DE10206940A1

DE10206940A1 - Steuerungssystem für Hybridfahrzeuge

Info

Publication number: DE10206940A1
Application number: DE10206940A
Authority: DE
Inventors: Takehiko Suzuki; Satoru Wakuta; Kazuo Takemoto
Original assignee: Aisin AW Co Ltd
Current assignee: Aisin AW Co Ltd
Priority date: 2001-02-20
Filing date: 2002-02-19
Publication date: 2003-02-13
Also published as: JP4151224B2; US6510370B1; JP2002247707A

Abstract

Durch die vorliegende Erfindung wird ein Steuerungssystem für ein Hybridfahrzeug bereitgestellt, durch das veranlaßt wird, daß die Anfahrbewegung des Fahrzeugs durch einen Elektromotor derjenigen eines herkömmlichen kraftstoffbetriebenen Fahrzeugs ähnlich ist. Das Hybridfahrzeug weist einen Verbrennungsmotor und einen mit dem Verbrennungsmotor verbundenen Elektromotor auf. Das Steuerungssystem weist auf: eine Einrichtung zum Bestimmen eines Verbrennungsmotordrehmomentwertes, wenn dem Verbrennungsmotor Kraftstoff zugeführt würde, nachdem die Kraftstoffzufuhr zum Verbrennungsmotor unterbrochen worden ist, und eine Elektromotorantriebsdrehmomentberechnungseinrichtung zum Berechnen des Elektromotorantriebsdrehmoments zum Antreiben des Elektromotors auf der Basis des durch die Einrichtung zum Bestimmen eines Verbrennungsmotordrehmomentwertes bestimmten Motordrehmomentwertes. Der Elektromotor wird derart angetrieben, daß sein Drehmoment dem Verbrennungsmotordrehmomentwert entspricht. Auch wenn das Hybridfahrzeug durch den Elektromotor in Bewegung gesetzt wird, kann einem Getriebe ein durch den Fahrer angefordertes Drehmoment zugeführt werden, so daß die Anfahrbewegung so ausgeführt werden kann, als ob das Fahrzeug durch den Verbrennungsmotor in Bewegung gesetzt würde.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Steuerungssystem für ein Hybridfahrzeug, in dem ein Elektro- und ein Verbrennungsmotor direkt verbunden sind.
In Hybridfahrzeugen kann eine Leerlaufstoppsteuerung installiert sein, wobei, wenn eine Bremse betätigt wird, während das Fahrzeug fährt, ein Bremssensor eingeschaltet und der Verbrennungsmotor ausgeschaltet wird.
In diesem Fall wird, wenn die Bremse gelöst oder freigegeben und der Bremssensor ausgeschaltet und ein Beschleunigungspedal betätigt wird, ein Elektromotor (hierin bezeichnet der Ausdruck "Elektromotor" Vorrichtungen mit einer Generatorfunktion, die Strom erzeugen, wenn sie in Drehbewegung gesetzt werden) eingeschaltet, so daß das Fahrzeug durch den Elektromotor angetrieben und für einen Anfahrvorgang in Bewegung gesetzt.
Um dem Fahrer kein unnatürliches Gefühl zu vermitteln, ist es wünschenswert, daß das Bewegungsverhalten des Fahrzeugs, während es durch den Elektromotorantrieb in Bewegung gesetzt wird, demjenigen eines Antriebs durch herkömmliche Verbrennungsmotoren möglichst ähnlich ist.
Daher ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Steuerungssystem für ein Hybridfahrzeug bereitzustellen, das, während es durch den Elektromotor angetrieben wird, eine ähnliche Anfahrbewegung ausführt, als wenn es durch einen herkömmlichen Verbrennungsmotor angetrieben würde. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Patentansprüche gelöst.
Fig. 1 zeigt ein schematisches Diagramm zum Darstellen eines Beispiels eines Antriebsmechanismus eines Hybridfahrzeugs;
Fig. 2A zeigt ein Prinzipschaltbild eines Automatikgetriebemechanismus;
Fig. 2B zeigt ein Funktionsdiagramm des Automatikgetriebemechanismus;
Fig. 3 zeigt ein Steuerungsblockdiagramm eines Motorgenerators;
Fig. 4 zeigt ein Ablaufdiagramm zum Darstellen eines Beispiels eines Elektromotorsteuerungsprogramms;
Fig. 5A zeigt ein Beispiel eines Verbrennungsmotordrehmomentkennliniendiagramms;
Fig. 5B zeigt ein Beispiel eines Elektromotordrehmomentdiagramms, und
Fig. 5C zeigt ein Beispiel eines Mitnahmedrehmomentkennliniendiagramms.
Fig. 1 zeigt ein schematisches Diagramm zum Darstellen eines Beispiels eines Antriebsmechanismus eines Hybridfahrzeugs. Der Ausdruck "Elektromotor" wird in der folgenden Beschreibung gleichbedeutend mit dem Ausdruck "Motorgenerator" verwendet.
Wie in Fig. 1 dargestellt, besteht ein Antriebssystem 1 aus einer Antriebsquelle 8 und einem Automatikgetriebemechanismus (oder Getriebe bzw. Kraftübertragung) 9, wobei die Antriebsquelle 8 zwei Systeme aufweist: einen Verbrennungsmotor (E/G) 2 und einen Motorgenerator (M/G) 3. Die Abtriebswellen des Verbrennungsmotors 2 bzw. des Motorgenerators 3 sind in Serie direkt verbunden, d. h. nicht über eine Kupplung. Wenn der Verbrennungsmotor 2 sich dreht, wird der Motorgenerator 3 durch den Verbrennungsmotor angetrieben, und umgekehrt. Dadurch wird die Antriebskraft vom Verbrennungsmotor 2 und/oder vom Motorgenerator 3 ausgegeben und dem Getriebe 9 zugeführt. Hierbei könnte der Elektromotor, z. B. der Motorgenerator 3, der eine Leistungserzeugungsfunktion aufweist, natürlich auch durch einen normalen Elektromotor ersetzt werden, der kein Leistungsgenerator ist und keine Leistungserzeugungsfunktion aufweist.
Das Getriebe 9 weist einen Drehmomentwandler (T/C) 4, einen Automatikgetriebemechanismus 5 und eine Ölpumpe 6 auf. Der Drehmomentwandler 4 führt die Antriebskraft von der Antriebsquelle 8 über ein Arbeitsöl dem Automatikgetriebemechanismus 5 zu. Der Automatikgetriebemechanismus 5 weist mehrere Planetengetriebe und mehrere Reibungseingriffselemente auf, die mit den Komponenten der Planetengetriebe in und außer Eingriff kommen, so daß durch Ändern von Kombinationen ein-/ausgerückter Zustände mehrere Übersetzungsverhältnisse oder Gangstufen erhalten werden können. Nachstehend wird der Automatikgetriebemechanismus 5 ausführlicher beschrieben. Die Ölpumpe 6 ist so angeordnet, daß sie mit dem Drehmomentwandler 4 zusammenwirkt, und wird durch den Verbrennungsmotor 2 und den Motorgenerator 3 angetrieben, um den Öldruck zu erzeugen.
Im derart konstruierten Antriebsweg wird die vom Verbrennungsmotor 2 und/oder vom Motorgenerator 3 ausgegebene Antriebskraft über den Drehmomentwandler 4 dem Automatikgetriebemechanismus 5 zugeführt. Außerdem wird die Antriebskraft gemäß den Fahr- bzw. Betriebszuständen des Fahrzeugs durch den Automatikgetriebemechanismus 5 in eine geeignete Gangstufe umgewandelt und zu Rädern (oder Antriebsrädern) übertragen.
Nachstehend wird der Automatikgetriebemechanismus 5 unter Bezug auf die Fig. 2A und 2B beschrieben. Fig. 2A zeigt ein Prinzipschaltbild und Fig. 2B ein Funktionsdiagramm des Automatikgetriebemechanismus 5.
Wie in Fig. 2A dargestellt, weist der Automatikgetriebemechanismus 5 einen Hauptgetriebemechanismus 30, einen Zusatzgetriebemechanismus 40 und eine Differentialvorrichtung 50 auf. Der Hauptgetriebemechanismus 30 ist auf einer mit der Verbrennungsmotorabtriebswelle ausgerichteten, ersten Achse angeordnet und weist eine Eingangswelle 37 auf, der die Antriebskraft vom Verbrennungsmotor 2 und vom Motorgenerator 3 über den Drehmomentwandler 4 zugeführt wird, der eine Lockup-Kupplung aufweist. Auf der ersten Achse sind nacheinander die Ölpumpe 6 benachbart zum Drehmomentwandler 4, eine Bremseinheit 34, eine Planetengetriebeeinheit 34 und eine Kupplungseinheit 35 angeordnet.
Die Planetengetriebeeinheit 31 besteht aus einem einfachen oder Einzelritzel-Planetengetriebe 32 und einem Doppelritzel-Planetengetriebe 33. Das einfache Planetengetriebe 32 besteht aus einem Sonnenrad 51, einem Hohlrad R1 und einem Träger CR, der ein Ritzel P1 trägt, das mit dem Sonnenrad 51 und dem Hohlrad R1 in Eingriff steht. Das Doppelritzel- Planetengetriebe 33 besteht aus einem Sonnenrad S2, einem Hohlrad R2 und dem Träger CR, der ein mit dem Sonnenrad S1 in Eingriff stehendes Ritzel P2 und ein mit dem Hohlrad R2 in Eingriff stehendes Ritzel P3 derart trägt, daß die Ritzel P2 und P3 miteinander in Eingriff stehen. Das Sonnenrad S1 und das Sonnenrad S2 werden durch Hohlwellen drehbar gehalten, die auf der Eingangswelle 37 individuell drehbar gehalten werden. Der Träger CR ist den beiden Planetengetrieben 32 und 33 gemeinsam, und das Ritzel P1 und das Ritzel P2, die mit den Sonnenrädern S1 bzw. S2 in Eingriff stehen, sind so verbunden, daß sie sich zusammen drehen.
Die Bremseinheit 34 weist eine Einwegkupplung F1, eine Bremse B1 und eine Bremse B2 auf, die von einer radial inneren Seite zu einer radial äußeren Seite sequentiell angeordnet sind. Ein antreibendes Rad bzw. Vorgelegerad 39 ist über eine Keilverzahnung mit dem Träger CR verbunden. Eine Einwegkupplung F2 ist zwischen dem Hohlrad R2 und einem Gehäuse angeordnet, und eine Bremse B3 ist zwischen dem Außenumfang des Hohlrades R2 und dem Gehäuse angeordnet. Die Kupplungseinheit 35 weist eine Vorwärtskupplung C1 und eine direkte Kupplung C2 auf. Die Vorwärtskupplung C1 ist zwischen dem Außenumfang des Hohlrades R1 und der direkten Kupplung C2 angeordnet, und die direkte Kupplung C2 ist zwischen dem Innenumfang eines (nicht dargestellten) beweglichen Elements und einem mit einem vorderen Ende der Hohlwelle verbundenen Flanschabschnitt angeordnet.
Der Zusatzgetriebemechanismus 40 ist auf einer zweiten Welle 43 angeordnet, die parallel zu einer ersten Welle oder der Eingangswelle 37 angeordnet ist. Die erste und die zweite Welle bilden zusammen mit einer durch Differentialwellen für die linke und rechte Achse 45l, 54r gebildeten, dritten Welle in einer Seitenansicht betrachtet eine Dreiecksanordnung. Der Zusatzgetriebemechanismus 40 weist einfache oder Einzelritzel-Planetengetriebe 41 und 42 auf. Ein Träger CR3 und ein Hohlrad R4 sind integral miteinander verbunden, und Sonnenräder S3, S4 sind integral miteinander verbunden, um einen Simpson-Getriebezug zu bilden. Außerdem ist ein Hohlrad R3 mit dem antreibenden Vorgelegerad 46 verbunden, um eine Eingangseinheit zu bilden, und der Träger CR3 und das Hohlrad R4 sind mit einem Drehzahlverringerungs- oder Reduktionsgetriebe 47 verbunden, das als eine Ausgangseinheit dient. Eine direkte UD-(Einrichtungs) Kupplung C3 ist zwischen dem Hohlrad R3 und den integralen Sonnenrädern S3 und S4 angeordnet, und das integrale Sonnenrad S3 (oder S4) kann durch eine Bremse B4 geeignet gestoppt werden, während ein Träger CR4 durch eine Bremse B5 geeignet gestoppt werden kann. Dadurch ist der Zusatzgetriebemechanismus 40 in der Lage, drei Vorwärtsgangstufen bereitzustellen.
Die die dritte Welle bildende Differentialvorrichtung 50 weist ein Differentialgehäuse 51 auf, auf dem ein mit dem Reduktionsgetriebe 47 in Eingriff stehendes Zahnrad 52 fixiert ist. Im Differentialgehäuse 51 werden ein Differentialzahnrad 53 und ein linkes und ein rechtes Zahnrad 55, 56 drehbar gehalten, die miteinander in Eingriff stehen und von denen sich die linke und die rechte Achse 45l bzw. 45r erstrecken. Daher wird die Drehbewegung vom Zahnrad 52 entsprechend dem Lastdrehmoment so verteilt, daß die verzweigten Drehbewegungen über die linke und die rechte Achse 45l, 45r zum linken bzw. zum rechten Vorderrad übertragen werden.
Nachstehend wird die Funktionsweise des Automatikgetriebemechanismus 5 unter Bezug auf die in Fig. 2B dargestellte Funktionstabelle beschrieben. In einer ersten Gangstufe (1. Gang) sind die Vorwärtskupplung C1, die Einwegkupplung F2 und die Bremse B5 eingerückt bzw. betätigt. Dadurch wird im Hauptgetriebemechanismus 30 die erste Gangstufe eingestellt, so daß über die Vorgelegeräder 39, 46 eine drehzahlreduzierte Drehbewegung zum Hohlrad R3 des Zusatzgetriebemechanismus 40 übertragen wird. Der Zusatzgetriebemechanismus 40 wird in der erste Gangstufe gehalten, indem sein Träger CR4 durch die Bremse B5 gestoppt ist, und die drehzahlreduzierte Drehbewegung des Hauptgetriebemechanismus 30 wird durch den Zusatzgetriebemechanismus 40 weiter reduziert und über die Zahnräder 47 und 52 und die Differentialvorrichtung 50 zu den Achsen 45l, 45r übertragen.
In einer zweiten Gangstufe (2. Gang) ist nicht nur die Vorwärtskupplung C1 sondern auch die Bremse B2 eingerückt, und der Einrückzustand der Einwegkupplung F2 wird glatt auf den Einrückzustand der Einwegkupplung F1 geschaltet, so daß im Hauptgetriebemechanismus 30 eine zweite Gangstufe eingestellt wird. Der Zusatzgetriebemechanismus 40 wird aufgrund des eingerückten Zustands der Bremse B5 dagegen auf der ersten Gangstufe gehalten, und die zweite Gangstufe des Hauptgetriebemechanismus und die erste Gangstufe des Zusatzgetriebemechanismus werden kombiniert, um im Automatikgetriebemechanismus 5 insgesamt die zweite Gangstufe bereitzustellen.
In einer dritten Gangstufe (3. Gang) ist der Hauptgetriebemechanismus 30 auf den gleichen Zustand eingestellt wie in der vorstehend beschriebenen, zweiten Gangstufe, in der die Vorwärtskupplung C1, die Bremse B2 und die Einwegkupplung F1 eingerückt sind, so daß im Zusatzgetriebemechanismus 40 die Bremse B4 eingerückt oder betätigt ist. Dann sind die Sonnenräder S3, S4 fixiert, so daß die Drehbewegung vom Hohlrad R3 als Drehbewegung der zweiten Gangstufe vom Träger CR3 ausgegeben wird und die zweite Gangstufe des Hauptgetriebemechanismus 30 und die zweite Gangstufe des Zusatzgetriebemechanismus 40 kombiniert werden, um im Automatikgetriebemechanismus 5 insgesamt die dritte Gangstufe bereitzustellen.
In einer vierten Gangstufe (4. Gang) ist der Hauptgetriebemechanismus 30 auf den gleichen Zustand eingestellt wie in der vorstehend erwähnten zweiten und dritten Gangstufe, in der die Vorwärtskupplung C1, die Bremse B2 und die Einwegkupplung F1 eingerückt bzw. betätigt sind, so daß der Zusatzgetriebemechanismus 40 die Bremse B4 ausrückt oder löst und mit der direkten UD-Kupplung C3 in Kontakt kommt. In diesem Zustand sind das Hohlrad R3 und das Sonnenrad S3 (oder S4) verbunden, um den direkt verbundenen Drehbewegungszustand einzurichten, in dem die beiden Planetengetriebe 41, 42 sich gemeinsam drehen. Dadurch werden die zweite Gangstufe des Hauptgetriebemechanismus 30 und der direkte Verbindungszustand (oder die dritte Gangstufe) des Zusatzgetriebemechanismus 40 kombiniert, um im Automatikgetriebemechanismus 5 insgesamt die vierte Gangstufe bereitzustellen.
In einer fünften Gangstufe (5. Gang) sind die Vorwärtskupplung C1 und die direkte Kupplung C2 eingerückt, so daß die Drehbewegung der Eingangswelle 37 sowohl zum Hohlrad R1 als auch zum Sonnenrad S1 übertragen und der Hauptgetriebemechanismus 30 auf einen direkten Drehbewegungszustand eingestellt wird, in dem die Getriebeeinheit 31 sich integral dreht. Auch im Zusatzgetriebemechanismus 40 wird der direkte Verbindungszustand eingestellt, in dem die direkte UD- Kupplung C3 eingerückt ist. Dadurch werden die dritte Gangstufe (oder der direkte Verbindungszustand) des Hauptgetriebemechanismus 30 und die dritte Gangstufe (oder der direkte Verbindungszustand) des Zusatzgetriebemechanismus 40 kombiniert, um im Automatikgetriebemechanismus 5 insgesamt die fünfte Gangstufe bereitzustellen.
In einem Rückwärtsfahrtzustand (Rückwärtsgang (REV)) sind die direkte Kupplung C2, die Bremse B3 und die Bremse B5 eingerückt oder betätigt. In diesem Zustand wird eine Rückwärtsdrehbewegung vom Hauptgetriebemechanismus 30 erhalten, aber der Zusatzgetriebemechanismus 40 wird in der ersten Gangstufe gehalten, weil die Rückwärtsdrehbewegung des Trägers CR4 durch die Bremse B5 gestoppt ist. Daher werden die Rückwärtsdrehbewegung des Hauptgetriebemechanismus 30 und die Drehbewegung der ersten Gangstufe des Zusatzgetriebemechanismus 40 kombiniert, um eine drehzahlreduzierte Rückwärtsdrehbewegung bereitzustellen.
In Fig. 2B stellen Dreieckssymbole einen eingerückten Zustand während einer Verbrennungsmotorbremsfunktion dar. D. h., in der ersten Gangstufe ist an Stelle der Einwegkupplung F2 das Hohlrad R2 fixiert. In der zweiten, dritten und vierten Gangstufe ist die Bremse B1 eingerückt, um an Stelle der Einwegkupplung F1 das Sonnenrad S2 zu fixieren.
Mit dem Motorgenerator 3 ist eine Motorgeneratorsteuerungseinheit 62 verbunden, wie in Fig. 3 dargestellt. Mit der Motorgeneratorsteuerungseinheit 62 sind ein Verbrennungsmotordrehzahlsensor 60, ein Drosselklappenöffnungssensor 61 und ein Bremshubsensor 64 verbunden.
Gemäß der vorstehend beschriebenen Konstruktion führt das Fahrzeug eine sogenannte "Leerlaufstoppsteuerung" aus. Wenn das Fahrzeug anhält oder stoppt, während es auf einen Fahrbereich eingestellt ist, wird die Bremse derart betätigt, daß ihr durch den Bremssensor 64 erfaßter Hubweg einen vorgegebenen Wert überschreitet. Dann wird die Leerlaufstoppsteuerung ausgeführt, indem die Krafststoffzufuhr zum Verbrennungsmotor unterbrochen wird, um den Verbrennungsmotor auszuschalten.
Wenn dann die Bremse graduell freigegeben wird, so daß der durch den Bremshubsensor erfaßte Bremshub kleiner wird als der vorgegebene Wert, wird der Motorgenerator 3 eingeschaltet, so daß das Fahrzeug durch den Elektromotor in Bewegung gesetzt werden kann. Zu diesem Zeitpunkt steuert die Motorgeneratorsteuerungseinheit 62 den Motorgenerator 3 in der Anfangsphase der Bewegung des Hybridfahrzeugs, basierend auf einem Elektromotorsteuerungsprogramm MCP, wie in Fig. 4 dargestellt.
Insbesondere entscheidet die Motorgeneratorsteuerungseinheit 62 in Schritt S1, ob der Verbrennungsmotor 2 sich in einem normalen Betriebszustand befindet. Wenn der Verbrennungsmotor 2 sich in einem normalen Betriebszustand befindet, muß der Motorgenerator 3 nicht eingeschaltet werden. Daher schreitet das Programm zu Schritt S2 fort, in dem das Elektromotordrehmoment auf 0 Nm gesetzt wird, und der Motorgenerator 3 wird in Schritt S3 angewiesen, mit einem Elektromotordrehmoment von 0 Nm zu laufen, d. h. der Motorgenerator wird in diesem Fall tatsächlich nicht eingeschaltet.
Wenn in Schritt S1 die Kraftstoffzufuhr zum Verbrennungsmotor unterbrochen ist und erfaßt wird, daß der Verbrennungsmotor 2 nicht läuft bzw. nicht eingeschaltet ist, schreitet das Programm zu Schritt S4 fort, in dem die Motorgeneratorsteuerungseinheit 62 den Drosselklappenöffnungsgrad, basierend auf einem Signal vom Drosselklappenöffnungssensor 61, erfaßt. Zu diesem Zeitpunkt kann anstelle des Drosselklappenöffnungsgrades auch der Betätigungsgrad des Beschleunigungspedals erfaßt werden. Normalerweise sind der Drosselklappenöffnungsgrad und der Betätigungsgrad des Beschleunigungspedals mechanisch miteinander verknüpft und entsprechen sich wechselseitig und sind gleichbedeutend. Falls eine elektronische Drosselklappe verwendet wird, entsprechen sich der Betätigungsgrad des Beschleunigungspedals und die Drosselklappenöffnung jedoch möglicherweise nicht. In diesem Fall ist es zum Bestimmen des durch den Fahrer angeforderten Drehmoments wünschenswert, den Betätigungsgrad des Beschleunigungspedals zu verwenden, der durch den Fahrer direkt beeinflußt wird.
Anschließend schreitet das Programm der Motorgeneratorsteuerungseinheit 62 zu Schritt S5 fort, in dem die Drehzahl des Verbrennungsmotors, basierend auf einem Signal vom Verbrennungsmotordrehzahlsensor 60, erfaßt wird. Wenn der Motorgenerator 3 sich dreht, wird der Verbrennungsmotor 22 durch den Motorgenerator 3 gedreht und läuft nicht selbst. Daher wird die Drehzahl des Verbrennungsmotors erfaßt.
Anschließend schreitet das Programm zu Schritt S6 fort, in dem die Motorgeneratorsteuerungseinheit 62 ein durch den Fahrer angefordertes Verbrennungsmotordrehmoment mgTorque_eg, basierend auf dem aktuellen Drosselklappenöffnungsgrad und der Verbrennungsmotordrehzahl unter Bezug auf ein in einem geeigneten Speicher gespeichertes Verbrennungsmotordrehmomentkennliniendiagramm MP1 (vergl. Fig. 5A) berechnet und bestimmt. Hierbei wird das Drehmoment bei einer Leerlaufdrehzahl bestimmt, wenn der Bremshub kleiner ist als ein vorgegebener Wert, so daß der Drosselklappenöffnungsgrad 0 beträgt.
Wenn das Verbrennungsmotordrehmoment mgTorque_eg bestimmt ist, schreitet das Programm der Motorgeneratorsteuerungseinheit 62 zu Schritt S7 fort, in dem das zum Drehen der Verbrennungsmotorkomponente, z. B. des Kolbens oder der Kurbelwelle, im Leerlauf, wenn der Verbrennungsmotor 2 nicht läuft, erforderliche Drehmoment, d. h., das Mitnahmedrehmoment mgTorque_der, basierend auf einem in einem geeigneten Speicher gespeicherten Mitnahmedrehmomentkennliniendiagramm MP2 (vergl. Fig. 5C) berechnet und bestimmt wird. Das Mitnahmedrehmomentkennliniendiagramm MP2 stellt die Mitnahmedrehmomente mgTorque_dr als Funktion der Verbrennungsmotordrehzahl (im Leerlauf-/Nichtantriebszustand) mit und ohne einen Dekompressionsmechanismus dar, der in der Lage ist, die Luft vom Zylinder des Verbrennungsmotors nach außen abzugeben. Daher kann die der aktuellen Verbrennungsmotordrehzahl entsprechende Größe des Mitnahmedrehmoments mgTorque_dr, basierend auf dem Mitnahmedrehmomentkennliniendiagramm MP2, leicht berechnet werden.
Daraufhin schreitet das Elektromotorsteuerungsprogramm MCP der Motorgeneratorsteuerungseinheit 62 zu Schritt S8 fort, in dem ein Elektromotorantriebsdrehmoment mgTorque berechnet wird durch:

mgTorque = mgTorque_eg + mgTorque_dr.
Dieses Elektromotorantriebsdrehmoment mgTorque ist dem Verbrennungsmotordrehmoment gleich, das durch den Verbrennungsmotor erzeugt würde; wenn dem Verbrennungsmotor bei der aktuellen Drosselklappenöffnung und der aktuellen Verbrennungsmotordrehzahl Kraftstoff zugeführt würde. Dieses Verbrennungsmotordrehmoment beinhaltet das zum Drehen nur des Verbrennungsmotors erforderliche Drehmoment, d. h. das Mitnahmedrehmoment mgTorque_dr. Wenn der Motorgenerator 3 durch das Elektromotorantriebsdrehmoment mgTorque angetrieben wird, wird der Verbrennungsmotor 2 daher im ausgeschalteten Zustand durch das Mitnahmedrehmoment mgTorque_dr in Drehbewegung versetzt, und der Drehmomentwandler 4 und der Automatikgetriebemechanismus 5 werden durch das durch den Fahrer angeforderte Verbrennungsmotordrehmoment mgTorque_eg angetrieben. Daher kann das Hybridfahrzeug so in Bewegung gesetzt werden, als ob es durch den Verbrennungsmotor 2angetrieben würde, ohne daß der Fahrer ein ungewohntes Fahrgefühl empfindet.
Daraufhin schreitet das Elektromotorsteuerungsprogramm MCP der Motorgeneratorsteuerungseinheit 62 zu Schritt S9 fort, wo unter Bezug auf ein in einem geeigneten Speicher gespeichertes Elektromotordrehmomentdiagramm MP3 (vergl. Fig. 5B) das maximale Ausgangsdrehmoment Tmax berechnet wird, das durch den im Hybridfahrzeug angeordneten Motorgenerator 3 ausgegeben werden kann. In einem nachfolgenden Schritt S10 entscheidet die Motorgeneratorsteuerungseinheit 62, ob das durch den Fahrer durch Betätigen des Beschleunigungspedals angeforderte Drehmoment durch den Motorgenerator 3 ausgegeben werden kann oder nicht. Insbesondere wird entschieden, ob das in Schritt S8 bestimmte Elektromotorantriebsdrehmoment mgTorque ausgegeben werden kann oder nicht.
Wenn in Schritt S10 festgestellt wird, daß das Elektromotorantriebsdrehmoment mgTorque ausgegeben werden kann, schreitet das Programm zu Schritt S3 fort, in dem die Motorgeneratorsteuerungseinheit 62 den Motorgenerator 3 anweist, das Elektromotorantriebsdrehmoment mgTorque bereitzustellen, so daß der Motorgenerator 3 das Elektromotorantriebsdrehmoment mgTorque bereitstellt. Im Hybridfahrzeug werden der Drehmomentwandler 4 und der Automatikgetriebemechanismus 5 dann mit dem durch den Fahrer angeforderten Dehmoment angetrieben, wie vorstehend beschrieben worden ist. Dadurch kann das Hybridfahrzeug in Bewegung gesetzt werden, während dem Fahrer ein Fahrgefühl vermittelt wird, das demjenigen eines Antriebs durch den Verbrennungsmotor 2 gleicht.
Wenn das Elektromotorantriebsdrehmoment mgTorque das maximale Elektromotorausgangsdrehmoment Tmax des Motorgenerators 3 überschreitet, so daß in Schritt S10 entschieden wird, daß das Elektromotorantriebsdrehmoment mgTorque durch den Motorgenerator 3 nicht ausgegeben werden kann, schreitet das Programm zu Schritt S11 fort, in dem der Verbrennungsmotor 2 gestartet wird. In Schritt S11 wird das Antriebsdrehmoment des Motorgenerators 3 auf das maximale Motorausgangsdrehmoment Tmax gesetzt, wobei der Motorgenerator 3angewiesen wird, das maximale Elektromotorausgangsdrehmoment Tmax bereitzustellen. In diesem Fall steuert eine nicht dargestellte Verbrennungsmotorsteuerungseinheit den Verbrennungsmotor 2 so, daß die Summe aus dem durch den Verbrennungsmotor 2 ausgegebenen Antriebsdrehmoment und dem durch den Motorgenerator 3 ausgegebenen Antriebsdrehmoment zum Antreiben des Drehmomentwandlers 4 und des Automatikgetriebemechanismus 5 dem durch den Fahrer angeforderten Verbrennungsmotordrehmoment mgTorgue_eg entspricht. Daher kann ein Zustand eingerichtet werden, der einem Zustand entspricht, in dem das Fahrzeug für den Anfahrvorgang ausschließlich durch den Verbrennungsmotor angetrieben wird, ohne daß dem Fahrer ein unnatürliches Fahrgefühl vermittelt wird.
Falls der Verbrennungsmotor 2 einen Dekompressionsmechanismus aufweist, kann das Mitnahmedrehmoment mgTorgue_dr niedriger gemacht werden als in dem Fall, wenn kein Dekompressionsmechanismus vorhanden ist. Dadurch kann das Elektromotorantriebsdrehmoment mgTorque auf einen niedrigen Wert reduziert werden, wodurch der Energiebedarf von der Batterie vorteilhaft vermindert wird.
Die vorstehende Ausführungsform wurde bezüglich einer Struktur beschrieben, gemäß der die Abtriebswelle des Motorgenerators 3 und die Abtriebswelle des Verbrennungsmotors 2 direkt verbunden sind, wobei diese direkte Verbindung jedoch möglicherweise nicht erforderlich ist. Zwischen den beiden Motoren könnte ein geeigneter Mechanismus, z. B. ein Getriebe, angeordnet sein, insofern die Konstruktion derart ist, daß die Abtriebswelle des Verbrennungsmotors 2 durch den Motorgenerator 3 gedreht wird.

Claims

1. Steuerungssystem für ein Hybridfahrzeug mit einer Antriebsquelle, die einen Verbrennungsmotor und einen mit dem Verbrennungsmotor derart verbundenen Elektromotor aufweist, daß der Verbrennungsmotor durch den Elektromotor gedreht wird, wenn der Elektromotor eingeschaltet ist, um eine Antriebskraft von der Antriebsquelle auf Antriebsräder zu übertragen, wobei das Steuerungssystem aufweist:
eine Einrichtung zum Bestimmen des Verbrennungsmotordrehmomentwertes zum Bestimmen des Drehmoments des Verbrennungsmotors, wenn dem Verbrennungsmotor Kraftstoff zugeführt würde, nachdem die Kraftstoffzufuhr zum Verbrennungsmotor unterbrochen worden ist;
eine Elektromotorantriebsdrehmomentberechnungseinrichtung zum Berechnen des Elektromotorantriebsdrehmoments, während der Elektromotor aktiviert ist, auf der Basis des durch die Einrichtung zum Bestimmen des Verbrennungsmotordrehmomentwertes bestimmten Verbrennungsmotordrehmomentwertes, und
eine Elektromotorantriebseinrichtung zum Antreiben des Elektromotors mit dem durch die Einrichtung zum Berechnen des Elektromotorantriebsdrehmoments bestimmten Elektromotorantriebsdrehmoment.

2. System nach Anspruch 1, ferner mit:
einer Einrichtung zum Berechnen eines Mitnahmedrehmoments zum Erfassen der Drehzahl des Verbrennungsmotors und zum Berechnen eines Mitnahmedrehmoments des Verbrennungsmotors auf der Basis der erfaßten Verbrennungsmotordrehzahl, wobei die Elektromotorantriebsdrehmomentberechnungseinrichtung das Elektromotorantriebsdrehmoment auf der Basis des durch die Einrichtung zum Bestimmen eines Verbrennungsmotordrehmomentwertes bestimmten Motordrehmomentwertes und des durch die Einrichtung zum Berechnen eines Mitnahmedrehmoments bestimmten Mitnahmedrehmoments berechnet.

3. System nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Einrichtung zum Bestimmen eines Verbrennungsmotordrehmomentwertes den Betätigungsgrad eines Beschleunigungspedals und die Verbrennungsmotordrehzahl erfaßt und den Verbrennungsmotordrehmomentwert auf der Basis des erfaßten Betätigungsgrades des Beschleunigungspedals und der erfaßten Verbrennungsmotordrehzahl bestimmt.

4. System nach Anspruch 2 oder 3, wobei die Elektromotorantriebsdrehmomentberechnungseinrichtung das Elektromotorantriebsdrehmoment, basierend auf der Summe aus dem durch die Einrichtung zum Bestimmen eines Verbrennungsmotordrehmomentwertes bestimmten Verbrennungsmotordrehmomentwert und dem durch die Einrichtung zum Berechnen eines Mitnahmedrehmoments bestimmten Mitnahmedrehmoment, berechnet.

5. Steuerungssystem für ein Hybridfahrzeug mit einer Antriebsquelle, die einen Verbrennungsmotor und einen mit dem Verbrennungsmotor derart verbundenen Elektromotor aufweist, daß der Verbrennungsmotor durch den Elektromotor gedreht wird, wenn der Elektromotor eingeschaltet ist, um eine Antriebskraft von der Antriebsquelle auf Antriebsräder zu übertragen, wobei das Steuerungssystem aufweist:
eine Einrichtung zum Erfassen des Betätigungsgrades eines Beschleunigungspedals;
eine Verbrennungsmotordrehzahlerfassungseinrichtung zum Erfassen der Drehzahl des Verbrennungsmotors;
eine Elektromotorantriebsdrehmomentberechnungseinrichtung zum Berechnen des Elektromotorantriebsdrehmoments, wenn die Kraftstoffzufuhr zum Verbrennungsmotor unterbrochen ist, so daß das Hybridfahrzeug ausschließlich durch das Ausgangsdrehmoment des Elektromotors angetrieben wird, auf der Basis des Betätigungsgrades des Beschleunigungspedals und der Verbrennungsmotordrehzahl, die durch die Einrichtung zum Erfassen des Betätigungsgrades des Beschleunigungspedals bzw. durch die Verbrennungsmotordrehzahlerfassungseinrichung erfaßt werden, und
eine Elektromotorantriebseinrichtung zum Antreiben des Elektromotors mit dem durch die Elektromotorantriebsdrehmomentberechnungseinrichtung bestimmten Elektromotorantriebsdrehmoment.

6. System nach Anspruch 5, wobei die Elektromotorantriebsdrehmomentberechnungseinrichtung eine Einrichtung zum Berechnen eines Mitnahmedrehmoments aufweist, die das Mitnahmedrehmoment des Verbrennungsmotors auf der Basis der Verbrennungsmotordrehzahl berechnet und bestimmt, um das Elektromotorantriebsdrehmoment auf der Basis des Betätigungsgrades des Beschleunigungspedals, der Verbrennungsmotordrehzahl und des Mitnahmedrehmoments zu berechnen.

7. System nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Verbrennungsmotor (2) einen Dekompressionsmechanismus aufweist.

8. System nach einem der Ansprüche 1 bis 7, ferner mit:
einer Elektromotordrehmomentausgabeentscheidungseinrichtung (62, MCP) zum Entscheiden, ob das durch die Elektromotorantriebsdrehmomentberechnungseinrichtung bestimmte Elektromotorantriebsdrehmoment durch den Elektromotor ausgegeben werden kann, wobei die Elektromotordrehmomentausgabeentscheidungseinrichtung eine Verbrennungsmotorsteuerungseinrichtung aufweist, um zu veranlassen, daß der Verbrennungsmotor gestartet wird, wenn entschieden wird, daß das durch die Elektromotorantriebsdrehmomentberechnungseinrichtung berechnete Elektromotorantriebsdrehmoment durch den Elektromotor nicht ausgegeben werden kann.

9. System nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Abtriebswelle des Verbrennungsmotors und die Abtriebswelle des Elektromotors direkt verbunden sind.

10. System nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der Elektromotor ein Motorgenerator mit einer Leistungserzeugungsfunktion ist.

11. System nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
wobei das Hybridfahrzeug ein Getriebe aufweist, dem die Antriebskraft von der Antriebsquelle zugeführt wird, und
wobei die Antriebskraft über die Abtriebswelle des Getriebes den Antriebsrädern zugeführt wird.