DE60112182T2 - Steuereinrichtung und Steuerverfahren für ein Hybridfahrzeug - Google Patents

Steuereinrichtung und Steuerverfahren für ein Hybridfahrzeug Download PDF

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Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • 1. Gebiet der Erfindung
  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Steuergerät und auf ein Steuerverfahren für ein Hybridfahrzeug.
  • 2. Beschreibung des zugehörigen Stands der Technik
  • Ein Split-Hybridfahrzeug ist herkömmlicherweise mit einer Kraftmaschine, zwei Elektromotoren und einer Planetengetriebeeinheit als eine Differenzialgetriebevorrichtung versehen, und drei Zahnradelemente der Planetengetriebeeinheit sind mit der Kraftmaschine, einem der Elektromotoren bzw. einer Abgabewelle verbunden, und der andere Elektromotor ist mit der Abgabewelle verbunden.
  • Wenn das Hybridfahrzeug in einem Zustand fahren soll, in dem Kraftmaschine gestoppt ist, dann wird hauptsächlich einer der Elektromotoren angetrieben, und eine Knappheit des dadurch erzeugten Elektromotormomentes hinsichtlich des Sollabgabemomentes wird durch Antreiben des anderen Elektromotors ausgeglichen. Das durch den anderen Elektromotor erzeugte Moment wird zu der Abgabewelle über die Planetengetriebeeinheit übertragen (siehe Japanische Patentoffenlegungsschrift JP-H8-295140A).
  • Jedoch sind bei dem vorstehend genannten herkömmlichen Hybridfahrzeug, und zwar insbesondere bei dem Split-Hybridfahrzeug, bei dem Planetengetriebeeinheit vier Zahnradelemente aufweist, von denen jedes mit der Kraftmaschine, zwei Elektromotoren bzw. der Abgabewelle verbunden ist, jene beiden Elektromotoren mit den Zahnradelementen und nicht mit der Abgabewelle verbunden. Die Knappheit des durch einen Elektromotor erzeugten Elektromotormomentes hinsichtlich des Sollabgabemomentes kann durch Antreiben des anderen Elektromotors nicht ausgeglichen werden. Dementsprechend ist es schwierig, das Sollabgabemoment zu erzeugen.
  • Bei dieser Bauart des Hybridfahrzeugs wirken nämlich das durch die Kraftmaschine erzeugte Kraftmaschinenmoment das durch jeden Elektromotor erzeugte Elektromotormoment und das zu der Abgabewelle geliefert abgegebene Moment mit einander über die Planetengetriebeeinheit, wodurch alle Momente im Gleichgewicht sein können. Dementsprechend kann das durch jeden Elektromotor erzeugte Elektromotormoment nicht unabhängig gesteuert werden, und die Knappheit des durch einen Elektromotor erzeugten Elektromotormomentes hinsichtlich des Sollabgabemomentes kann durch Antreiben des anderen Elektromotors nicht ausgeglichen werden.
  • Wenn die Kraftmaschine aus dem gestoppten Zustand betrieben wird, was durch Antreiben des entsprechenden Elektromotors begleitet wird, dann kann währenddessen ein Verlust des Abgabemomentes auftreten.
  • Als weitere Druckschrift wird die EP-0 937 600 A2 genannt, die dem Erfindungsgegenstand am nächsten kommt und die Merkmale des Oberbegriffes von Anspruch 1 oder 10 offenbart. Die Druckschrift EP-0 937 600 A1 offenbart ein Steuergerät für ein Hybridfahrzeug, bei dem ein erster und ein zweiter Motor sowie eine Brennkraftmaschine mit einem Antriebsrad über eine Differenzialgetriebeeinheit verbunden sind. Ein Moment von dem ersten und dem zweiten Motor wird jeweils gemäß dem Moment festgelegt, dass zu einer Abgabewelle abgegeben wird, die mit dem Antriebsrad verbunden ist, und jenem Moment, das durch die Kraftmaschine abgegeben wird. Insbesondere gemäß einer Gleichung 4, die in dieser Druckschrift genannt ist, wird ausgesagt, dass das Gesamtmoment als τ v = τ va + τ vb berechnet werden kann, wenn der Motor gestoppt ist, wobei τ e = 0 gilt. Darüber hinaus wird auch ausgesagt, dass in einer derartigen Situation ein Betrieb zum fortlaufenden Stoppen der Steuerung der Kraftmaschine durchgeführt wird.
  • Auf der Grundlage dieser Offenbarung in der EP-0 937 600 A2 kann geschlossen werden, dass die vorstehend genannte Gleichung 4 nur eine jene Momente gerichtet ist, die durch die Elektromotoren positiv erzeugt werden, wobei negative Momente (Momentverluste, die durch die Differenzialgetriebeeinheit und/oder die Kraftmaschine resultieren) nicht betrachtet werden. Da in der EP-0 937 600 A2 außerdem ausgesagt wird, dass der Betrieb zum fortlaufenden Stoppen der Steuerung der Kraftmaschine durchgeführt wird, ist es nicht möglich, eine Drehung der Kraftmaschine in einem Stoppmodus zu erfassen.
  • Kurzfassung der Erfindung
  • Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, ein Steuergerät und ein Steuerverfahren für ein Split-Hybridfahrzeug vorzusehen, bei dem eine Differenzialgetriebeeinheit vier Zahnradelemente aufweist, von denen jedes mit der Kraftmaschine, zwei Elektromotoren bzw. der Abgabewelle so verbunden ist, dass das Sollabgabemoment in dem Kraftmaschinenstoppzustand in einfacher Weise erzeugt werden kann, und das der Verlust des Abgabemomentes verhindert werden kann.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Steuergerät eines Hybridfahrzeuges gemäß Patentanspruch 1 gelöst.
  • Die Steuermomentenberechnungseinrichtung ist mit einer Aufbringunsmomentenfestlegungseinrichtung versehen, um die Kraftmaschine in einen Nicht-Drehzustand zu versetzen, während die Kraftmaschine weiterhin gestoppt ist.
  • In diesem Fall wird das Sollabgabemoment festgelegt, das Steuermoment als eine Sollgröße zum elektrischen Steuern des ersten und des zweiten Elektromotors wird berechnet, und die erste und die zweite Motormomentensteuerung werden durchgeführt. Die Kraftmaschine wird in den Nicht-Drehzustand in dem Stoppzustand der Kraftmaschine versetzt.
  • Daher kann das Moment von dem ersten und dem zweiten Elektromotor unabhängig gesteuert werden, und somit kann das Sollabgabemoment in einfacher Weise erzeugt werden.
  • Da des Weiteren die Kraftmaschine in den Nicht-Drehzustand versetzt wird, wird die gestoppte Kraftmaschine auch nicht gedreht, wenn der erste und der zweite Elektromotor angetrieben werden. Daher ist es möglich, den Verlust des Abgabemomentes zu verhindern.
  • Bei dem Steuergerät eines Hybridfahrzeuges erzeugt die Aufbringungsmomentenfestlegungseinrichtung ein Moment zum Vorspannen eines Abgabeelementes der Kraftmaschine in eine Vorwärtsdrehrichtung, das kleiner als ein Gleitbewegungsstartwiderstandsmoment der Kraftmaschine festgelegt ist.
  • In diesem Fall wird das Moment erzeugt, und das Abgabeelement der Kraftmaschine wird in der Vorwärtsdrehrichtung mit Energie beaufschlagt. Falls ein Fehler in der Steuerung des Elektromotormomentes und des Momentes zum Drehen der Kraftmaschine in der Vorwärts- oder Rückwärtsrichtung auftritt, dann kann sich die Kraftmaschine daher in der Vorwärtsrichtung drehen, aber sie kann sich nicht in der Rückwärtsrichtung drehen. Somit wird die Funktion der Kraftmaschine nicht beeinträchtigt.
  • Bei dem Steuergerät für ein Hybridfahrzeug legt die Aufbringungsmomentenfestlegungseinrichtung das auf das Abgabeelement wirkende Moment der Kraftmaschine auf einen anderen Wert als 0 fest.
  • Bei dem Steuergerät für ein Hybridfahrzeug erzeugt die Aufbringungsmomentenfestlegungseinrichtung ein Moment zum Vorspannen eines Abgabeelementes der Kraftmaschine in eine Vorwärtsdrehrichtung, das kleiner als ein Gleitbewegungsstartwiderstandsmoment der Kraftmaschine ist.
  • Bei dem Steuergerät für ein Hybridfahrzeug wird das Steuermoment durch das Sollmotormoment TM1*, TM2* dargestellt, und wenn angenommen wird, dass das Sollabgabemoment TO* ist, dann werden die Sollmotormomente TM1*, TM2* durch die folgenden Gleichungen ausgedrückt: TM1* = K1·TO*; und TM2 = K2·To*, wobei K1 und K2 Konstanten sind.
  • Bei dem Steuergerät für ein Hybridfahrzeug wird das Steuermoment durch ein Sollmotormoment TM1*, TM2* dargestellt, und wenn angenommen wird, dass das Sollabgabemoment TO* ist und das auf das Abgabeelement der Kraftmaschine wirkende Moment TE ist, dann werden die Sollmotormomente TM1*, TM2* durch die folgenden Gleichungen ausgedrückt: TM1* = K1·TO* + K3·TE; und TM2* = K2·TO* + K4·TE, wobei K1 bis K4 Konstanten sind.
  • Die Steuermomentenberechnungseinrichtung ist mit dem Aufbringungsmomentenfestlegungseinrichtung versehen, um die Kraftmaschine in einen Nicht-Drehzustand zu versetzen, während die Kraftmaschine weiterhin gestoppt wird, und um ein vorbestimmtes Moment einer Ein-Wege-Kupplung zu erzeugen, das an der Ein-Wege-Kupplung wirkt.
  • In diesem Fall wird das Moment der Ein-Wege-Kupplung erzeugt, und das Abgabeelement der Kraftmaschine wird in der Vorwärtsdrehrichtung mit Energie beaufschlagt. Falls ein Fehler bei der Steuerung des Motormomentes auftritt und das Moment zum Drehen der Kraftmaschine in der Vorwärts- oder Rückwärtsrichtung erzeugt wird, dann kann sich die Kraftmaschine daher in der Vorwärtsrichtung drehen, aber sie kann sich nicht in der Rückwärtsrichtung drehen. Somit ist die Funktion der Kraftmaschine nicht beeinträchtigt.
  • Bei dem Steuergerät für ein Hybridfahrzeug wird das Moment der Ein-Wege-Kupplung in einer Richtung erzeugt, in der die Ein-Wege-Kupplung gesperrt wird.
  • Bei dem Steuergerät für ein Hybridfahrzeug wird das Moment der Ein-Wege-Kupplung entsprechend dem Sollabgabemoment festgelegt.
  • Bei dem Steuergerät für ein Hybridfahrzeug wird das Moment der Ein-Wege-Kupplung erhöht, wenn die Sollmomentenabgabe während einer Vorwärtsfahrt größer wird.
  • Bei dem Steuergerät für ein Hybridfahrzeug das Moment der Ein-Wege-Kupplung auf 0 festgelegt, wenn das Sollabgabemoment größer wird als ein vorbestimmter Wert in einer Rückwärtsrichtung während einer Rückwärtsfahrt.
  • Bei dem Steuergerät für ein Hybridfahrzeug wird das Steuermoment durch ein Sollmoment TM1*, TM2* dargestellt, und wenn angenommen wird, dass das Sollabgabemoment TO* ist und das Moment der Ein-Wege-Kupplung TOWC ist, dann werden die Sollmomente TM1*, TM2* durch die folgenden Gleichungen ausgedrückt: TM1* = K1·TO* + K5·TOWC, und TM2* = K2·TO* + K6·TOWC, wobei K1, K2, K5, K6 Konstanten sind.
  • Ein Steuerverfahren für ein Hybridfahrzeug der Erfindung wird auf das Hybridfahrzeug einschließlich einer Kraftmaschine; eines ersten und eines zweiten Motors, einer mit einem Antriebsrad verbundenen Abgabewelle und einer Differenzialgetriebeeinheit angewendet, zumindest vier Zahnradelemente aufweist, von denen jedes mit der Kraftmaschine, dem ersten und dem zweiten Motor bzw. der Abgabewelle verbunden ist.
  • Gemäß dem Patentanspruch 10 der Erfindung hat das Steuerverfahren die folgenden Schritte: Festlegen eines Sollabgabemomentes entsprechend dem Abgabemoment, das von der Abgabewelle abgegeben wird; Berechnen eines Steuermomentes als eine Sollgröße zum elektrischen Steuern des ersten und des zweiten Motors auf der Grundlage des Sollabgabemomentes; Steuern des Momentes des ersten und des zweiten Motors gemäß dem Steuermoment und Versetzen der Kraftmaschine in einen Nicht-Drehzustand, während die Kraftmaschine weiterhin gestoppt wird.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • 1 zeigt eine Funktionsblockdarstellung eines Steuergerätes für ein Hybridfahrzeug gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
  • 2 zeigt eine Konzeptdarstellung des Hybridfahrzeuges bei dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
  • 3 zeigt eine Blockdarstellung einer Steuerschaltung des Hybridfahrzeuges bei dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
  • 4 zeigt ein Hauptflussdiagramm eines Betriebes des Hybridfahrzeugs bei dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
  • 5 zeigt ein Diagramm, das eine Sollabgabemomentenabbildung hinsichtlich einer Antriebswelle des ersten Ausführungsbeispieles der Erfindung angibt.
  • 6 zeigt ein Diagramm einer Rückwärtsmomentenabbildung bei dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
  • 7 zeigt ein Diagramm einer Nebenroutine eines ersten Elektromotorsteuerprozesses bei dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
  • 8 zeigt ein Diagramm eines Momentengleichgewichtes bei dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
  • 9 zeigt ein ersten Momentendiagramm während einer Vorwärtsfahrt des ersten Ausführungsbeispieles der Erfindung.
  • 10 zeigt eine erste Drehzahl während der Vorwärtsfahrt bei dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
  • 11 zeigt ein zweites Momentendiagramm während der Vorwärtsfahrt bei dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
  • 12 zeigt eine zweite Drehzahl während der Vorwärtsfahrt bei dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
  • 13 zeigt eine erste Momentenabbildung während einer Rückwärtsfahrt bei dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
  • 14 zeigt eine erste Drehzahl während der Rückwärtsfahrt bei dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
  • 15 zeigt ein zweites Momentendiagramm während der Rückwärtsfahrt bei dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
  • 16 zeigt eine zweite Drehzahl während der Rückwärtsfahrt bei dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
  • 17 zeigt ein erstes Momentendiagramm während der Rückwärtsfahrt bei dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
  • 18 zeigt eine erste Drehzahl während der Vorwärtsfahrt bei dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
  • 19 zeigt ein zweites Momentendiagramm während der Vorwärtsfahrt bei dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
  • 20 zeigt eine Drehzahl während der Vorwärtsfahrt bei dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
  • 21 zeigt ein erstes Momentendiagramm während der Rückwärtsfahrt bei dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
  • 22 zeigt eine erste Drehzahl während der Rückwärtsfahrt bei dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
  • 23 zeigt ein zweites Momentendiagramm während der Rückwärtsfahrt bei dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
  • 24 zeigt eine zweite Drehzahl während der Rückwärtsfahrt bei dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
  • 25 zeigt eine Schlüsselabbildung eines Hybridfahrzeuges bei einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
  • 26 zeigt ein Flussdiagramm eines Betriebes des Hybridfahrzeuges bei dem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
  • 27 zeigt eine Momentenabbildung einer Ein-Wege-Kupplung für eine Vorwärtsfahrt bei dem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
  • 28 zeigt eine Momentenabbildung einer Ein-Wege-Kupplung für eine Rückwärtsfahrt bei dem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
  • 29 zeigt eine erste Momentenabbildung während der Vorwärtsfahrt bei dem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
  • 30 zeigt eine erste Drehzahl während der Vorwärtsfahrt bei dem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
  • 31 zeigt eine zweite Momentenabbildung während der Vorwärtsfahrt bei dem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
  • 32 zeigt eine zweite Drehzahl während der Vorwärtsfahrt bei dem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
  • 33 zeigt ein erstes Momentdiagramm während der Rückwärtsfahrt bei dem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
  • 34 zeigt ein erstes Drehzahl während der Rückwärtsfahrt bei dem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
  • 35 zeigt ein zweites Momentdiagramm während der Rückwärtsfahrt bei dem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
  • 36 zeigt eine zweite Drehzahl während der Rückwärtsfahrt bei dem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
  • 37 zeigt eine Schlüsselabbildung eines Hybridfahrzeuges bei einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
  • 38 zeigt eine Schlüsselabbildung für ein Hybridfahrzeug eines fünften Ausführungsbeispieles der Erfindung.
  • Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen im Einzelnen beschrieben.
  • Die 1 zeigt eine Funktionsblockdarstellung eines Hybridfahrzeugsteuergerätes gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
  • In der Zeichnung bezeichnet ein Bezugszeichen 11 eine Kraftmaschine; das Bezugszeichen 16 bezeichnet einen ersten Elektromotor, das Bezugszeichen 25 bezeichnet einen zweiten Elektromotor, das Bezugszeichen 14 bezeichnet eine Abgabewelle, die mit Antriebsrädern 41 verbunden ist, das Bezugszeichen 13 bezeichnet eine Planetengetriebeeinheit als eine Differenzialgetriebevorrichtung mit zumindest vier Zahnradelementen, nämlich ein Sonnenrad S1, ein Sonnenrad S2 und Träger CR1, ein Hohlrad R2 und Träger CR2 und ein Hohlrad R1, wobei das Sonnenrad S2 und der Träger CR1, das Hohlrad R2, das Sonnenrad S1 und der Träger CR2 und das Hohlrad R1 mit der Kraftmaschine 11, dem ersten und dem zweiten Elektromotor 16, 25 bzw. der Abgabewelle 14 verbunden sind; das Bezugszeichen 91 bezeichnet eine Sollabgabemomentenfestlegungseinrichtung zum Festlegen eines Sollabgabemomentes entsprechend dem Moment, das zu der Abgabewelle 14 abgegeben wird; das Bezugszeichen 92 bezeichnet eine Steuermomentenberechnungseinrichtung zum Berechnen eines Sollelektromotormomentes TM1*, TM2* als das Sollsteuermoment zum elektrischen Steuern des ersten und des zweiten Elektromotors 16, 25; das Bezugszeichen 93 bezeichnet eine Momentensteuereinrichtung zum Steuern eines Momentes des ersten und des zweiten Elektromotors 16, 25 entsprechend dem Sollelektromotormoment TM1*, TM2*; und das Bezugszeichen 94 bezeichnet eine Einrichtung zum Bilden eines Nicht-Drehzustandes der Kraftmaschine, um die Kraftmaschine 11 in einen Nicht-Drehzustand in dem gestoppten Zustand der Kraftmaschine 11 zu versetzen.
  • Die 2 zeigt eine Konzeptdarstellung eines Hybridfahrzeuges bei dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
  • In der Zeichnung stellt ein Bezugszeichen 11 die Kraftmaschine (E/G) dar; das Bezugszeichen 13 stellt die Planetengetriebeeinheit als eine Differenzialgetriebevorrichtung mit einem ersten und einem zweiten Planetensatz 51, 52 dar; das Bezugszeichen 14 stellt die Abgabewelle der Planetengetriebeeinheit 13; das Bezugszeichen 15 stellt ein Vorgelegeantriebszahnrad dar, das an der Abgabewelle 14 vorgesehen ist; das Bezugszeichen 16 stellt den ersten Elektromotor (M1) dar; und das Bezugszeichen 25 stellt den zweiten Elektromotor (M2) dar. Die Abgabewelle 14 ist mit den Antriebsrädern 41 über das Vorgelegeantriebszahnrad 15, eine Vorlegewelle 31, ein angetriebenes Vorgelegezahnrad 32, ein Antriebsritze 33, ein großes Hohlrad 35, eine Differenzialvorrichtung 36 und Antriebswellen 57 verbunden.
  • Der erste Planetensatz 51 besteht aus dem Sonnenrad S1, Ritzel P1, die das Sonnenrad S1 kennen, das Hohlrad R1, das die Ritzel P1 kennt, und den Träger CR1, der die Ritzel P1 drehbar stützt. Der zweite Planetensatz 52 besteht aus dem Sonnenrad S2, Ritzel P2, die das Sonnenrad S2 kennen, das Hohlrad R2, das die Ritzel P2 kennt, und dem Träger CR2 der die Ritzel P2 drehbar stützt. Bei der Planetengetriebeeinheit 13 sind der Träger CR1 und das Sonnenrad S2 miteinander verbunden, und das Hohlrad R1 und der Träger CR2 sind miteinander verbunden. Das Sonnerad S1, der Träger CR1 und das Hohlrad R1 bilden drei Zahnradelemente. Das Sonnenrad S2, der Träger CR2 und das Hohlrad R2 bilden drei Zahnradelemente.
  • Die Kraftmaschine 11 ist mit dem Sonnenrad S2 und dem Träger CR1 verbunden, d.h. einem ersten Zahnradelement. Der erste Elektromotor 16 ist mit dem Hohlrad R2 verbunden, d.h. einem zweiten Zahnradelement. Der zweite Elektromotor 25 ist mit dem Sonnenrad S1 verbunden, d.h. einem dritten Zahnradelement. Die Abgabewelle 14 ist mit dem Träger CR2 und dem Hohlrad R1 verbunden, d.h. einem vierten Zahnradelement.
  • Für die vorstehend beschriebenen Verbindungen sind die Kraftmaschine 11, der erste Elektromotor 16 und der zweite Elektromotor 25 mit Abgabewellen 12, 17 sowie einer Getriebewelle 26 als entsprechende Abgabeelemente versehen. Die Abgabewelle 12 ist mit dem Sonnenrad S2 verbunden. Die Abgabewelle 10 ist mit dem Hohlrad R2 über ein an der Abgabewelle 17 angebrachtes Antriebszahnrad 53, ein Vorgelegezahnrad 55, das bezüglich einer Vorgelegewelle 54 drehbar angeordnet ist und das das Antriebszahnrad 53 kennt, und ein angetriebenes Zahnrad 56 verbunden, das an dem Hohlrad R2 angebracht ist. Die Getriebewelle 26 ist mit dem Sonnenrad S1 verbunden.
  • Der erste Elektromotor 16 besteht im Wesentlichen aus einem Rotor 21, der an der Abgabewelle 17 befestigt ist und der Drehbar angeordnet ist, einem Stator 22, der um den Rotor 21 angeordnet ist, und Spulen 23, die um den Stator 22 gewickelt sind. Die Spulen 23 sind mit einer nicht gezeigten Batterie verbunden, die als ein elektrisches Stromspeicherelement vorgesehen ist. Der erste Elektromotor 16 wird durch einen Strom angetrieben, der von der Batterie zugeführt wird, und er erzeugt eine Drehung der Abgabewelle 17 und gibt diese zu ihr ab. Obwohl dieses Ausführungsbeispiel die Batterie als ein elektrisches Stromspeicherelement verwendet, ist es auch möglich, einen Kondensator, ein Schwungrad, einen Druckakkumulator etc. anstelle der Batterie zu verwenden.
  • Der zweite Elektromotor 25 besteht im Wesentlichen aus einem Rotor 37, der an der Getriebewelle 26 befestigt ist und drehbar angeordnet ist, einem Stator 38, der um den Rotor 37 angeordnet ist, und Spulen 39, die um den Stator 38 gewickelt sind. Die Spulen 39 sind mit der Batterie verbunden. Der zweite Elektromotor 25 erzeugt eine elektrische Leistung aus einer Drehung, die über die Getriebewelle 26 eingegeben wird, und er führt dadurch der Batterie einen elektrischen Strom zu. Darüber hinaus wird der zweite Elektromotor 25 durch einen elektrischen Strom angetrieben, der von der Batterie zugeführt wird, und dadurch erzeugt er eine Drehung der Getriebewelle 26 und gibt diese zu ihr ab.
  • Um die Antriebsräder 41 in der gleichen Drehrichtung wie die Kraftmaschine 11 zu drehen, ist eine Vorgelegewelle 31 angeordnet. Ein angetriebenes Vorgelegezahnrad 32 und ein Antriebsritzel 33 sind an der Vorlegewelle 31 befestigt. Das angetriebene Vorgelegezahnrad 32 und das Antriebsvorgelegezahnrad 15 kenne einander derart, dass eine Drehung von dem Vorgelegeantriebszahnrad 15 zu dem angetriebenen Vorgelegezahnrad 32 übertragen wird, während die Drehrichtung umgekehrt wird.
  • Ein großes Hohlrad 35 ist an einer Differenzialvorrichtung 36 befestigt. Das große Hohlrad 35 kennt das Antriebsritzel 33. Daher wird eine zu dem großen Hohlrad 35 übertragene Drehung zu den Antriebsrädern 41 durch die Differenzialvorrichtung 36 über Antriebswellen 57 verteilt und übertragen.
  • Der Betrieb des Hybridfahrzeuges wird als nächstes beschrieben, das gemäß der vorstehenden Beschreibung aufgebaut ist.
  • In den 5 und 6 zeigt die horizontale Achse die Fahrzeuggeschwindigkeit, und eine vertikale Achse zeigt das Sollabgabemoment TO* von der Antriebswelle 57 (2).
  • In der 3 bezeichnet U1 einen Antriebsbereich; U2 bezeichnet einen Steuerbereich; und U3 bezeichnet einen Sensorbereich. Die Kraftmaschine 11, der erste und der zweite Elektromotor 16, 25 sowie eine Batterie 43 sind in dem Antriebsbereich U1 angeordnet. In dem Steuerbereich U2 sind angeordnet ein Fahrzeugsteuergerät 61, die durch eine CPU gebildet ist, um eine Gesamtsteuerung des Hybridfahrzeugs durchzuführen, eine Kraftmaschinensteuerung 46 zum Steuern der Kraftmaschine 11, eine erste Motorsteuergerät 47 zum Steuern des ersten Elektromotors 16, ein zweites Motorsteuergerät 49 zum Steuern des zweiten Elektromotors 25 und ein nicht gezeigter Speicher, der als eine Speichereinrichtung vorgesehen ist. In dem Sensorbereich U3 sind angeordnet ein Batteriesensor 44, der als eine elektrische Restladungserfassungseinrichtung vorgesehen ist, um das Batterierestniveau SOC als die Restladung der in der Batterie 43 gespeicherten elektrischen Ladung zu erfassen, ein Beschleunigungsvorrichtungssensor 62, der an einem nicht gezeigten Beschleunigungspedal zum Erfassen des Betrages einer Beschleunigungsvorrichtungsbetätigung AP angeordnet ist und zwar der Niederdrückungsbetrag des Beschleunigungspedals, ein Fahrzeugsgeschwindigkeitssensor 63, der als eine Fahrzeugsgeschwindigkeitserfassungseinrichtung zum Erfassen der Fahrzeugsgeschwindigkeit V vorgesehen ist, und ein Bereichssensor 64 (Positionssensor) als eine Bereichserfassungseinrichtung (Positionserfassungseinrichtung), die an einem Schalthebel als eine Gangwahleinrichtung (nicht gezeigt) angeordnet ist, um einen Gang zu erfassen, der durch den Schalthebel ausgewählt ist. Bei dem Ausführungsbeispiel ist es möglich, entweder den Vorwärtsbereich, den Rückwärtsbereich, den neutralen Bereich, den Haltebereich und dergleichen durch Betätigen des Ganghebels auszuwählen. Die Beschleunigungsvorringchtusöffnung AP, die Fahrzeuggeschwindigkeit V, ein Gangsignal SG und das Batterierestniveau SOC werden zu dem Fahrzeugsteuergerät 61 gesendet.
  • Es ist möglich, in dem Sensorbereich U3 einen Elektromotordrehzahlsensor als eine Elektromotordrehzahlerfassungseinrichtung zum Erfassen einer Drehzahl des zweiten Elektromotors 25, d.h. einer Elektromotordrehzahl NM2, und einen Kraftmaschinendrehzahlsensor als eine Kraftmaschinendrehzahlerfassungseinrichtung zum Erfassen einer Drehzahl der Kraftmaschine 11, d.h. einer Kraftmaschinendrehzahl NE anzuordnen. In diesem Fall wird die Elektromotordrehzahl NM2 zu dem zweiten Elektromotorsteuergerät 49 gesendet, und die Kraftmaschinendrehzahl NE wird zu dem Kraftmaschinensteuergerät 46 gesendet. Der Elektromotordrehzahlsensor ist so angeordnet, dass er der Getriebewelle 26 zugewandt ist, und der Kraftmaschinendrehzahlsensor ist so angeordnet, dass er der Abgabewelle 12 zugewandt ist.
  • Bei dem Hybridfahrzeug mit dem vorstehend beschriebenen Aufbau führt die Sollabgabemomentenfestlegungseinrichtung 91 (1) des Fahrzeugsteuergerätes 61 eine Festlegung des Sollabgabemomentes so durch, dass das Sollabgabemoment TO* entsprechend einem Abgabemoment TO festgelegt wird, das von der Abgabewelle 14 abgegeben wird. Zu diesem Zweck liest die Sollabgabemomentenfestlegungseinrichtung 91 die Beschleunigungsvorrichtungsöffnung AP, die Fahrzeuggeschwindigkeit V und das Gangsignal SG, um zu Bestimmen, ob der Vorwärtsgang ausgewählt ist. Wenn der Vorwärtsgang ausgewählt ist, dann wird auf eine in der 5 gezeigte Vorwärts-Momentenabbildung in dem Speicher Bezug genommen, und das Sollabgabemoment TO* entsprechend der Beschleunigungsvorrichtungsöffnung AP und der Fahrzeuggeschwindigkeit V wird festgelegt. Wenn der Rückwärtsgang ausgewählt ist, dann wird auf eine in der 6 gezeigte Rückwärts-Momentenabbildung in dem Speicher Bezug genommen, und das Sollabgabemoment TO* entsprechend der Beschleunigungsvorrichtungsöffnung AP und der Fahrzeuggeschwindigkeit V wird festgelegt.
  • Dann bestimmt eine Einrichtung MS2 zum Bestimmen einer Notwendigkeit des Kraftmaschinenbetriebes (nicht gezeigt) des Fahrzeugsteuergerätes 61 die Notwendigkeit eines Betriebes der Kraftmaschine, und sie bestimmt, ob die Kraftmaschine 11 betrieben werden soll oder nicht. Zu diesem Zweck, liest die Einrichtung MS2 zum Bestimmen einer Notwendigkeit zum Betreiben der Kraftmaschine das Batterierestniveau SOC und sie bestimmt, ob das Batterierestniveau SOC kleiner als ein Batterierestschwellwert SOCTH ist. Wenn das Batterierestniveau SO kleiner als der Batterierestschwellwert SOCTH ist, dann wird Kraftmaschine 11 zum Laden der Batterie 43 betrieben, und wenn das Batterierestniveau SC gleich oder größer als der Batterierestschwellwert SOCth ist, dann wird die Kraftmaschine 11 weiterhin gestoppt. Das Fahrzeugsteuergerät 61 bestimmt, ob das Sollabgabemoment TO* größer als der Sollabgabemomentenschwellwert TO*TH ist oder nicht. Wenn das Sollabgabemoment TO* größer ist als der Sollabgabemomentenschwellwert TO*TH, dann wird die Kraftmaschine 11 zum Nutzen des Kraftmaschinenmomentes TE betrieben, und wenn das Sollabgabemoment TO* größer ist als der Sollabgabemomentenschwellwert TO*TH, dann wird die Kraftmaschine 11 weiterhin gestoppt.
  • Die Kraftmaschine 11 wird durch das Fahrzeugsteuergerät 61 betrieben, das eine Steuerung des ersten Elektromotors zum Antreiben des ersten und des zweiten Elektromotors 16, 25 durchführt.
  • Folglich führt das Fahrzeugsteuergerät 61 einen Prozess zum Festlegen des Sollkraftmaschinenbetriebszustandes durch. Auf der Grundlage des Sollabgabemomentes TO* und der Fahrzeuggeschwindigkeit V berechnet die Einrichtung eine Antriebskraft (Leistung), die zum Abgeben des Sollabgabemomentes TO* zu den Antriebswellen 57 erforderlich ist, d.h. die erforderliche Antriebsleistung PO wie in dem folgenden Ausdruck, und dadurch wird ein Kraftmaschinensollbetriebszustand festgelegt. PO = TO*V
  • Als nächstes benötigt die Einrichtung MS2 zum Verarbeiten der Festlegung des Sollkraftmaschinenbetriebszustandes das Batterierestniveau SOC, und sie addiert eine Korrekturantriebsleistung Ph zu der geforderten Antriebsleistung PO entsprechend dem Batterierestniveau SOC, wodurch die geforderte Antriebsleistung PO korrigiert wird. Die korrigierte geforderte Antriebsleistung PO' wird folgendermaßen vorgesehen. PO' = PO + Ph
  • Falls das Batterierestniveau SOC niedrig ist, dann wird die geforderte Antriebsleistung PO erhöht (Ph > 0), um zu bewirken, dass der erste Elektromotor 16 elektrische Leistung erzeugt und die Batterie 43 lädt, indem er ihr einen elektrischen Strom zuführt. Falls das Batterierestniveau SOC hoch ist, dann wird die geforderte Antriebsleistung PO reduziert (Ph < 0), so dass die elektrische Leistung dadurch verbraucht wird, dass von der Batterie 43 ein elektrischer Strom zu dem zweiten Elektromotor 25 zugeführt wird.
  • Dann bezieht sich das Fahrzeugsteuergerät 61 auf eine Sollkraftmaschinenantriebszustandsabbildung in dem Speicher, und sie berechnet eine Sollkraftmaschinendrehzahl NE* und ein Sollkraftmaschinenmoment TE* derart, dass die geforderte Leistung PO' von der Kraftmaschine 11 abgegeben wird, d.h. jene Leistung, die durch Multiplizieren des Kraftmaschinenmomentes TE mit der Kraftmaschinendrehzahl NE zu der geforderten Leistung PO' wird.
  • Als nächstes bezieht sich das Fahrzeugsteuergerät 61 auf eine Momenten-Kraftstoffeinspritzmengen-Abbildung, eine Momenten-Drosselöffnungs-Abbildung und dergleichen in dem Speicher derart, dass das Sollkraftmaschinenmoment TE* abgegeben wird, sie liest die Kraftstoffeinspritzmenge und die Drosselöffnung und dergleichen entsprechend dem Sollkraftmaschinenmoment TE*, und sie sendet die Kraftstoffeinspritzmenge, die Drosselöffnung und dergleichen zu dem Kraftmaschinensteuergerät 46. Beim Aufnehmen der Kraftstoffeinspritzmenge, der Drosselöffnung und dergleichen steuert das Kraftmaschinensteuergerät 46 die Kraftstoffeinspritzmenge, die Drosselöffnung und dergleichen.
  • Als nächstes berechnet das Fahrzeugsteuergerät 61 die Motordrehzahl NM2, die eine Sollgröße des zweiten Elektromotors 25 ist, d.h. eine Sollmotordrehzahl NM2* als der Sollwert für den zweiten Elektromotor 25 auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit V und der Sollkraftmaschinendrehzahl NE*, und es sendet die Sollmotordrehzahl NM2* zu dem zweiten Motorsteuergerät 49.
  • Dann steuert das zweite Elektromotorsteuergerät 49 elektrisch die Drehzahl des zweiten Elektromotors 25 derart, dass die durch den Elektromotordrehzahlsensor erfasste Elektromotordrehzahl NM2 zu der Sollelektromotordrehzahl NM2* wird. Der dem zweiten Elektromotor 25 zugeführte elektrische Strom wird nämlich so geregelt, dass eine Abweichung ΔNM2 zwischen Motordrehzahl NM2 und der Sollmotordrehzahl NM2* zu 0 wird.
  • Als nächstes steuert das Fahrzeugsteuergerät 61 das Elektromotormoment TM1. In diesem Fall wird ein erstes Trägheitsmoment IM1 durch das Trägheitsmoment der Drehelemente von dem Rotor 21 bis zu dem Hohlrad R2 erzeugt, d.h. von dem Rotor 21, der Abgabewelle 17, dem Antriebszahnrad 53, der Vorgelegewelle 54, dem Vorgelegezahnrad 55, dem angetriebenen Zahnrad 56 und dem Hohlrad R2, wenn sich die Elektromotordrehzahl NM1 des ersten Elektromotors 16 ändert. Wenn sich die Elektromotordrehzahl NM2 ändert, dann wird ein zweites Trägheitsmoment IM2 durch das Trägheitsmoment der Drehelemente von dem Rotor 37 bis zu dem Sonnenrad S1 erzeugt, d.h. von dem Rotor 37, der Getriebewelle 26 und dem Sonnenrad S1. Das Fahrzeugsteuergerät 61 korrigiert das Sollelektromotormoment TM1* durch einen Betrag entsprechend dem ersten und dem zweiten Trägheitsmoment IM1 und IM2, und das korrigierte Moment wird zu dem ersten Elektromotorsteuergerät 47 gesendet. Beim Aufnehmen des Sollelektromotormomentes tM1* steuert das erste Elektromotorsteuergerät 47 das Moment des ersten Elektromotors 16 derart, dass das Sollelektromotormoment tM1* abgegeben wird. Zu diesem Zweck bezieht sich das Fahrzeugsteuergerät 61 auf eine erste Momentenstromstärkenabbildung in dem Speicher, es liest die Stromstärke entsprechend dem Sollelektromotormoment tM1*, und es führt den Strom mit der Stromstärke zu dem ersten Elektromotor 16 zu.
  • Wenn die Kraftmaschine 11 andererseits nicht angetrieben wird, dann steuert eine Elektromotorsteuereinrichtung MS3 (nicht gezeigt) des Fahrzeugsteuergerätes 61 den zweiten Elektromotor, und sie treibt den ersten und den zweiten Elektromotor 16, 25 in jenem Zustand an, in dem die Kraftmaschine 11 gestoppt wird.
  • Unter Bezugnahme auf die 7 wird das Verhältnis λ1 der Anzahl der Zähne ZS1 zu der Anzahl der Zähne ZR1 durch die folgende Gleichung vorgegeben, falls die Anzahl der Zähne des Sonnenrades S1 des ersten Planetensatzes 51 durch ZS1 dargestellt wird und die Anzahl der Zähne des Hohlrades R1 davon durch ZR1 dargestellt wird. λ1 = ZS1/ZR1
  • Falls die Anzahl der Zähne des Sonnenrades S2 des zweiten Planetensatzes 52 durch ZS2 dargestellt wird und die Anzahl der Zähne des Hohlrades R2 davon durch ZR2 dargestellt wird, dann wird das Verhältnis λ2 der Anzahl der Zähne ZS2 zu der Anzahl der Zähne ZR2 durch die folgende Gleichung vorgegeben. λ2 = ZS2/ZR2
  • Unter der Annahme, dass das Verhältnis der Drehzahl des Hohlrades R1 und des Trägers CR2 zu der Drehzahl des Hohlrades R2 folgendermaßen dargestellt ist:
    A = 1
    und dass das Verhältnis der Drehzahl des Trägers CR1 und des Sonnenrades S2 zu der Drehzahl des Hohlrades R1 und des Trägers CR2 durch B dargestellt wird, und dass das Verhältnis der Drehzahl des Sonnenrads S1 zu der Drehzahl des Trägers CR1 und des Sonnenrads S2 durch C dargestellt ist, dann werden die Verhältnisse B, C folgendermaßen vorgegeben:
    B = B1, und
    C = C1192
  • Auf der Grundlage des Momentendiagrammes, das in der 8 gezeigt ist, wird eine Gleichung des Momentengleichgewichtes bei der Planetengetriebeeinheit 13 betrachtet. Unter der Annahme, dass das Abgabemoment, das zu der Abgabewelle 14 von der Planetengetriebeeinheit 13 durch den Träger CR2 abgegeben wird, als TO definiert wird, dann werden das Elektromotormoment TM1, das durch den ersten Elektromotor 16 erzeugt wird und in die Planetengetriebeeinheit 13 durch das Hohlrad R1 eingegeben wird, und das Elektromotormoment TM2, das durch den zweiten Elektromotor 25 erzeugt wird und in die Planetengetriebeeinheit 13 durch das Sonnenrad S1 eingegeben wird, durch die folgenden Gleichungen ausgedrückt. TM1 = – ((B + C)/(A + B + C)TO – (C/(A + B + C))TE TM2 = – (A/(A + B + C)TO – ((A + B)/(A + B + C))TE
  • Es wird angenommen, dass ein Übersetzungsverhältnis von der Planetengetriebeeinheit 13 zu der Antriebswelle 57 als GO definiert ist, und das ein Übersetzungsverhältnis von dem ersten Elektromotor 16 zu der Planetengetriebeeinheit 13 als GM1 definiert ist, dann werden das Sollelektromotormoment in der Abgabewelle 17 und der Getriebewelle 26, d.h. das Sollelektromotormoment TM1*, TM2* jeweils durch die folgenden Gleichungen ausgedrückt. TM1* = – ((B + C)/((A + B + C)GO × GM1))TO* – (C/(A + B + C)GM1))TE (1) TM2* = – (A/((A + B + C)GO))TO* – ((A + B)/(A + B + C))TE (2)
  • In diesem Fall bildet das Sollelektromotormoment TM1*, TM2* das Sollsteuermoment zum elektrischen Steuern des Momentes von dem ersten und dem zweiten Elektromotor 16, 25. Wenn die Elektromotormomente TM1 und TM2 in derselben Richtung wie das Kraftmaschinenmomente TE erzeugt werden, wenn die Kraftmaschine 11 angetrieben wird, dann sind die Vorzeichen der Motormomente TM1 und TM2 positiv. Wenn das Fahrzeug durch den ersten und den zweiten Elektromotor 16, 25 angetrieben wird (wenn das Fahrzeug beschleunigt wird), dann ist das Vorzeichen des Abgabemomentes TO negativ.
  • Wenn die Kraftmaschine 11 in den Stoppzustand gehalten wird, d.h. wenn kein Kraftstoff verbrannt wird und kein Kraftmaschinenmoment TE erzeugt wird, dann drückt angesichts der Gleichgewichtsgleichung zwischen dem ersten und dem zweiten Elektromotormoment TM1, TM2 und dem Abgabemoment TO das Kraftmaschinenmoment TE in den vorstehend genannten Gleichungen (1) und (2) das Moment aus, das auf die Abgabewelle 12 von der Außenseite der Kraftmaschine 11 wirkt.
  • In diesem Fall wird die Kraftmaschine 11 nicht betrieben und in einem Stoppzustand erhalten, und ein Nicht-Drehzustand der Kraftmaschine 11 ist eingerichtet. Daher ist in den vorstehend genannten Gleichungen (1) und (2) das Kraftmaschinenmoment TE auf 0 festgelegt, und das Sollmotormoment TM1*, TM2* wird folgendermaßen ausgedrückt: TM1* = – ((B + C)/(A + B + C)GO × GM1))TO* (3) = K1 × TO* (4) TM2* = – (A/((A + B + C)GO))TO: (5) = K2 × TO* (6)wobei K1 und K2 Konstanten sind, die jeweils durch die folgenden Gleichungen ausgedrückt werden können. K1 = – ((B + C)/(A + B + C)GO × GM1)) K2 = – (A/((A + B + C)GO))
  • Zu diesem Zweck berechnet die Steuermomentenberechnungseinrichtung 92 der Motorsteuereinrichtung MS3 das Sollmotormoment TM1*, TM2* auf der Grundlage der Gleichungen (3) bis (6), um das Sollmotormoment TM1* zu dem ersten Motorsteuergerät 47 und das Sollmotormoment TM2* zu dem zweiten Motorsteuergerät 49 zu senden. Bei dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel bringen die Einrichtung 94 zum Einrichten des Nicht-Drehzustandes und die Einrichtung zum Festlegen des aufgebrachten Momentes (nicht gezeigt) der Steuermomentenberechnungseinrichtung 92 das auf die Abgabewelle 12 aufgebrachte Moment, d.h. das Kraftmaschinenmoment TE auf 0, um so den Nicht-Drehzustand der Kraftmaschine 11 einzurichten. Das Sollabgabemoment TO* in den Gleichungen (3) bis (6) wird als negativ angenommen, wenn das Fahrzeug durch den ersten und den zweiten Elektromotor 16, 25 angetrieben wird, und zwar aufgrund einer Beziehung der Gleichgewichtsgleichung der Momente. Daher ist es erforderlich, das Sollabgabemoment TO* in den Gleichungen (3) bis (6) zu Substituieren, nachdem das positive und das negative Sollabgabemoment TO* umgekehrt wurde, das durch die Sollabgabemomentenfestlegungseinrichtung 91 festgelegt wird. Wenn eine MOmentensteuereinrichtung MS4 (nicht gezeigt) des elektrischen Motorsteuergerätes 47 bei der Aufnahme des Sollelektromotormomentes TM1* steuert, dann steuert die Momentensteuereinrichtung MS4 das Moment des ersten Elektromotors 16 derart, dass das Sollelektromotormoment TM1* abgegeben wird. Zu diesem Zweck bezieht sich die Momentensteuereinrichtung MS4 auf eine zweite Momenten-Stromstärke-Abbildung in dem Speicher, sie liest die Stromstärke entsprechend dem Sollelektromotormoment tM1* und sie führt den Strom mit der Stromstärke zu dem ersten Elektromotor 16 zu. Wenn die Momentensteuereinrichtung MS5 (nicht gezeigt) des zweiten Elektromotorsteuergerätes 49 das Sollelektromotormoment TM2* aufnimmt, dann steuert die Momentensteuereinrichtung MS5 das Moment des zweiten Elektromotors 35 derart, dass das Sollelektromotormoment TM2* abgegeben wird. Zu diesem Zweck bezieht sich die Momentensteuereinrichtung MS5 auf eine dritten Momenten-Stromstärken-Abbildung in dem Speicher, sie liest die Stromstärke entsprechend dem Sollelektromotormoment TM2*, und sie führt den Strom mit der Stromstärke zu dem zweiten Elektromotor 25 zu. Die Momentensteuereinrichtungen MS4 und MS5 bilden die Momentensteuereinrichtung 93.
  • Wenn das Hybridfahrzeug in einem Fahrzeugantriebszustand (Fahrzeugbeschleunigungszustand) vorwärts bewegt werden soll, dann werden daher der erste und der zweite Elektromotor 16, 25 so gesteuert, dass das Kraftmaschinenmoment TE zu Null wird, und dass das Abgabemoment TO zu dem Sollabgabemoment TO* wird. Daher können ein erstes Momentendiagramm, das in der 9 gezeigt ist, und ein erstes Drehzahldiagramm erhalten werden, das in der 10 gezeigt ist.
  • Wenn eine Richtung, in der die Motormomente TM1, TM2 erzeugt werden, und eine Drehrichtung des ersten und des zweiten Elektromotors 16, 25 gleich sind, dann werden der erste und der zweite Elektromotor 16, 25 in einen Antriebszustand versetzt. Wenn die Richtung, in der die Motormomente TM1, TM2 erzeugt werden, und die Drehrichtung des ersten und der zweiten Elektromotors 16, 25 entgegengesetzt sind, dann werden der erste und der zweite Elektromotor 16, 25 in einen Nicht-Antriebszustand versetzt, wobei ein Regenerativstrom erzeugt wird.
  • In dem Zustand, der in den 9 und 10 gezeigt ist, ist der erste Elektromotor 16 daher in dem Antriebszustand, und der zweite Elektromotor 25 ist in dem Nicht-Antriebszustand. Ein Term NO stellt die Drehzahl dar, d.h. die abgegebene Drehzahl von der Abgabewelle 14.
  • Wenn sich das Hybridfahrzeug in einem Nicht-Antriebszustand (Ausrollzustand) nach vorn bewegen soll, dann werden der erste und der zweite Elektromotor 16, 25 so gesteuert, dass das Kraftmaschinenmoment TE zu Null wird, und das Abgabemoment TO wird zu dem Sollabgabemoment TO*. Infolgedessen können ein zweites Momentendiagramm, das in der 11 gezeigt ist, und ein zweites Drehzahldigramm erhalten werden, das in der 12 gezeigt ist. In diesem Fall wird der erste Elektromotor 16 in einen Nicht-Antriebszustand versetzt, und der zweite Elektromotor 25 wird in einen Antriebszustand versetzt.
  • Wenn sich das Hybridfahrzeug rückwärts bewegen soll, d.h. rückwärts hinsichtlich des Antriebszustandes, dann werden der erste und der zweite Elektromotor 16, 25 so gesteuert, dass das Kraftmaschinenmoment TE zu Null wird und dass das Abgabemoment TO zu dem Sollabgabemoment TO* wird. Infolgedessen kann ein erstes Momentendiagramm, das in der 13 gezeigt ist, und ein erstes Drehzahldiagramm erhalten werden, das in der 14 gezeigt ist. In diesem Fall wird der erste Elektromotor 16 in einen Antriebszustand versetzt, und der zweite Elektromotor 25 wird in einen Nicht-Antriebszustand versetzt. Wenn sich das Hybridfahrzeug in einem Nicht-Antriebszustand des Fahrzeuges rückwärts bewegen soll, dann werden der erste und der zweite Elektromotor 16, 25 so gesteuert, dass das Kraftmaschinenmoment TE zu Null wird und dass das Abgabemoment TO zu dem Sollabgabemoment TO* wird, und es können ein zweites Momentendiagramm, das in der 15 gezeigt ist, und ein zweites Drehzahldiagramm erhalten werden, das in der 16 gezeigt. In diesem Fall wird der erste Elektromotor 16 in den Nicht-Antriebszustand versetzt, und der zweite Elektromotor 25 wird in den Antriebszustand versetzt. Wenn die Elektromotormomente TM1, TM2 in derselben Richtung wie das Kraftmaschinenmoment TE erzeugt werden, wenn die Kraftmaschine 11 angetrieben wird, dann sind die Vorzeichen der Elektromotormomente TM1, TM2 positiv.
  • Durch Festlegen des Kraftmaschinenmomentes TE auf Null und durch Festlegen des Sollmotormomentes TM1*, TM2* auf der Grundlage des Sollabgabemomentes TO* in jenem Zustand, wenn die Kraftmaschine 11 gestoppt ist, können die Motormomente TM1 und TM2 unabhängig gesteuert werden. Daher ist es möglich, dass Sollabgabemoment TO* in einfacher Weise zu erzeugen sind.
  • Da des weiteren das Kraftmaschinenmomente TE auf Null festgelegt ist, und die Sollelektromotormomente TM1*, TM2* festgelegt werden, wird die Kraftmaschine 11 in dem Stoppzustand nicht gedreht, was durch den Antrieb des ersten und des zweiten Elektromotors 16, 25 begleitet wird. Daher ist es möglich, einen Verlust des Abgabemomentes TO zu verhindern.
  • Da bei dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel die Kraftmaschine 11 gestoppt wird und die Kraftmaschinendrehzahl NE auf Null festgelegt wird, ändern sich die Elektromotordrehzahlen NM1, NM2 mit der Änderung der Fahrzeuggeschwindigkeit V. Da sich die Fahrzeuggeschwindigkeit V bei einer äußerst niedrigen Geschwindigkeit ändert, ändern sich in diesem Fall die Elektromotordrehzahlen NM1, NM2 bei äußerst niedrigen Geschwindigkeiten. Daher ist es nicht immer erforderlich, das Sollmotormoment TM1*, TM2* auf der Grundlage des Trägheitsmomentes zu korrigieren.
  • Als nächstes wird das Flussdiagramm in der 4 beschrieben.
  • Schritt S1: Es wird bestimmt, ob ein Vorwärtsgang ausgewählt ist oder nicht. Falls der Vorwärtsgang ausgewählt ist, dann schreitet der Prozess zu einem Schritt S3, und falls der Vorwärtsgang nicht ausgewählt ist, dann schreitet der Prozess zu einem Schritt S2.
  • Schritt S2: Es wird bestimmt, ob ein Rückwärtsgang ausgewählt ist. Falls der Rückwärtsgang ausgewählt ist, dann schreitet der Prozess zu einem Schritt S4, und falls der Rückwärtsgang nicht ausgewählt ist, dann wird der Prozess beendet.
  • Schritt S3: Es wird auf eine Vorwärts-Momentenabbildung Bezug genommen, und die Sollabgabe TO* wird festgelegt.
  • Schritt S4: Es wird auf eine Rückwärts-Momentenabbildung Bezug genommen, und das Sollabgabemoment TO* wird festgelegt.
  • Schritt S5: Es wird bestimmt, ob die Kraftmaschine 11 angetrieben werden soll oder nicht. Falls die Kraftmaschine 11 angetrieben wird, dann schreitet der Prozess zu einen Schritt S6, und falls die Kraftmaschine 11 nicht angetrieben wird, dann schreitet der Prozess zu einen Schritt 58.
  • Schritt S6: Die Kraftmaschine gesteuert.
  • Schritt S7: Der erste Elektromotor wird gesteuert, und der Prozess wird beendet.
  • Schritt S8: Der zweite Elektromotor wird gesteuert, und der Prozess wird beendet.
  • Da bei dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel das Kraftmaschinenmoment TE auf Null festgelegt ist und die Sollelektromotormomente TM1*, TM2* festgelegt werden, wird die Kraftmaschine 11 in dem Stoppzustand nicht gedreht, was durch einen Antrieb des ersten und des zweiten Elektromotors 16, 25 begleitet wird. Falls jedoch der Fehler bei der Steuerung der Elektromotormomente TM1, TM2 erzeugt wird, dann wird ein Moment zum Drehen der Kraftmaschine 11 in der normalen Richtung oder in der Rückwärtsrichtung durch die Kraftmaschine 11 erzeugt. In Abhängigkeit von der Bauart des Hybridfahrzeuges besteht eine Möglichkeit, das die Funktion der Kraftmaschine 11 nachteilig beeinträchtig wird, falls die Kraftmaschine 11 in dem Stoppzustand in der Rückwärtsrichtung gedreht wird.
  • Ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung wird beschrieben, bei dem die Funktion der Kraftmaschine 11 nicht beeinträchtig wird.
  • Die 17 zeigt ein erstes Momentendiagramm während einer Vorwärtsfahrt bei dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die 18 zeigt eine erste Drehzahl während einer Vorwärtsfahrt bei dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die 19 zeigt ein zweites Momentendiagramm während einer Vorwärtsfahrt bei dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die 20 zeigt eine zweite Drehzahl während einer Vorwärtsfahrt bei dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die 21 zeigt ein erstes Momentendiagramm während einer Rückwärtsfahrt bei dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die 22 zeigt eine erste Drehzahl während einer Rückwärtsfahrt bei dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die 23 zeigt ein zweites Momentendiagramm während einer Rückwärtsfahrt bei dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die 24 zeigt eine zweite Drehzahl während einer Rückwärtsfahrt bei dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
  • In diesem Fall bestimmt die Einrichtung MS2 (nicht gezeigt) des Fahrzeugsteuergerätes 1 zum Bestimmen der Notwendigkeit eines Kraftmaschinenbetriebes (3), ob es notwendig ist, die Kraftmaschine zu betreiben, und sie bestimmt, ob die Kraftmaschine 11 betrieben werden soll. Wenn die Kraftmaschine 11 betrieben werden soll, dann führt das Fahrzeugsteuergerät 61 die Kraftmaschinensteuerung zum Betreiben der Kraftmaschine durch, und sie führt die erste Motorsteuerung durch, um den ersten und den zweiten Elektromotor 16, 25 anzutreiben. Wenn die Kraftmaschine 11 nicht betrieben werden soll, dann führt die Motorsteuereinrichtung MS3 (nicht gezeigt) des Fahrzeugsteuergerätes 61 die zweite Motorsteuerung durch, um den ersten und den zweiten Elektromotor 16, 25 anzutreiben.
  • Dabei versetzen die Einrichtung 94 zum Einrichten des Nicht-Drehzustandes der Kraftmaschine (1) und die Aufbringungsmomentenfestlegungseinrichtung der Motorsteuereinrichtung MS3 die Kraftmaschine 11 in den Nicht-Drehzustand. Zu diesem Zweck erzeugen die Einrichtung 94 zum Einrichten des Nicht-Drehzustandes der Kraftmaschine und die Aufbringungsmomentenfestlegungseinrichtung ein vorbestimmtes Kraftmaschinenmoment TE, um die Kraftmaschine 11 und die Abgabewelle 12 in der Vorwärtsdrehrichtung stets mit Energie zu beaufschlagen. Die Steuermomentenberechnungseinrichtung 92 der Motorsteuereinrichtung MS3 berechnet die Sollmotormomente TM1*, TM2* auf der Grundlage der folgenden Gleichungen (7) und (8) derart, dass das Sollabgabemoment TO* erzeugt werden kann: TM1* = – (B + C)/((A + B + C)GO·GM1))TO* – (C/(A + B + C)GM1))TE = K1·TO* + K3·TE (7) TM2* = – (A/((A + B + C)GO))TO* – ((A + B)/(A + B + C))TE = K2·TO* + K4·TE (8)
  • Das Sollmotormoment TM1* wird zu dem ersten Motorsteuergerät 47 gesendet, und das Sollmotormoment TM2* wird zu dem zweiten Motorsteuergerät 49 gesendet. K1 bis K4 sind Konstanten, und sie werden jeweils folgendermaßen ausgedrückt: K1 = – ((B + C)/((A + B + C)GO·GM1)) K2 = – (A/((A + B + C) GO)) K3 = – (C/((A + B + C)GM1)) K4 = – (A + B)/(A + B + C))
  • Das vorbestimmte Kraftmaschinenmoment TE wird auf der Grundlage eines derartigen Widerstands festgelegt, der den Nicht-Drehzustand der Kraftmaschine 11 halten kann, die weiterhin gestoppt wird, d.h. auf der Grundlage eines Gleitbewegungsstartwiderstandsmomentes TEF. Bei dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel wird da Kraftmaschinenmoment TE auf einen Wert festgelegt, der kleiner ist als das Gleitbewegungsstartwiderstandsmoment TEF.
  • Werte des Motormomentes TM1, TM2 sind positiv, wenn diese in derselben Richtung wie das Kraftmaschinenmoment TE erzeugt werden, wenn die Kraftmaschine 11 betrieben wird. Wenn das Fahrzeug durch den ersten und den zweiten Elektromotor 16, 25 angetrieben wird, dann ist das Vorzeichen des Abgabemomentes TO negativ. Wenn das Sollabgabemoment TO* in den Gleichungen (7) und (8) substituiert wird, dann ist es daher erforderlich, das Vorzeichen des Sollabgabemomentes TO* umzukehren. Wenn z.B. das Beschleunigungspedal (nicht gezeigt) niedergedrückt wird und das Hybridfahrzeug in den Fahrzeugantriebszustand durch den ersten und den zweiten Elektromotor 16, 25 versetzt wird, dann wird das Vorzeichen des Sollabgabemomentes TO* positiv, das unter Bezugnahme auf die Momentenabbildung in dem Speicher des Steuerbereiches U2 berechnet wird. Jedoch wirkt das Abgabemoment TO auf die Planetengetriebeeinheit 13 als eine Reaktionskraft. Wenn das Sollabgabemoment TO* in den Gleichungen (7) und (8) substituiert wird, dann ist daher das Vorzeichen des Sollabgabemomentes TO* negativ festgelegt.
  • Wenn das Hybridfahrzeug in dem Fahrzeugantriebantriebszustand vorwärts fahren soll, dann werden der erste und der zweite Elektromotor 16, 25 so gesteuert, dass das Kraftmaschinenmoment TE erzeugt wird und dass das Abgabemoment TO zu dem Sollabgabemoment TO* wird, und es können das erste Momentendiagramm, das in der 17 gezeigt ist, und das erste Drehzahldiagramm erhalten werden, das in der 18 gezeigt ist. In diesem Fall wird der erste Elektromotor 16 in den Elektromotorantriebszustand versetzt, und der zweite Elektromotor 25 wird in dem Nicht-Elektromotorantriebszustand versetzt.
  • Wenn das Hybridfahrzeug in dem Nicht-Antriebszustand des Fahrzeuges vorwärts bewegt werden soll, dann werden der erste und der zweite Elektromotor 16, 25 so gesteuert, dass das Kraftmaschinenmoment TE erzeugt wird und das Abgabemoment TO zu dem Sollabgabemoment TO* wird, und es können das zweite Momentendiagramm, das in der 19 gezeigt ist, und das zweite Drehzahldiagramm erhalten werden, das in der 20 gezeigt ist. In diesem Fall wird der erste Elektromotor 16 in den Nicht-Elektromotorantriebszustand versetzt, und der zweite Elektromotor 25 wird in den Elektromotorantriebeszustand versetzt.
  • Wenn das Hybridfahrzeug in dem Fahrzeugantriebszustand rückwärts bewegt werden soll, dann werden der erste und der zweite Elektromotor 16, 25 so gesteuert, dass das Kraftmaschinenmoment TE erzeugt wird und das das Abgabemoment TO zu dem Sollabgabemoment TO* wird, und es können das erste Momentendiagramm, das in der 21 gezeigt ist, und das erste Drehzahldiagramm erhalten werden, das in der 22 gezeigt ist. In diesem Fall wird der erste Elektromotor 16 in den Elektromotorantriebszustand versetzt, und der zweite Elektromotor 25 wird in den Nicht-Elektromotorantriebszustand versetzt. Wenn das Hybridfahrzeug in dem Nicht-Fahrzeugantriebszustand rückwärts bewegt werden soll, dann werden der erste und der zweite Elektromotor 16, 25 so gesteuert, dass das Kraftmaschinenmoment TE erzeugt wird und das Abgabemoment TO zu dem Sollabgabemoment TO* wird, und es können das zweite Momentendiagramm, das in der 23 gezeigt ist, und das zweite Drehzahldiagramm erhalten werden, das in der 24 gezeigt ist. In diesem Fall wird der erste Elektromotor 16 in den Nicht-Elektromotorantriebszustand versetzt, und der zweite Elektromotor 25 wird in den Elektromotorantriebszustand versetzt. Wie dies in den 17 bis 24 gezeigt ist, können der Motorantriebszustand und der Nicht-Motorantriebszustand in einigen Fällen geändert werden, wenn das Abgabemoment TO und das Kraftmaschinenmoment TE in ihrer Größe geändert werden.
  • In diesem Fall wirken die Motormomente TM1, TM2 auf die Planetengetriebeeinheit 13, um die Kraftmaschine 11 in der Vorwärtsrichtung zu drehen, aber da die Kraftmaschine 11 gestoppt wird, wirkt das Kraftmaschinenmoment TE auf die Planetengetriebeeinheit 13 als eine Reaktionskraft. Daher wird in dem Momentendiagramm das Kraftmaschinenmoment TE in einer Richtung entgegengesetzt zu dem Kraftmaschinenmoment TE erzeugt, das durch das Antreiben der Kraftmaschine 11 bei der Kraftmaschinensteuerverarbeitung erzeugt wird, und das Vorzeichen des Kraftmaschinenmomentes TE ist negativ. Auch wenn das Kraftmaschinenmoment TE erzeugt wird, wird die Kraftmaschine 11 nicht gedreht, da das Kraftmaschinenmoment TE kleiner als das Gleitbewegungsstartwiderstandsmoment TEF ist. Daher ist die Kraftmaschinendrehzahl NE in dem Drehzahldiagramm gleich Null.
  • Das Kraftmaschinenmoment TE wird in dieser Art und Weise erzeugt, und die Kraftmaschine 11 und die Abgabewelle 12 werden in der Vorwärtsdrehrichtung mit Energie beaufschlagt. Auch wenn ein Fehler bei der Steuerung des Elektromotormomentes TM1 auftritt, werden daher TM2 und das Moment zum Drehen der Kraftmaschine 11 in der Vorwärts- oder Rückwärtsrichtung bei der Kraftmaschine 11 erzeugt, diese wird nicht in der Rückwärtsrichtung gedreht, obwohl sie in der Vorwärtsrichtung gedreht werden kann. Die Funktion der Kraftmaschine 11 kann somit durch den Fehler nicht beeinträchtigt werden.
  • Da sich das Gleitbewegungsstartwiderstandsmoment TEF mit der Temperatur der Kraftmaschine 11 ändert, ist es möglich, das Kraftmaschinenmoment TE auf einen kleinen Wert festzulegen, wenn die Temperatur der Kraftmaschine 11 hoch ist, und auf einen großen Wert, wenn die Temperatur der Kraftmaschine 11 niedrig ist.
  • Als nächstes wird ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung nachfolgend beschrieben. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird verhindert, dass sich die Kraftmaschine 11 in der Rückwärtsrichtung dreht, ohne das das Kraftmaschinenmoment TE erzeugt wird. Bauelemente mit denselben Funktionen wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel werden mit denselben Bezugszeichen bezeichnet, und deren Beschreibungen werden weggelassen.
  • Die 25 zeigt eine Schlüsselabbildung eines Hybridfahrzeuges bei einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die 26 zeigt ein Flussdiagramm eines Betriebes des Hybridfahrzeuges bei dem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die 27 zeigt eine Momentenabbildung einer Ein-Wege-Kupplung zum Vorwärtsantrieb bei dem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die 28 zeigt eine Momentenabbildung einer Ein-Wege-Kupplung zum Rückwärtsantrieb bei dem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die 29 zeigt ein erstes Momentendiagramm während einer Vorwärtsfahrt bei dem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die 30 zeigt ein erstes Drehzahldiagramm während einer Vorwärtsfahrt bei dem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die 31 zeigt ein zweites Momentendiagramm während einer Vorwärtsfahrt bei dem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die 32 zeigt ein zweites Drehzahldiagramm während der Vorwärtsfahrt bei dem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die 33 zeigt ein erstes Momentendiagramm während der Rückwärtsfahrt bei dem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die 34 zeigt ein erstes Drehzahldiagramm während der Rückwärtsfahrt bei dem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die 35 ein zweites Momentendiagramm während der Rückwärtsfahrt bei dem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die 36 zeigt ein zweites Drehzahldiagramm während der Rückwärtsfahrt bei dem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung. In den 27 und 28 zeigt eine Horizontalachse das Sollabgabemoment TO* und eine Vertikalachse zeigt das Ein-Wege-Kupplungsmoment TOWC.
  • In diesem Fall ist eine Ein-Wege-Kupplung F1 zwischen der Abgabewelle 12 als das Abgabeelement der Kraftmaschine 11 und einer Einfassung 80 als das Befestigungselement angeordnet. Die Abgabewelle 12 ist in einem Abschnitt 12a, der näher an der Kraftmaschine (E/G) 11 ist, und einem Abschnitt 12b eingeteilt, der näher an der Planetengetriebeeinheit 13 als die Differenzialgetriebeeinheit ist. Beim Aufnehmen der externen Kraft verhindert die Ein-Wege-Kupplung F1, das sich die Kraftmaschine 11 in der Rückwärtsrichtung dreht, und sie lässt deren Drehung in der Vorwärtsrichtung zu.
  • Die Einrichtung MS2 zum Bestimmen der Notwendigkeit eines Kraftmaschinenbetriebes (nicht gezeigt) des Fahrzeugsteuergerätes 61 (3) bestimmt, ob es notwendig ist, die Kraftmaschine zu betreiben, und sie bestimmt, ob die Kraftmaschine 11 betrieben werden soll. Wenn die Kraftmaschine 11 betrieben werden soll, dann führt das Fahrzeugsteuergerät 61 die Kraftmaschinensteuerung durch, um die Kraftmaschine 11 zu betreiben, und die erste Motorsteuerung zum Antreiben des ersten und des zweiten Elektromotors 16, 25. Wenn die Kraftmaschine 11 nicht betrieben werden soll, dann führt die Elektromotorsteuereinrichtung MS3 (nicht gezeigt) des Fahrzeugsteuergerätes 61 die zweite Motorsteuerung durch, um den ersten und den zweiten Elektromotor 16, 25 anzutreiben.
  • Dabei beziehen sich die Einrichtung 94 (1) zum Einrichten des Nicht-Kraftmaschinendrehzustandes und die Aufbringungsmomentenfestlegungseinrichtung (nicht gezeigt) der Elektromotorsteuereinrichtung MS3 auf die Vorwärts-Ein-Wege-Kupplungs-Momentenabbildung in der 27 während der Vorwärtsfahrt des Hybridfahrzeuges, und sie beziehen sich auf die Rückwärts-Ein-Wege-Kupplung-Momentenabbildung in der 28 während der Rückwärtsfahrt des Hybridfahrzeuges. Infolgedessen wird das Ein-Wege-Kupplungsmoment TOWC berechnet. Die Einrichtung 94 zum Einrichten des Nicht-Kraftmaschinendrehzustandes und die Aufbringungsmomentenfestlegungseinrichtung erzeugen ein vorbestimmtes Kraftmaschinenmoment TE als das auf die Ein-Wege-Kupplung F1 wirkende Moment, d.h. als das Ein-Wege-Kupplungsmoment TOWC entsprechend dem Sollabgabemoment TO*. In diesem Fall wird das Ein-Wege-Kupplungsmoment TOWC immer in der Richtung zum Sperren der Ein-Wege-Kupplung F1 erzeugt, um den Abschnitt 12b der Abgabewelle 12, der näher an der Planetengetriebeeinheit 13 ist, in der Rückwärtsdrehrichtung mit Energie zu beaufschlagen. Daher kann die Ein-Wege-Kupplung F1 in ihrem gesperrten Zustand gehalten werden.
  • Die Steuermomentenberechnungseinrichtung 92 der Elektromorsteuereinrichtung MS3 berechnet das Sollelektromotormoment TM1*, TM2* als das Sollsteuermoment zum elektrischen Steuern des Momentes des ersten und des zweiten Elektromotors 16, 25 auf der Grundlage der folgenden Gleichungen (9) und (10), um so das Sollabgabemoment TO* zu erzeugen: TM1* = – ((B + C)/(A + B + C)GO·GM1))TO* – (C/(A + B + C)GM1))TOWC = K1·TO* + K5·TOWC (9) TM2* = – (A/((A + B + C)GO))TO* – ((A + B)/(A + B + C))TOWC = K2·TO* + K6·TOWC (10)
  • Das Sollmotormoment TM1* wird zu dem ersten Motorsteuergerät 47 gesendet, und das Sollmotormoment TM2* wird zu dem zweiten Motorsteuergerät 49 gesendet. Die Konstanten K1, K2, K5 und K6 werden folgendermaßen ausgedrückt: K1 = – ((B + C)/((A + B + C)GO·GM1)) K2 = – (A/((A + B + C)GO)) K5 = – (c/((A + B + C)GM1)) K6 = – ((A + B)/(A + B + C))
  • Die Vorzeichen der Elektromotormomente TM1, TM2 sind positiv, wenn sie in derselben Richtung wie das Kraftmaschinenmoment TE erzeugt werden, wenn die Kraftmaschine 11 angetrieben wird. Wenn das Fahrzeug durch den ersten und den zweiten Elektromotor 16, 25 angetrieben wird, dann wird das Vorzeichen des Abgabemomentes TO negativ. Wenn das Sollabgabemoment TO* in den Gleichungen (7) und (8) substituiert wird, dann ist es notwendig, das Vorzeichen des Sollabgabemomentes TO* umzukehren.
  • Wenn das Hybridfahrzeug in dem Fahrzeugantriebszustand vorwärts bewegt werden soll, dann werden der erste und der zweite Elektromotor 16, 25 so gesteuert, dass das Ein-Wege-Kupplungsmoment TOWC erzeugt wird, und dass das Abgabemoment TO zu dem Sollabgabemoment TO* wird. Infolgedessen können das erste Momentendiagramm, das in der 29 gezeigt ist, und das erste Drehzahldiagramm erhalten werden, das in der 30 gezeigt ist. In diesem Fall werden der erste und der zweite Elektromotor 16, 25 in die Motorantriebszustände versetzt. Wenn das Hybridfahrzeug in dem Nicht-Fahrzeugantriebszustand vorwärts bewegt werden soll, dann werden der erste und der zweite Elektromotor 16, 25 so gesteuert, dass das Ein-Wege-Kupplungsmoment TOWC erzeugt wird, und dass das Abgabemoment TO zu dem Sollabgabemoment TO* wird. Das zweite Momentendiagramm, das in der 31 gezeigt ist, und das zweite Drehzahldiagramm, das in der 32 gezeigt ist, können somit erhalten werden. In diesem Fall wird der erste Elektromotor 16 in den Nicht-Motorantriebszustand versetzt, und der zweite Elektromotor 25 wird in den Motorantriebszustand versetzt.
  • Wenn das Fahrzeug in dem Fahrzeugantriebszustand rückwärts bewegt werden soll, dann werden der erste und der zweite Elektromotor 16, 25 so gesteuert, dass das Ein-Wege-Kupplungsmoment TOWC erzeugt wird und dass das Abgabemoment TO zu dem Sollabgabemoment TO* wird. Somit können das erste Momentendiagramm, das in der 33 gezeigt ist, und das erste Drehzahldiagramm erhalten werden, das in der 34 gezeigt ist. In diesem Fall wird der erste Elektromotor 16 in den Motorantriebszustand versetzt, und der zweite Elektromotor 25 wird in den Nicht-Motorantriebszustand versetzt.
  • Wenn sich das Hybridfahrzeug in dem Nicht-Fahrzeugantriebszustand rückwärts bewegen soll, dann werden der erste und der zweite Elektromotor 16, 25 so gesteuert, dass das Ein-Wege-Kupplungsmoment TOWC erzeugt wird, und dass das Abgabemoment TO zu dem Sollabgabemoment TO* wird. Somit können das zweite Momentendiagramm, das in der 35 gezeigt ist, und das zweite Drehzahldiagramm erhalten werden, das in der 36 gezeigt ist. In diesem Fall werden der erste und der zweite Elektromotor 16, 25 in den Nicht-Motorantriebszustand versetzt.
  • In diesem Fall wird die Abgabewelle 12 durch die Ein-Wege-Kupplung F1 fixiert, und die Kraftmaschine 11 wird in dem Nicht-Drehzustand gehalten. Daher wirkt das Ein-Wege-Kupplungsmoment TOWC auf die Planetengetriebeeinheit 13 als eine Reaktionskraft. Somit wird in dem Momentendiagramm das Ein-Wege-Kupplungsmoment TOWC in derselben Richtung wie das Kraftmaschinenmoment TE erzeugt, wenn die Kraftmaschine 11 betrieben wird, und das Vorzeichen des Ein-Wege-Kupplungsmomentes TOWC ist positiv. Wie dies in den 29 bis 36 gezeigt ist, können sich der Motorbetriebszustand und der Nicht-Motorantriebszustand des ersten und des zweiten Elektromotors 16, 25 in Abhängigkeit von der Änderung der Größe des Abgabemomentes TO bzw. des Ein-Wege-Kupplungsmomentes TOWC ändern.
  • In jenem Zustand, wenn sich das Hybridfahrzeug vorwärts bewegt, falls die Ein-Wege-Kupplung F1 in ihrem gesperrten Zustand gehalten ist, dann kann das Abgabemoment TO verglichen mit jenem Fall erhöht werden, in dem keine Ein-Wege-Kupplung F1 vorgesehen ist. Um in diesem Fall das Abgabemoment TO zu erhöhen, ist es notwendig, das Ein-Wege-Kupplungsmoment TOWC entsprechend dem Abgabemoment TO zu erhöhen. In der 27 wird daher das Ein-Wege-Kupplungsmoment TOWC so festgelegt, dass das Ein-Wege-Kupplungsmoment TOWC umso größer wird, je stärker das Sollabgabemoment TO* einen vorbestimmten Wert überschreitet.
  • Wenn andererseits das Hybridfahrzeug rückwärts bewegt wird, falls die Ein-Wege-Kupplung F1 in ihrem gesperrten Zustand gehalten wird (wenn das Ein-Wege-Kupplunsmoment TOWC auf Null gehalten wird), dann kann das Abgabemoment TO verglichen mit jenem Fall erhöht werden, in dem die Ein-Wege-Kupplung F1 gesperrt gehalten wird. In der 28 wird das Ein-Wege-Kupplungsmoment TOWC daher so festgelegt, dass der Wert des Ein-Wege-Kupplungsmomentes TOWC umso kleiner wird, je stärker das Sollabgabemoment TO* einen vorbestimmten Wert in der Rückwärtsrichtung überschreitet, d.h. in der negativen Richtung. Wenn das Sollabgabemoment TO* größer als ein anderer vorbestimmter Wert in der negativen Richtung ist, dann wird das Ein-Wege-Kupplungsmoment TOWC auf Null festgelegt.
  • In dem Momentendiagramm bei dem Hybridfahrzeug Vorwärtsbewegungszustand werden das Ein-Wege-Kupplungsmoment TOWC und das Abgabemoment TO in den entgegengesetzten Richtungen erzeugt, wie dies in der 29 gezeigt ist. Beim Erhöhen des Abgabemomentes TO kann sich das auf die Planetengetriebeeinheit 13 wirkende Ein-Wege-Kupplungsmoment TOWC als ein Reaktionskraft erhöhen. Daher kann das Abgabemoment TO erhöht werden, während die Ein-Wege-Kupplung F1 in ihrem gesperrten Zustand gehalten wird.
  • Währenddessen werden bei dem Hybridfahrzeug Rückwärtsbewegungszustand das Ein-Wege-Kupplungsmoment TOWC und das Abgabemoment TO in derselben Richtung erzeugt, wie dies in der 33 gezeigt ist. Daher ist die Erhöhung der Elektromotormomente TM1, TM2 entsprechend dem Abgabemoment TO begrenzt. Somit ist das auf die Planetengetriebeeinheit 13 wirkende Ein-Wege-Kupplungsmoment TOWC als die Reaktionskraft verringert. Daher ist es nicht möglich, die Ein-Wege-Kupplung F1 in ihrem gesperrten Zustand zu halten, und somit kann das Abgabemoment TO nicht erhöht werden.
  • Das Ein-Wege-Kupplungsmoment TOWC wird in dieser Art und Weise erzeugt, und der Abschnitt 12b der Abgabewelle 12, der näher an der Planetengetriebeeinheit 13 ist, wird in der Vorwärtsdrehrichtung mit Energie beaufschlagt. Die Ein-Wege-Kupplung F1 wird stets in ihrem gesperrten Zustand gehalten. Falls ein Fehler bei der Steuerung der Elektromotormomente TM1, TM2 zum Erzeugen des Momentes zum Drehen der Kraftmaschine 11 in der Vorwärts- oder Rückwärtsrichtung auftritt, kann die Kraftmaschine 11 in der Vorwärtsrichtung gedreht werden, aber sie kann nicht in der Rückwärtsrichtung gedreht werden. Somit ist die Funktion der Kraftmaschine 11 nicht beeinträchtigt.
  • Als nächstes wird ein Flussdiagramm beschrieben, das in der 26 gezeigt ist.
  • Bei einem Schritt S11 wird bestimmt, ob der Vorwärtsgang ausgewählt ist. Falls der Vorwärtsgang ausgewählt ist, dann schreitet der Prozess zu einem Schritt S13. Falls der Vorwärtsgang nicht ausgewählt ist, dann schreitet der Prozess zu einen Schritt S12.
  • Bei dem Schritt S12 wird bestimmt, ob der Rückwärtsgang ausgewählt ist. Falls der Rückwärtsgang ausgewählt ist, dann schreitet der Prozess zu einen Schritt S14. Falls der Rückwärtsgang nicht ausgewählt ist, dann wird der Prozess beendet.
  • Bei dem Schritt S13 wird auf eine Vorwärts-Momentenabbildung Bezug genommen, und das Sollabgabemoment TO* wird festgelegt.
  • Bei dem Schritt S14 wird auf eine Rückwärts-Momentenabbildung Bezug genommen, und das Sollabgabemoment TO* wird festgelegt.
  • Bei einem Schritt S15 wird bestimmt, ob die Kraftmaschine 11 betrieben werden soll. Falls die Kraftmaschine 11 betrieben wird, dann schreitet der Prozess zu einen Schritt S16, und falls die Kraftmaschine 11 nicht betrieben wird, dann schreitet der Prozess zu einen Schritt S18.
  • Bei dem Schritt S16 wird die Kraftmaschinensteuerung durchgeführt.
  • Bei dem Schritt S17 wird die erste Motorsteuerung durchgeführt, und dann wird der Prozess beendet.
  • Bei dem Schritt S18 wird das Ein-Wege-Kupplungsmoment TOWC berechnet.
  • Bei einem Schritt S19 wird die zweite Motorsteuerung durchgeführt, und dann wird der Prozess beendet.
  • Als nächstes wird ein viertes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Abschnitte mit den gleichen Aufbauten wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel werden durch dieselben Bezugszeichen in den betrachteten Zeichnungen bezeichnet, und deren Beschreibung wird weggelassen.
  • Die 37 zeigt eine Konzeptdarstellung eines Hybridfahrzeuges gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
  • In diesem Fall sind bei einer Planetengetriebeeinheit 13 als eine Differenzialgetriebevorrichtung Träger CR1, CR2 über eine angetriebene Welle 71 verbunden. Die Kraftmaschine (E/G) 11 und die Träger CR1, CR2 als ein erstes Zahnradelement sind verbunden. Ein erster Elektromotor (M1) 16 und einen Sonnenrad S2 als ein zweites Zahnradelement sind verbunden. Ein zweiter Elektromotor (M2) 25 und ein Sonnenrad S1 als ein drittes Zahnradelement sind verbunden. Eine Abgabewelle 14 und Hohlräder R1, R2 als vierte Zahnradelemente sind verbunden.
  • Für die Verbindungen sind die Kraftmaschine 11, der erste Elektromotor 16 und der zweite Elektromotor 25 mit einer Abgabewelle 12, einer Abgabewelle 17 bzw. einer Getriebewelle 26 versehen. Die Abgabewelle 12 und die Träger CR1, CR2 sind über ein an der Abgabewelle 12 angebrachtes Antriebszahnrad 72, ein Vorgelegezahnrad 74, das hinsichtlich einer Vorgelegewelle 73 drehbar angeordnet ist und dass das Antriebszahnrad 72 kämmt, und einen angetriebenen Zahnrad 75 verbunden, dass das Vorgelegezahnrad 74 kämmt. Die Abgabewelle 10 und das Sonnenrad S2 sind verbunden. Die Getriebewelle 26 und das Sonnenrad S1 sind verbunden.
  • Um Antriebsräder 41 in derselben Richtung wie eine Umdrehung der Kraftmaschine 11 zu drehen, sind Vorgelegeantriebszahnräder 77, 79 an der Abgabewelle 14 angebracht. Eine Vorgelegewelle 81 ist vorgesehen, an der angetriebene Vorgelegezahnräder 78, 82 sowie ein Antriebsritzel 84 befestigt sind. Die Vorgelegeantriebszahnräder 77, 79 kämmen die Angetriebene Vorgelegezahnräder 78 bzw. 82.
  • Ein großes Hohlrad 35 ist an einer Differenzialvorrichtung 36 befestigt. Das Antriebsritzel 84 und das große Hohlrad 35 kämmen einander.
  • Eine Ein-Wege-Kupplung F2 kann an der Abgabewelle 12 angeordnet werden, falls dies erforderlich ist. Wenn die Ein-Wege-Kupplung F2 nicht angeordnet wird, dann wird das Kraftmaschinenmoment TE auf Null festgelegt, und die Sollelektromotormomente TM1*, TM2* als die Steuermomente werden in jenem Zustand festgelegt, bei dem die Kraftmaschine 11 wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel gestoppt ist. Alternativ wird das Kraftmaschinenmoment TE in jenem Zustand erzeugt, bei dem die Kraftmaschine 11 gestoppt ist, und die Sollelektromotormomente TM1*, TM2* werden wie bei dem zweiten Ausführungsbeispiel festgelegt.
  • Wenn die Ein-Wege-Kupplung F2 angeordnet wird, dann wird das Ein-Wege-Kupplungsmoment TOWC in jenem Zustand erzeugt, bei dem die Kraftmaschine 11 gestoppt ist, und die Sollelektromotormomente TM1*, TM2* werden wie bei dem dritten Ausführungsbeispiel festgelegt.
  • Als nächstes wird ein fünftes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Abschnitte mit denselben Aufbauten wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel werden durch dieselben Bezugszeichen in den betrachteten Zeichnungen bezeichnet, und deren Beschreibung wird weggelassen.
  • Die 38 zeigt eine Konzeptdarstellung eines Hybridfahrzeugs gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel der Erfindung.
  • In diesem Fall sind eine Planetengetriebeeinheit 13 als eine Differenzialgetriebevorrichtung, ein Träger CR1 und ein Hohlrad R2 verbunden, und ein Hohlrad R1 und ein Träger CR2 sind verbunden. Die Kraftmaschine (E/G) 11 und das Hohlrad R1 und der Träger CR2 als erste Zahnradelemente sind verbunden. Ein erster Elektromotor (M1) 16 und ein Sonnenrad S2 als ein zweites Zahnradelement sind verbunden. Ein zweiter Elektromotor (M2) 25 und ein Sonnenrad S1 als ein drittes Zahnradelement sind verbunden. Eine Abgabewelle 14 und der Träger CR1 und das Hohlrad R2 als vierte Zahnradelemente sind verbunden.
  • Für die Verbindungen sind die Kraftmaschine 11, der erste Elektromotor 16 und der zweite Elektromotor 25 mit einer Abgabewelle 12, einer Abgabewelle 17 bzw. einer Getriebewelle 26 versehen. Die Abgabewelle 12 und das Hohlrad R1 sind verbunden. Die Abgabewelle 17 und das Sonnenrad S2 sind über ein an der Abgabewelle 17 angebrachtes Antriebszahnrad 85 und durch ein an dem Sonnenrad S2 angebrachtes angetriebenes Zahnrad 86 verbunden. Die Getriebewelle 26 und das Sonnenrad S1 sind über an der Getriebewelle 26 angebrachtes Antriebszahnrad 87 und durch ein an dem Sonnenrad S1 angebrachtes angetriebenes Zahnrad 88 verbunden.
  • Die angetriebenen Zahnräder 86, 88 haben Buchsenabschnitte 86a bzw. 88a. Die Abgabewelle 14 wird durch den Buchsenabschnitt 88a umschlossen. Der Buchsenabschnitt 88a wird durch den Buchsenabschnitt 86a umschlossen.
  • Eine Ein-Wege-Kupplung F3 kann an der Abgabewelle 12 angeordnet werden, falls dies erforderlich ist. Wenn die Ein-Wege-Kupplung F3 nicht angeordnet wird, dann wird das Kraftmaschinenmoment TE auf Null festgelegt, und die Sollelektromotormomente TM1*, TM2* als Steuermomente werden in jenem Zustand festgelegt, bei dem die Kraftmaschine 11 wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel gestoppt ist. Alternativ wird das Kraftmaschinenmoment TE in jenem Zustand erzeugt, bei dem die Kraftmaschine 11 gestoppt ist, und die Sollelektromotormomente TM1*, TM2* werden wie bei dem zweiten Ausführungsbeispiel festgelegt.
  • Wenn die Ein-Wege-Kupplung F3 angeordnet ist, dann wird das Ein-Wege-Kupplungsmoment TOWC in jenem Zustand erzeugt, bei dem die Kraftmaschine 11 gestoppt ist, und die Sollelektromotormomente TM1*, TM2* werden wie bei dem dritten Ausführungsbeispiel festgelegt.
  • Das vierte und das fünfte Ausführungsbeispiel unterscheiden sich von dem ersten Ausführungsbeispiel durch den Aufbau der Planetengetriebeeinheit 13 und die Verbindungsbeziehungen der Kraftmaschine 11, des ersten und des zweiten Elektromotors 16, 25 und der Abgabewelle 14 hinsichtlich der Planetengetriebeeinheit 13. Daher kann das Steuerverfahren des ersten bis dritten Ausführungsbeispieles bei dem vierten und fünften Ausführungsbeispiel in der folgenden Art und Weist übernommen werden. Die Konstanten K1 bis K6 zum Berechnen der Sollmotormomente TM1*, TM2* werden nämlich geändert, und deren positive/negative Vorzeichen werden umgekehrt.
  • Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern sie kann in vielfältiger Weise abgewandelt werden, solange sie innerhalb des Umfanges der Erfindung fällt, der in den beigefügten Ansprüchen definiert ist.

Claims (10)

  1. Steuergerät für ein Hybridfahrzeug, mit: einem ersten und einem zweiten Motor (16, 25), einer Abgabewelle (14), die mit einem Antriebsrad (41) verbunden ist, und einer Differenzialgetriebeeinheit (13) einschließlich zumindest vier Zahnradelementen, die mit einer Kraftmaschine (11), dem ersten und dem zweiten Motor (16, 25) bzw. der Abgabewelle (14) verbunden sind; einer Sollabgabemomentenfestlegungseinrichtung (91) zum Festlegen eines Sollabgabemomentes entsprechend einem Abgabemoment, das zu der Abgabewelle (14) abgegeben wird; einer Aufbringungsmomentenfestlegungseinrichtung zum Festlegen eines auf das Abgabeelement der Kraftmaschine (11) wirkenden Momentes; einer Steuermomentenberechnungseinrichtung (92) zum Berechnen eines Steuermomentes als eine Sollgröße zum elektrischen Steuern des ersten und des zweiten Motors (16, 25) auf der Grundlage des Sollabgabemomentes und des auf das Abgabeelement der Kraftmaschine (11) wirkenden Momentes; und einer Momentensteuereinrichtung (93) zum Steuern eines Momentes des ersten und des zweiten Motors (16, 25) gemäß dem Steuermoment, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufbringungsmomentenfestlegungseinrichtung (92) das auf das Abgabeelement der Kraftmaschine (11) wirkende Moment auf einen anderen Wert als Null festlegt, um die Kraftmaschine einen Nicht-Drehzustand zu versetzen, während die Kraftmaschine weiterhin gestoppt wird.
  2. Steuergerät für ein Hybridfahrzeug gemäß Anspruch 1, wobei die Aufbringungsmomentenfestlegungseinrichtung ein Moment zum Vorspannen eines Abgabeelementes der Kraftmaschine (11) in eine Vorwärtsdrehrichtung erzeugt, das kleiner als ein Gleitbewegungsstartwiderstandsmoment der Kraftmaschine (11) festgelegt ist.
  3. Steuergerät für ein Hybridfahrzeug gemäß Anspruch 1, wobei das Steuermoment durch Sollmotormomente TM1*, TM2* dargestellt ist, und wenn angenommen wird, dass das Sollabgabemoment TO* ist und dass das auf das Abgabeelement der Kraftmaschine wirkende Moment TE ist, dann werden die Sollmotormomente TM1*, TM2* durch die folgenden Gleichungen ausgedrückt: TM1* = K1 × TO* + K3 × TE; und TM2* = K2 × TO* + K4 × TER, wobei K1 bis K4 Konstanten sind.
  4. Steuergerät für ein Hybridfahrzeug gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei eine Ein-Wege-Kupplung zwischen einem Abgabeelement und einem Fixierelement der Kraftmaschine (11) angeordnet ist, um eine Drehung der Kraftmaschine (11) in einer Rückwärtsrichtung zu verhindern und um eine Drehung der Kraftmaschine (11) in einer Vorwärtsrichtung zuzulassen; wobei die Aufbringungsmomentenfestlegungseinrichtung ein vorbestimmtes Ein-Wege-Kupplungsmoment festlegt, das auf die Ein-Wege-Kupplung wirkt; und die Steuermomentenberechnungseinrichtung (92) ein Steuermoment als eine Sollgröße zum elektrischen Steuern des ersten und des zweiten Motors (16, 25) auf der Grundlage des Sollabgabemomentes und des Momentes berechnet, das als das Ein-Wege-Kupplungsmoment wirkt.
  5. Steuergerät für ein Hybridfahrzeug gemäß Anspruch 4, wobei das Ein-Wege-Kupplungsmoment in einer Richtung erzeugt wird, in der die Ein-Wege-Kupplung gesperrt wird.
  6. Steuergerät für ein Hybridfahrzeug gemäß Anspruch 4 oder 5, wobei das Ein-Wege-Kupplungsmoment entsprechend dem Sollabgabemoment festgelegt wird.
  7. Steuergerät für ein Hybridfahrzeug gemäß Anspruch 4 oder 6, wobei das Ein-Wege-Kupplungsmoment erhöht wird, wenn das Sollabgabemoment während einer Vorwärtsfahrt größer wird.
  8. Steuergerät für ein Hybridfahrzeug gemäß Anspruch 4 oder 6, wobei das Ein-Wege-Kupplungsmoment auf Null festgelegt wird, wenn das Sollabgabemoment in einer Rückwärtsrichtung während einer Rückwärtsfahrt größer als ein vorbestimmter Wert wird.
  9. Steuergerät für ein Hybridfahrzeug gemäß einem der Ansprüche 4 bis 8, wobei das Steuermoment durch die Sollmotormomente TM1*, TM2* dargestellt wird, und wenn angenommen wird, dass das Sollabgabemoment TO* ist und dass das Ein-Wege-Kupplungsmoment TOWC ist, dann werden die Sollmotormomente TM1*, TM2* durch die folgenden Gleichungen ausgedrückt: TM1* = K1 × TO* + K5 × TOWC, und TM2* = K2 × TO* + K6 × TOWC, wobei K1, K2, K5, K6 Konstanten sind.
  10. Steuerverfahren für ein Hybridfahrzeug mit: einem ersten und einem zweiten Motor (16, 25), einer Abgabewelle (14), die mit einem Antriebsrad (41) verbunden ist, und einer Differenzialgetriebeeinheit (13) einschließlich zumindest vier Zahnradelementen, die mit einer Kraftmaschine (11), dem ersten und dem zweiten Motor (16, 25) bzw. der Abgabewelle (14) verbunden sind, mit den folgenden Schritten: Festlegen eines Sollabgabemomentes entsprechend einem Abgabemoment, das zu der Abgabewelle (14) abgegeben wird; Festlegen eines Momentes, das auf ein Abgabeelement der Kraftmaschine (11) wirkt; Berechnen eines Steuermomentes als eine Sollgröße zum elektrischen Steuern des ersten und des zweiten Motors (16, 25) auf der Grundlage des Sollabgabemomentes und des Momentes, das auf das Abgabeelement der Kraftmaschine (11) wirkt; Steuern der Momente des ersten und des zweiten Motors (16, 25) gemäß dem Steuermoment, gekennzeichnet durch Festlegen des auf ein Abgabeelement der Kraftmaschine (11) wirkenden Momentes auf einen anderen Wert als Null, um die Kraftmaschine in einen Nicht-Drehzustand zu versetzen, während die Kraftmaschine weiterhin gestoppt wird.
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