebe 2.
Dieses Automatikgetriebe 2 entspricht dem bekannten, sogenannten "Queranordnungstyp", bei dem das Ausgangsdrehmoment
der Brennkraftmaschine 1 über einen Drehmomentwandler 2B in
eine hauptsächlich
aus einer Planetengetriebevorrichtung bestehenden Gangschalteinheit 2E eingegeben
wird. Der vorstehend erwähnte
Drehmomentwandler 2B entspricht der Starteinheit der vorliegenden
Erfindung.
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Der
Drehmomentwandler 2B besteht aus einer mit dem Schwungrad
der Brennkraftmaschine 1 in Verbindung stehenden vorderen
Abdeckung 2F, einem an der vorderen Abdeckung 2F angebrachten Pumpenrad 2G,
einem an einer nachstehend beschriebenen Zwischenwelle angebrachten
Turbinenrad 2H und einer Überbrückungskupplung 2D zum mechanischen
Verblocken der vorderen Abdeckung 2F und der Zwischenwelle 2A.
Die vordere Abdeckung 2F oder das Pumpenrad 2G entsprechen
dem Eingangsbauteil der vorliegenden Erfindung; das Turbinenrad 2H entspricht
dem Ausgangsbauteil der vorliegenden Erfindung.
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Die
Gangschalteinheit 2E führt
durch die Betätigung/Freigabe
von Reibeingriffselementen, wie z. B. Kupplungen und/oder Bremsen,
Gangschaltungen aus und ist mit einer Zwischenwelle 2A und
einer parallel zur Zwischenwelle 2A angeordneten Vorgelegewelle 2C ausgestattet.
Als Folge davon wird das von der Brennkraftmaschine 1 in
das Automatikgetriebe 2 eingegebene Drehmoment durch die
Gangschalteinheit 2E vermindert oder verstärkt und
anschließend
von der Vorgelegewelle 2C an eine Differentialeinheit 4 abgege ben.
Darüber
hinaus sind Vorderräder 7 und 8 an
Antriebswellen 5 und 6 angebracht, die mit der
Differentialeinheit 4 in Verbindung stehen,. Diese Antriebswellen 5 und 6 sind
im Allgemeinen parallel zur Brennkraftmaschine 1 und zum Automatikgetriebe 2 angeordnet.
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Im
Heckbereich des Hybridfahrzeugs HF ist andererseits ein Elektromotor-Generator 9 angeordnet.
Der ElektromotorGenerator 9 entspricht einer zweiten Antriebsmaschine.
Der Elektromotor-Generator 9 hat eine regenerative Funktion,
die darin besteht durch die Umwandlung von mechanischer Energie
in elektrische Energie eine regenerative Bremskraft zu erzeugen,
und eine Kraftantriebsfunktion, die in der Umwandlung von elektrischer
Energie in mechanische Energie besteht. Dieser Elektromotor-Generator 9 ist
der bekannten Weise aufgebaut und besteht aus einer hohlen Ausgangswelle 10,
einer um den Außenumfang
der Ausgangswelle 10 gewickelten Wicklung 10A sowie
einem um die Wicklung 10A herum angeordneten (nichtgezeigten)
Magneten. Die Ausgangswelle 10 steht ferner mit einer bekannten Differentialvorrichtung 11 in
Verbindung; des weiteren sind Hinterräder 14 und 15 an
Antriebswellen 12 und 13 befestigt, die mit der
Differentialvorrichtung 11 in Verbindung stehen.
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Am
Hybridfahrzeug HF ist ferner eine zweite Batterie 16 angebracht,
deren abgegebener Gleichstrom durch einen Wechselrichter 17 in
einen Wechselstrom umgewandelt wird. Dieser Wechselstrom wird dem
Elektromotor-Generator 9 zugeführt, um ihn zu aktivieren.
Der Elektromotor-Generator 9 und der Wechselrichter 17 werden
im Übrigen
durch eine Steuereinrichtung 18 gesteuert. Darüber hinaus
ist die zweite Batterie 16 durch einen Transformator 45 und
eine zweite Steuerung 46 mit dem Anlaßmotor 44 verbunden.
Als Folge davon kann der Gleichstrom der zweiten Batterie 16 einer
Spannungsumwandlung unterzogen werden und dem Anlaßmotor 44 zugeführt werden.
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2 ist
ein Blockdiagramm, das einen Hauptsteuerungsschaltkreis des vorstehend
erwähnten
Hybridfahrzeugs HF zeigt. Die vorstehend erwähnte erste Steuerung 18 besteht
aus einem Mikrocomputer, der mit einer zentralen Verarbeitungseinheit,
einer Speichereinheit sowie einer Eingabe/Ausgabeschnittstelle ausgestattet
ist. Die zentrale Verarbeitungseinheit wurde durch eine CPU oder
MPU realisiert; die Speichereinheit wurde durch einen ROM und RAM
realisiert.
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In
die Steuereinrichtung 18 werden folgende Signale eingegeben:
das EIN/AUS-Signal eines Overdrive-Schalters 19, der dazu
dient, die Drehzahl der Vorgelegewelle 2C des Automatikgetriebes 2 so zu
erhöhen,
daß sie
höher ist
als die der Kurbelwelle 1A der Brennkraftmaschine 1,
das Signal einer Brennkraftmaschinenbremskraftwählvorrichtung 20 zum
Einstellen der Brennkraftmaschinenbremskraft der Brennkraftmaschine 1 und
das Signal eines Schaltstellungssensors 21 zum Erfassen
einer Schaltstelltung (oder einer Fahrstufe bzw. eines Gangs) des
Automatikgetriebes 2.
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Des
weiteren werden in die Steuereinrichtung 18 eingegeben:
das Signal eines Fahrzeuggeschwindigkeitssensors 22 zum
Erfassen der Fahrzeuggeschwindigkeit, das Signal eines Abstandssensors 23 zum
Erfassen des Abstands zwischen dem Fahrzeug des Fahrers und einem
vorausfahrenden oder nachfolgenden Fahrzeug, das Signal eines Brennkraftmaschinendrehzahlsensors 24 zum
Erfassen der Drehzahl der Kurbelwelle 1A der Brennkraftmaschine 1 und
das Signal eines Turbinenraddrehzahlsensors 25 zum Erfassen
der Drehzahl des Turbinenrads 2H.
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In
die Steuereinrichtung 18 werden ebenfalls eingegeben: das
Signal eines Moduseinstellschalters 26, der vom Fahrer
manuell oder in Abhängigkeit vom
Zustand des Fahrzeugs automatisch geschaltet wird, das Signal eines
Gra dientensensors 27 zum Erfassen des Gradienten einer
Straße,
das Signal eines Kriechen-EIN/AUS-Schalters 28 zum Ein-/Ausschalten eines
Kriechdrehmoments, um durch die Drehmomentverstärkung des Drehmomentwandlers 2B eine
Antriebskraft einzurichten, und das Signal einer Unaufmerksamkeitsüberwachungskamera 29 zum Überwachen
einer Unaufmerksamkeit des Fahrers.
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In
die Steuereinrichtung 18 werden ferner eingegeben: das
Signal eines Beschleunigungssensors 30 zum Erfassen der
Längsbeschleunigung
des Hybridfahrzeugs HF, das Signal eines Öldrucksensors 31 zum
Erfassen des Öldrucks
einer (nichtgezeigten) Servobetätigungsvorrichtung
zur Betätigung der
Reibeingriffselemente des Automatikgetriebes 2, das Signal
eines Zündschalters 32,
das durch die Betätigung
des Zündschlüssels vom
Fahrer ausgegeben wird, das Signal eines Drosselklappensensors 35 zum
Erfassen der Drosselklappenöffnung
der Brennkraftmaschine 1 und das Signal eines Fahrbereichsstellungssensors 36 zum
Erfassen eines vom Fahrer gewählten
Fahrbereichs des Automatikgetriebes 2.
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Schließlich werden
in die Steuereinrichtung 18 eingegeben: das Signal eines Bergabfahrzeuggeschwindigkeitssteuerungsschalters 37 zur
Steuerung der Fahrzeuggeschwindigkeit bei einer Bergabfahrt, das
Signal eines Abstandssteuerungsschalters 38 zum Halten
des Abstands zwischen dem Fahrzeug und einem vorausfahrenden oder
nachfolgenden Fahrzeug auf einem konstanten Wert, das Signal eines
Ausgangswellendrehzahlsensors 40 zum Erfassen der Drehzahl
der Vorgelegewelle 2C des Automatikgetriebes 2 und
das Signal eines Gaspedalschalters 41 zum Erfassen des
Betätigungshubs
des Gaspedals.
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Andererseits
werden von der Steuereinrichtung 18 Signale zur Steuerung
folgender Einrichtungen ausgegeben: eines Schaltsolenoidventils 33 zur Steuerung
der Betätigung/Freigabe
der Reibeingriffselemente des Automatikge triebes 2, eines Überbrückungskupplungssolenoidventils 34 zur
Steuerung der Betätigung/Freigabe
der Überbrückungskupplung 2D und
des Wechselrichters 17 zur Umwandlung des Gleichstroms
in den Wechselstrom.
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Des
weiteren werden von der Steuereinrichtung 18 Signale zur
Steuerung folgender Einrichtungen ausgegeben: des Elektromotors-Generators 9, einer
Nebendrosselklappenbetätigungsvorrichtung 39 zum Öffnen/Schließen der
im Ansaugrohr der Brennkraftmaschine 1 befindlichen Nebendrosselklappe
und einer Kraftstoffzufuhreinrichtung 42 zum Zuführen des
Kraftstoffs in die Brennkammer der Brennkraftmaschine 1.
Die Antriebskraft oder die regenerative Bremskraft des Elektromotors-Generators 9 wird
in Abhängigkeit
vom Wert des von der zweiten Batterie 16 gelieferten Stroms
eingestellt.
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In
Abhängigkeit
von den verschiedenen, in die Steuereinrichtung 18 eingegebenen
Signalen werden die Betriebszustände
des vorstehend erwähnten
Hybridfahrzeugs HF erfaßt.
In Abhängigkeit von
den erfaßten
Betriebszuständen
werden ferner die Brennkraftmaschine 1, der Elektromotor-Generator 9 oder
das Automatikgetriebe 2 gesteuert. Der vorstehend erwähnte Betriebsmodus
kann durch das Schalten des Moduseinstellschalters 26 in
einen Normalmodus, einen Sparmodus, einen Antriebsmodus, einen Schneemodus,
einen Sportmodus oder einen Notfallfluchtmodus eingestellt werden.
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Um
den Betriebszustand des Fahrzeugs zu entscheiden, sind in der Steuereinrichtung 18 Referenz-
bzw. Bezugsdaten gespeichert, die die Fahrzeuggeschwindigkeit, die
Brennkraftmaschinenbremskraft, die Drosselklappenöffnung,
den Abstand zwischen den Fahrzeugen oder das Ausgangsdrehmoment
des Automatikgetriebes 2 beinhalten. Des weiteren sind
in der Steuereinrichtung 18 Daten zur Steuerung der Kraftantriebsfunktion
oder der regenerativen Funktion des Elektromotors-Generators 9 in Abhängigkeit
vom Betriebsmodus oder -zustand gespeichert. Im besonderen sind
die jedem Gang des Automatikgetriebes 2 entsprechende regenerative Bremskraft,
die der Änderung
des Drehmoments der Vorgelegewelle 2c entsprechende regenerative Bremskraft
oder Antriebskraft, die dem Bedarf für die Beschleunigung des Fahrzeugs
entsprechende Antriebskraft und die der Drehzahl der Brennkraftmaschine 1 während eines Übergangs
vom Kraftstoffzufuhrblockierzustand in den Kraftstoffzufuhrzustand entsprechende
Antriebskraft gespeichert.
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Schließlich ist
in der Steuereinrichtung 18 ein Schaltdiagramm für die Steuerung
der Gänge
des Automatikgetriebes 2 und der Betätigung/Freigabe der Überbrückungskupplung 2D gespeichert.
Dieses Schaltdiagramm verwendet die Öffnung der Drosselklappe der
Brennkraftmaschine 1 und die Fahrzeuggeschwindigkeit als
seine Parameter und weist eine Herunterschaltkurve zum Bestimmen
eines Herunterschaltpunkts des Automatikgetriebes 2, eine Hochschaltkurve
zum Bestimmen eines Hochschaltspunkts des Automatikgetriebes 2 und
eine Überbrückungskurve
zur Steuerung der Betätigung/Freigabe
der Überbrückungskupplung 2D auf.
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Dieses
Schaltdiagramm wird in Abhängigkeit von
dem durch den Moduseinstellschalter 26 eingestellten Fahrmodus
gewechselt. Beispielsweise wird im Fall des Schaltdiagramms für den Sparmodus eher
ein höherer
Gang verwendet als im Fall des Schaltdiagramms für den Normalmodus. Eine zu Lasten
des Kraftstoffverbrauchs gehende Fahrt kann demnach verhindert werden,
wenn der Sparmodus gewählt
wird, während
das Hybridfahrzeug HF auf einer Autobahn bzw. Schnellstraße fährt.
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Im
Fall des Schaltdiagramms für
den Kraftmodus wird dagegen eher ein niedrigerer Gang verwendet
als im Fall des Schaltdiagramms für den Normalmodus. Im besonderen
wird, wenn während
der Fahrt des Hybridfahrzeugs HF in einer bergigen Landschaft der
Kraftmodus gewählt
wird, das Kraftan triebsfahrverhalten verbessert; die Brennkraftmaschinenbremskraft
trägt zudem
effektiv dazu bei, das Fahrverhalten zu verbessern.
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Das
dem Schneemodus entsprechende Schaltdiagramm beeinhaltet, daß beim Start
des Hybridfahrzeugs HF der zweite Gang eingestellt wird. wenn beim
Starten des Hybridfahrzeugs HF auf einer Straße mit einem niedrigen Reibungskoeffizienten der
Schneemodus gewählt
wird, wird die Antriebskraft des Fahrzeugs im besonderen derart
reduziert, daß ein
Schlupf der Antriebsräder
verhindert wird, wodurch sich die Lenkstabilität des Fahrzeugs verbessert.
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Der
Sportmodus ist im übrigen
ein Modus, in dem die Gänge
des Automatikgetriebes 2 durch ein manuelles Schalten des
Fahrers eingelegt werden, und in dem die vorstehend erwähnten Schaltiagramme
nicht verwendet werden.
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Die
Schaltdiagramme können
in Abhängigkeit
von den Fahrmodi folgendermaßen
gewechselt werden: durch ein Verfahren, wonach ein Bezugsschaltdiagramm
durch eine Bearbeitung während des
Betriebs korrigiert wird; oder ein Verfahren, wonach im voraus verschiedene
Arten von Schaltdiagrammen gespeichert sind, die dann ausgetauscht werden
können.
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Der
Antrieb dieses Hybridfahrzeugs HF erfolgt durch die Antriebskraft,
die von der Brennkraftmaschine 1 und/oder dem Elektromotor-Generator 9 abgegeben
wird. Die Antriebskraft der Brennkraftmaschine 1 wird durch
das Automatikgetriebe 2, die Differentialeinheit 4 und
die Antriebswellen 5 und 6 zu den Vorderrädern 7 und 8 übertragen.
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Die
Antriebskraft des Elektromotors-Generators 9 wird andererseits
durch die Ausgangswelle 10, die Differentialvorrichtung 11 und
die Antriebswellen 12 und 13 zu den Hinterrädern 14 und 15 übertragen. Die
auszuführenden
Steuerungen dienen dazu, in Abhängigkeit
vom gewählten
Betriebs modus oder -zustand die Brennkraftmaschine 1 oder
den Elektromotor-Generator 9 anzuhalten und bei einer Verzögerung des
Hybridfahrzeugs HF den Elektromotor-Generator 9 als einen
Kraft- bzw. Energiegenerator zu betreiben. Wenn der Elektromotor-Generator 9 als
ein Energiegenerator fungiert, wird die Trägheitsenergie in elektrische
Energie umgewandelt, wodurch eine regenerative Bremskraft geschaffen
wird. Die in diesem Fall durch das regenerative Bremsen des Elektromotors-Generators 9 erzeugte
elektrische Energie wird in der zweiten Batterie 16 gespeichert.
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Das
Hybridfahrzeug HF mit dem vorstehend erwähnten Hardware-Aufbau weist
die erfindungsgemäße Steuervorrichtung
auf, die eine Hochschalterfassungseinrichtung zum Erfassen eines
Hochschaltvorgangs durch das Automatikgetriebe 2 und die Steuereinrichtung 18 zum
Steuern des Elektromotors-Generators 9 aufweist.
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Nachstehend
wird ein Steuerungsbeispiel der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung beschrieben.
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3 ist
ein Ablaufdiagramm, das ein Steuerungsbeispiel der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung
zeigt. 4 ist ein Charakteristikdiagramm, das eine Beziehung
zwischen dem Ausgangsdrehmoment Te der Brennkraftmaschine 2 und
dem Ausgangsdrehmoment To des Automatikgetriebes 2 im Steuerungsbeispiel
von 3 veranschaulicht. Das Ausgangsdrehmoment Te der
Brennkraftmaschine 2 ist durch eine gestrichelte Linie
und das Ausgangsdrehmoment To des Automatikgetriebes 2 durch
eine durchgezogene Linie gezeigt. Im Steuerungsbeispiel von 3 wird
(im Schritt 91) durch die Steuereinrichtung 18 entschieden,
ob sich das Fahrzeug in einem Betriebszustand zum Hochschalten des
Automatikgetriebes 2, beispielsweise vom zweiten in den dritten
Gang, befindet oder nicht.
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Wenn
die Antwort des Schritts 91 "JA" lautet, wird
von der Steuereinrichtung 18 an das Schaltsolenoidventil 33 ein
Steuerungssignal ausgegeben, so daß die Reibeingriffselemente
des Automatikgetriebes 2 geschaltet werden, um den Drehmomentübertragungsweg
zu ändern.
Durch die Steuereinrichtung 18 wird (im Schritt 92)
ebenfalls entschieden, ob ein Gangschaltvorgang des Automatikgetriebes 2 eingeleitet
wird.
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Wenn
die Antwort des Schritts 92 "JA" lautet, fällt das
Ausgangsdrehmoment des Automatikgetriebes 2 auf einen Pegel
ab, der im wesentlichen dem Brennkraftmaschinendrehmoment gleich
ist, wie es in 4 gezeigt ist. Dann wird (im
Schritt 93) der Elektromotor-Generator 9 durch
die Steuereinrichtung 18 aktiviert, so daß zu den
Hinterrädern 14 und 15 eine
Antriebskraft übertragen
wird, um den Abfall der Antriebskraft des Fahrzeugs zu kompensieren.
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Durch
die Steuereinrichtung 18 wird weiterhin (im Schritt 94)
entschieden, ob die Drehmomentphase des Automatikgetriebes 2 beendet
ist und eine Trägheitsphase
beginnt. Diese Trägheitsphase
wird in der bekannten Art und Weise in Abhängigkeit von der Turbinenraddrehzahl,
die durch den Turbinenraddrehzahlsenor 25 erfaßt wird,
der Ausgangswellendrehzahl, die durch den Ausgangswellendrehzalsensor 40 erfaßt wird,
und den Drehzahlverhältnissen der
einzelnen Gänge
entschieden.
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Wenn
die Antwort des Schritts 94 "JA" lautet, steigt
das Ausgangsdrehmoment des Automatikgetriebes 2 an, wie
es in 4 gezeigt ist; in dem Augenblick, in dem ein bestimmtes
Ausgangsdrehmoment erfaßt
wird, wird die Antriebskraft des Elektromotors-Generators 9 aufgehoben
und (im Schritt 95) durch den Elektromotor-Generator 9 eine
regenerative Bremskraft eingerichtet.
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Anschließend wird
das Ausgangsdrehmoment des Automatikgetriebes 2 auf einem
im Wesentlichen konstanten Pegel gehalten, wie es in 4 gezeigt
ist; durch die Steuereinrichtung 18 wird (im Schritt 96)
entschieden, ob die synchrone Drehzahl für den dritten Gang erreicht
ist oder nicht. Wenn die synchrone Drehzahl erreicht ist, fällt das
Ausgangsdrehmoment des Automatikgetriebes 2 plötzlich auf
einen Pegel ab, der im wesentlichen dem des Brennkraftmaschinendrehmoments
gleich ist. Dann wird (im Schritt 97) eine Steuerung ausgeführt, um das
regenerative Bremsen des Elektromotors-Generators 9 zu
beenden, und die Routine springt zurück.
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Wenn
eine der Antworten der Schritte 91, 92, 94 und 96 im übrigen "NEIN" lautet, springt
die Routine zurück.
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Der
Schritt 91 entspricht der Funktion einer Hochschalterfassungseinrichtung;
die Schritte 93 bis 97 entsprechen der Funktion
der Steuereinrichtung 18.
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Gemäß dem Steuerungsbeispiel
von 3 erfolgt somit während des Hochschaltens des
Automatikgetriebes 2 in dem Bereich F, der der Verminderung
des Ausgangsdrehmoments in der Drehmomentphase entspricht, eine
Steuerung, um die Ausgangskraft des Elektromotors-Generators 9 zur
Antriebskraft des Fahrzeugs hinzuzugeben. Im Bereich G, in dem das
Ausgangsdrehmoment ansteigt, erfolgt andererseits eine Steuerung,
um vom Elektromotor-Generator 9 eine regenerative Bremskraft
abzugeben. Als Folge davon wird unabhängig von der Änderung
des Ausgangsdrehmoments des Automatikgetriebes 2 die Änderungsrate
der Summe aus den zu den Vorderrädern 7 und 8 und
den Hinterrädern 14 und 15 zu übertragenden
Drehmomenten verhindert, wie es durch eine Strich-Punkt-Linie gezeigt
ist, so daß sich
das Betriebsverhalten, der Fahrkomfort und das Fahrverhalten verbessern.
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Das
in 3 dargestellte Steuerungsbeispiel kann auch für ein Hybridfahrzeug
verwendet werden, in dem anstelle der Brennkraftmaschine 1 eine
andere Antriebsmaschine verwendet wird, wie z. B. ein Elektromotorsystem,
ein Schwungradsystem, ein Gasturbinensystem oder ein Brennstoffzellensystem.
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Das
in 3 dargestellte Steuerungsbeispiel kann ferner
auch für
ein Hybridfahrzeug verwendet werden, in dem anstelle des Elektromotors-Generators 9 eine
andere Antriebsmaschine verwendet wird, wie z. B. ein Elektromotor,
der nur eine Kraftantriebsfunktion hat, ein Hydraulikmotor, ein
Schwungradsystem oder ein Gasturbinensystem.
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Darüber hinaus
kann in der vorliegenden Erfindung eine Vielzahl von Antriebsmaschinen
derselben Art oder eine Kombination von Antriebsmaschinen verschiedener
Arten verwendet werden. Die einzelnen Antriebsmaschinen können entweder
nacheinander (Tandemtyp) oder nebeneinander (Paralleltyp) verbunden
sein.
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Als
Antriebstyp des Hybridfahrzeugs kann ferner ein Vierradantriebsfahrzeug,
bei dem die Antriebskräfte
der einzelnen Antriebsmaschinen zu allen Rädern übertragen werden, ein Vierradantriebsfahrzeug,
bei dem die Antriebskräfte
der einzelnen Antriebsmaschinen zu verschiedenen Rädern übertragen
werden, oder ein Zweiradantriebsfahrzeug verwendet werden, bei dem
die Antriebskräfte
der einzelnen Antriebsmaschinen ausschließlich zu bestimmten Rädern übertragen
wird, verwendet werden. Der Vierradantrieb des Vierradantriebsfahrzeug kann
dabei nur zeitweise oder auch ständig
erfolgen.