DE19712246A1 - Hybridfahrzeugantriebssystem mit einer steuerbaren Vorrichtung zwischen einem Verbrennungsmotor und Elektromotor und Fahrzeugantriebsrädern sowie Einrichtung zur Steuerung dieser Vorrichtung in Abhängigkeit vom gewählten Betriebsmodus des Systems - Google Patents
Hybridfahrzeugantriebssystem mit einer steuerbaren Vorrichtung zwischen einem Verbrennungsmotor und Elektromotor und Fahrzeugantriebsrädern sowie Einrichtung zur Steuerung dieser Vorrichtung in Abhängigkeit vom gewählten Betriebsmodus des SystemsInfo
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- F16H61/0204—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing characterised by the signals used the signals being electric for gearshift control, e.g. control functions for performing shifting or generation of shift signal
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Description
Diese Anmeldung basiert auf der am 22. März 1996 einge
reichten japanischen Patentanmeldung Nr. 8-66516, der am 26.
März 1996 eingereichten japanischen Patentanmeldung Nr.
8-70371 und der am 22. August 1996 eingereichten japanischen
Patentanmeldung, auf deren Inhalt hierin in vollem Umfang Be
zug genommen sei.
Desweiteren sei auf die am 22. Juli 1996 eingereichte US
Patentanmeldung Nr. 08/685102 und die am 12. November 1996
eingereichte US Patentanmeldung Nr. 08/746483 Bezug genommen.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich im allgemeinen auf
ein Hybridantriebssystem für den Antrieb eines Kraftfahrzeugs
und im besonderen auf eine Einrichtung zur Steuerung einer
steuerbaren Vorrichtung, welche sich zwischen einem als An
triebskraftquelle dienenden Verbrennungsmotor und Elektromo
tor und Fahrzeugantriebsrädern befindet, wodurch die Steue
rung der steuerbaren Vorrichtung so erfolgt, daß ein dabei
auftretender Stoß bzw. Ruck vermindert wird.
Als Antriebssystem eines Kraftfahrzeugs ist ein Hybridan
triebssystem bekannt, welches als eine Antriebskraftquelle
einen durch Verbrennung eines Kraftstoffs betriebenen Ver
brennungsmotor (bzw. eine Wärmekraftmaschine) und einen mit
elektrischer Energie betriebenen Elektromotor für ein Kraft
fahrzeug sowie eine steuerbare Vorrichtung, beispielsweise
ein Automatikgetriebe, aufweist, welche sich zwischen der An
triebskraftquelle unter den Fahrzeugantriebsrädern befindet.
Ein Beispiel eines derartigen Hybridfahrzeugantriebssystems
ist in dem Dokument JP-A-7-67208 offenbart.
In Abhängigkeit vom Fahr- oder Betriebszustand des Fahr
zeugs wird in solch einem Hybridfahrzeugantriebssystem entwe
der der Verbrennungsmotor oder der Elektromotor oder beide
betrieben, um das Kraftfahrzeug in einem aus einer Vielzahl
verschiedener Fahrmodi ausgewählten Fahrmodus anzutreiben, um
dadurch den Kraftstoffverbrauch und die Abgasemissionen aus
dem Verbrennungsmotor zu minimieren. Die Fahrmodi des Fahr
zeugs entsprechen jeweils Betriebsmodi des Hybridantriebssy
stems, die einen Verbrennungsmotorantriebsmodus, in welchem
das Fahrzeug durch den Verbrennungsmotor angetrieben wird,
einen Elektromotorantriebsmodus, in welchem das Fahrzeug
durch den Elektromotor angetrieben wird, einen Verbrennungs
motor-/Elektromotorantriebsmodus, in welchem das Fahrzeug so
wohl durch den Verbrennungsmotor wie auch den Elektromotor
angetrieben wird, und einen Verbrennungsmotor-/Lademodus um
fassen, in welchem das Fahrzeug durch den Verbrennungsmotor
angetrieben wird und gleichzeitig der Elektromotor als ein
Elektrogenerator zum Laden einer Vorrichtung zur Speicherung
elektrischer Energie betrieben wird.
Das Automatikgetriebe, welches eine steuerbare Vorrich
tung im Hybridantriebssystem ist, kann ein Automatikgetriebe
sein, welches eine Vielzahl von Betriebsstellungen mit ver
schiedenen Übersetzungsverhältnissen aufweist und durch ein
selektives Ineingriffbringen und Lösen von Kopplungseinrich
tungen, wie zum Beispiel Kupplungen und Bremsen, in eine ge
eignete Betriebsstellung geschaltet wird. Das Automatikge
triebe kann aber auch ein stufenlos einstellbares Getriebe
sein, dessen Übersetzungsverhältnis kontinuierlich verändert
werden kann. Das Automatikgetriebe kann in Abhängigkeit von
seinem Eingangsdrehmoment gesteuert werden.
Das Automatikgetriebe mit zwei oder mehreren Betriebs
stellungen wird beispielsweise von einer Stellung in eine an
dere geschaltet, indem eine Kopplungsvorrichtung in Eingriff
gebracht und eine andere Kopplungsvorrichtung gleichzeitig
gelöst wird. Diese Getriebeschaltaktion wird als eine
"Kupplung-zu-Kupplung-Schaltaktion" bezeichnet. In einem
Kraftfahrzeug, welches mit einem Automatikgetriebe ausgerü
stet ist und einen Verbrennungsmotor als die einzige An
triebskraftquelle verwendet, erfolgt die praktische Ausfüh
rung einer Abschätzung des Eingangsdrehmoments des Getriebes
sowie eine Steuerung der Eingriffskraft der Kopplungsvorrich
tungen in Abhängigkeit vom abgeschätzten Eingangsdrehmoment,
um einen Getriebeschaltstoß bzw. -ruck während der Kupplung-
zu-Kupplung-Schaltaktion zu reduzieren. Ein derartiges Ver
fahren ist in den Dokumenten JP-A-3-176240, JP-A-5-77660, JP-
A-5-164233 und JP-A-5-296323 offenbart.
Eine ungenaue Abschätzung des Eingangsdrehmoments des Au
tomatikgetriebes hat jedoch fehlerhafte Schaltaktionen des
Getriebes mit einem Schaltruck zur Folge. Das herkömmliche
Hybridfahrzeugantriebssystem erfährt daher aufgrund einer Än
derung des Eingangsdrehmoments in den verschiedenen Betriebs
modi, in welchen verschiedene Antriebskraftquellen verwendet
werden, einen Schaltruck eines Automatikgetriebes.
Die Kupplung-zu-Kupplung-Schaltaktion des Automatikge
triebes kann durch ein lernendes Steuerungsverfahren bzw.
Lernsteuerverfahren gesteuert werden, wobei die Eingriffs
kraft oder die Eingriffskräfte einer Kopplungsvorrichtung
oder beider Kopplungsvorrichtungen von zwei Kopplungsvorrich
tungen zur Ausführung der momentanen Kupplung-zu-Kupplung-
Schaltaktion in Abhängigkeit von der in den vergangenen Kupp
lung-zu-Kupplung-Eingriffsaktionen erlernten Eingriffskraft
gesteuert werden, so daß Abweichungen oder Unterschiede in
der Hydraulikschaltsteuervorrichtung von Hybridantriebssyste
men einzelner Kraftfahrzeuge sowie zeitabhängige Veränderun
gen der Hybridantriebssysteme an- bzw. ausgeglichen werden.
Wenn die Kopplungsvorrichtung eine hydraulisch betätigte Rei
bkopplungsvorrichtung, beispielsweise eine Bremse oder Kupp
lung, ist, erfolgt die Lernsteuerung der Eingriffskraft der
Reibkopplungsvorrichtung durch eine Lernsteuerung des auf die
Reibkopplungsvorrichtung während der Kupplung-zu-Kupplung-
Schaltaktion des Automatikgetriebes aufgebrachten Übergangs
hydraulikdrucks.
In der herkömmlichen Lernsteuerung der Kupplung-zu-Kupp
lung-Schaltaktion des Automatikgetriebes erfolgt die Steue
rung der Eingriffskraft der Kopplungsvorrichtung jedoch unge
achtet des momentan gewählten Betriebsmodus des Hybridan
triebssystems (des momentan gewählten Fahrmodus des Kraft
fahrzeugs) in dem gleichen Lernsteuerverfahren oder in der
selben Weise. Die herkömmliche Lernsteuerung erfährt daher
aufgrund von Änderungen des Trägheitsmoments (des Trägheits
drehmoments) und der Ausgangscharakteristiken des Hybridan
triebssystems, welche vom momentan gewählten Betriebsmodus
abhängen, eine fehlerhafte Steuerung der Eingriffskraft der
Kopplungsvorrichtung, wodurch während der Kupplung-zu-Kupp
lung-Schaltaktion mit einer hohen Wahrscheinlichkeit ein Ge
triebeschaltruck auftritt.
Bekannt ist auch ein Hybridantriebssystem für ein Kraft
fahrzeug mit vorderen und hinteren Antriebsrädern, wobei sich
zwischen der Antriebskraftquelle und den Antriebsrädern eine
Drehmomentverteilvorrichtung befindet, die dazu dient, ein
Verhältnis einer Verteilung eines Antriebsdrehmoments der An
triebskraftquelle auf die vorderen und hinteren Antriebsräder
zu steuern. Die Drehmomentverteilvorrichtung kann ein Zen
traldifferentialgetriebe mit einem Planetengetriebesatz oder
eine Kegelraddifferentialgetriebevorrichtung sein. Der Plane
tengetriebesatz des Zentraldifferentialgetriebes weist drei
relativ zueinander rotierbare Rotationselemente sowie eine
Differentialsperr- bzw. Differentialbegrenzungskupplung auf,
welche zwei der drei Rotationselemente verbindet. Das Ver
hältnis der Verteilung des Antriebsdrehmoments durch die
Drehmomentverteilvorrichtung kann durch ein Lernsteuerverfah
ren gesteuert werden.
In der herkömmlichen Lernsteuerung der Antriebsdrehmo
mentverteilung auf die vorderen und hinteren Antriebsräder
wird das Drehmomentverteilverhältnis ungeachtet des momentan
gewählten Betriebsmodus des Hybridantriebssystems (des momen
tan gewählten Fahrmodus des Fahrzeugs) in dem gleichen Lern
steuerverfahren oder in derselben Art und Weise gesteuert.
Die herkömmliche Lernsteuerung erfährt daher aufgrund von Än
derungen des Trägheitsmoments und der Ausgangscharakteristi
ken des Hybridantriebssystems, welche vom momentan gewählten
Betriebsmodus abhängen, eine fehlerhafte Steuerung oder Ände
rung des Drehmomentverteilverhältnisses.
Eine erste Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es da
her, eine Einrichtung vorzusehen, die eine steuerbare Vor
richtung in einem Hybridantriebssystem für ein Kraftfahrzeug
in Abhängigkeit von einem aus verschiedenen Betriebsmodi des
Antriebssystems oder verschiedenen Fahrmodi des Fahrzeugs ge
wählten Modus steuert.
Eine zweite Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es,
eine Einrichtung vorzusehen, die ein Automatikgetriebe in ei
nem Hybridantriebssystem eines Kraftfahrzeugs steuert, wobei
die Einrichtung eine dem gewählten Fahrmodus des Fahrzeugs
entsprechende, angemessene oder korrekte Steuerung einer
Schaltaktion des Automatikgetriebes ermöglicht.
Eine dritte Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es,
eine Einrichtung vorzusehen, die eine Drehmomentverteilvor
richtung in einem Hybridantriebssystem für ein Kraftfahrzeug
mit Vierradantrieb steuert, wobei die Einrichtung in Abhän
gigkeit vom gewählten Fahrmodus des Fahrzeugs eine korrekte
Steuerung eines Verhältnisses der Verteilung des Fahrzeugan
triebsdrehmoments auf die vorderen und hinteren Antriebsräder
vorsieht.
Die Lösung dieser Aufgaben erfolgt durch die Merkmale des
Anspruchs 1, 9 bzw. 16.
Die vorstehend genannte erste Aufgabe kann gemäß einem
ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung erzielt werden, wel
cher ein Hybridantriebssystem für ein Kraftfahrzeug vorsieht,
welches aufweist: (a) eine Antriebskraftquelle, welche aus
einem durch Verbrennung eines Kraftstoffs betriebenen Ver
brennungsmotor und einem mit elektrischer Energie betriebenen
Elektromotor besteht, wobei wenigstens der Verbrennungsmotor
oder der Elektromotor betrieben wird, um das Kraftfahrzeug in
einer Vielzahl von Fahrmodi anzutreiben, (b) eine zwischen
der Antriebskraftquelle und den Antriebsrädern des Kraftfahr
zeugs befindliche steuerbare Vorrichtung und (c) eine Steuer
einrichtung zur Steuerung der steuerbaren Vorrichtung in Ab
hängigkeit von einem durch die steuerbare Vorrichtung aufge
nommenen Eingangsdrehmoment. Die Steuereinrichtung weist eine
Eingangsdrehmomentabschätzeinrichtung auf, die das Eingangs
drehmoment der steuerbaren Vorrichtung in Abhängigkeit von
einem aus der Vielzahl von Fahrmodi gewählten Fahrmodus ab
schätzt.
Im erfindungsgemäßen Hybridantriebssystem, das wie vor
stehend beschrieben gestaltet ist, kann das Eingangsdrehmo
ment der steuerbaren Vorrichtung unabhängig von Änderungen
des Trägheitsmoments des Verbrennungsmotors und Elektromotors
sowie anderer schwankender Faktoren durch die Steuereinrich
tung in einer geeigneten, dem momentan gewählten Fahrmodus
des Fahrzeugs entsprechenden Weise genau abgeschätzt werden.
Da die steuerbare Vorrichtung in Abhängigkeit vom genau abge
schätzten Eingangsdrehmoment gesteuert wird, erfolgt ein kor
rekter und weicher Betrieb der steuerbaren Vorrichtung, ohne
daß dabei ein unerwünschtes Phänomen auftritt.
Das vorstehend beschriebene Prinzip des ersten Aspekts
dieser Erfindung ist auf verschiedene Typen von Hybridan
triebssystemen anwendbar, welche mit der Wärmekraftmaschine
bzw. dem Verbrennungsmotor und dem Elektromotor als die An
triebskraftquelle für den Antrieb des Kraftfahrzeugs versehen
sind. Wenigstens der Verbrennungsmotor oder Elektromotor kön
nen durch eine selektive Verbindung und Trennung geeigneter
Kraftübertragungswege durch ein selektives Ineingriffbringen
und Lösen (Freigeben) von Kupplungen, oder durch eine Zusam
menfüge- und Verteilvorrichtung, beispielsweise eine Plane
tengetriebevorrichtung, zum Zusammenfügen oder Verteilen der
Ausgangsleistungen des Verbrennungs- und Elektromotors, oder
durch eine geeignete Einrichtung, die den Elektromotor als
eine Hilfsantriebskraftquelle zur Unterstützung des Verbren
nungsmotors als Hauptantriebskraftquelle verwendet, als die
Antriebskraftquelle verwendet werden (d. h. also, daß entwe
der der Verbrennungsmotor oder der Elektromotor als Antriebs
kraftquelle verwendet werden können, oder aber, daß der Ver
brennungsmotor und der Elektromotor als Antriebskraftquelle
verwendet werden können).
In einer ersten bevorzugten Ausführungsform des ersten
Aspekts dieser Erfindung weist die steuerbare Vorrichtung ein
Automatikgetriebe mit einer Vielzahl von Betriebsstellungen
mit jeweils verschiedenen Übersetzungsverhältnissen auf. Das
Automatikgetriebe weist eine Vielzahl von Kopplungsvorrich
tungen auf, welche selektiv in Eingriff gebracht und gelöst
werden, um die Vielzahl der Betriebsstellungen selektiv ein
zurichten. In diesem Fall ist die Steuereinrichtung geeignet,
die Kopplungsvorrichtungen für wenigstens eine Schaltaktion
des Automatikgetriebes in Abhängigkeit von dem durch die Ein
gangsdrehmomentabschätzeinrichtung abgeschätzten Eingangs
drehmoment des Automatikgetriebes zu steuern.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der vorstehenden er
sten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Kopp
lungsvorrichtungen hydraulisch betätigte Kopplungsvorrichtun
gen; die Steuereinrichtung weist ferner eine Drucksteuerein
richtung zur Steuerung eines Hydraulikdrucks von wenigstens
einer der beiden Kopplungsvorrichtungen der hydraulisch betä
tigten Kopplungsvorrichtungen in Abhängigkeit von dem durch
die Eingangsdrehmomentabschätzeinrichtung abgeschätzten Ein
gangsdrehmoment auf. Während eine dieser beiden Kopplungsvor
richtungen in Eingriff gebracht wird, wird die andere der
beiden Kopplungsvorrichtungen gleichzeitig gelöst, um das Au
tomatikgetriebe von einer Betriebsstellung in eine andere zu
schalten.
Die hydraulisch betätigten Kopplungsvorrichtungen können
Kupplungen und Bremsen umfassen, welche selektiv in Eingriff
gebracht und gelöst werden, um die Betriebsstellungen des Au
tomatikgetriebes selektiv einzurichten.
Das Automatikgetriebe kann jedoch auch ein stufenlos ein
stellbares Getriebe sein, dessen Übersetzungsverhältnis kon
tinuierlich einstellbar ist. In diesem Fall wird das stufen
los einstellbare Getriebe in Abhängigkeit vom abgeschätzten
Eingangsdrehmoment geschaltet.
In einer zweiten bevorzugten Ausführungsform des ersten
Aspekts der Erfindung beinhaltet die Vielzahl von Fahrmodi
einen Elektromotorantriebsmodus, in welchem das Kraftfahrzeug
nur durch den Elektromotor angetrieben wird; die Eingangs
drehmomentabschätzeinrichtung ist geeignet, das Eingangs
drehmoment in Abhängigkeit von einem bezüglich dem Trägheits
moment des Elektromotors kompensierten Ausgangsdrehmoment des
Elektromotors abzuschätzen (d. h., daß bei der Abschätzung
des Eingangsdrehmoments in Abhängigkeit vom Ausgangsdrehmo
ment das Trägheitsmoment des Elektromotors berücksichtigt
wird).
In einer dritten bevorzugten Ausführungsform des ersten
Aspekts der Erfindung beinhaltet die Vielzahl von Fahrmodi
einen Verbrennungsmotorantriebsmodus, in welchem das Kraft
fahrzeug nur durch den Verbrennungsmotor angetrieben wird;
die Eingangsdrehmomentabschätzeinrichtung ist geeignet, das
Eingangsdrehmoment in Abhängigkeit von einem bezüglich des
Trägheitsmoments und des Drehmomentverlusts des Verbrennungs
motors kompensierten Ausgangsdrehmoment des Verbrennungsmo
tors abzuschätzen (d. h., daß bei der Abschätzung des Ein
gangsdrehmoments in Abhängigkeit vom Ausgangsdrehmoment das
Trägheitsmoment und der Drehmomentverlust des Verbrennungsmo
tors berücksichtigt wird).
In einer vierten bevorzugten Ausführungsform des ersten
Aspekts der Erfindung beinhaltet die Vielzahl der Fahrmodi
einen Verbrennungsmotor-/Elektromotorantriebsmodus, in wel
chem das Kraftfahrzeug sowohl durch den Verbrennungsmotor wie
auch den Elektromotor angetrieben wird; die Eingangsdrehmo
mentabschätzeinrichtung ist geeignet, das Eingangsdrehmoment
in Abhängigkeit von einem bezüglich des Trägheitsmoments und
des Drehmomentverlusts des Motors kompensierten Ausgangs
drehmoment des Verbrennungsmotors sowie einem bezüglich des
Trägheitsmoments des Elektromotors kompensierten Ausgangs
drehmoment des Elektromotors abzuschätzen (d. h., daß die Ab
schätzung des Eingangsdrehmoments sowohl in Abhängigkeit vom
Ausgangsdrehmoment des Verbrennungsmotors unter Berücksichti
gung des Trägheitsmoments und des Drehmomentverlusts des Ver
brennungsmotors sowie in Abhängigkeit vom Ausgangsdrehmoment
des Elektromotors unter Berücksichtigung des Trägheitsmoments
des Elektromotors erfolgt).
In einer fünften bevorzugten Ausführungsform des ersten
Aspekts der Erfindung weist das Hybridantriebssystem ferner
eine Vorrichtung zur Speicherung elektrischer Energie auf,
mit welcher der Elektromotor betrieben wird; die Vielzahl von
Fahrmodi beinhaltet einen Verbrennungsmotorantriebs-
/Lademodus, in welchem das Kraftfahrzeug durch den Verbren
nungsmotor angetrieben wird, während der Elektromotor gleich
zeitig als ein elektrischer Generator zum Laden der Vorrich
tung zur Speicherung elektrischer Energie betrieben wird. In
diesem Fall ist die Eingangsdrehmomentabschätzeinrichtung ge
eignet, das Eingangsdrehmoment in Abhängigkeit von einem be
züglich des Trägheitsmoments und des Drehmomentverlust des
Verbrennungsmotors kompensierten Ausgangsdrehmoment des Ver
brennungsmotors und einem bezüglich des Trägheitsmoments des
Elektromotors kompensierten regenerativen Bremsdrehmoment des
Elektromotors abzuschätzen. Dieses Konzept ist gleichermaßen
auf ein Hybridantriebssystem anwendbar, welches neben dem
Elektromotor einen separaten Elektrogenerator aufweist.
Das vorliegende Hybridantriebssystem kann ein Automatik
getriebe sowie eine Kupplung aufweisen, welche sich zwischen
dem Verbrennungsmotor oder Elektromotor und dem Automatikge
triebe befindet und selektiv in Eingriff gebracht und gelöst
wird. In diesem Fall ist die Eingangsdrehmomentabschätzein
richtung vorzugsweise so angepaßt, daß sie bei der Abschät
zung des Eingangsdrehmoments des Automatikgetriebes den
Rutsch- bzw. Schleifbetrag der Kupplung berücksichtigt.
Das Kraftfahrzeug kann eine Zusatzvorrichtung, beispiels
weise eine Klimaanlage, aufweisen, welche vom Verbrennungsmo
tor oder Elektromotor angetrieben wird. In diesem Fall ist
die Eingangsdrehmomentabschätzeinrichtung vorzugsweise geeig
net, bei der Abschätzung des Eingangsdrehmoments des Automa
tikgetriebes den Betriebszustand der Zusatzvorrichtung zu be
rücksichtigen.
Es sei darauf hingewiesen, daß die Eingangsdrehmomentab
schätzeinrichtung auf weitere Parameter oder Variable zurück
greifen kann, welche das Eingangsdrehmoment der steuerbaren
Vorrichtung, beispielsweise eines Automatikgetriebes, beein
flussen können.
Die vorstehend genannte zweite Aufgabe kann gemäß einem
zweiten Aspekt dieser Erfindung erzielt werden, welcher ein
Hybridantriebssystem für ein Kraftfahrzeug vorsieht, welches
aufweist: (a) eine Antriebskraftquelle, welche aus einem
durch eine Verbrennung eines Kraftstoffs betriebenen Verbren
nungsmotor und einem mit einer elektrischen Energie betriebe
nen Elektromotor besteht, wobei wenigstens der Verbrennungs
motor oder der Elektromotor für den Antrieb des Kraftfahr
zeugs in einer Vielzahl von Fahrmodi betrieben wird, (b) ein
zwischen der Antriebskraftquelle und den Antriebsrädern des
Kraftfahrzeugs befindliches Automatikgetriebe und (c) eine
Schaltsteuereinrichtung zur Steuerung wenigstens einer steu
erbaren Variablen des Automatikgetriebes, welche auf die
Schaltaktion des Automatikgetriebes einen Einfluß ausübt. Die
Schaltsteuereinrichtung weist eine Lernsteuereinrichtung zur
Ausführung einer Lernsteuerung der wenigstens einen steuerba
ren Variablen in verschiedenen, der Vielzahl von Fahrmodi des
Kraftfahrzeugs entsprechenden Weisen auf.
Im erfindungsgemäßen Hybridantriebssystem, das gemäß dem
zweiten Aspekt dieser Erfindung gestaltet ist, ist die Lern
steuereinrichtung der Schaltsteuereinrichtung geeignet, eine
Lernsteuerung einer steuerbaren Variablen oder mehreren steu
erbaren Variablen des Automatikgetriebes in verschiedenen,
den Fahrmodi des Kraftfahrzeugs entsprechenden Weisen auszu
führen, so daß dank der optimalen Lernsteuerung der Variablen
in jedem gewählten Fahrmodus unabhängig von Änderungen des
Trägheitsmoments und der Ausgangscharakteristiken des Ver
brennungsmotors und des Elektromotors eine Schaltaktion des
Automatikgetriebes ohne Schaltruck korrekt erzielt wird.
Das Prinzip des zweiten Aspekts der Erfindung ist eben
falls auf verschiedene Typen von Hybridantriebssystemen an
wendbar, wie es vorstehend bezüglich des ersten Aspekts der
Erfindung beschrieben wurde.
In einer ersten bevorzugten Ausführungsform dieses zwei
ten Aspekts der Erfindung hat das Automatikgetriebe eine
Vielzahl von Betriebsstellungen mit jeweils verschiedenen
Übersetzungsverhältnissen und weist eine Vielzahl von Kopp
lungsvorrichtungen auf, welche selektiv in Eingriff gebracht
und gelöst werden, um die Vielzahl von Betriebsstellungen se
lektiv einzurichten; die Schaltsteuereinrichtung ist ferner
geeignet, die Kopplungsvorrichtungen für wenigstens eine der
Schaltaktionen der Automatikgetriebe zu steuern.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der vorstehenden er
sten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Kopp
lungsvorrichtungen hydraulisch betätigte Kopplungsvorrichtun
gen, beispielsweise Kupplungen und Bremsen; die Lernsteuer
einrichtung weist ferner eine Drucksteuereinrichtung zur Aus
führung der Lernsteuerung eines Hydraulikdrucks von wenig
stens einer der beiden Kopplungsvorrichtungen der hydraulisch
betätigten Kopplungsvorrichtungen in verschiedenen, der Viel
zahl von Fahrmodi des Kraftfahrzeugs entsprechenden Weisen
auf. In diesem Fall ist die Schaltsteuereinrichtung geeignet,
die beiden Kopplungsvorrichtungen zur Ausführung einer soge
nannten "Kupplung-zu-Kupplung-Schaltaktion" so zu steuern,
daß eine der beiden Kopplungsvorrichtungen in Eingriff ge
bracht wird, während die andere der beiden Kopplungsvorrich
tungen gelöst wird, so daß das Automatikgetriebe von einer
Betriebsstellung in eine andere geschaltet wird.
Das Automatikgetriebe, dessen Schaltaktion durch die
Lernsteuerung gemäß dem zweiten Aspekt dieser Erfindung ge
steuert wird, kann jedoch auch ein stufenlos einstellbares
Getriebe sein, dessen Übersetzungsverhältnis stufenlos ein
stellbar ist.
In der vorstehenden vorteilhaften Ausgestaltung kann die
Lernsteuereinrichtung eine Speichereinrichtung zur Speiche
rung einer Vielzahl von der Vielzahl von Fahrmodi des Kraft
fahrzeugs entsprechenden Datenverzeichnissen aufweisen, wobei
jedes dieser Datenverzeichnisse einen Zusammenhang zwischen
einem Betriebsparameter des Automatikgetriebes und einem Kom
pensationswert des Hydraulikdrucks einer jeden Kopplungsvor
richtungen darstellt. In dieser Ausgestaltung bestimmt die
Lernsteuereinrichtung den Kompensationswert des Hydraulik
drucks in Abhängigkeit vom Betriebsparameter und in Abhängig
keit von einem der Datenverzeichnisse, welches einem momenta
nen, aus der Vielzahl der Fahrmodi gewählten Fahrmodus ent
spricht. Anstelle der Datenverzeichnisse können jedoch auch
jeweilige, den verschiedenen Fahrmodi des Fahrzeugs entspre
chende Gleichungen verwendet werden.
In der vorstehenden Ausgestaltung kann die Lernsteuerein
richtung geeignet sein, jedes der Datenverzeichnisse in Ab
hängigkeit von einem Zustand, in welchem das Automatikge
triebe von einer der Vielzahl der Betriebsstellungen in eine
andere geschaltet wird, in dem momentanen, aus der Vielzahl
von Fahrmodi gewählten Fahrmodus zu aktualisieren.
Der für die Aktualisierung der Datenverzeichnisse verwen
dete Zustand wird in Abhängigkeit vom gewählten Fahrmodus ge
wählt. Beispielsweise soll, wenn beide Kopplungsvorrichtungen
dazu verwendet werden, eine Kupplung-zu-Kupplung-Hochschal
taktion des Automatikgetriebes in der Weise auszuführen, daß
eine dieser beiden Kopplungsvorrichtungen in Eingriff ge
bracht wird, wohingegen die andere Kopplungsvorrichtung ge
löst wird, ein Blockier- bzw. Lahmlegungsphänomen dieser bei
den Kopplungsvorrichtungen während der Hochschaltaktion, wo
bei das Fahrzeug im Elektromotorantriebsfahrmodus betrieben
wird, in welchem nur der Elektromotor als die Antriebskraft
quelle für das Fahrzeug betrieben wird, verhindert werden.
Dieses Lahmlegungsphänomen ist ein Zustand, in welchem die
Eingriffsaktion einer der beiden Kopplungsvorrichtungen mit
einer im Vergleich zur Löseaktion der anderen Kopplungsvor
richtung allzu hohen Geschwindigkeit erfolgt. Wenn das Lahm
legungsphänomen in der Hochschaltaktion erfaßt wird, wird das
dem Elektromotorantriebsfahrmodus entsprechende Datenver
zeichnis aktualisiert, um den Kompensationswert des Hydrau
likdrucks so zu verändern, daß das Lahmlegungsphänomen der
Kopplungsvorrichtungen während der darauffolgenden Hochschal
taktion im Elektromotorantriebsfahrzustand verhindert wird.
Im Verbrennungsmotorantriebsfahrmodus, in welchem nur der
Verbrennungsmotor als die Antriebskraftquelle betrieben wird,
ist das Lahmlegungsphänomen jedoch wiederum erwünscht, da das
Lahmlegungsphänomen effektiv dazu beiträgt, ein Durchgehen
des Verbrennungsmotors während der Hochschaltaktion im Ver
brennungsmotorantriebsfahrmodus zu verhindern. Wenn in der
Hochschaltaktion im Verbrennungsmotorantriebsfahrmodus nicht
eine ausreichend hohe Tendenz eines Lahmlegungsphänomens er
faßt wird, wird das diesem Fahrmodus entsprechende Datenver
zeichnis aktualisiert, um den Kompensationswert so zu verän
dern, daß sich die Tendenz eines Lahmlegungsphänomens während
der darauffolgenden Hochschaltaktion im Verbrennungsmotoran
triebsfahrmodus erhöht.
Das Lahmlegungsphänomen kann durch eine Überwachung der
Beschleunigung oder der Änderungsrate der Beschleunigung von
Rotationsbauteilen des Automatikgetriebes erfaßt werden.
Die Schaltsteuereinrichtung kann ferner eine Eingangs
drehmomentabschätzeinrichtung zum Abschätzen des Eingangs
drehmoments des Automatikgetriebes als den vorstehend angege
benen Betriebsparameter des Automatikgetriebes in Abhängig
keit vom momentan gewählten Fahrmodus aufweisen. In diesem
Fall bestimmt die Lernsteuereinrichtung den Kompensationswert
des Hydraulikdrucks in Abhängigkeit von dem durch die Ein
gangsdrehmomentabschätzeinrichtung abgeschätzten Eingangs
drehmoment und gemäß dem Datenverzeichnis, welches dem momen
tan gewählten Fahrmodus entspricht.
Die Lernsteuerung des Automatikgetriebes wird vorteilhaf
terweise nur dann ausgeführt, wenn ein bestimmter Zustand
vorliegt bzw. eine bestimmte Bedingung erfüllt ist, bei
spielsweise erst, nachdem sich der Fahrzustand des Fahrzeugs
im gewählten Modus stabilisiert hat oder erst dann, wenn die
Temperatur des Öls im Automatikgetriebe höher ist als ein be
stimmter unterer Grenzwert. Die Bedingung für die Ausführung
der Lernsteuerung in einem Fahrmodus kann dabei von der in
einem anderen Fahrmodus abweichen.
Abgesehen von Verfahren für die Lernsteuerung in Abhän
gigkeit vom momentan gewählten Fahrmodus, sind Verfahren zur
Steuerung der vorstehend angegebenen Kupplung-zu-Kupplung-
Schaltaktion eines Automatikgetriebes in den Dokumenten
JP-A-5-296323 und JP-A-6-341535 offenbart. Weiterhin sind in dem
Dokument JP-A-63-291738 Hydrauliksteuerverfahren für ein Au
tomatikgetriebe offenbart. Das Prinzip der vorliegenden Er
findung kann zusammen mit derartigen Verfahren praktiziert
werden.
Die vorstehend genannte dritte Aufgabe kann gemäß einem
vierten Aspekt dieser Erfindung erzielt werden, welcher ein
Hybridantriebssystem für ein Kraftfahrzeug mit vorderen und
hinteren Antriebsrädern vorsieht, welches aufweist: (a) eine
Antriebskraftquelle, welche aus einem durch Verbrennung eines
Kraftstoffs betriebenen Verbrennungsmotor und einem mit elek
trischer Energie betriebenen Elektromotor besteht, wobei we
nigstens der Verbrennungsmotor oder der Elektromotor für den
Antrieb des Kraftfahrzeugs in einer Vielzahl von Fahrmodi be
trieben wird, (b) eine zwischen der Antriebskraftquelle und
den Antriebsrädern des Kraftfahrzeugs befindliche Drehmoment
verteilvorrichtung für die Verteilung eines von der Antriebs
kraftquelle erzeugten Antriebsdrehmoments auf die vorderen
und hinteren Antriebsräder mit einem steuerbaren Verteilver
hältnis, (c) einer Drehmomentverteilverhältnisände
rungseinrichtung zur Steuerung der Drehmomentverteilvorrich
tung, um das Verteilverhältnis des Antriebsdrehmoments zu än
dern, und (d) eine Lernsteuereinrichtung zur Ausführung einer
Lernsteuerung einer steuerbaren Variablen der Drehmomentver
teilvorrichtung, welche das Verteilverhältnis beeinflußt,
wenn das Verteilverhältnis durch die Drehmomentverteilver
hältnisänderungseinrichtung geändert wird. Die Lernsteuerein
richtung ist geeignet, die Lernsteuerung der steuerbaren Va
riablen in verschiedenen der Vielzahl der Fahrmodi des Kraft
fahrzeugs entsprechenden Weisen auszuführen.
Im erfindungsgemäßen Hybridantriebssystem gemäß dem drit
ten Aspekt, das wie vorstehend beschrieben gestaltet ist, er
folgt die Lernsteuerung der steuerbaren Variablen der Drehmo
mentverteilvorrichtung, welche das Verteilverhältnis des An
triebsdrehmoments auf die vorderen und hinteren Antriebsräder
beeinflußt, in verschiedenen, den jeweiligen Fahrmodi des
Kraftfahrzeugs entsprechenden Weisen, wenn das Verteilver
hältnis des Antriebsdrehmoments durch die Drehmomentverteil
verhältnisänderungseinrichtung geändert wird. Daher kann die
Variable der Drehmomentverteilvorrichtung durch das spezifi
sche Lernsteuerverfahren, welches dem momentan gewählten Fahr
modus angepaßt ist, ohne das Auftreten eines Stoßes bzw.
Rucks der Drehmomentverteilvorrichtung und unabhängig von Än
derungen des Trägheitsmoments und den Ausgangscharakteristi
ken des Verbrennungsmotors und Elektromotors korrekt gesteu
ert werden.
Die Drehmomentverteilvorrichtung kann ein Zentraldiffe
rentialgetriebe sein, welches einen Planetengetriebesatz auf
weist, welcher drei relativ zueinander rotierbare Rotations
elemente hat, und eine Differentialbegrenzungs- bzw. Differe
ntialsperrkupplung, die zwei der drei Rotationselementen ver
bindet. Die Differentialbegrenzungskupplung kann eine hydrau
lisch betätigte Kupplung sein, deren Hydraulikdruck durch die
Drehmomentverteilverhältnisänderungseinrichtung verändert
wird. In diesem Fall kann die Lernsteuereinrichtung eine
Drucksteuereinrichtung zur Ausführung der Lernsteuerung des
Hydraulikdrucks der Differentialbegrenzungskupplung als die
Variable der Drehmomentverteilvorrichtung in den verschiede
nen, den Fahrmodi des Fahrzeugs entsprechenden Weisen sein,
so daß das Verteilverhältnis des Antriebsdrehmoments durch
das Zentraldifferentialgetriebe geeignet gesteuert wird. Die
Drehmomentverteilverhältnisänderungseinrichtung erhält den
Befehl, das Verteilverhältnis des Antriebsdrehmoments zu än
dern, wenn ein bestimmter Zustand vorliegt bzw. eine be
stimmte Bedingung erfüllt ist, d. h. in Abhängigkeit von der
Gierrate oder dem Lenkwinkel und der Fahrgeschwindigkeit des
Fahrzeugs und gemäß einem bestimmten Drehmomentverteilungsda
tenverzeichnis, welches einen Zusammenhang zwischen der Gier
rate (dem Lenkwinkel und der Fahrgeschwindigkeit) und dem op
timalen Verteilverhältnis des Antriebsdrehmoments darstellt.
Anstelle des vorstehend angegebenen Zentraldifferentialge
triebes kann auch eine Kegelraddifferentialvorrichtung ver
wendet werden, welche eine Kupplung zur Verteilung des An
triebsdrehmoments auf die vorderen und hinteren Antriebsräder
eines Kraftfahrzeugs mit Vierradantrieb aufweist. Die im Zen
traldifferentialgetriebe oder der Differentialgetriebevor
richtung verwendete Kupplung kann so gesteuert werden, daß
sie das an die Antriebsräder zu übertragende Drehmoment kon
tinuierlich verändert, oder so gesteuert werden, daß sie ent
weder in Eingriff gebracht oder gelöst wird.
Wenn der auf die Differentialbegrenzungskupplung des Zen
traldifferentialgetriebes aufzubringende Hydraulikdruck als
die Variable gesteuert wird, die das Verteilverhältnis des
Antriebsdrehmoments beeinflußt, kann der Hydraulikdruck eines
mit der Differentialbegrenzungskupplung in Verbindung stehen
den Linearsolenoidventils durch die Lernsteuereinrichtung di
rekt gesteuert werden, um dadurch den Hydraulikdruck der Dif
ferentialbegrenzungskupplung für die Steuerung des Verteil
verhältnisses des Antriebsdrehmoments indirekt zu steuern.
Das vorliegende Hybridantriebssystem gemäß dem dritten
Aspekt der Erfindung kann ferner eine Lernsteuerverhinde
rungseinrichtung aufweisen, die einen Betrieb der Lernsteuer
einrichtung in einem bestimmten Fahrzustand oder in bestimm
ten Fahrzuständen verhindert, so daß keine Lernsteuerung der
steuerbaren Variable ausgeführt wird. Der Betrieb der Lern
steuereinrichtung wird beispielsweise durch die Lernsteuer
verhinderungseinrichtung solange verhindert, bis nach der
Wahl des momentan gewählten Fahrmodus eine bestimmte Zeit
vergangen ist, oder solange, wie die Temperatur eines Ar
beitsfluids für den Betrieb der Drehmomentverteilvorrichtung
oder die Temperatur des Kühlwassers für den Verbrennungsmotor
niedriger ist als ein bestimmter unterer Grenzwert.
Die Lernsteuereinrichtung kann eine Speichereinrichtung
zur Speicherung einer Vielzahl von Datenverzeichnissen auf
weisen, die der Vielzahl von Fahrmodi des Kraftfahrzeugs ent
sprechen, wobei jedes der Datenverzeichnisse einen Zusammen
hang zwischen einem Betriebsparameter (beispielsweise dem
Eingangsdrehmoment) des Zentraldifferentialgetriebes und ei
nem Kompensationswert des Hydraulikdrucks der Differentialbe
grenzungskupplung darstellt. In diesem Beispiel ist die Lern
steuereinrichtung geeignet, den Kompensationswert in Abhän
gigkeit vom Betriebsparameter und einem der Datenverzeichnis
se zu bestimmen, welches einem aus der Vielzahl der Fahrmodi
momentan gewählten Fahrmodus entspricht. Die Lernsteuerein
richtung kann geeignet sein, jedes der Datenverzeichnisse in
Abhängigkeit von einer Bedingung, bei welcher das Verteilver
hältnis geändert wird, durch eine Änderung des Hydraulikdrucks
der Differentialbegrenzungskupplung durch die Drucksteuer
einrichtung in dem Fahrmodus zu aktualisieren, welcher dem
jeweiligen Datenverzeichnis entspricht.
Vorstehende und weitere Aufgaben, Merkmale, Vorteile so
wie die technische und industrielle Bedeutsamkeit dieser Er
findung werden aus der nachfolgenden detaillierten Beschrei
bung von gegenwärtig bevorzugten Ausführungsformen der Erfin
dung unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen besser
ersichtlich, wobei
Fig. 1 eine schematische Ansicht ist, die eine allgemeine
Ausgestaltung eines gemäß einer ersten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung aufgebauten Hybridantriebssystems dar
stellt,
Fig. 2 eine Ansicht ist, die ein im Hybridantriebssystem
von Fig. 1 verwendetes Steuersystem darstellt,
Fig. 3 eine Übersicht ist, die die Betätigungs- bzw. Be
triebszustände verschiedener Kopplungselemente zum Einrichten
verschiedener Betriebsstellungen eines Automatikgetriebes im
Hybridantriebssystem von Fig. 1 zeigt,
Fig. 4 eine Ansicht ist, die einen Teil eines Hydrau
liksystems des Automatikgetriebes im Hybridantriebssystem von
Fig. 1 zeigt,
Fig. 5 ein Blockbild ist, das die Verbindung zwischen ei
ner Hybridantriebssteuerung und einem in Fig. 1 gezeigten,
elektrisch betätigten Drehmomentwandler zeigt,
Fig. 6 ein Flußdiagramm ist, das eine durch eine Hybri
dantriebssteuerung des Hybridantriebssystems von Fig. 1 aus
geführte Subroutine zur Bestimmung eines Betriebsmodus veran
schaulicht,
Fig. 7 eine Übersicht ist, die neun Betriebsmodi zeigt,
welche in der Subroutine von Fig. 1 selektiv eingerichtet
werden,
Fig. 8 ein Flußdiagramm ist, das eine durch eine Automa
tikgetriebesteuerung des Hybridantriebssystems ausgeführte
Routine zeigt,
Fig. 9 ein Zeitschaubild ist, das Änderungen des Hydrau
likdrucks PB2 einer Bremse B2 und des Hydraulikdrucks PB3 ei
ner Bremse B3 des Automatikgetriebes zeigt, welche in Abhän
gigkeit von der Routine von Fig. 8 geschaffen werden,
Fig. 10 eine Übersicht ist, die Sätze verschiedener Terme
zeigt, welche in den jeweils verschiedenen Betriebsmodi des
Hybridantriebssystems für die Berechnung abgeschätzter Ein
gangsdrehmomentwerte des Automatikgetriebes verwendet werden,
Fig. 11 ein Flußdiagramm ist, das eine Routine zeigt,
welche durch die Automatikgetriebesteuerung eines gemäß einer
zweiten Ausführungsform dieser Erfindung gestalteten Hybri
dantriebssystems ausgeführt wird,
Fig. 12 eine Ansicht ist, die ein Datenverzeichnis zur
Bestimmung eines Bezugs- bzw. Grundwerts PSLU* eines Hydrau
likdrucks PSLU eines Linearsolenoidventils SLU zeigt, welches
durch die Automatikgetriebesteuerung gemäß der Routine von
Fig. 11 gesteuert wird,
Fig. 13 eine Ansicht ist, die ein Datenverzeichnis zur
Bestimmung eines Kompensationswerts ΔPSLU zeigt, welcher ge
mäß der Routine von Fig. 11 für eine Lernsteuerung des Hy
draulikdrucks PSLU verwendet wird,
Fig. 14 eine schematische Ansicht ist, die eine allgemei
ne Ausgestaltung eines gemäß einer dritten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung gestalteten Hybridantriebssystems
mit einem Übertragungs- oder Zentraldifferentialgetriebe
zeigt,
Fig. 15 eine Ansicht ist, die ein im Hybridantriebssystem
von Fig. 14 verwendetes Steuersystem veranschaulicht,
Fig. 16 ein Flußdiagramm ist, das eine durch eine Hybri
dantriebssteuerung des Steuersystems von Fig. 15 ausgeführte
Routine veranschaulicht,
Fig. 17 eine Ansicht ist, die ein Datenverzeichnis zur
Bestimmung eines Grundwerts PSLC* eines Hydraulikdrucks PSLC
eines Linearsolenoidventils SLC zeigt, welches durch die Hy
bridantriebssteuerung gemäß der Routine von Fig. 16 gesteuert
wird,
Fig. 18 eine Ansicht ist, die ein Datenverzeichnis zur
Bestimmung eines Kompensationswerts ΔPSLC zeigt, welcher ge
mäß der Steuerung von Fig. 16 für eine Lernsteuerung des Hy
draulikdrucks PSLC verwendet wird,
Fig. 19 eine schematische Ansicht ist, die ein Hybridan
triebssystem gemäß einer weiteren Ausführungsform dieser Er
findung zeigt, und
Fig. 20 eine Übersicht ist, die die Betriebszustände von
Kopplungselementen zum Einrichten von Betriebsstellungen des
Automatikgetriebes im Hybridantriebssystem von Fig. 11 zeigt.
Nachstehend erfolgt eine ausführliche Beschreibung der
bevorzugten Ausführungsformen.
Zuerst sei auf die schematische Ansicht von Fig. 1 Bezug
genommen, in welcher ein für die Verwendung in einem Front
verbrennungsmotor-Heckantrieb-Kraftfahrzeug (FH-Fahrzeug) ge
eignetes Hybridantriebssystem 10 gezeigt ist. Das Hybridan
triebssystem 10 weist auf: einen durch Verbrennung eines
Kraftstoffs betriebenen Verbrennungsmotor 12 (der in den Figuren
als V-Motor bezeichnet ist) (engine), wie zum Beispiel eine
Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung, einen Elektromo
tor/Generator 14 (der in den Fig. als E-Motor bezeichnet ist)
(motor), der die Funktion eines mit elektrischer Energie be
triebener Elektromotors und Elektrogenerators hat, eine Pla
netengetriebevorrichtung 16 vom Typ mit einem Ritzel sowie
eine Kraftübertragungsvorrichtung in der Gestalt eines Auto
matikgetriebes 18. Dieser Verbrennungsmotor 12, der Elektro
motor/Generator 14, die Planetengetriebevorrichtung 16 und
das Automatikgetriebe 18 sind in Längsrichtung des Kraftfahr
zeugs angeordnet. Das Automatikgetriebe 18 weist eine Ab
triebs- bzw. Ausgangswelle 19 auf, welche durch eine Gelenk
welle und eine Differentialgetriebevorrichtung (die nicht ge
zeigt sind) funktionell mit rechten und linken hinteren An
triebsrädern in Verbindung steht, um auf die Antriebsräder
eine Antriebskraft zu übertragen.
Die Planetengetriebevorrichtung 16 fungiert als ein Ver
bindungs-/Verteilmechanismus für ein mechanisches Verbinden
und Verteilen einer Kraft und kooperiert mit dem Elektromo
tor/Generator 14, so daß ein elektrisch gesteuerter Drehmo
mentwandler 24 gebildet wird, wie es in Fig. 1 mit einer
Strich-Punkt-Linie gezeigt ist. Die Planetengetriebevorrich
tung 16 weist auf: ein erstes rotierendes Element in der Ge
stalt eines Hohlrads 16r, das über eine erste Kupplung CE1
mit dem Verbrennungsmotor 12 in Verbindung gebracht wird, ein
zweites rotierendes Element in der Gestalt eines Sonnenrads
16s, das mit einer Rotorwelle 14r des Elektromo
tors/Generators 14 in Verbindung steht, sowie ein drittes ro
tierendes Element in der Gestalt eines mit einer Ausgangs
welle in Verbindung stehenden Trägers 16c, das einer Ein
gangswelle 26 des Automatikgetriebes 18 entspricht. Das Son
nenrad 16s und der Träger 16c werden über eine zweite Kupp
lung CE2 miteinander in Verbindung gebracht.
Der Verbrennungsmotor 12 steht durch ein Schwungrad 28
und eine Dämpfvorrichtung 30 mit der ersten Kupplung CE1 in
Verbindung. Das Schwungrad 28 und die Dämpfvorrichtung 30 ha
ben die Aufgabe, Drehzahl- und Drehmomentschwankungen des Mo
tors 12 aufzunehmen. Die Dämpfvorrichtung 30 weist ein ela
stisches Bauteil, beispielsweise eine Feder oder ein Gummi
bauteil, auf. Die erste und zweite Kupplung CE1, CE2 sind
Mehrscheiben-Reibkupplungen, die jeweils durch hydraulische
Betätigungsvorrichtungen in Eingriff gebracht und gelöst wer
den.
Das Automatikgetriebe 18 ist eine Kombination aus einem
vorderen Nebengetriebe 20 und einem hinteren Hauptgetriebe
22. Das Nebengetriebe 20 besteht aus einem Schnellgang-Plane
tengetriebesatz 32 vom Typ mit einem Ritzel, wohingegen das
Hauptgetriebe 22 aus drei miteinander in Verbindung stehenden
Planetengetriebesätzen 34, 36, 38 besteht. Das Hauptgetriebe
22 hat fünf Vorwärtsantriebsstellungen und eine Rückwärtsan
triebsstellung. Das Nebengetriebe 20 weist eine Reibschluß
kupplung C0 und Reibschlußbremse B0 auf, die jeweils durch
hydraulische Betätigungsvorrichtungen betätigt werden, sowie
eine Freilaufkupplung F0.
Das Hauptgetriebe 22 weist Reibschlußkupplungen C1, C2
und Reibschlußbremsen B1, B2, B3, B4 auf, die jeweils durch
hydraulische Betätigungsvorrichtungen betätigt werden, sowie
Freilaufkupplungen F1, F2.
Das Automatikgetriebe 18 weist eine in Fig. 2 gezeigte
Hydrauliksteuervorrichtung 44 auf, die solenoidbetätigte Ven
tile SL1-SL4 enthält. Die Elektromagneten bzw. Solenoide die
ser solenoidbetätigten Ventile SL1-SL4 werden selektiv ener
getisch erregt und aberregt, um die Kupplungen C0, C1, C2 und
Bremsen B0, B1, B2, B3, B4 selektiv in Eingriff zu bringen
und zu lösen, um dadurch selektiv eine der in Fig. 3 gezeig
ten Betriebsstellungen des Automatikgetriebes 18 einzurich
ten. Die Betriebsstellungen des Automatikgetriebes 18 beste
hen aus einer Neutralstellung "N", einer Rückwärtsantriebs
stellung "R" und fünf Vorwärtsantriebsstellungen, d. h. einer
Stellung für den ersten Gang "1.", einer Stellung für den
zweiten Gang "2.", einer Stellung für den dritten Gang "3.",
einer Stellung für den vierten Gang "4." sowie einer Stellung
für den fünften Gang "5.", wie es in Fig. 3 gezeigt ist. Die
Hydrauliksteuervorrichtung 44 weist ein Ventil für ein manu
elles Schalten auf, das mechanisch mit einem Schalthebel in
Verbindung steht und über diesen betätigt wird. Die Kupplun
gen C0-C2 und Bremsen B0-B4 werden durch die solenoidbetätig
ten Ventile SL1-SL4 und das Ventil für manuelles Schalten ge
steuert. Der Schalthebel hat eine Parkstellung "P", eine Neu
tralstellung "N", eine Rückwärtsstellung "R", eine Antriebs
stellung "D" sowie Motorbremsstellungen, zum Beispiel eine
Stellung für den dritten Gang "3", eine Stellung für den
zweiten Gang "2" und eine Langsamgang-Stellung "L".
Da das Automatikgetriebe 18 und der elektrisch gesteuerte
Drehmomentwandler 24 bezüglich ihrer Mittellinien symmetrisch
sind, sind in Fig. 1 nur die oberen Hälften des Automatikge
triebes 18 und des Drehmomentwandlers 24 gezeigt.
In der Tabelle von Fig. 3 geben weiße Kreise die Ein
griffszustände der Kupplungen C, Bremsen B und Freilaufkupp
lungen F an, wohingegen schwarze Kreise die Eingriffszustände
der Kupplung C0 und Bremsen B1, B4 angeben, wenn der Schalt
hebel in eine der vorstehend angegebenen Motorbremsstellungen
geschaltet ist. Das Fehlen von weißen oder schwarzen Kreisen
weist auf die Lösezustände der Kupplungen C, Bremsen B und
Freilaufkupplungen F hin.
Die Neutral- und Rückwärtsantriebsstellungen "N", "R" des
Automatikgetriebes 18 werden durch das mechanisch mit dem
Schalthebel in Verbindung stehende Ventil für manuelles
Schalten eingerichtet. Wenn der Schalthebel in eine der Mo
torbremsstellungen gebracht wird, wird das Getriebe 18 durch
das Ventil für manuelles Schalten automatisch geschaltet.
Wenn der Schalthebel in die Antriebsstellung "D" gebracht
wird, wird das Automatikgetriebe 18 automatisch in eine ge
eignete Stellung von den fünf Vorwärtsantriebsstellungen "1."
bis "5." gebracht, wobei die Solenoide der solenoidbetätigten
Ventile SL1-SL4 in Abhängigkeit vom Betriebs- bzw. Fahrzu
stand des Fahrzeugs selektiv energetisch erregt werden. Die
Übersetzungsverhältnisse der fünf Vorwärtsantriebsstellungen
des Automatikgetriebes 18 nehmen vom Übersetzungsverhältnis
der Stellung für den ersten Gang "1." bis zum Übersetzungs
verhältnis der Stellung für den fünften Gang "5." schritt
weise ab, wie es in Fig. 3 beispielhaft gezeigt ist. Die
Stellung für den vierten Gang "4." hat ein Übersetzungsver
hältnis i₄, welches gleich 1 ist. Der Planetengetriebesatz 32
des Nebengetriebes 20 hat ein Übersetzungsverhältnis ρ, wel
ches der Zahl der Zähne ZS des Sonnenrads geteilt durch die
Zahl der Zähne ZR des Hohlrads entspricht. Das Übersetzungs
verhältnis ρ ist kleiner als 1. Die Stellung für den fünften
Gang "5." hat ein Übersetzungsverhältnis i₅, welches gleich
1/(1 + ρ) ist.
Die Rückwärtsantriebsstellung "R" des Automatikgetriebes
18 hat ein Übersetzungsverhältnis iR, welches gleich 1 - 1/ρ₂
*ρ₃ ist, wobei ρ₂ bzw. ρ₃ die Übersetzungsverhältnisse der
Planetengetriebesätze 36, 38 darstellen. Die Übersetzungsver
hältnisse der Rückwärts- und Vorwärtsantriebsstellungen des
Automatikgetriebes 18 sind in der Tabelle von Fig. 1 darge
stellt, dienen jedoch nur dem Zweck der Veranschaulichung.
Wie es aus der Tabelle von Fig. 3 ersichtlich ist, werden
die Schaltaktionen des Automatikgetriebes 18 zwischen den
Stellungen für den zweiten und dritten Gang "2." und "3."
durch gleichzeitige Eingriffs- und Löseaktionen der zweiten
und dritten Bremsen B2, B3 realisiert. Genauer gesagt wird
die Schaltaktion aus der Stellung für den zweiten Gang "2."
in die Stellung für den dritten Gang "3." dadurch erzielt,
daß die zweite Bremse B2 in Eingriff gebracht wird, wohinge
gen die dritte Bremse B3 freigegeben bzw. gelöst wird; die
Schaltaktion aus der Stellung für den dritten Gang "3." in
die Stellung für den zweiten Gang "2." wird dadurch erzielt,
daß die dritte Bremse B3 in Eingriff gebracht wird, wohinge
gen die zweite Bremse B2 gelöst wird. Diese Schaltaktionen
werden geeigneterweise als "Kupplung-zu-Kupplung-Schaltaktio
nen" bezeichnet. Damit die Kupplung-zu-Kupplung-Schaltaktio
nen in einer ruhigen bzw. weichen Art und Weise erfolgen, ist
die Hydrauliksteuervorrichtung 44 so gestaltet, wie es nach
stehend unter Bezugnahme auf Fig. 4 beschrieben wird.
In Fig. 4 bezeichnen die Bezugszeichen 70, 71 und 72 ein
1-2-Schaltventil, ein 2-3-Schaltventil bzw. ein 3-4-Schalt
ventil. Unterhalb der Schaltventile sind, wie es in Fig. 4
gezeigt ist, Arbeitsfluidverbindungen von Anschlüssen dieser
Schaltventile 70, 71, 72 angegeben, wobei die fünf Vorwärts
antriebsstellungen "1.", "2.", "3.", "4." und "5." jeweils
als "1", "2", "3", "4" bzw. "5" dargestellt sind.
Das 2-3-Schaltventil 71 hat einen Eingangsanschluß 73 so
wie einen Bremsanschluß 74, welche miteinander in Verbindung
stehen, wenn das Automatikgetriebe 18 sich in der Stellung
für den ersten Gang "1." oder in der Stellung für den zweiten
Gang "2." befindet. Die vorstehend angegebene dritte Bremse
B3 ist über einen Ölkanal 75 an den Bremsanschluß 74 ange
schlossen. Der Ölkanal 75 enthält eine Drossel 76; zwischen
der Drossel 76 und der dritten Bremse B3 ist ein Dämpfventil
77 angeschlossen. Das Dämpfventil 77 hat die Funktion, eine
geringe Menge des Arbeitsöls aufzunehmen, um dadurch bei ei
nem abrupten Anstieg eines auf die dritte Bremse B3 wirkenden
Leitungsdrucks PL eine Dämpfung zu erzielen.
Das Bezugszeichen 78 in Fig. 4 bezeichnet ein B-3-Steuer
ventil, welches vorgesehen ist, um den Eingriffsdruck der
dritten Bremse B3 direkt zu regulieren. Das B-3-Steuerventil
78 weist einen Steuerkolben 79, einen Kolben 80 sowie eine
zwischen dem Steuerkolben 79 und dem Kolben 80 angeordnete
Feder 81 auf. Das B-3-Steuerventil 78 hat einen Eingangsan
schluß 82, welcher durch den Steuerkolben 79 geöffnet und ge
schlossen wird und an welchen der dritte Ölkanal 75 ange
schlossen ist, sowie einen Ausgangsanschluß 83, der selektiv
mit dem Eingangsanschluß 82 in Verbindung bringbar ist und an
welchen die dritte Bremse B3 angeschlossen ist. Der Ausgangs
anschluß 83 steht mit einem Rückkopplungsanschluß 84 in Ver
bindung, welcher teilweise durch einen Endabschnitt des Steu
erkolbens 79 definiert wird.
Das B-3-Steuerventil 78 hat ferner einen Anschluß 85, der
mit einer Kammer kommuniziert, in der die Feder 79 angeordnet
ist. Das 2-3-Schaltventil 71 hat einen Anschluß 86, der eine
Hydraulikdruckausgabe (den Leitungsdruck PL) erzeugt, wenn
sich das Automatikgetriebe 18 in einer der Vorwärtsantriebs
stellungen "3.", "4." und "5." befindet. Der Anschluß 86
steht durch einen Ölkanal 87 mit dem Anschluß 85 des B-3-
Steuerventils 78 in Verbindung. Das B-3-Steuerventil 78 hat
ferner einen an einen Endabschnitt des Kolbens 80 angrenzen
den Steueranschluß 88; ein Linearsolenoidventil SLU (Fig. 2)
steht mit dem Steueranschluß 88 in Verbindung, so daß ein
durch das Linearsolenoidventil SLU erzeugter Steuerdruck PSLU
auf den Steueranschluß 88 aufgebracht wird. In dieser Anord
nung wird der Hydraulikdruck durch das B-3-Steuerventil 78 in
Abhängigkeit von der Federkraft der Feder 81 und des auf den
Anschluß 85 wirkenden Hydraulikdrucks reguliert. Die Feder
kraft der Feder 81 steigt mit einem Anstieg des auf den Steu
eranschluß 88 wirkenden Steuerdrucks PSLU an.
Das Bezugszeichen 89 in Fig. 4 bezeichnet ein 2-3-Zeit
steuerventil, das einen Steuerkolben 90, einen ersten Kolben
91, eine zwischen dem Steuerkolben 90 und dem ersten Kolben
91 angeordnete Feder 92 sowie einen zweiten Kolben 93 auf
weist, der sich auf der vom ersten Kolben 91 entfernten Seite
des Steuerkolbens 90 befindet. Der Steuerkolben 90 hat einen
Steg mit einem kleinen Durchmesser und zwei Stege mit einem
großen Durchmesser, der größer ist als der des Stegs mit ei
nem kleinen Durchmesser. Das 2-3-Zeitsteuerventil 89 hat ei
nen an einem mittleren Abschnitt ausgebildeten Anschluß 94.
Ein Ölkanal 95 ist an den Anschluß 94 sowie an einen Anschluß
96 des 2-3-Schaltventils 71 angeschlossen, wobei der Anschluß
96 mit dem Bremsanschluß 74 kommuniziert, wenn dich das Auto
matikgetriebe 18 in einer der Vorwärtsantriebsstellungen
"3.", "4." und "5." befindet.
Der Ölkanal 95 hat eine durch eine Drossel mit einem An
schluß 97 des 2-3-Zeitsteuerventils 89 in Verbindung stehende
Verzweigung, wobei der Anschluß 97 zwischen dem vorstehend
genannten Steg mit kleinem Durchmesser und einem der beiden
Stege mit großem Durchmesser des Steuerkolbens 90 offen
steht. Das 2-3-Zeitsteuerventil 89 hat einen Anschluß 98, der
selektiv mit dem vorstehend angegebenen Anschluß 94 in Ver
bindung bringbar ist, und über einen Ölkanal 99 mit einem So
lenoidschaltventil 100 in Verbindung steht.
Das 2-3-Zeitsteuerventil 89 hat ferner einen Anschluß,
der in der Nähe eines Endabschnitts des ersten Kolbens 91
liegt und mit dem Linearsolenoidventil SLU in Verbindung
steht, sowie einen weiteren Anschluß, der in der Nähe eines
Endabschnitts des zweiten Kolbens 93 liegt und durch eine
Drossel mit der zweiten Bremse B2 in Verbindung steht.
Der vorstehend angegebene Ölkanal 87 ist vorgesehen, um
das Arbeitsöl in die zweite Bremse B2 zu leiten und von die
ser zweiten Bremse B2 ablaufen zu lassen. Der Ölkanal 87 ist
mit einer Drossel 101 mit einem kleinen Durchmesser sowie ei
ner Drossel 102 mit einer Rückschlagkugel versehen. Der Ölka
nal 87 hat eine Verzweigung 103, welche mit einer Drossel 104
mit einem großen Durchmesser versehen ist. Die Drossel 104
ist mit einer Rückschlagkugel versehen, welche in eine offene
Position verschoben wird, wenn von der zweiten Bremse B2 Öl
abläuft. Die Verzweigung 103 steht mit einem nachstehend be
schriebenen Drosselsteuerventil 105 in Verbindung.
Das Drosselsteuerventil 105 ist vorgesehen, um den Durch
satz bzw. die Rate der Ölablaufströmung von der zweiten Brem
se B2 zu steuern. Dieses Drosselsteuerventil 105 weist einen
Steuerkolben 106 sowie einen an einer mittleren Position be
findlichen Anschluß 107 auf. Der Anschluß 107 wird durch den
Steuerkolben 106 geöffnet und geschlossen und steht mit der
zweiten Bremse B2 in Verbindung. Das Drosselsteuerventil 105
hat ferner einen unterhalb des Anschlusses 107 ausgebildeten
Anschluß 108, wie es in Fig. 4 zu sehen ist. Die vorstehend
angegebene Verzweigung 103 des Ölkanals 87 steht mit dem An
schluß 108 in Verbindung. Das Drosselsteuerventil 105 hat
ferner einen an einer Position über dem Anschluß 107 ausge
bildeten Anschluß 109, wie es in Fig. 4 zu sehen ist.
Der Anschluß 109 ist selektiv mit einem Ablaufanschluß in
Verbindung bringbar und steht über einen Ölkanal 110 mit ei
nem Anschluß 111 des B-3-Steuerventils 78 in Verbindung. Der
Anschluß 111 ist selektiv mit dem Ausgangsanschluß 83 in Ver
bindung bringbar, an welchen die dritte Bremse B3 angeschlos
sen ist.
Das Drosselsteuerventil 105 hat ferner einen Steueran
schluß 112, der an einem Endabschnitt des Steuerkolbens 106
angrenzend ausgebildet ist, der von der Feder, die auf den
Steuerkolben 106 wirkt, entfernt ist. Dieser Steueranschluß
112 steht über einen Ölkanal 113 mit einem Anschluß 114 des
3-4-Schaltventils 72 in Verbindung. Dieser Anschluß 114 er
zeugt einen Ausgangsdruck des dritten solenoidbetätigten Ven
tils SL3, wenn sich das Automatikgetriebe 18 in einer der
Vorwärtsantriebsstellungen "3.", "2." und "1." befindet und
erzeugt einen Ausgangsdruck des vierten solenoidbetätigten
Ventils SL4, wenn sich das Automatikgetriebe 18 in der Stel
lung für den vierten Gang "4." oder in der Stellung für den
fünften Gang "5." befindet.
Der Ölkanal 95 hat eine Verzweigung 115, die an das Dros
selsteuerventil 105 angeschlossen ist. Die Verzweigung 115
ist selektiv mit dem Ablaufanschluß des Drosselsteuerventils
105 in Verbindung bringbar.
Das 2-3-Schaltventil 71 hat einen Anschluß 116, der eine
Hydraulikdruckausgabe (den Leitungsdruck PL) erzeugt, wenn
sich das Automatikgetriebe 18 in der Stellung für den ersten
Gang "1." oder in der Stellung für den zweiten Gang "2." be
findet. Dieser Anschluß 116 steht über einen Ölkanal mit ei
nem Anschluß 117 des 2-3-Zeitsteuerventils 89 in Verbindung,
welcher sich in einer Kammer öffnet, in der die Feder 92 an
geordnet ist. Das 3-4-Schaltventil 72 hat einen Anschluß 119,
der mit dem vorstehend angegebenen Ölkanal 87 kommuniziert,
wenn sich das Automatikgetriebe 18 in einer der Stellungen
"3.", "2." und "1." befindet. Der Anschluß 119 steht über ei
nen Ölkanal 120 mit dem Solenoidschaltventil 100 in Verbin
dung.
Das Bezugszeichen 121 in Fig. 4 bezeichnet einen Speicher
für die zweite Bremse B2. Der Speicher 121 hat eine Gegen
druckkammer, auf welche ein Speichersteuerdruck aufgebracht
wird, der in Abhängigkeit von einem Ausgangsdruck eines Line
arsolenoidventils SLN (Fig. 2) derart reguliert wird, daß der
Speichersteuerdruck mit einer Abnahme des Ausgangsdrucks des
Linearsolenoidventils SLN ansteigt. Dementsprechend steigt
der die zweite Bremse B2 in Eingriff bringende und lösende
Hydraulikdruck an, wenn ein auf das Linearsolenoidventil SLN
aufgebrachter Steuerdruck abfällt.
Das Bezugszeichen 122 in Fig. 4 bezeichnet ein C-0-Ablaß
ventil; das Bezugszeichen 123 bezeichnet einen Speicher für
die Kupplung C0. Das C-0-Ablaßventil 122 wird betätigt, um
die Kupplung C0 in den Eingriffszustand zu bringen, damit das
Fahrzeug einen Verbrennungsmotorbremsbetrieb erfährt, wenn
das Automatikgetriebe 18 in die Stellung für den zweiten Gang
"2." geschaltet wird, während der Schalthebel in die Stellung
"2" gebracht wird.
Bei der Hydrauliksteuervorrichtung 44, die wie vorstehend
beschrieben gestaltet ist, kann der Eingriffsdruck der drit
ten Bremse B3 über das B-3-Steuerventil 78 direkt reguliert
werden, wenn der Anschluß 111 des B-3-Steuerventils 78 ent
leert wird. Das B-3-Steuerventeil 78 wird durch das Linearso
lenoidventil SLU gesteuert, um den Eingriffsdruck der dritten
Bremse B3 zu regulieren.
Wenn sich der Steuerkolben 106 des Drosselsteuerventils
105 in seiner linken Stellung befindet, wie es in Fig. 4 ge
zeigt ist, kann das Arbeitsfluid über das Drosselsteuerventil
105 von der zweiten Bremse B2 abgelassen werden und die Frei
gabe- bzw. Lösegeschwindigkeit der zweiten Bremse B2 durch
die gesteuerte Rate der Fluidströmung durch das Drosselsteu
erventil 105 gesteuert werden.
Die Kupplung-zu-Kupplung-Hochschaltaktion des Automatik
getriebes 18 von der Stellung für den zweiten Gang "2." in
die Stellung für den dritten Gang "3." wird durch ein langsa
mes Lösen der dritten Bremse B3 und ein gleichzeitiges lang
sames Ineingriffbringen der zweiten Bremse B2 verwirklicht.
Um bei dieser Kupplung-zu-Kupplung-Hochschaltaktion in effek
tiver Weise einen Schaltstoß bzw. Schaltruck zu vermindern,
wird der Hydraulikdruck der dritten Bremse B3 während deren
Löseaktion durch das Linearsolenoidventil SLU in Abhängigkeit
von einem Eingangsdrehmoment der Eingangswelle 26 des Automa
tikgetriebes 18 gesteuert, welches vor der Hochschaltaktion
abgeschätzt wird.
Wie es in Fig. 2 gezeigt ist, weist das Hybridantriebssy
stem 10 eine Hybridantriebssteuerung 50 sowie die vorstehend
genannte Automatikgetriebesteuerung 52 auf. Jede dieser
Steuerungen 50, 52 besteht im wesentlichen aus einem Mikro
computer, in welchem eine zentrale Verarbeitungseinheit
(CPU), ein Direktzugriffs-Speicher (RAM) und ein Nur-Lese-
Speicher (ROM) integriert sind. Die Steuerungen 50, 52 emp
fangen Ausgangssignale von verschiedenen Erfassungsvorrich
tungen oder Sensoren, welche beinhalten: einen Beschleuni
gungssensor 61 zum Erfassen einer Betätigungsgröße θAC eines
Beschleunigungspedals, einen Elektromotordrehzahlsensor 62
(E-Motordrehzahlsensor) zum Erfassen der Drehzahl NM des
Elektromotors/Generators 14, einen Elektromotorstrommesser 63
(E-Motorstrommesser) zum Erfassen eines elektrischen Stroms
des Elektromotors/Generators 14, welcher das Drehmoment TM
des Elektromotors 14 angibt, einen Verbrennungsmotordrehzahl
sensor 64 (V-Motordrehzahlsensor) zum Erfassen der Drehzahl
NE des Verbrennungsmotors 12, einen Drosselklappensensor 65
zum Erfassen des Öffnungswinkels einer Drosselklappe, welcher
das Drehmoment TE des Verbrennungsmotors 12 angibt, einen
Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 66 zum Erfassen der Drehzahl
N₀ der Ausgangswelle 19 des Automatikgetriebes 18, welche die
Fahrgeschwindigkeit V des Kraftfahrzeugs angibt, einen Brems
schalter 67 zum Erfassen einer Bremspedalbetätigung und einen
Schaltstellungssensor 68 zum Erfassen der momentan gewählten
Stellung des Schalthebels.
Die Hybridantriebssteuerung 50 ist geeignet, den Öff
nungswinkel der Drosselklappe, sowie die Kraftstoffeinsprit
zung und den Zündzeitpunkt des Verbrennungsmotors 12 zu steu
ern, so daß der Ausgang bzw. die Ausgangsleistung des Ver
brennungsmotors 12 in Abhängigkeit vom spezifischen Betriebs-
bzw. Fahrzustand des Fahrzeugs gesteuert wird.
Der Elektromotor/Generator 14 steht über eine Elektromo
tor-/Generatorsteuerung 56 mit einer Vorrichtung 58 zur Spei
cherung einer elektrischen Energie in Verbindung, wie es in
Fig. 5 gezeigt ist. Die Hybridantriebssteuerung 50 ist geeig
net, die Elektromotor-/Generatorsteuerung 56 so zu steuern,
daß der Elektromotor/Generator 14 selektiv in einen Antriebs
zustand, einen Ladezustand und einen Nichtlade- oder Freizu
stand gebracht wird. Im Antriebszustand wird der Elektromo
tor/Generator 14 als ein Elektromotor betrieben, so daß ein
bestimmtes Drehmoment vorgesehen wird, wobei von der Vorrich
tung 58 zur Speicherung elektrischer Energie eine elektrische
Energie geliefert wird. Im Ladezustand wird der Elektromo
tor/Generator 14 durch einen Rückkopplungsbremsbetrieb bzw.
einen regenerativen Bremsbetrieb (d. h. durch ein elektri
sches Bremsdrehmoment des Elektromotors/Generators an sich)
als ein elektrischer Generator oder Dynamo betrieben, um die
Vorrichtung 58 zur Speicherung elektrischer Energie mit elek
trischer Energie zu laden. Im Nichtlade- oder Freizustand be
findet sich der Elektromotor/Generator 14 in einem Nichtlade
zustand, der eine freie Rotation der Rotorwelle 14r zuläßt.
Die erste und zweite Kupplung CE1, CE2 werden durch die
Hybridantriebssteuerung 50 über solenoidbetätigte Ventile des
Hydraulikkreises gesteuert. Das Automatikgetriebe 18 wird
durch die Automatikgetriebesteuerung 52 über die vorstehend
genannten solenoidbetätigten Ventile SL1-SL4 und Linearso
lenoidventile SLU, SLT und SLN der Hydrauliksteuervorrichtung
44 gesteuert, so daß das Automatikgetriebe 18 in Abhängigkeit
vom Betriebs- bzw. Fahrzustand des Fahrzeugs, beispielsweise
in Abhängigkeit von der Betätigungsgröße θAC des Gaspedals
und Fahrzeugfahrgeschwindigkeit V sowie gemäß einem gewähl
ten, bestimmten Schaltmuster in die optimale Stellung ge
schaltet wird.
Die Hybridantriebssteuerung 50 ist geeignet, eine im
Flußdiagramm von Fig. 6 veranschaulichte Subroutine zur Be
stimmung eines Betriebsmodus auszuführen, um einen der in
Fig. 7 gezeigten neun Betriebsmodi des Hybridantriebssystems
10 auszuwählen und um den Verbrennungsmotor 12 und den elek
trisch gesteuerten Drehmomentwandler 24 in dem ausgewählten
Modus zu betreiben, wie es in der US Patentanmeldung Nr.
08/746483 offenbart ist, die am 12. November 1996 eingereicht
wurde. Wie es in Fig. 2 gezeigt ist, ist die Hybridantriebs
steuerung 50 geeignet, die Ausgangssignale der vorstehend be
schriebenen verschiedenen Sensoren zu empfangen. Das Verbren
nungsmotordrehmoment TE kann aus der durch den Drosselklap
pensensor 65 erfaßten Drosselklappenöffnung oder aus der
Kraftstoffeinspritzmenge in den Verbrennungsmotor 12 erhalten
werden. Das Elektromotordrehmoment TM kann aus dem durch den
Elektromotorstrommesser 63 erhaltenen elektrischen Strom des
Elektromotors/Generators 14 erhalten werden. Eine in der Vor
richtung 58 zur Speicherung elektrischer Energie gespeicherte
elektrische Energiemenge SOC kann aus dem elektrischen Strom
oder der Ladeeffizienz bzw. dem Ladevermögen des Elektromo
tors/Generators 14 erhalten werden, wenn dieser als der elek
trische Generator zum Laden der Speichervorrichtung 58 be
trieben wird.
Die Subroutine von Fig. 6 zur Bestimmung des Betriebsmo
dus beginnt mit dem Schritt S1, um zu bestimmen, ob ein Be
fehl existiert, der ein Anlassen des Verbrennungsmotors 12
erfordert, zu dem Zweck, das Fahrzeug mit dem als die An
triebskraftquelle verwendeten Verbrennungsmotor 12 anzutrei
ben oder den Elektromotor/Generator 14 zum Laden der Vorrich
tung 58 zur Speicherung elektrischer Energie zu betreiben.
Wenn im Schritt S1 eine bejahende Entscheidung (JA) er
halten wird, geht der Steuerungsablauf zum Schritt S2, um ei
nen Betriebsmodus 9 auszuwählen. In diesem Betriebsmodus 9
stehen die erste und zweite Kupplung CE1, CE2 in Eingriff
(EIN), wie es in der Tabelle von Fig. 7 gezeigt ist; der
Elektromotor/Generator 14 wird betrieben, um den Verbren
nungsmotor 12 über die Planetengetriebevorrichtung 16 anzu
lassen, wobei die Kraftstoffeinspritzmenge und weitere Zu
stände des Verbrennungsmotors 12 geeignet gesteuert werden.
Wenn dieser Betriebsmodus 9 gewählt wird, während sich
das Fahrzeug im Stillstand befindet, erfolgt das Anlassen des
Verbrennungsmotors 12 in einem Zustand, in dem sich das Auto
matikgetriebe 18 in der Neutralstellung "N" befindet. Wenn
der Betriebsmodus 9 während des Fahrzeugbetriebs gewählt
wird, in dem der Elektromotor/Generator 14 als die Antriebs
kraftquelle verwendet wird, wie es in einem Betriebsmodus 1
der Fall ist, in dem sich die erste Kupplung CE1 im gelösten
Zustand befindet, wird die erste Kupplung CE1 in Eingriff ge
bracht und der Elektromotor/Generator 14 so betrieben, daß
ein Ausgang bzw. eine Ausgangsleistung vorgesehen wird, wel
che um eine vorgegebene Überschußgröße höher ist als die für
den Antrieb des Fahrzeugs notwendige Ausgangsleistung, so daß
der Verbrennungsmotor 12 durch die überschüssige Ausgangslei
stung des Elektromotors/Generators 14 angelassen wird.
Selbst wenn das Fahrzeug fährt, kann der Verbrennungsmo
tor 12 im Betriebsmodus 9 durch ein vorübergehendes Versetzen
des Automatikgetriebes 18 in der Neutralstellung angelassen
werden. Somit kann der Verbrennungsmotor 12 durch den Elek
tromotor/Generator 14 angelassen werden. Diese Anordnung er
fordert keinen ausschließlichen Starter (beispielsweise einen
Elektromotor) zum Starten des Verbrennungsmotors 12, wodurch
das Hybridantriebssystem 10 kostengünstiger verfügbar ist.
Wenn im Schritt S1 eine negative Entscheidung (NEIN) er
halten wird, d. h. wenn kein Befehl existiert, der das Anlas
sen des Verbrennungsmotors 12 erfordert, geht der Steuerungs
ablauf zum Schritt S3, um zu bestimmen, ob ein Bremsen des
Fahrzeugs erforderlich ist. Diese Bestimmung kann beispiels
weise dadurch realisiert werden, daß bestimmt wird, (a) ob
ein Bremssystem des Fahrzeugs aktiviert ist (ob das Bremspe
dal niedergedrückt wurde) oder nicht, (b) ob sich der Schalt
hebel in der Motorbremsstellung "L" oder "2" befindet, wobei
die Betätigungsgröße θAC des Gaspedals null ist, oder (c)
ob die Betätigungsgröße θAC des Gaspedals null ist. In der
Motorbremsstellung "L" oder "2" erfährt das Fahrzeug im all
gemeinen einen Motorbremsbetrieb, wenn die Betätigungsgröße θAC
des Gaspedals null ist.
Wenn im Schritt S3 eine bejahende Entscheidung (JA) er
halten wird, geht der Steuerungsablauf zum Schritt S4, um zu
bestimmen, ob die Menge der in der Vorrichtung 58 zur Spei
cherung elektrischer Energie gespeicherten elektrischen Ener
gie SOC gleich oder größer ist als ein bestimmter oberer
Grenzwert B. Wenn im Schritt S4 eine bejahende Entscheidung
(JA) erhalten wird, geht der Steuerungsablauf zum Schritt S5,
um einen Betriebsmodus 8 auszuwählen. Wenn im Schritt S4 eine
negative Entscheidung (NEIN) erhalten wird, geht der Steue
rungsablauf zum Schritt S6, um einen Betriebsmodus 6 auszu
wählen. Der obere Grenzwert B ist ein oberer Grenzwert der
gespeicherten elektrischen Energiemenge SOC, unterhalb dessen
die Vorrichtung 58 zur Speicherung elektrischer Energie gela
den werden kann. Der obere Grenzwert B wird in Abhängigkeit
vom Lade- und Entladevermögen der Vorrichtung 58 zur Speiche
rung elektrischer Energie bestimmt. Der obere Grenzwert B be
trägt beispielsweise etwa 80% der vollen Kapazität der Vor
richtung 58 zur Speicherung elektrischer Energie.
In dem im Schritt S5 gewählten Betriebsmodus 8 stehen die
erste und zweite Kupplung CE1, CE2 in Eingriff (EIN), wie es
in der Tabelle von Fig. 7 gezeigt ist; der Elektromo
tor/Generator 14 befindet sich in einem Nichtladezustand.
Desweiteren ist der Verbrennungsmotor 12 ausgeschaltet, d. h.
die Drosselklappe geschlossen, und es erfolgt keine Einsprit
zung von Kraftstoff. Infolgedessen erfährt das Fahrzeug auf
grund des Schleppwiderstands des Verbrennungsmotors 12 ein
Motorbremsen, wodurch die vom Fahrzeugbediener aufzubringende
erforderliche Betätigungsgröße des Bremspedals vermindert
wird, was die Steuerung des Fahrzeugbetriebs erleichtert. Da
sich der Elektromotor/Generator 14 im Betriebsmodus 8 im
Nichtladezustand befindet und frei drehen kann, wird die Vor
richtung 58 zur Speicherung elektrischer Energie vor einer
Überladung und einer daraus resultierenden Verschlechterung
ihres Lade- und Entladevermögens geschützt.
In dem im Schritt S6 gewählten Betriebsmodus 6 ist die
erste Kupplung CE1 gelöst (AUS) und die zweite Kupplung CE2
in Eingriff (EIN), während der Verbrennungsmotor 12 gleich
zeitig abgeschaltet ist; der Elektromotor/Generator 14 befin
det sich im Ladezustand, wie es in der Tabelle von Fig. 7 ge
zeigt ist, wodurch der Elektromotor/Generator 14 durch die
kinetische Energie des Kraftfahrzeugs angetrieben wird, so
daß die Vorrichtung 58 zur Speicherung elektrischer Energie
geladen wird, während das Fahrzeug einen regenerativen Brems
betrieb erfährt. Der regenerative Bremsbetrieb vermindert die
erforderliche Bremspedalbetätigungsgröße und erleichtert die
Steuerung des Fahrzeugbetriebs.
Im Betriebsmodus 6, in dem der Verbrennungsmotor 12 von
der Planetengetriebevorrichtung 16 getrennt ist, wobei sich
die erste Kupplung CE1 im Lösezustand befindet, wird also ein
Energieverlust des Fahrzeugs aufgrund des Schleppwiderstands
des Verbrennungsmotors 12 verhindert. Da der Betriebsmodus 6
gewählt wird, wenn die gespeicherte elektrische Energiemenge
SOC kleiner ist als der obere Grenzwert B, wird die Vorrich
tung 58 zur Speicherung elektrischer Energie ferner vor einer
Überladung und einer daraus resultierenden Verschlechterung
ihres Lade- und Entladevermögens bewahrt.
Wenn im Schritt S3 eine negative Entscheidung (NEIN) er
halten wird, d. h. falls kein Befehl vorliegt, der ein Brem
sen des Fahrzeugs erfordert, geht der Steuerungsablauf zum
Schritt S7, um zu bestimmen, ob ein Anfahren des Fahrzeugs
durch den Betrieb des Verbrennungsmotors 12 erforderlich ist.
Diese Bestimmung kann dadurch verwirklicht werden, daß be
stimmt wird, ob sich das Fahrzeug wie in einem Betriebsmodus
3 (welcher später beschrieben wird) während eines Fahrzeugbe
triebs, in dem der Verbrennungsmotor 12 als die Antriebs
kraftquelle verwendet wird, in einem vorübergehenden Haltezu
stand befindet. Das vorübergehende Anhalten des Fahrzeugs
kann beispielsweise dadurch erfaßt werden, daß geprüft wird,
ob die Ausgangsdrehzahl N₀ der Ausgangswelle 19 des Automa
tikgetriebes 18 null ist. Die Ausgangswellendrehzahl N₀ ist
nämlich dann null, wenn das Fahrzeug stillsteht.
Wenn im Schritt S7 eine bejahende Entscheidung (JA) er
halten wird, geht der Steuerungsablauf zum Schritt S8, um zu
bestimmen, ob sich das Gaspedal in einem niedergedrückten Zu
stand befindet, genauer gesagt, ob die Betätigungsgröße θAC
des Gaspedals größer ist als ein bestimmter unterer Grenz
wert, welcher in der Nähe von Null liegt aber größer als Null
ist. Wenn im Schritt S8 eine bejahende Entscheidung (JA) er
halten wird, d. h., wenn sich das Gaspedal in einem niederge
drückten Zustand befindet, geht der Steuerungsablauf zum
Schritt S9, um einen Betriebsmodus 5 auszuwählen. Wenn im
Schritt S8 eine negative Entscheidung (NEIN) erhalten wird,
geht der Steuerungsablauf zum Schritt S10, um einen Betriebs
modus 7 auszuwählen.
In dem im Schritt S9 gewählten Betriebsmodus 5 steht die
erste Kupplung CE1 in Eingriff (EIN) und die zweite Kupplung
CE2 ist gelöst (AUS); der Verbrennungsmotor 12 wird betrie
ben, wie es in der Tabelle von Fig. 7 gezeigt ist, wodurch
das Fahrzeug durch den Verbrennungsmotor 12 anfährt, wobei
das regenerative Bremsdrehmoment des Elektromotors/Generators
14 geeignet gesteuert wird.
Genauer gesagt, die Verhältnisse des Verbrennungsmotor
drehmoments TE, des Ausgangsdrehmoments der Planetengetriebe
vorrichtung 16 und des Elektromotordrehmoments TM verhalten
sich wie 1 : (1 + ρE) : ρE, wobei ρE ein Übersetzungsverhält
nis der Planetengetriebevorrichtung 16 darstellt (ρ = Zahl
der Zähne des Sonnenrads 16s geteilt durch die Zahl der Zähne
des Hohlrads 16r). Wenn das Übersetzungsverhältnis ρE bei
spielsweise etwa 0,5 beträgt (wie dies bei einer gewöhnlichen
Planetengetriebevorrichtung der Fall ist), wird das Drehmo
ment des Elektromotors/Generators 14 so gesteuert, daß es
gleich dem halben Verbrennungsmotordrehmoment TE ist, so daß
vom Träger 16c der Planetengetriebevorrichtung 16 etwa das
1,5-fache Drehmoment des Verbrennungsmotordrehmoments TE er
zeugt wird.
In der vorstehenden Anordnung kann das Fahrzeug mit einem
Drehmoment angefahren werden, das in der Höhe dem (1 + ρE)/ρ
E-fachen des Drehmoments des Elektromotors/Generators 14 ent
spricht. Wenn der Elektromotor/Generator 14 im Nichtladezu
stand gehalten wird, wobei auf den Elektromotor kein Strom
aufgebracht wird, ist die Ausgangsleistung des Trägers 16c
auf null eingestellt, wobei sich die Rotorwelle 14r lediglich
in die entgegengesetzte Richtung dreht, wodurch das Fahrzeug
im Stillstand gehalten wird.
Im obigen Fall fungiert die Planetengetriebevorrichtung
16 als eine Fahrzeuganfahrkupplung und ein Drehmomentverstär
ker. Indem das Elektromotordrehmoment TM (das regenerative
Bremsdrehmoment) von null aus nach und nach erhöht wird, um
eine Reaktionskraft des Elektromotors/Generators 14 anzuhe
ben, kann das Fahrzeug mit dem Ausgangsdrehmoment, welches
das (1 + ρ)-fache des Verbrennungsmotordrehmoments TE be
trägt, weich angefahren werden.
Der im Hybridantriebssystem 10 der vorliegenden Ausfüh
rungsform verwendete Elektromotor/Generator 14 hat eine
Drehmomentkapazität, welche etwa das ρE-fache des maximalen
Drehmoments des Verbrennungsmotors 12 beträgt. Die Drehmo
mentkapazität und die Größe des Elektromotors/Generators 14
sind minimiert, so daß die Größe und die Kosten der Herstel
lung des Hybridantriebssystems 10 gering sind, während das
erforderliche Drehmoment gewährleistet wird.
Das vorliegende Hybridantriebssystem 10 ist ferner derart
ausgebildet, daß der Öffnungswinkel der Drosselklappe und die
Kraftstoffeinspritzmenge mit einem Anstieg des Motordrehmo
ments TM erhöht werden, um einen Stillstand des Verbrennungs
motors 12 aufgrund eines Abfalls der Verbrennungsmotordreh
zahl NE aufgrund eines Anstiegs der Reaktionskraft des Elek
tromotors/Generators 14 zu verhindern.
In dem im Schritt S10 gewählten Betriebsmodus 7 ist die
erste Kupplung CE1 in Eingriff (EIN) und die zweite Kupplung
CE2 gelöst (AUS); der Verbrennungsmotor 12 ist im Betrieb,
während sich der Elektromotor/Generator 14 gleichzeitig im
Nichtladezustand befindet, so daß sich das Hybridantriebssy
stem 10 in einem elektrisch neutralen Zustand befindet, wie
es in der Tabelle von Fig. 7 gezeigt ist. In diesem Betriebs
modus 7 ist die Ausgangsleistung des Trägers 16c auf null
eingestellt, wobei sich die Rotorwelle 14r des Elektromo
tors/Generators 14 frei in die entgegengesetzte Richtung
dreht. Wenn dieser Betriebsmodus 7 während des Fahrzeugbe
triebs, in dem der Verbrennungsmotor 12 wie im Betriebsmodus
3 als die Kraftantriebsquelle betrieben wird, eingerichtet
wird, erfordert das Anhalten des Fahrzeugs kein Abschalten
des Verbrennungsmotors 12 (AUS), und das Fahrzeug kann wie im
Betriebsmodus 5 durch den Verbrennungsmotor 12 angefahren
werden.
Wenn im Schritt S7 eine negative Entscheidung (NEIN) er
halten wird, d. h, wenn ein Anfahren des Fahrzeugs durch den
Verbrennungsmotor 12 nicht erforderlich ist, geht der Steue
rungsablauf zum Schritt S11, um zu bestimmen, ob eine momen
tan erforderliche Ausgangsleistung Pd des Hybridantriebssy
stems 10 gleich oder kleiner ist als ein bestimmter erster
Schwellenwert P1. Die momentan erforderliche Ausgangsleistung
Pd ist eine Ausgangsleistung des Hybridantriebssystems 10,
die erforderlich ist, um das Fahrzeug gegen einen Fahrwider
stand anzutreiben. Diese momentan erforderliche Ausgangslei
stung Pd wird in Abhängigkeit von der Betätigungsgröße θAC
des Gaspedals, einer Änderungsrate dieses Werts θAC, der
Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs (der Drehzahl N₀ der Aus
gangswelle 19) oder der momentan eingerichteten Betriebsstel
lung des Automatikgetriebes 18 gemäß einem vorgegebenen Da
tenverzeichnis oder einer vorgegebenen Gleichung berechnet.
Der bestimmte erste Schwellenwert P1 ist ein Grenzwert
der Ausgangsleistung, oberhalb dessen das Fahrzeug nur mit
dem als die Antriebskraftquelle verwendeten Verbrennungsmotor
12 betrieben wird, und unterhalb dessen das Fahrzeug nur mit
dem Elektromotor/Generator 14 als die Antriebskraftquelle be
trieben wird. Anders ausgedrückt heißt das, daß sich das
Fahrzeug in einem Betriebszustand mittlerer Last oder hoher
Last befindet, wenn die momentan erforderliche Ausgangslei
stung Pd größer ist als der erste Schwellenwert P1, und in
einem Betriebszustand niedriger Last, wenn die momentan er
forderliche Ausgangsleistung Pd gleich oder kleiner ist als
der erste Schwellenwert P1. Der erste Schwellenwert P1 wird
beispielsweise in Abhängigkeit von der Energieeffizienz wäh
rend des Fahrzeugbetriebs (in welchem die Vorrichtung 58 zur
Speicherung elektrischer Energie durch einen Betrieb des Ver
brennungsmotors 12 geladen werden kann) experimentell be
stimmt, so daß die Abgasemissionen und der Kraftstoffver
brauch minimiert werden.
Wenn die momentanen erforderliche Ausgangsleistung
gleich oder kleiner ist als der erste Schwellenwert P1, geht
der Steuerungsablauf zum Schritt S12, um zu bestimmen, ob die
gespeicherte elektrische Energiemenge SOC gleich oder größer
ist als ein bestimmter unterer Grenzwert A. Wenn im Schritt
S12 eine bejahende Entscheidung (JA) erhalten wird, geht der
Steuerungsablauf zum Schritt S13, um einen Betriebsmodus 1 zu
wählen. Wenn im Schritt S12 eine negative Entscheidung (NEIN)
erhalten wird, geht der Steuerungsablauf zum Schritt S14, um
einen Betriebsmodus 3 auszuwählen.
Der untere Grenzwert A ist ein unterer Grenzwert der ge
speicherten elektrischen Energiemenge SOC, oberhalb dessen
die in der Speichervorrichtung 58 gespeicherte elektrische 73741 00070 552 001000280000000200012000285917363000040 0002019712246 00004 73622
Energie dazu verwendet werden kann, den Elektromo
tor/Generator 14 als die Antriebskraftquelle zu betreiben.
Der untere Grenzwert A wird in Abhängigkeit vom Lade- und
Entladevermögen der Speichervorrichtung 58 bestimmt. Der un
tere Grenzwert A liegt beispielsweise bei etwa 70% der vollen
Kapazität der Speichervorrichtung 58.
In dem im Schritt S13 gewählten Betriebsmodus 1 ist die
erste Kupplung CE1 gelöst (AUS) und die zweite Kupplung CE2
in Eingriff (EIN); der Verbrennungsmotor 12 ist abgeschaltet,
wohingegen der Elektromotor/Generator 14 betrieben wird, um
die momentan erforderliche Ausgangsleistung Pd vorzusehen,
wie es in der Tabelle von Fig. 7 gezeigt ist, so daß das
Fahrzeug nur mit dem als die Antriebskraftquelle verwendeten
Elektromotor/Generator 14 angetrieben wird.
Auch in diesem Betriebsmodus 1 ist der Verbrennungsmotor
12 von der Planetengetriebevorrichtung 16 getrennt, so daß
wie im Betriebsmodus 6 ein Energieverlust aufgrund des
Schleppwiderstands des Verbrennungsmotors 12 verhindert wird;
der Elektromotor kann auf eine geeignete Weise mit einer ho
hen Effizienz betrieben werden, wobei das Automatikgetriebe
18 geeignet geschaltet wird.
Es sei auch darauf hingewiesen, daß der Betriebsmodus 1
gewählt wird, d. h. der Elektromotor/Generator 14 als die An
triebskraftquelle verwendet wird, wenn die momentan erforder
liche Ausgangsleistung Pd gleich oder kleiner ist als der er
ste Schwellenwert P1 und die in der Speichervorrichtung 58
gespeicherte elektrische Energiemenge SOC gleich oder größer
ist als der untere Grenzwert A. In diesem Fall ist die Ener
gieeffizienz höher; ferner kann der Kraftstoffverbrauch sowie
die Menge an Abgasemissionen, wenn das Fahrzeug durch den
Elektromotor/Generator 14 (im Betriebsmodus 1) angetrieben
wird, in stärkerem Maß vermindert werden, als wenn das Fahr
zeug durch den Verbrennungsmotor 12 (im Betriebsmodus 2) an
getrieben wird. Desweiteren wird die Vorrichtung 58 zur Spei
cherung elektrischer Energie vor einem übermäßigen Energie
verbrauch bewahrt, wobei die gespeicherte elektrische Ener
giemenge SOC unter den unteren Grenzwert A fällt, was zu ei
ner Verschlechterung der Lade- und Entladeeffizienz der Spei
chervorrichtung 58 führen würde.
In dem im Schritt S14 gewählten Betriebsmodus 3 stehen
die erste und zweite Kupplung CE1, CE2 in Eingriff (EIN); der
Verbrennungsmotor 12 ist eingeschaltet, während sich der
Elektromotor/Generator 14 gleichzeitig im Ladezustand befin
det, so daß die Vorrichtung 58 zur Speicherung elektrischer
Energie mit dem regenerativen Bremsbetrieb geladen wird, wie
es in Fig. 7 gezeigt ist, wodurch das Fahrzeug durch die Aus
gangsleistung des Verbrennungsmotors 12 angetrieben und
gleichzeitig die Vorrichtung 58 zur Speicherung elektrischer
Energie mit der durch den Elektromotor/Generator 14 erzeugten
elektrischen Energie geladen wird. In diesem Betriebsmodus 3
wird der Verbrennungsmotor 12 so betrieben, daß er eine Aus
gangsleistung vorsieht, die größer ist als die momentan er
forderliche Ausgangsleistung Pd, und der elektrische Strom
des Elektromotors/Generators 14 wird so gesteuert, daß eine
Überschußausgangsleistung des Verbrennungsmotors 12 vom Elek
tromotor/Generator 14 konsumiert wird, um die Speichervor
richtung 58 zu laden.
Wenn im Schritt S11 eine negative Entscheidung (NEIN) er
halten wird, d. h. wenn die momentan erforderliche Ausgangs
leistung Pd größer ist als der erste Schwellenwert P1, geht
der Steuerungsablauf zum Schritt S15, um zu bestimmten, ob
die momentan erforderliche Ausgangsleistung Pd kleiner ist
als ein bestimmter zweiter Schwellenwert P2, der größer ist
als der erste Schwellenwert P1, d. h. ob die momentan erfor
derliche Ausgangsleistung Pd größer ist als der erste Schwel
lenwert P1 und kleiner ist als der zweite Schwellenwert P2,
also innerhalb eines bestimmten Bereichs zwischen P1 und P2
liegt.
Dieser zweite Schwellenwert P2 ist ein Grenzwert der Aus
gangsleistung, unterhalb dessen das Fahrzeug nur mit dem als
die Antriebskraftquelle verwendeten Verbrennungsmotor 12 be
trieben wird und oberhalb dessen das Fahrzeug sowohl mit dem
Verbrennungsmotor 12 wie auch dem Elektromotor/Generator 14
als die Antriebskraftquellen angetrieben wird. In anderen
Worten ausgedrückt heißt das, man nimmt an, daß sich das
Fahrzeug in einem Fahrzustand bei mittlerer Last befindet,
wenn die momentan erforderliche Ausgangsleistung Pd kleiner
ist als der zweite Schwellenwert P2, und in einem Fahrzustand
bei hoher Last, wenn die momentan erforderliche Ausgangslei
stung Pd gleich oder größer ist als der zweite Schwellenwert
P2. Der zweite Schwellenwert P2 wird beispielsweise in Abhän
gigkeit von der Energieeffizienz während des Fahrzeugsbe
triebs (in dem die Vorrichtung 58 zur Speicherung elektri
scher Energie durch einen Betrieb des Verbrennungsmotors 12
geladen werden kann) experimentell bestimmt, so daß die Ab
gasemissionen und der Kraftstoffverbrauch minimiert werden.
Wenn die momentan erforderliche Ausgangsleistung Pd grö
ßer ist als der erste Schwellenwert P1 und kleiner ist als
der zweite Schwellenwert P2, d. h. wenn im Schritt S15 eine
bejahende Entscheidung (JA) erhalten wird, geht der Steuer
ungsablauf zum Schritt S16, um zu bestimmen, ob die elektri
sche Speicherenergiemenge SOC gleich oder größer ist als der
vorstehend angegebene bestimmte untere Grenzwert A. Wenn im
Schritt S16 eine bejahende Entscheidung (JA) erhalten wird,
geht der Steuerungsablauf zum Schritt S17, um einen Betriebs
modus 2 auszuwählen. Wenn im Schritt S16 eine negative Ent
scheidung (NEIN) erhalten wird, geht der Steuerungsablauf zum
Schritt S14, um den vorstehend erwähnten Betriebsmodus 3 aus
zuwählen.
Wenn die momentan erforderliche Ausgangsleistung Pd
gleich oder größer ist als der zweite Schwellenwert P2, d. h.
wenn im Schritt S15 eine negative Entscheidung (NEIN) erhal
ten wird, geht der Steuerungsablauf zum Schritt S18, um zu
bestimmen, ob die gespeicherte elektrische Energiemenge SOC
gleich oder größer ist als der untere Grenzwert A. Wenn im
Schritt S18 eine bejahende Entscheidung (JA) erhalten wird,
geht der Steuerungsablauf zum Schritt S19, um einen Betriebs
modus 4 auszuwählen. Wenn im Schritt S18 eine negative Ent
scheidung (NEIN) erhalten wird, geht der Steuerungsablauf zum
Schritt S17, um den Betriebsmodus 2 auszuwählen.
In dem im Schritt S17 ausgewählten Betriebsmodus 2 stehen
die erste und zweite Kupplung CE1, CE2 in Eingriff (EIN); der
Verbrennungsmotor 12 wird betrieben, so daß die momentan er
forderliche Ausgangsleistung Pd erzeugt wird, wohingegen sich
der Elektromotor/Generator 14 im Nichtladezustand befindet,
wie es in Fig. 7 gezeigt ist, wodurch das Fahrzeug nur durch
den als die Antriebskraftquelle verwendeten Verbrennungsmotor
12 angetrieben wird.
In dem im Schritt S19 gewählten Betriebsmodus 4 stehen
die erste Kupplung und zweite Kupplung CE1, CE2 in Eingriff
(EIN); der Verbrennungsmotor 12 wie auch der Elektromo
tor/Generator 14 werden betrieben, wie es in der Tabelle von
Fig. 7 gezeigt ist, wodurch das Fahrzeug sowohl durch den
Verbrennungsmotor 12 wie auch durch den Elektromo
tor/Generator 14, die als die Antriebskraftquellen verwendet
werden, angetrieben wird.
Im Betriebsmodus 4, der ausgewählt wird, wenn die momen
tan erforderliche Ausgangsleistung Pd gleich dem zweiten
Schwellenwert P2 oder größer ist, werden sowohl der Verbren
nungsmotor 12 wie auch der Elektromotor/Generator 14 als die
Antriebskraftquellen für den Antrieb des Fahrzeugs betrieben,
so daß es im Vergleich zum Betriebsmodus 1 oder 2, in denen
entweder der Verbrennungsmotor 12 oder der Elektromo
tor/Generator 14 als die Antriebskraftquelle verwendet wird,
weniger wahrscheinlich ist, daß eine Verschlechterung der
Energieeffizienz eintritt. Diesbezüglich können, wenn die mo
mentan erforderliche Ausgangsleistung Pd gleich dem zweiten
Schwellenwert P2 oder größer ist, der Kraftstoffverbrauch und
die Abgasemissionen in diesem Betriebsmodus 4 stärker vermin
dert werden als im Betriebsmodus 1 oder 2. Da der Betriebsmo
dus 4 nur dann gewählt wird, wenn die gespeicherte elektri
sche Energiemenge SOC gleich oder größer ist als der untere
Grenzwert A, wird ferner die Vorrichtung 58 zur Speicherung
elektrischer Energie vor einem übermäßigen Energieverbrauch
geschützt, bei dem die gespeicherte Energiemenge SOC unter
den unteren Grenzwert A fällt, was zu einer Verschlechterung
des Lade- und Entladevermögens der Speichervorrichtung 58
führen würde.
Wie vorstehend beschrieben werden die Betriebsmodi 1-4 in
den folgenden Fahrzuständen des Fahrzeugs gewählt. Wenn die
in der Vorrichtung 58 zur Speicherung elektrischer Energie
gespeicherte elektrische Energiemenge SOC nicht kleiner ist
als der untere Grenzwert A, wird im Schritt S13 der Betriebs
modus 1 gewählt, um das Fahrzeug nur durch den Elektromo
tor/Generator 14 als die Antriebskraftquelle anzutreiben,
wenn sich das Fahrzeug im Fahrzustand bei niedriger Last be
findet, wobei die momentan erforderliche Ausgangsleistung Pd
gleich oder kleiner ist als der erste Schwellenwert P1. Fer
ner wird im Schritt S17 der Betriebsmodus 2 gewählt, um das
Fahrzeug nur durch den Verbrennungsmotor 12 als die Antriebs
kraftquelle anzutreiben, wenn sich das Fahrzeug im Fahrzu
stand bei mittlerer Last befindet, wobei die momentan erfor
derliche Ausgangsleistung Pd größer ist als der erste Schwel
lenwert P1 und kleiner als der zweite Schwellenwert P2, und
im Schritt S19 wird der Betriebsmodus 4 gewählt, um das Fahr
zeug sowohl durch den Verbrennungsmotor 12 wie auch den Elek
tromotor/Generator 14 als die Antriebskraftquellen anzutrei
ben, wenn sich das Fahrzeug im Fahrzustand bei hoher Last be
findet, wobei die momentan erforderliche Ausgangsleistung Pd
gleich oder größer ist als der zweite Schwellenwert P2.
Wenn die gespeicherte elektrische Energiemenge SOC klei
ner ist als der untere Grenzwert A, wird im Schritt S14 der
Betriebsmodus 3 gewählt, um das Fahrzeug nur durch den Ver
brennungsmotor 12 als die Antriebskraftquelle anzutreiben,
wobei gleichzeitig die Vorrichtung 58 zur Speicherung elek
trischer Energie geladen wird, wenn sich das Fahrzeug im
Fahrzustand bei mittlerer Last befindet, wobei die momentan
erforderliche Ausgangsleistung Pd kleiner ist als der zweite
Schwellenwert P2, und im Schritt S17 wird der Betriebsmodus 2
gewählt, um das Fahrzeug nur durch den Verbrennungsmotor 12
anzutreiben, wobei die Speichervorrichtung 58 nicht geladen
wird, wenn sich das Fahrzeug im Fahrzustand bei hoher Last
befindet, wobei die momentan erforderliche Ausgangsleistung
Pd gleich oder größer ist als der zweite Schwellenwert P2.
Im Schritt S17 wird der Betriebsmodus 2 in den folgenden
beiden Fällen gewählt: 1) wenn sich das Fahrzeug im Fahrzu
stand bei mittlerer Last befindet, wobei die momentan erfor
derliche Ausgangsleistung Pd größer ist als der erste Schwel
lenwert P1 und kleiner als der zweite Schwellenwert P2, wäh
rend gleichzeitig die gespeicherte elektrische Energiemenge
SOC nicht kleiner ist als der untere Grenzwert A; und 2) wenn
sich das Fahrzeug im Fahrzustand bei hoher Last befindet, wo
bei die momentan erforderliche Ausgangsleistung Pd gleich
oder größer ist als der zweite Schwellenwert P2, während
gleichzeitig die gespeicherte elektrische Energiemenge SOC
kleiner ist als der untere Grenzwert A. Im Fahrzeugfahrzu
stand bei mittlerer Last ist die Energieeffizienz im allge
meinen dann höher, wenn das Fahrzeug durch den Verbrennungs
motor 12 angetrieben wird, als wenn das Fahrzeug durch den
Elektromotor/Generator 14 angetrieben wird. Dementsprechend
können im Betriebsmodus 2 der Kraftstoffverbrauch und die Ab
gasemissionen stärker vermindert werden als im Betriebsmodus
1.
Im Fahrzustand bei hoher Last ist es im allgemeinen vor
teilhaft, den Betriebsmodus 4 zu wählen, in dem das Fahrzeug
sowohl durch den Verbrennungsmotor 12 wie auch durch den
Elektromotor/Generator 14 angetrieben wird. Wenn die in der
Vorrichtung 58 zur Speicherung elektrischer Energie gespei
cherte elektrische Energiemenge SOC kleiner ist als der unt
ere Grenzwert A, ist es jedoch vorteilhaft, den Betriebsmodus
2 zu wählen, d. h. das Fahrzeug nur durch den als die An
triebskraftquelle verwendeten Verbrennungsmotor 12 anzutrei
ben, um dadurch eine Verschlechterung des Lade- und Entlade
vermögens der Speichervorrichtung 58 aufgrund einer Verringe
rung der gespeicherten elektrischen Energiemenge SOC unter
halb des unteren Grenzwerts A zu verhindern.
Die Automatikgetriebesteuerung 52 ist geeignet, eine Rou
tine zur Steuerung des Automatikgetriebes 18 auszuführen, und
zwar in Abhängigkeit von abgeschätzten Drehmomentwerten des
Automatikgetriebes in den vier verschiedenen Betriebsmodi 1-4
des Hybridantriebssystems 10, d. h. in den vier verschieden
Fahrmodi des Fahrzeugs. Wie es nachstehend ausführlich be
schrieben ist, werden die Eingangsdrehmomente des Automatik
getriebes 18 in den verschiedenen Betriebsmodi in Abhängig
keit von jeweiligen Termsätzen abgeschätzt, wie sie in der
Tabelle von Fig. 10 angegeben sind.
Die Routine von Fig. 8 beginnt mit dem Schritt SA1, um zu
bestimmen, ob das Getriebe 18 aus der Stellung für den zwei
ten Gang "2." in die Stellung für den dritten Gang "3." hoch
geschaltet werden soll. Diese Bestimmung erfolgt in Abhängig
keit von der Betätigungsgröße θAC des Gaspedals und der Fahr
geschwindigkeit V des Fahrzeugs sowie in Abhängigkeit von ei
ner vorgegebenen 2→3 Hochschaltgrenzlinie, welche einen Zu
sammenhang zwischen der Gaspedalbetätigungsgröße θAC und der
Fahrzeuggeschwindigkeit V darstellt. Wenn sich der durch die
gegenwärtig erfaßte Betätigungsgröße θAC und Fahrzeugge
schwindigkeit V definierte Punkt über die 2→3 Schaltgrenzli
nie in Hochschaltrichtung bewegt, soll das Automatikgetriebe
18 von der Stellung "2." in die Stellung "3." hochgeschaltet
werden. Die betreffende Schaltaktion wird als "2→3 Hoch
schaltaktion" bezeichnet.
Wenn im Schritt SA1 eine bejahende Entscheidung (JA) er
halten wird, geht der Steuerungsablauf zum Schritt SA2, in
dem die Automatikgetriebesteuerung 52 den Befehl erteilt, die
Solenoidspulen der solenoidbetätigten Ventile SL1-SL4 der Hy
drauliksteuervorrichtung 44 selektiv elektrisch zu erregen
und abzuerregen, so daß die Bremse B3 gelöst und die Bremse
B2 in Eingriff gebracht wird, um dadurch die 2→3 Hochschal
taktion des Getriebes 18 auszulösen.
Infolgedessen wird ein Hydraulikdruck PB3 der Bremse B3
allmählich vermindert, wohingegen ein Hydraulikdruck PB2 der
Bremse B2 allmählich erhöht wird. Auf den Schritt SA2 folgen
der Schritt SA3 und die nachfolgenden Schritte, so daß die
Verminderungsrate des Hydraulikdrucks PB3 durch das Linearso
lenoidventil SLU solange geeignet gesteuert wird, bis die 2→3
Hochschaltaktion abgeschlossen ist. Der Hydraulikdruck PB2
und PB3 während der 2→3 Hochschaltaktion des Getriebes 18
(während des allmählichen Ineingriffbringens und Lösens der
Bremsen B2, B3) werden als "Übergangshydraulikdrücke PB2,
PB3" bezeichnet.
Der Schritt SA3 ist vorgesehen, um zu bestimmen, ob mo
mentan der Betriebsmodus 1 gewählt ist, d. h. ob sich das Hy
bridantriebssystem 10 im Elektromotorantriebsmodus befindet,
in dem das Fahrzeug nur durch den als die Kraftantriebsquelle
verwendeten Elektromotor (Elektromotor/Generator) 14 anzu
treiben.
Wenn im Schritt SA3 eine bejahende Entscheidung (JA) er
halten wird, geht der Steuerungsablauf zum Schritt SA4, in
dem ein Schätzwert TG des Eingangsdrehmoments des Automatik
getriebes 18 anhand der folgenden Gleichung (1) berechnet
wird:
TG = TM(I) + TM(S) - T(H) (1).
In der vorstehenden Gleichung (1) stellt TM(I) ein Träg
heitsmoment des Elektromotors/Generators 14, TM(S) ein Aus
gangsdrehmoment des Elektromotors/Generators 14 und T(H) ei
nen Drehmomentverlust dar, der durch eine Zusatzvorrichtung,
beispielsweise eine Klimaanlage, verursacht wird, welche
durch den Elektromotor/Generator 14 angetrieben wird.
Das Trägheitsmoment TM(I) kann aus einem geeigneten Para
meter, beispielsweise einer Änderungsrate der Elektromotor
drehzahl NM (der Beschleunigung des Elektromotors/Generators
14) gemäß einer bestimmten Gleichung oder einem bestimmten
Datenverzeichnis, welche in der Automatikgetriebesteuerung 52
gespeichert sind, erhalten werden. Das Ausgangsdrehmoment
TM(S) kann aus einem geeigneten Parameter, beispielsweise ei
nem durch den Elektromotor/Generator 14 fließenden elektri
schen Strom, gemäß einer bestimmten Gleichung oder einem be
stimmten Datenverzeichnis, welche in der Steuerung 52 gespei
chert sind, erhalten werden. Der Drehmomentverlust T(H) der
Zusatzvorrichtung kann gemäß einer in der Steuerung 52 ge
speicherten bestimmten Gleichung in Abhängigkeit vom Be
triebszustand der Zusatzvorrichtung erhalten werden.
Wenn im Schritt SA3 eine negative Entscheidung (NEIN) er
halten wird, geht der Steuerungsablauf zum Schritt SA5, um zu
bestimmen, ob momentan der Betriebsmodus 2 gewählt ist, d. h.
ob sich das Hybridantriebssystem 10 im Verbrennungsmotoran
triebsmodus befindet, in dem das Fahrzeugs nur durch den als
die Antriebskraftquelle verwendeten Verbrennungsmotor 12 an
getrieben wird.
Wenn im Schritt S5 eine bejahende Entscheidung (JA) er
halten wird, geht der Steuerungsablauf zum Schritt SA6, in
dem der Schätzwert TG des Eingangsdrehmoments des Automatik
getriebes 18 anhand der folgenden Gleichung (2) berechnet
wird:
TG = TE(I) + TE(S) - TE(E) - T(H) (2).
In der vorstehenden Gleichung (2) stellt TE(I) ein Träg
heitsmoment des Verbrennungsmotors 12, TE(S) ein Ausgangs
drehmoment des Verbrennungsmotors 12 und TE(E) einen Drehmo
mentverlust des Verbrennungsmotors 12 dar, welcher aufgrund
der Verwendung der Verbrennungsmotorausgangsleistung für die
Schmierung des Hybridantriebssystems 10 verursacht wird. T(H)
stellt den Drehmomentverlust der Zusatzvorrichtung dar, wie
vorstehend beschrieben.
Das Trägheitsmoment TE(I) kann aus einem geeigneten Para
meter, beispielsweise einer Änderungsrate der Verbrennungsmo
tordrehzahl NE (der Beschleunigung des Verbrennungsmotors
12), gemäß einer bestimmten Gleichung oder einem bestimmten
Datenverzeichnis, welche in der Automatikgetriebesteuerung 52
gespeichert sind, erhalten werden. Das Ausgangsdrehmoment
TE(S) kann aus einem geeigneten Parameter, beispielsweise dem
Öffnungswinkel der Drosselklappe oder der Kraftstoffein
spritzmenge in den Verbrennungsmotor 12, gemäß einer bestimm
ten Gleichung oder einem bestimmten Datenverzeichnis, welche
in der Steuerung 52 gespeichert sind, erhalten werden. Der
Drehmomentverlust des Verbrennungsmotors 12 kann aus einem
geeigneten Parameter, beispielsweise der Verbrennungsmotor
drehzahl NE, gemäß einer bestimmten Gleichung oder einem be
stimmten Datenverzeichnis, welche in der Steuerung 52 gespei
chert sind, erhalten werden. Da sich im Betriebsmodus 2 die
Rotorwelle 14 des Elektromotors/Generators 14 zusammen mit
der Eingangswelle 26 des Automatikgetriebes 18 dreht, erweist
es sich als vorteilhaft, das Trägheitsmoment TM(I) des Elek
tromotors/Generators 14 für die Berechnung des abgeschätzten
Drehmoments TG des Automatikgetriebes 18 zu berücksichtigen.
Wenn im Schritt SA5 eine negative Entscheidung (NEIN) er
halten wird, geht der Steuerungsablauf zum Schritt SA7, um zu
bestimmen, ob momentan der Betriebsmodus 3 gewählt ist, d. h.
ob sich das Hybridantriebssystem 10 im Verbrennungsmotoran
triebs- und Lademodus befindet, in dem das Fahrzeug nur durch
den als die Antriebskraftquelle verwendeten Verbrennungsmotor
12 angetrieben wird, während der Elektromotor/Generator 14
gleichzeitig betrieben wird, um die Vorrichtung 58 zur Spei
cherung elektrischer Energie zu laden.
Wenn im Schritt SA7 eine bejahende Entscheidung (JA) er
halten wird, geht der Steuerungsablauf zum Schritt SA8, in
dem der Schätzwert TG des Eingangsdrehmoments des Automatik
getriebes 18 anhand der folgenden Gleichung (3) berechnet
wird:
TG = TE(I) + TM(I) + TE(S) - TM(J) - TE(E) - T(H) (3).
In der vorstehenden Gleichung (3) stellt TM(J) einen
Drehmomentverlust dar, welcher durch den Betrieb des Elektro
motors/Generators 14 verursacht wird, um die Vorrichtung 58
zur Speicherung elektrischer Energie zu laden. Der Drehmo
mentverlust kann ein regeneratives Bremsdrehmoment des Elek
trogenerators 14 sein.
Das Trägheitsmoment TE(I), das Ausgangsmoment TE(S)
und der Drehmomentverlust TE(E) des Verbrennungsmotors 12,
das Trägheitsmoment TM(I) des Elektromotors/Generators sowie
der Drehmomentverlust T(H) der Zusatzvorrichtung können, wie
vorstehend bezüglich den Schritten SA4 und SA6 beschrieben,
erhalten werden. Der Drehmomentverlust TM(J), der durch den
Betrieb des Elektromotors/Generators 14 zum Laden der Vor
richtung 58 zur Speicherung elektrischer Energie verursacht
wird, kann aus einem geeigneten Parameter, beispielsweise ei
nem durch den Elektromotor/Generator 14 zum Laden der Vor
richtung 58 erzeugten elektrischen Strom, gemäß einer be
stimmten Gleichung oder einem bestimmten Datenverzeichnis,
welche in der Steuerung 52 gespeichert sind, erhalten werden.
Wenn im Schritt SA7 eine negative Entscheidung (NEIN) er
halten wird, bedeutet dies, daß momentan der Betriebsmodus 4,
d. h. der Verbrennungsmotor-/Elektromotorantriebsmodus, ge
wählt ist, in dem das Fahrzeug sowohl durch den Verbrennungs
motor 12 wie auch den Elektromotor/Generator 14 angetrieben
wird. In diesem Fall geht der Steuerungsablauf zum Schritt
SA9, in dem der Schätzwert TG des Eingangsdrehmoments des Au
tomatikgetriebes 18 anhand der folgenden Gleichung (4) be
rechnet wird:
TG = TE(I) + TM(I) + TE(S) + TM(S) - TE(E) - T(H) (4).
Die Terme in der vorstehenden Gleichung (4) können, wie
vorstehend bezüglich den Schritten SA4 und SA6 beschrieben,
erhalten werden.
Es sei darauf hingewiesen, daß ein der Ausführung der
Schritte SA3 bis SA9 zugeteilter Abschnitt der Steuerung 52
eine Eingangsdrehmomentabschätzeinrichtung zum Abschätzen des
Eingangsdrehmoments des Automatikgetriebes 18 in Abhängigkeit
vom momentan gewählten oder eingerichteten Betriebsmodus des
Hybridantriebssystems 10 bildet.
Auf die Schritte SA4, SA6, SA8 und SA9 folgt der Schritt
SA10, in dem der vorübergehende Hydraulikdruck bzw. Über
gangshydraulikdruck PSLU des Linearsolenoidventils SLU in Ab
hängigkeit von dem im Schritt SA4, SA6, SA8 oder SA9 berech
neten abgeschätzten Eingangsdrehmoment TG des Automatikge
triebes 18 und gemäß einer bestimmten Gleichung oder einem
bestimmten Datenverzeichnis, welche in der Steuerung 52 ge
speichert sind, bestimmt wird, so daß der Übergangshydraulik
druck PB3 der mit dem Linearsolenoidventil SLU in Verbindung
stehenden dritten Bremse B3 während der 2→3 Hochschaltaktion
des Automatikgetriebes 18 reguliert wird, wie es in Fig. 9
beispielhaft gezeigt ist.
Die Techniken bzw. Verfahren zur Regulierung des Hydrau
likdrucks einer Bremse für ein Automatikgetriebe in Abhängig
keit von einem abgeschätzten Eingangsdrehmoment des Getriebes
sind in den Dokumenten JP-A-5-65843, JP-A-5-77660 und JP-A-5-
164233 offenbart. Diese Verfahren können im vorliegenden Hy
bridantriebssystem 10 praktiziert werden.
Es sei darauf hingewiesen, daß ein der Ausführung des
Schritts SA10 zugeteilter Abschnitt der Automatikgetriebe
steuerung 52 eine Drucksteuereinrichtung zur Steuerung des
Hydraulikdrucks PB3 der Bremse B3 in Abhängigkeit vom abge
schätzten Eingangsdrehmoment TG während der 2→3 Hochschal
taktion des Automatikgetriebes 18 bildet.
An den Schritt SA10 schließt der Schritt SA11 an, um zu
bestimmen, ob die 2→3 Hochschaltaktion des Automatikgetrie
bes 18 beendet ist. Diese Bestimmung kann dadurch realisiert
werden, daß bestimmt wird, ob sich das Verhältnis der Dreh
zahl der Eingangswelle 26 zur Drehzahl der Ausgangswelle 19
dem Übersetzungsverhältnis der Stellung für den dritten Gang
"3." des Automatikgetriebes 18 angleicht oder ein Zeitgeber
nach der Erteilung des Befehls zum Hochschalten des Automa
tikgetriebes 18 in die Stellung für den dritten Gang "3." ei
ne bestimmte Zeitdauer gemessen hat. Die Schritte SA3 bis
SA11 werden solange wiederholt ausgeführt, bis im Schritt
SA11 eine bejahende Entscheidung (JA) erhalten wird, wodurch
die Verminderungsrate des Übergangshydraulikdrucks PB3 der
dritten Bremse B3 so gesteuert wird, wie es in Fig. 9 gezeigt
ist.
Wenn im Schritt SA11 die bejahende Entscheidung (JA) er
halten wird, geht der Steuerungsablauf zum Schritt SA12, in
dem die Regulierung des Hydraulikdrucks PSLU zur Steuerung
des Hydraulikdrucks PSLU in Abhängigkeit vom abgeschätzten
Eingangsdrehmoment TG beendet und der Hydraulikdruck PSLU auf
einen durch die Betätigungsgröße θAC des Gaspedals bestimmten
Wert reguliert wird.
Im vorliegenden Hybridantriebssystem 10 ist die Automa
tikgetriebesteuerung 52 dazu angepaßt, das Eingangsdrehmoment
des Automatikgetriebes 18 im momentan aus den vier Betriebs
modi 1-4 gewählten Betriebsmodus gemäß einer geeigneten Glei
chung abzuschätzen, welche dem gewählten Betriebsmodus ent
spricht. Daher kann das Eingangsdrehmoment in dem gewählten
Betriebsmodus des Hybridantriebssystems 10 oder im gewählten
Fahrmodus des Fahrzeugs beispielsweise unabhängig von Ände
rungen des Trägheitsmoments des Verbrennungsmotors 10 und des
Elektromotors/Generators 14 genau abgeschätzt werden. Die
vorliegende Anordnung erlaubt eine korrekte oder angemessene
Regulierung (d. h. Verminderung) des Übergangshydraulikdrucks
PB3, der dazu dient, die 2→3 Hochschaltaktion des Automatik
getriebes 18 mit einem deutlich verminderten Schaltruck zu
bewerkstelligen.
Obwohl die vorliegende Ausführungsform geeignet ist, den
Übergangshydraulikdruck PB3 der dritten Bremse B3 während der
2→3 Hochschaltaktion des Automatikgetriebes 18 in Abhängig
keit vom abgeschätzten Eingangsdrehmoment TG zu regulieren,
ist das Prinzip der Regulierung des Übergangshydraulikdrucks
einer Kopplungsvorrichtung oder von Kopplungsvorrichtungen
(beispielsweise B2, B3) des Automatikgetriebes 18 in Abhän
gigkeit vom abgeschätzten Eingangsdrehmoment TG gleichermaßen
auf die anderen Kupplung-zu-Kupplung-Schaltaktionen des Auto
matikgetriebes 18 anwendbar, beispielsweise auf die Herunter
schaltaktion aus der Stellung für den dritten Gang "3." in
die Stellung für den zweiten Gang "2.".
Die Routine von Fig. 8 in der vorliegenden Ausführungs
form ist so formuliert, daß nur der Übergangshydraulikdruck
PB3 der dritten Bremse B3 in Abhängigkeit vom abgeschätzten
Eingangsdrehmoment TG während der 2→3 Hochschaltaktion des
Automatikgetriebes 18 reguliert wird. Jedoch kann auch der
Übergangshydraulikdruck PB2 der zweiten Bremse B2 in Abhän
gigkeit vom abgeschätzten Eingangsdrehmoment TG reguliert
werden, wie es in Fig. 9 beispielhaft gezeigt ist.
Zwischen dem Verbrennungsmotor 12 oder dem Elektromo
tor/Generator 14 und dem Automatikgetriebe 18 kann eine Kupp
lung vorgesehen sein. In diesem Fall kann das aus den ver
schiedenen Werten, wie zum Beispiel dem Trägheitsmoment TE(I)
des Verbrennungsmotors 12 erhaltene, abgeschätzte Eingangs
drehmoment TG, wie vorstehend beschrieben, in Abhängigkeit
von der Rutschgröße bzw. dem Schleifbetrag der Kupplung kom
pensiert werden.
In Bezug auf die Fig. 11-13 wird nun eine zweite Aus
führungsform dieser Erfindung beschrieben. In der vorliegen
den zweiten Ausführungsform ist die Automatikgetriebesteue
rung 52 geeignet, eine im Ablaufdiagramm von Fig. 11 veran
schaulichte Routine auszuführen, die auf verschiedene Weisen
eine lernende Steuerung bzw. Lernsteuerung des Automatikge
triebes 18 in den jeweiligen vier verschiedenen Betriebsmodi
1-4 des Hybridantriebssystems 10, d. h. in den vier verschie
denen Fahrmodi des Fahrzeugs, realisiert.
Die Routine von Fig. 11 beginnt mit dem Schritt SB1, um
zu bestimmen, ob eine Öltemperatur Ta (°C) in der Hydrau
liksteuervorrichtung 44 gleich oder höher ist als ein be
stimmter Schwellenwert T1. Dieser Schwellenwert T1 kann bei
spielsweise in einem Bereich von 60-70°C gewählt werden.
Wenn im Schritt SB1 eine negative Entscheidung (NEIN) er
halten wird, geht der Steuerungsablauf zum Schritt SB2, um
eine Lernsteuerung des Übergangshydraulikdrucks PSLU des Li
nearsolenoidventils SLU zu verhindern oder zu beenden. Die
Lernsteuerung des Übergangshydraulikdrucks PSLU gemäß dem
Prinzip der zweiten Ausführungsform wird somit nicht ausge
führt, wenn die Öltemperatur Ta niedriger ist als der be
stimmte Schwellenwert T1, d. h. wenn das Fließvermögen des
durch die Hydrauliksteuervorrichtung 44 fließenden Öls denk
bar niedrig ist. Daher wird die Zuverlässigkeit der Lern
steuerung verbessert.
Wenn im Schritt SB1 eine bejahende Entscheidung (JA) er
halten wird, geht der Steuerungsablauf zum Schritt SB3, um zu
bestimmen, ob der momentan gewählte Betriebsmodus des Hybri
dantriebssystems 10 unverändert bzw. konstant ist. Diese Be
stimmung erfolgt in Abhängigkeit davon, ob nach dem Zeitpunkt
der Wahl des momentan gewählten Betriebsmodus eine bestimmte
Zeit t1 vergangen ist. Die Zeit t1 ist eine Zeit, die erfor
derlich ist, damit sich das Drehmoment der Eingangswelle 26
des Automatikgetriebes 18 stabilisiert. Diese Zeit t1 ändert
sich mit dem gewählten Betriebsmodus und hängt daher jeweils
vom Betriebsmodus ab. Die Zeit t1 wird beispielsweise in ei
nem Bereich von 1-2 Sekunden gewählt.
Wenn im Schritt SB3 eine negative Entscheidung (NEIN) er
halten wird, geht der Steuerungsablauf zum Schritt SB2, um
die Lernsteuerung des Hydraulikdrucks PSLU zu verhindern oder
zu beenden. D. h. also, daß die Lernsteuerung nicht ausge
führt wird, bevor nach der Wahl des momentan gewählten Be
triebsmodus die Zeit t1 vergangen ist, d. h. bevor sich das
Eingangsdrehmoment des Automatikgetriebes 18 in ausreichendem
Maß stabilisiert hat. Diese Anordnung gewährleistet ebenfalls
eine verbesserte Zuverlässigkeit der Lernsteuerung.
Wenn im Schritt SB3 eine bejahende Entscheidung (JA) er
halten wird, geht der Steuerungsablauf zum Schritt SB4, um zu
bestimmen, ob das Automatikgetriebe 18 aus der Stellung für
den zweiten Gang "2." in die Stellung für den dritten Gang
"3." hochgeschaltet werden soll. Diese Bestimmung erfolgt in
Abhängigkeit von der Betätigungsgröße θAC des Gaspedals und
der Fahrgeschwindigkeit V des Fahrzeugs und gemäß der be
stimmten 2→3 Hochschaltgrenzlinie, welche einen Zusammenhang
zwischen der Gaspedalbetätigungsgröße θAC und der Fahrzeugge
schwindigkeit V darstellt. Wenn sich der durch die gegenwär
tig erfaßte Betätigungsgröße θAC und die Fahrzeuggeschwindig
keit V definierte Punkt über die 2→3 Schaltgrenzlinie in
Hochschaltrichtung bewegt, soll das Automatikgetriebe 18 aus
der Stellung "2." in die Stellung "3." hochgeschaltet werden.
Wenn im Schritt SB4 eine negative Entscheidung (NEIN) er
halten wird, geht der Steuerungsablauf zum Schritt SB2, um
die Lernsteuerung zu verhindern oder zu beenden. Die Lern
steuerung des Automatikgetriebes 18 wird somit nur dann aus
geführt, wenn sich das Automatikgetriebe 18 in der 2→3 Hoch
schaltaktion befindet.
Wenn im Schritt SB4 eine bejahende Entscheidung (JA) er
halten wird, geht der Steuerungsablauf zum Schritt SB5, um zu
bestimmen, ob sich der Betriebsmodus geändert hat. Wenn im
Schritt SB5 eine bejahende Entscheidung (JA) erhalten wird,
geht der Steuerungsablauf zum Schritt SB2, um die Lernsteue
rung zu verhindern oder zu beenden.
Wenn im Schritt SB5 eine negative Entscheidung (NEIN) er
halten wird, geht der Steuerungsablauf zum Schritt SB6, um zu
bestimmen, ob momentan der Betriebsmodus 1 gewählt ist, d. h.
ob sich das Hybridantriebssystem 10 im Elektromotorantriebs
modus befindet, in dem das Fahrzeug nur durch den als die An
triebskraftquelle verwendeten Elektromotor
(Elektromotor/Generator) 14 angetrieben wird.
Wenn im Schritt SB6 eine bejahende Entscheidung (JA) er
halten wird, geht der Steuerungsablauf zum Schritt SB7, in
dem die Lernsteuerung des Hydraulikdrucks PSLU in einer für
den Betriebsmodus 1 (den Elektromotorantriebsmodus) geeigne
ten Weise erfolgt. Im Schritt SB7 wird ein Schätzwert TG des
Eingangsdrehmoments des Automatikgetriebes 18 zunächst anhand
der folgenden Gleichung (5) berechnet:
TG = TM(S) + TM(I) (5).
Das Ausgangsdrehmoment TM(S) und das Trägheitsmoment
TM(I) des Elektromotors/Generators 14 kann, wie vorstehend
bezüglich der Gleichung (1) beschrieben, erhalten werden. An
schließend werden in Abhängigkeit vom abgeschätzten Eingangs
drehmomentwert TG und gemäß bestimmten, in der Automatikge
triebesteuerung 52 gespeicherten Datenverzeichnissen ein Be
zugs- bzw. Grundwert PSLU* sowie ein Kompensationswert ΔPSLU
erhalten, welche für die Berechnung des Hydraulikdrucks PSLU
des Linearsolenoidventils SLU anhand der folgenden Gleichung
(6) verwendet werden:
PSLU = PSLU* + ΔPSLU (6).
Auf diese Weise wird der Hydraulikdruck PSLU des Linear
solenoidventils SLU bestimmt. Wie es in Fig. 9 gezeigt ist,
wird der Übergangshydraulikdruck PB3 der mit dem Linearso
lenoidventil SLU in Verbindung stehenden dritten Bremse B3
infolgedessen anfangs mit einer relativ hohen Rate auf einen
dem bestimmten Hydraulikdruck PSLU entsprechenden Pegel abge
senkt.
Ein Beispiel des für die Berechnung des Grundwerts PSLU*
verwendeten Datenverzeichnisses ist in Fig. 12 dargestellt,
während Beispiele der für die Berechnung des Kompensations
werts ΔPSLU verwendeten Datenverzeichnisse in Fig. 13 darge
stellt sind. Das Datenverzeichnis von Fig. 12 stellt einen
Zusammenhang zwischen dem abgeschätzten Eingangsdrehmoment TG
und dem Grundwert PSLU* des Hydraulikdrucks PSLU dar. In Ab
hängigkeit von dem momentan gewählten Betriebsmodus der vier
Betriebsmodi 1-4 wird selektiv eines der vier Datenverzeich
nisse von Fig. 13 verwendet. Jedes Datenverzeichnis von Fig.
13 stellt einen Zusammenhang zwischen dem abgeschätzten Ein
gangsdrehmoment TG und dem Kompensationswert ΔPSLU dar. Der
Grundwert PSLU* und der Kompensationswert ΔPSLU werden durch
eine Interpolation zwischen zwei benachbarten Werten in den
Datenverzeichnissen in Abhängigkeit vom abgeschätzten Ein
gangsdrehmoment TG erhalten, welches im allgemeinen zwischen
die beiden benachbarten Werte in den Datenverzeichnissen
fällt.
Nachdem der anfänglichen Absenkung des Übergangshydrau
likdrucks PB3 der dritten Bremse B3 anfangs mit einer relativ
hohen Rate wird der Hydraulikdruck PSLU so gesteuert, daß der
Übergangshydraulikdruck PB3 im Verlauf der 2→3 Hochschaltak
tion des Automatikgetriebes 18 langsam vermindert wird. Nach
dem die 2→3 Hochschaltaktion beendet ist, wird ferner der
Kompensationswert ΔPSLU, falls erforderlich, aktualisiert. Zu
diesem Zweck kann die Automatikgetriebesteuerung 52 überprü
fen, ob während der 2→3 Hochschaltaktion ein Lahmlegungsphä
nomen der zweiten und dritten Bremse B2 und B3 stattfindet,
d. h. ob die Eingriffsaktion der Bremse B2 mit einer Ge
schwindigkeit erfolgt, die deutlich höher ist als die der Lö
seaktion der Bremse B3. Wenn während der Hochschaltaktion das
Lahmlegungsphänomen erfaßt wird, wird der Hydraulikdruck PSLU
sofort mit einer hohen Geschwindigkeit abgesenkt und der Kom
pensationswert ΔPSLU in eine Richtung aktualisiert, in die
das Lahmlegungsphänomen verhindert wird. D. h. also, daß das
Datenverzeichnis von Fig. 13 für den Betriebsmodus 1 aktuali
siert wird, wenn das Lahmlegungsphänomen erfaßt wird. Im Be
triebsmodus 1, in dem das Kraftfahrzeug durch den Elektromo
tor 14 angetrieben wird, soll während der 2→3 Hochschaltak
tion kein Lahmlegungsphänomen auftreten. Das Lahmlegungsphä
nomen ist jedoch im Betriebsmodus 2 (im Verbrennungsmotoran
triebsmodus) wünschenswert bzw. vorteilhaft, da das Lahmle
gungsphänomen ein Durchgehen des Verbrennungsmotors 12 wäh
rend der 2→3 Hochschaltaktion verhindert.
Das Lahmlegungsphänomen der Bremsen B2, B3 kann durch ein
Verfahren erfaßt werden, wie es in dem Dokument JP-A-5-296323
offenbart ist. Wenn das Lahmlegungsphänomen erfaßt wird, wird
der Kompensationswert ΔPSLU um einen bestimmten Wert vermin
dert oder auf einen optimalen Wert abgeändert, um das Lahmle
gungsphänomen zu verhindern. Dieser optimale Wert kann in Ab
hängigkeit von den Änderungsrate des Beschleunigungswerts von
Rotationsbauteilen des Automatikgetriebes 18, welche zur
Erfassung des Lahmlegungsphänomens verwendet werden, und an
hand einer bestimmten Gleichung berechnet werden, welche die
Änderungsrate des Beschleunigungswerts beinhaltet.
Wenn im Schritt SB6 eine negative Entscheidung (NEIN) er
halten wird, d. h. wenn der momentan gewählte Betriebsmodus
nicht der Betriebsmodus 1 ist, geht der Steuerungsablauf zum
Schritt SB8, um zu bestimmen, ob eine Kühlwassertemperatur Tw
(°C) des Verbrennungsmotors 12 gleich oder höher ist als ein
bestimmter Schwellenwert T2. Dieser Schwellenwert T2 liegt in
einem Bereich von 60-70°C.
Wenn im Schritt SB8 eine negative Entscheidung (NEIN) er
halten wird, d. h. wenn die Kühlwassertemperatur Tw niedriger
ist als der Schwellenwert T2 und sich der Verbrennungsmotor
12 noch nicht ausreichend erwärmt hat, geht der Steuerungsab
lauf zum Schritt SB2, um die Lernsteuerung des Automatikge
triebes 18 zu verhindern oder zu beenden. Die Ausführung der
Lernsteuerung erfolgt somit nicht unmittelbar nach dem Anlas
sen des Verbrennungsmotors 12, sondern erst nachdem sich der
Betrieb des Verbrennungsmotors 12 stabilisiert hat. Diese An
ordnung ist ebenfalls effektiv, die Zuverlässigkeit der Lern
steuerung zu verbessern.
Wenn im Schritt SB8 eine bejahende Entscheidung (JA) er
halten wird, geht der Steuerungsablauf zum Schritt SB9, um zu
bestimmen, ob momentan der Betriebsmodus 2 gewählt ist, d. h.
ob sich das Hybridantriebssystem 10 im Verbrennungsmotoran
triebsmodus befindet, in dem das Fahrzeug nur durch den als
die Antriebskraftquelle verwendeten Verbrennungsmotor ange
trieben wird.
Wenn im Schritt SB9 eine bejahende Entscheidung (JA) er
halten wird, geht der Steuerungsablauf zum Schritt SB10, in
dem die Lernsteuerung des Hydraulikdrucks PSLU in einer für
den Betriebsmodus 2 geeigneten Art und Weise erfolgt. Im
Schritt SB10 wird der Schätzwert TG des Eingangsdrehmoments
des Automatikgetriebes 18 zunächst anhand der folgenden Glei
chung (7) berechnet:
TG = TE(S) + TE(I) (7).
Das Ausgangsdrehmoment TE(S) und das Trägheitsmoment
TE(I) des Verbrennungsmotors 12 werden, wie vorstehend bezüg
lich der Gleichung (2) beschrieben, erhalten.
Dann werden der Grundwert PSLU* und der Kompensationswert
ΔPSLU für die Berechnung des Hydraulikdrucks PSLU des Linear
solenoidventils SLU in Abhängigkeit vom abgeschätzten Ein
gangsdrehmoment TG und gemäß den bestimmten Datenverzeichnis
sen in der gleichen Weise, wie vorstehend bezüglich des
Schritts SB7 beschrieben, erhalten. Der Übergangshydraulik
druck PB3 der Bremse B3 wird anfangs in Abhängigkeit vom be
rechneten Hydraulikdruck PSLU abgesenkt und der Kompensati
onswert ΔPSLU, falls erforderlich, verändert. D. h. also, daß
das Datenverzeichnis von Fig. 13 für den Betriebsmodus 2 in
dem erforderlichen Umfang aktualisiert wird.
Wenn im Schritt SB9 eine negative Entscheidung (NEIN) er
halten wird, geht der Steuerungsablauf zum Schritt SB11, um
zu bestimmen, ob momentan der Betriebsmodus 3 gewählt ist, d. h.
ob sich das Hybridantriebssystem 10 im Verbrennungsmotor
antriebs- und Lademodus befindet, in dem das Fahrzeug nur
durch den als die Antriebskraftquelle verwendeten Verbren
nungsmotor 12 angetrieben wird, während gleichzeitig der
Elektromotor/Generator 14 gleichzeitig betrieben wird, um die
Vorrichtung 58 zur Speicherung elektrischer Energie zu laden.
Wenn im Schritt SB11 eine bejahende Entscheidung (JA) er
halten wird, geht der Steuerungsablauf zum Schritt SB12, in
dem die Lernsteuerung des Hydraulikdrucks PSLU in einer für
den Betriebsmodus 3 geeigneten Weise erfolgt. Der Schätzwert
TG des Eingangsdrehmoments des Automatikgetriebes 18 wird zu
nächst gemäß der folgenden Gleichung (8) berechnet:
TG = TE(S) + TE(I) + TM(I) - TM(J) (8).
In der vorstehenden Gleichung (8) stellt TM(J) einen
Drehmomentverlust dar, welcher durch den Betrieb des Elektro
motors/Generators 14 zum Laden der Vorrichtung 58 zur Spei
cherung elektrischer Energie verursacht wird.
Der Drehmomentverlust TM(J), welcher durch den Betrieb
des Elektromotors/Generators zum Laden der Vorrichtung 58 zur
Speicherung elektrischer Energie verursacht wird, kann aus
einem geeigneten Parameter, beispielsweise einem durch den
Elektromotor/Generator 14 zum Laden der Vorrichtung 58 er
zeugten elektrischen Strom, gemäß einer bestimmten Gleichung
oder einem bestimmten Datenverzeichnis erhalten werden, wel
che in der Steuerung 52 gespeichert sind.
Im Schritt SB12 werden dann der Grundwert PSLU* und der
Kompensationswert ΔPSLU für die Berechnung des Hydraulik
drucks PSLU in Abhängigkeit vom abgeschätzten Eingangsdrehmo
ment TG und gemäß den Datenverzeichnissen von Fig. 12 und 13,
wie vorstehend bezüglich des Schritts SB7 beschrieben, erhal
ten. Der Übergangshydraulikdruck PB3 der Bremse B3 wird dem
entsprechend anfangs in Abhängigkeit von dem berechneten Hy
draulikdruck PSLU abgesenkt und der Kompensationswert ΔPSLU,
falls erforderlich, verändert. D. h. also, daß das Datenver
zeichnis von Fig. 13 für den Betriebsmodus 3 in dem erforder
lichen Umfang aktualisiert wird.
Wenn im Schritt SB11 eine negative Entscheidung (NEIN)
erhalten wird, geht der Steuerungsablauf zum Schritt SB13, um
zu bestimmen, ob momentan der Betriebsmodus 4, d. h. der Ver
brennungsmotor-/Elektromotorantriebsmodus gewählt ist, in dem
das Fahrzeug sowohl durch den Verbrennungsmotor 12 wie auch
den Elektromotor/Generator 14 angetrieben wird.
Wenn im Schritt SB13 eine bejahende Entscheidung (JA) er
halten wird, geht der Steuerungsablauf zum Schritt SB14, in
dem die Lernsteuerung des Hydraulikdrucks PSLU in einer für
den Betriebsmodus 4 geeigneten Weise erfolgt. Das heißt, daß
der Schätzwert TG des Eingangsdrehmoments des Automatikge
triebes 18 zunächst anhand der folgenden Gleichung (9) be
rechnet wird:
TG = TE(S) + TE(I) + TM(S) + TM(I) (9).
Dann werden der Grundwert PSLU* und der Kompensationswert
ΔPSLU für die Berechnung des Hydraulikdrucks PSLU in Abhängig
keit vom abgeschätzten Eingangsdrehmoment TG und gemäß den
Datenverzeichnissen von Fig. 12 und 13, wie vorstehend bezüg
lich des Schritts SB7 beschrieben, erhalten. Der Übergangs
druck TB3 der Bremse B3 wird dementsprechend anfangs in Ab
hängigkeit vom berechneten Hydraulikdruck PSLU abgesenkt und
der Kompensationswert ΔPSLU, falls erforderlich, verändert.
D. h. also, daß das Datenverzeichnis von Fig. 13 für den Be
triebsmodus 4 in dem erforderlichen Umfang aktualisiert wird.
Es sei darauf hingewiesen, daß ein der Durchführung der
Schritte SB6, SB7 und SB9 bis SB14 zugeteilter Abschnitt der
Steuerung 52 eine Eingangsdrehmomentabschätzeinrichtung zum
Abschätzen des Eingangsdrehmoments des Automatikgetriebes 18
in Abhängigkeit vom momentan gewählten oder eingerichteten
Betriebsmodus des Hybridantriebssystems 10 sowie eine Lern
steuereinrichtung zur Ausführung einer Lernsteuerung einer
steuerbaren Variablen in der Gestalt des Hydraulikdrucks PSLU
des Linearsolenoidventils SLU (des Hydraulikdrucks PB3 der
dritten Bremse B3) in Abhängigkeit vom momentan gewählten Be
triebsmodus des Hybridantriebssystems 10 bildet. Es sei auch
darauf hingewiesen, daß die Schritte SB7, SB10, SB12 und SB14
einer Drucksteuereinrichtung zur Steuerung des Hydraulik
drucks PSLU entsprechen, wohingegen die Schritte SB1 bis SB3,
SB5 und SB8 einer Lernsteuerungsverhinderungseinrichtung zur
Verhinderung der Lernsteuerung des Hydraulikdrucks PSLU ent
sprechen.
In der vorliegenden zweiten Ausführungsform ist die Auto
matikgetriebesteuerung 52 geeignet, das Eingangsdrehmoment
des Automatikgetriebes 18 in dem aus den vier Betriebsmodi 1-4
momentan gewählten Betriebsmodus gemäß einer geeigneten,
dem gewählten Betriebsmodus entsprechenden Gleichung abzu
schätzen und den Hydraulikdruck PSLU zu berechnen, indem der
Grundwert PSLU* und der Kompensationswert ΔPSLU in Abhängig
keit vom abgeschätzten Eingangsdrehmomentwert TG erhalten
wird. Der Kompensationswert ΔPSLU wird ferner in Abhängigkeit
von einem der vier Datenverzeichnisse erhalten, welches dem
momentan gewählten Betriebsmodus des Hybridantriebssystems 10
oder Fahrmodus des Fahrzeugs entspricht. Außerdem werden
diese Datenverzeichnisse für die Kompensationswerte ΔPSLU in
Abhängigkeit von dem Zustand aktualisiert, in dem die 2→3
Hochschaltaktion des Automatikgetriebes 18 in den verschiede
nen Betriebsmodi erfolgt. Die Datenverzeichnisse für den Kom
pensationswert ΔPSLU, der für die Steuerung des Übergangshy
draulikdrucks PB3 der Bremse B3 verwendet wird, werden somit
in den verschiedenen Betriebsmodi des Hybridantriebssystems
10 unabhängig voneinander aktualisiert, wodurch ungeachtet
der Änderungen des Trägheitsmoments und Ausgangsdrehmoments
des Verbrennungsmotors 12 und des Elektromotors/Generators 14
die 2→3 Hochschaltaktion mit einem verminderten Schaltdruck
ausgeführt werden kann.
In dem vorliegenden Hybridantriebssystem 10 wird die
Lernsteuerung des Hydraulikdrucks PSLU verhindert, wenn sich
der Betriebsmodus während der 2→3 Hochschaltaktion des Auto
matikgetriebes 18 ändert, unmittelbar nach der Wahl des neuen
Betriebsmodus oder solange, bis sich der Betriebszustand des
Getriebes oder des Verbrennungsmotors aufgrund einer ausrei
chenden hohen Temperatur des Öls im Getriebe oder des Kühl
wassers des Verbrennungsmotors stabilisiert. Daher erfolgt in
einem Übergangszustand des Fahrzeugs, in dem die Trägheits-
und Ausgangscharakteristiken der Antriebskraftquelle nicht
stabil sind, keine Aktualisierung der Datenverzeichnisse zur
Änderung des Kompensationswerts ΔPSLU für eine Lernsteuerung
des Hydraulikdrucks PSLU. Diese Anordnung verbessert in ef
fektiver Weise die Zuverlässigkeit der Lernsteuerung des Hyd
raulikdrucks PSLU und des Hydraulikdrucks PB3 der Bremse B3.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 14 bis 18 wird anschlie
ßend ein gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung gestaltetes Hybridantriebssystem beschrieben. Die
ses Hybridantriebssystem, welches in Fig. 14 im allgemeinen
mit dem Bezugszeichen 128 bezeichnet ist, ist für die Anwen
dung für ein Vierradantrieb-Kraftfahrzeug mit vorderen An
triebsrädern und hinteren Antriebsrädern geeignet. In dieser
dritten Ausführungsform ist die Automatikgetriebesteuerung 52
ebenfalls angepaßt, die im Flußdiagramm von Fig. 11 darge
stellte Routine zur Ausführung der Lernsteuerung des Hydra
ulikdrucks PSLU auszuführen, so daß der Hydraulikdruck PB3
der Bremse B3 gemäß den Datenverzeichnissen von Fig. 12 und
13 gesteuert wird.
Im vorliegenden Hybridantriebssystem 128 ist die Hybri
dantriebssteuerung 50 dazu geeignet, eine lernende Steuerung
bzw. Lernsteuerung einer Drehmomentverteilvorrichtung in der
Gestalt eines in Fig. 14 gezeigten Übertragungs- oder Zen
traldifferentialgetriebes 134 auszuführen.
Das Zentraldifferentialgetriebe 134 ist so angeordnet,
daß es durch die Ausgangswelle 19 ein Ausgangsdrehmoment To
des Automatikgetriebes 18 aufnimmt. Das Zentraldifferential
getriebe 134 ist dazu vorgesehen, das Verteilverhältnis des
Fahrzeugantriebsdrehmoments (des Ausgangsdrehmoments To des
Automatikgetriebes 18) auf die vorderen und hinteren An
triebsräder über eine Vorderradantriebswelle 130 bzw. eine
Hinterradantriebswelle 132 zu steuern. Das Zentraldifferenti
algetriebe 134 weist einen zur Ausgangswelle 19 des Automa
tikgetriebes 18 koaxialen Planetengetriebesatz 135 auf. Der
Planetengetriebesatz 135 beinhaltet einen mit der Ausgangs
welle 19 in Verbindung stehenden Träger 137 sowie ein Hohlrad
138, welches mit der zur Ausgangswelle 19 koaxialen Hinter
radantriebswelle 132 in Verbindung steht.
Der Planetengetriebesatz 135 enthält ferner ein mit einem
antreibenden Kettenrad 142 einstückig ausgebildetes Sonnenrad
139, welches koaxial und radial außerhalb der Ausgangswelle
19 angeordnet ist. Die Vorderradantriebswelle 132 ist paral
lel zur Ausgangswelle 19 und weist ein an ihr befestigtes,
angetriebenes Kettenrad 143 auf. Das antreibende Kettenrad
142 und das angetriebene Kettenrad 143 stehen miteinander
durch eine Kette 145 in Verbindung.
Zwischen dem Träger 137 und dem Hohlrad 138 befindet sich
eine Differentialbegrenzungskupplung Cs, welche als eine Dif
ferentialbegrenzungsvorrichtung dient. Diese Differentialbe
grenzungskupplung Cs ist eine hydraulisch betätigte Mehr
scheiben-Naßkupplung. D. h. also, daß die Eingriffskraft der
Differentialbegrenzungskupplung Cs durch einen Hydraulikdruck
Pc gesteuert wird, der von einem Linearsolenoidventil SLC der
in Fig. 15 gezeigten Hydrauliksteuervorrichtung 44 auf die
Differentialbegrenzungskupplung Cs aufgebracht wird. Das Li
nearsolenoidventil SLC wird durch die Hybridantriebssteuerung
50 gesteuert, um den Hydraulikdruck Pc kontinuierlich oder
stufenweise zu ändern.
Das Verteilverhältnis des Fahrzeugantriebsdrehmoments auf
die vorderen und hinteren Antriebsräder ändert sich mit einer
Veränderung des Hydraulikdrucks Pc der Differentialbegren
zungskupplung Cs. Der Hydraulikdruck Pc wird in einer tech
nisch bekannten Art und Weise gesteuert. Der Hydraulikdruck
Pc wird beispielsweise in Abhängigkeit von einer Differenz
zwischen den Drehzahlen der vorderen und hinteren Antriebsrä
der erhöht. Der Hydraulikdruck Pc kann aber auch so gesteuert
werden, daß eine erfaßte, momentane Gierrate des Kraftfahrze
ugs mit einer Sollgierrate zusammenfällt, welche in Abhängig
keit vom Lenkwinkel und der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs
berechnet wird. Diesbezüglich sei angemerkt, daß das Drehver
halten des Fahrzeugs mit einem Anstieg des Drehmoments der
Hinterradantriebsräder ansteigt.
Die Hybridantriebssteuerung 50 ist für die Ausführung ei
ner im Flußdiagramm von Fig. 16 dargestellten Routine ange
paßt, die die Lernsteuerung eines Hydraulikdrucks PSLC des
Linearsolenoidventils SLC auszuführt, wodurch den Hydraulik
druck Pc der Differentialbegrenzungskupplung Cs. so gesteuert
wird, daß das Verteilverhältnis des Fahrzeugantriebsdrehmo
ments durch das Zentraldifferentialgetriebe 134 geändert
wird. Wie es in Fig. 15 gezeigt ist, empfängt die Hybridan
triebssteuerung 50 ein Ausgangssignal eines Drehmomentsensors
146, welches das Ausgangsdrehmoment To der Ausgangswelle 19
des Automatikgetriebes 18 darstellt.
Die Routine von Fig. 16 beginnt mit dem Schritt SC1, wel
cher dem Schritt SB1 der Routine von Fig. 11 identisch ist.
Wenn im Schritt SC1 eine negative Entscheidung (NEIN) erhal
ten wird, geht der Steuerungsablauf zum Schritt SC2, der dem
Schritt SB2 von Fig. 11 identisch ist. Wenn im Schritt SC1
eine bejahende Entscheidung (JA) erhalten wird, geht der
Steuerungsablauf zum Schritt SC3, der dem Schritt SB3 von
Fig. 11 identisch ist. Die Schritte SC1-SC3 sind somit den
Schritten SB1-SB3 der Routine von Fig. 11 identisch.
Wenn im Schritt SC3 eine bejahende Entscheidung (JA) er
halten wird, geht der Steuerungsablauf zum Schritt SC4, um zu
bestimmen, ob der Hydraulikdruck Pc der Differentialbegren
zungskupplung Cs geändert werden soll. Diese Bestimmung kann
in Abhängigkeit von der Gierrate bzw. Giergeschwindigkeit des
Fahrzeugs oder dem Lenkwinkel und der Fahrgeschwindigkeit des
Fahrzeugs sowie gemäß einem bestimmten Datenverzeichnis für
den Erhalt des gewünschten Drehmomentverteilverhältnisses des
Zentraldifferentialgetriebes 134 erfolgen. Die Bestimmung im
Schritt SC4 kann aber auch in Abhängigkeit von einer Diffe
renz ΔNVH zwischen den Drehzahlen der vorderen und hinteren
Antriebsräder erfolgen. Es sei darauf hingewiesen, daß das
Linearsolenoidventil SLC und ein der Durchführung des
Schritts SC4 zugeteilter Abschnitt der Hybridantriebssteue
rung 50 eine Drehmomentverteilverhältnisänderungsvorrichtung
zur Veränderung des Drehmomentverteilverhältnisses des Zen
traldifferentialgetriebes 34 bildet, welche als die Drehmo
mentverteilvorrichtung fungiert.
Wenn im Schritt SC4 eine negative Entscheidung (NEIN) er
halten wird, geht der Steuerungsablauf zum Schritt SC2, um
die Lernsteuerung des Hydraulikdrucks PSLC zu verhindern.
Wenn im Schritt SC4 eine bejahende Entscheidung (JA) er
halten wird, geht der Steuerungsablauf zum Schritt SC5, um zu
bestimmen, ob momentan der Betriebsmodus 1 gewählt ist, d. h.
ob sich das Hybridantriebssystem 128 im Elektromotorantriebs
modus befindet, in dem das Kraftfahrzeug nur durch den als
die Antriebskraftquelle verwendeten Elektromotors
(Elektromotor/Generator) 14 angetrieben wird.
Wenn im Schritt SC5 eine bejahende Entscheidung (JA) er
halten wird, geht der Steuerungsablauf zum Schritt SC6, in
dem die Lernsteuerung des Hydraulikdrucks PSLC in einer für
den Betriebsmodus 1 (den Elektromotorantriebsmodus) geeigne
ten Weise erfolgt. Im Schritt SC6 wird zuerst ein Eingangs
drehmoment des Zentraldifferentialgetriebes 134, d. h. das
Ausgangsdrehmoment To des Automatikgetriebes 18, durch den
Drehmomentsensor 146 (Fig. 15) erfaßt. Dann werden ein Grund
wert PSLC* und ein Kompensationswert ΔPSLC, welche für die Be
rechnung des Hydraulikdrucks PSLC des Linearsolenoidventils
SLC gemäß der folgenden Gleichung (10) verwendet werden, in
Abhängigkeit vom abgeschätzten Eingangsdrehmomentwert des
Zentraldifferentialgetriebes 134 und gemäß bestimmten Daten
verzeichnissen erhalten, welche in der Hybridantriebssteue
rung 50 gespeichert sind:
PSLC = PSLC* + ΔPSLC (10).
Auf diese Weise wird der Hydraulikdruck PSLC des Linear
solenoidventils SLC bestimmt. Der Hydraulikdruck Pc der Dif
ferentialbegrenzungskupplung Cs, welche mit dem Linearso
lenoidventil SLC in Verbindung steht, wird somit geändert.
Der Kompensationswert ΔPSLC wird, falls erforderlich, bei
spielsweise in Abhängigkeit von der Drehzahldifferenz ΔNFR in
Abhängigkeit vom Betriebszustand der Differentialbegrenzungs
kupplung Cs nach der Änderung des Drucks Pc geändert oder ak
tualisiert. D. h. also, daß das Datenverzeichnis von Fig. 18
für den Betriebsmodus 1 in dem erforderlichen Umfang aktuali
siert wird.
Ein Beispiel des für die Berechnung des Grundwerts PSLC*
verwendeten Datenverzeichnisses ist in Fig. 17 dargestellt,
während Datenverzeichnisse, welche für die Berechnung des
Kompensationswerts ΔPSLC verwendet werden, in Fig. 18 darge
stellt sind. Das Datenverzeichnis von Fig. 17 stellt einen
Zusammenhang zwischen dem Eingangsdrehmoment des Zentraldif
ferentialgetriebes 134 (dem Ausgangsdrehmoment To des Automa
tikgetriebes 18) und dem Grundwert PSLC* des Hydraulikdrucks
PSLC dar. In Abhängigkeit vom momentan aus den vier Betriebs
modi 1-4 gewählten Betriebsmodus wird selektiv eines der vier
Datenverzeichnisse von Fig. 18 gewählt. Jedes Datenverzeich
nis von Fig. 18 stellt einen Zusammenhang zwischen dem Ein
gangsdrehmoment des Zentraldifferentialgetriebes 134 und dem
Kompensationswert ΔPSLC dar. Der Grundwert PSLC* und der Kom
pensationswert ΔPSLC werden durch eine Interpolation zwischen
zwei benachbarten Werten in den Datenverzeichnissen in Abhän
gigkeit vom erfaßten Eingangsdrehmoment ,erhalten, welches im
allgemeinen zwischen den beiden benachbarten Werten in den
Datenverzeichnissen liegt.
Wenn im Schritt SC5 eine negative Entscheidung (NEIN) er
halten wird, d. h. wenn der momentan gewählte Betriebsmodus
nicht der Betriebsmodus 1 ist, geht der Steuerungsablauf zum
Schritt SC7, um zu bestimmen, ob die Kühlwassertemperatur Tw
(°C) des Verbrennungsmotors 12 gleich oder höher ist als der
bestimmte Schwellenwert T2. Dieser Schritt SC7 ist dem
Schritt SB8 der Routine von Fig. 11 identisch.
Wenn im Schritt SC7 eine negative Entscheidung (NEIN) er
halten wird, geht der Steuerungsablauf zum Schritt SC2, um
die Lernsteuerung des Zentraldifferentialgetriebes 134 zu
verhindern oder zu beenden. Die Lernsteuerung wird somit
nicht ausgeführt, wenn die Kühlwassertemperatur Tw niedriger
ist als der Schwellenwert T2, d. h. unmittelbar nach dem An
lassen des Verbrennungsmotors 12, da sich der Betrieb des
Verbrennungsmotors 12 noch nicht stabilisiert hat. Diese An
ordnung ist effektiv, um die Zuverlässigkeit der Lernsteue
rung zu verbessern.
Wenn im Schritt SC7 eine bejahende Entscheidung (JA) er
halten wird, geht der Steuerungsablauf zum Schritt SC8, um zu
bestimmen, ob momentan der Betriebsmodus 2 gewählt ist, d. h.
ob sich das Hybridantriebssystem 128 im Verbrennungsmotoran
triebsmodus befindet, in dem das Fahrzeug nur durch den als
die Antriebskraftquelle verwendeten Verbrennungsmotor 12 an
getrieben wird.
Wenn im Schritt SC8 eine bejahende Entscheidung (JA) er
halten wird, geht der Steuerungsablauf zum Schritt SC9, in
dem die Lernsteuerung des Hydraulikdrucks PSLC in einer für
den Betriebsmodus 2 geeigneten Weise erfolgt. Im Schritt SC9
werden der Grundwert PSLC* und der Kompensationswert ΔPSLC für
die Berechnung des Hydraulikdrucks PSLC des Linearsolenoid
ventils SLC in Abhängigkeit vom erfaßten Eingangsdrehmoment
des Zentraldifferentialgetriebes 134 und gemäß den bestimmten
Datenverzeichnissen auf dieselbe Art und Weise erhalten, wie
es bezüglich des Schritts SC6 beschrieben ist. Der Kompensa
tionswert ΔPSLC wird, falls erforderlich, geändert. Das
heißt, daß das Datenverzeichnis von Fig. 18 für den Betriebs
modus 2 in dem erforderlichen Umfang aktualisiert wird.
Wenn im Schritt SC8 eine negative Entscheidung (NEIN) er
halten wird, geht der Steuerungsablauf zum Schritt SC10, um
zu bestimmen, ob momentan der Betriebsmodus 3 gewählt ist, d. h.
ob sich das Hybridantriebssystem 128 im Verbrennungsmotor
antriebs- und Lademodus befindet, in dem das Kraftfahrzeug
nur durch den als die Antriebskraftquelle verwendeten Ver
brennungsmotor 12 angetrieben wird, während der Elektromo
tor/Generator 14 gleichzeitig betrieben wird, um die Vorrich
tung 58 zur Speicherung elektrischer Energie zu baden.
Wenn im Schritt SC10 eine bejahende Entscheidung (JA) er
halten wird, geht der Steuerungsablauf zum Schritt SC11, in
dem die Lernsteuerung des Hydraulikdrucks PSLC in einer für
den Betriebsmodus 3 geeigneten Art und Weise erfolgt. D. h.,
daß der Grundwert PSLC* und der Kompensationswert ΔPSLC für
die Berechnung des Hydraulikdrucks PSLC in Abhängigkeit vom
Eingangsdrehmoment des Zentraldifferentialgetriebes 134 und
gemäß den Datenverzeichnissen von Fig. 17 und 18, wie vorste
hend bezüglich des Schritts SC6 beschrieben, erhalten werden.
Der Kompensationswert ΔPSLC* wird, falls erforderlich, geän
dert. Das heißt, daß das Datenverzeichnis von Fig. 18 für den
Betriebsmodus 3 in dem erforderlichen Umfang aktualisiert
wird.
Wenn im Schritt SC10 eine negative Entscheidung (NEIN)
erhalten wird, geht der Steuerungsablauf zum Schritt SC12, um
zu bestimmen, ob momentan der Betriebsmodus 4, d. h. der Ver
brennungsmotor-/Elektromotorantriebsmodus, gewählt ist, in
dem das Fahrzeug sowohl durch den Verbrennungsmotor 12 wie
auch den Elektromotor/Generator 14 angetrieben wird.
Wenn im Schritt SC12 eine bejahende Entscheidung (JA) er
halten wird, geht der Steuerungsablauf zum Schritt SC13, in
dem die Lernsteuerung des Hydraulikdrucks PSLC in einer für
den Betriebsmodus 4 geeigneten Art und Weise folgt. D. h. al
so, daß der Grundwert PSLC* und der Kompensationswert ΔPSLC in
Abhängigkeit vom erfaßten Eingangsdrehmoment des Zentraldif
ferentialgetriebes 134 und gemäß den Datenverzeichnissen von
Fig. 17 und 18 erhalten werden. Der Kompensationswert ΔPSLC
wird, falls erforderlich, geändert. D. h., daß das Datenver
zeichnis von Fig. 18 für den Betriebsmodus 4 in dem erforder
lichen Umfang aktualisiert wird.
Es sei darauf hingewiesen, daß ein der Durchführung der
Schritte SC5, SC6 und SC8-SC13 zugeteilter Abschnitt der Hy
bridantriebssteuerung 50 eine Lernsteuereinrichtung zur Aus
führung der Lernsteuerung einer steuerbaren Variablen des
Zentraldifferentialgetriebes 134, d. h. des Hydraulikdrucks
PSLC des Linearsolenoidventils SLC (des Hydraulikdrucks Pc
der Differentialbegrenzungskupplung Cs), in Abhängigkeit vom
momentan gewählten Betriebsmodus des Hybridantriebssystems 10
bildet. Die Lernsteuereinrichtung weist eine Drucksteuerein
richtung zur Steuerung des Hydraulikdrucks PB3 auf. Es sei
auch darauf hingewiesen, daß die Schritte SC6, SC9, SC11 und
SC13 eine Drucksteuereinrichtung zur Steuerung des Hydraulik
drucks PSLC bilden, wohingegen die Schritte SC1-SC3 und SC7
einer Lernsteuerungsverhinderungseinrichtung entsprechen, die
einen Betrieb der Lernsteuereinrichtung zur Ausführung der
Lernsteuerung des Hydraulikdrucks PSLC verhindert.
In der vorliegenden dritten Ausführungsform von Fig. 14
bis 18 ist die Hybridantriebssteuerung 50 für die Berechnung
des Hydraulikdrucks PSLC in Abhängigkeit des Kompensations
werts ΔSCL geeignet, welcher gemäß einem der vier Datenver
zeichnisse erhalten wird, welches dem momentan gewählten Be
triebsmodus des Hybridantriebssystems 10 oder dem Fahrmodus
des Fahrzeugs entspricht. Außerdem werden diese Datenver
zeichnisse für die Kompensationswerte ΔPSLC in Abhängigkeit
vom Betriebszustand der Differentialbegrenzungskupplung Cs
nach der Änderung des Drucks PSLC aktualisiert. Somit werden
die Datenverzeichnisse für den Kompensationswert ΔPSLC, wel
cher für die Steuerung des Hydraulikdrucks Ps der Differen
tialbegrenzungskupplung Cs verwendet wird, in den verschiede
nen Betriebsmodi des Hybridantriebssystems 128 unabhängig
voneinander aktualisiert, wodurch das Verteilverhältnis des
Antriebsdrehmoments durch das Zentraldifferentialgetriebe 134
so geändert werden kann, daß ein Stoß bzw. Ruck vermindert
wird, und zwar ungeachtet von z. B. Änderungen des Trägheits
moments und Ausgangsdrehmoments des Verbrennungsmotors 12 und
Elektromotors/Generators 14.
Im vorliegenden Hybridantriebssystem 128 wird die Lern
steuerung des Hydraulikdrucks PSLC verhindert, wenn sich der
Betriebsmodus unmittelbar nach der Wahl des neuen Betriebsmo
dus ändert oder solange, wie sich der Betriebszustand des Be
triebes oder Verbrennungsmotors aufgrund einer nicht ausrei
chenden niedrigen Temperatur des Öls in der Hydrauliksteuer
vorrichtung 144 oder des Kühlwassers des Verbrennungsmotors
noch nicht stabilisiert hat. Daher erfolgt in einem Über
gangszustand des Fahrzeugs, in welchem das Trägheitsmoment
und Ausgangskennlinien bzw. Ausgangscharakteristiken der An
triebskraftquelle nicht stabil sind, keine Aktualisierung der
Datenverzeichnisse, um den Kompensationswert ΔPSCL für eine
Lernsteuerung des Hydraulikdrucks PSLC zu ändern. Diese An
ordnung ist effektiv, die Zuverlässigkeit der Lernsteuerung
des Hydraulikdrucks PSLC und des Hydraulikdrucks der Kupplung
Cs zu verbessern, wodurch das Drehmomentverteilverhältnis des
Zentraldifferentialgetriebes 134 gemäß den Datenverzeichnis
sen von Fig. 18 geeignet gesteuert werden kann.
Fig. 19 und 20 zeigen ein gemäß einer vierten Ausfüh
rungsform dieser Erfindung konstruiertes Hybridantriebssystem
150. Im Hybridantriebssystem 10 in den vorhergehenden Ausfüh
rungsformen weist das Automatikgetriebe 18 das Nebengetriebe
20 wie auch das Hauptgetriebe 22 auf. Das in Fig. 19 gezeigte
Hybridantriebssystem 150 verwendet ein Automatikgetriebe 152,
welches kein Nebengetriebe 20 aufweist und einzig aus dem
Hauptgetriebe 22 besteht. Das Automatikgetriebe 152 hat, wie
es in Fig. 20 gezeigt ist, vier Vorwärtsantriebsstellungen
und eine Rückwärtsantriebsstellung.
Obwohl die gegenwärtig bevorzugten Ausführungsformen der
vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitenden
Zeichnungen vorstehend beschrieben wurden, sei darauf hinge
wiesen, daß die Erfindung nicht auf die Einzelheiten der ver
anschaulichten Ausführungsformen beschränkt ist, sondern mit
verschiedenen Veränderungen, Modifikationen und Verbesserun
gen ausgeführt werden kann, welche für einen Fachmann nahe
liegend sind, ohne dabei vom Wesen und Umfang der in den an
hängigen Ansprüchen definierten Erfindung abzuweichen.
Die vorliegende Erfindung sieht somit ein Hybridantriebs
system für ein Kraftfahrzeug vor, wobei sich eine steuerbare
Vorrichtung, wie z. B. ein Automatikgetriebe oder ein Zen
traldifferentialgetriebe, zwischen Antriebsrädern des Fahrze
ugs und einer Antriebskraftquelle befindet, die aus einem
durch Verbrennung eines Kraftstoffs betriebenen Verbrennungs
motor und einem mit elektrischer Energie betriebenen Elektro
motor besteht, und der Verbrennungsmotor und/oder Elektromo
tor für den Antrieb des Kraftfahrzeugs in verschiedenen Fahr
modi betrieben wird/werden. Die steuerbare Vorrichtung wird
durch eine Steuereinrichtung in Abhängigkeit von einem durch
die steuerbare Vorrichtung aufgenommenen Eingangsdrehmoment
gesteuert. Die Steuereinrichtung führt eine Abschätzung des
Eingangsdrehmoments in Abhängigkeit von einem momentan ge
wählten Fahrmodus oder eine Lernsteuerung der steuerbaren
Vorrichtung in verschiedenen, den verschiedenen Fahrmodi ent
sprechenden Weisen aus.
Claims (23)
1. Hybridantriebssystem für ein Kraftfahrzeug mit:
einer Antriebskraftquelle, welche aus einem durch Ver brennung eines Kraftstoffs betriebenen Verbrennungsmotor (12) und einem mit elektrischer Energie betriebenen Elek tromotor (14) besteht, wobei wenigstens der Verbrennungsmo tor oder der Elektromotor betrieben wird, um das Kraftfahr zeug in einer Vielzahl von Fahrmodi anzutreiben,
einer zwischen der Antriebskraftquelle und den An triebsrädern des Kraftfahrzeugs befindlichen steuerbaren Vorrichtung (18, 152) und
einer Steuereinrichtung (52) zur Steuerung der steuer baren Vorrichtung in Abhängigkeit von einem durch die steu erbare Vorrichtung aufgenommenen Eingangsdrehmoment,
wobei die Steuereinrichtung eine Eingangsdrehmomentab schätzeinrichtung (SA3-SA9, SB6, SB7, SB9-SB14) zum Ab schätzen des Eingangsdrehmoments der steuerbaren Vorrich tung in Abhängigkeit von einem aus der Vielzahl von Fahrmo di momentan gewählten Fahrmodus aufweist.
einer Antriebskraftquelle, welche aus einem durch Ver brennung eines Kraftstoffs betriebenen Verbrennungsmotor (12) und einem mit elektrischer Energie betriebenen Elek tromotor (14) besteht, wobei wenigstens der Verbrennungsmo tor oder der Elektromotor betrieben wird, um das Kraftfahr zeug in einer Vielzahl von Fahrmodi anzutreiben,
einer zwischen der Antriebskraftquelle und den An triebsrädern des Kraftfahrzeugs befindlichen steuerbaren Vorrichtung (18, 152) und
einer Steuereinrichtung (52) zur Steuerung der steuer baren Vorrichtung in Abhängigkeit von einem durch die steu erbare Vorrichtung aufgenommenen Eingangsdrehmoment,
wobei die Steuereinrichtung eine Eingangsdrehmomentab schätzeinrichtung (SA3-SA9, SB6, SB7, SB9-SB14) zum Ab schätzen des Eingangsdrehmoments der steuerbaren Vorrich tung in Abhängigkeit von einem aus der Vielzahl von Fahrmo di momentan gewählten Fahrmodus aufweist.
2. Hybridantriebssystem nach Anspruch 1, wobei die
steuerbare Vorrichtung ein Automatikgetriebe (18, 152) mit
einer Vielzahl von Betriebsstellungen mit jeweils verschie
denen Übersetzungsverhältnissen aufweist, das Automatikge
triebe eine Vielzahl von Kopplungsvorrichtungen (B, C) auf
weist, welche selektiv in Eingriff gebracht und gelöst wer
den, um die Vielzahl der Betriebsstellungen selektiv einzu
richten, und die Steuereinrichtung (52) die Kopplungsvor
richtungen für wenigstens eine der Schaltaktionen des Auto
matikgetriebes in Abhängigkeit von dem durch die Eingangs
drehmomentabschätzeinrichtung abgeschätzten Eingangsdrehmo
ment des Automatikgetriebes steuert.
3. Hybridantriebssystem nach Anspruch 2, wobei die
Kopplungsvorrichtungen hydraulisch betätigte Kopplungsvor
richtungen (B, C) sind und die Steuereinrichtung ferner ei
ne Drucksteuereinrichtung (SA10, SB7, SB10, SB12, SB14) zur
Steuerung eines Hydraulikdrucks von wenigstens einer (B3)
der beiden Kopplungsvorrichtungen (B2, B3) der hydraulisch
betätigten Kopplungsvorrichtungen in Abhängigkeit von dem
durch die Eingangsdrehmomentabschätzeinrichtung abgeschätz
ten Eingangsdrehmoment aufweist, wobei eine der beiden
Kopplungsvorrichtungen in Eingriff gebracht wird, während
die andere der beiden Kopplungsvorrichtungen gleichzeitig
gelöst wird, um das Automatikgetriebe von einer Betriebs
stellung in eine andere zu schalten.
4. Hybridantriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis
3, wobei die Vielzahl von Fahrmodi einen Elektromotoran
triebsmodus aufweist, in welchem das Kraftfahrzeug nur
durch den Elektromotor angetrieben wird, und die Eingangs
drehmomentabschätzeinrichtung das Eingangsdrehmoment in Ab
hängigkeit von einem Ausgangsdrehmoment des Elektromotors
abschätzt, das bezüglich eines Trägheitsmoments des Elek
tromotors kompensiert wird.
5. Hybridantriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis
4, wobei die Vielzahl von Fahrmodi einen Verbrennungsmotor
antriebsmodus aufweist, in welchem das Kraftfahrzeug nur
durch den Verbrennungsmotor angetrieben wird, und die Ein
gangsdrehmomentabschätzeinrichtung das Eingangsdrehmoment
in Abhängigkeit von einem Ausgangsdrehmoment des Verbren
nungsmotors abschätzt, das bezüglich eines Trägheitsmoments
und eines Drehmomentverlusts des Verbrennungsmotors kompen
siert wird.
6. Hybridantriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis
5, wobei die Vielzahl der Fahrmodi einen Verbrennungsmotor-
/Elektromotorantriebsmodus aufweist, in welchem das Kraft
fahrzeug sowohl durch den Verbrennungsmotor wie auch den
Elektromotor angetrieben wird, und die Eingangsdrehmomen
tabschätzeinrichtung das Eingangsdrehmoment in Abhängigkeit
von einem Ausgangsdrehmoment des Verbrennungsmotors, das
bezüglich eines Trägheitsmoments und eines Drehmomentver
lusts des Motors kompensiert wird, sowie einem Ausgangs
drehmoment des Elektromotors abschätzt, das bezüglich eines
Trägheitsmoments des Elektromotors kompensiert wird.
7. Hybridantriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis
6, mit desweiteren einer Vorrichtung zur Speicherung elek
trischer Energie (58), mit welcher der Elektromotor betrie
ben wird, wobei die Vielzahl von Fahrmodi einen Verbren
nungsmotorantriebs-/Lademodus aufweist, in dem das Kraft
fahrzeug durch den Verbrennungsmotor angetrieben wird, wäh
rend der Elektromotor gleichzeitig als ein elektrischer Ge
nerator zum Laden der Vorrichtung zur Speicherung elektri
scher Energie betrieben wird, und wobei die Eingangsdrehmo
mentabschätzeinrichtung das Eingangsdrehmoment in Abhängig
keit von einem Ausgangsdrehmoment des Verbrennungsmotors,
das bezüglich eines Trägheitsmoments und eines Drehmoment
verlusts des Verbrennungsmotors kompensiert wird, sowie ei
nem regenerativen Bremsdrehmoment des Elektromotors ab
schätzt, das bezüglich eines Trägheitsmoments des Elektro
motors kompensiert wird.
8. Hybridantriebssystem nach Anspruch 1, wobei die
steuerbare Vorrichtung ein Automatikgetriebe (18) aufweist
und die Steuereinrichtung desweiteren eine Lernsteuerein
richtung (52, SB6, SB7, SB9-SB14) zur Ausführung einer
Lernsteuerung von wenigstens einer steuerbaren Variablen
des Automatikgetriebes aufweist, die eine Schaltaktion des
Automatikgetriebes beeinflußt, und wobei die Lernsteuerein
richtung die Lernsteuerung in verschiedenen Weisen aus
führt, die der Vielzahl von Fahrmodi des Kraftfahrzeugs
entsprechen.
9. Hybridantriebssystem für ein Kraftfahrzeug mit:
einer Antriebskraftquelle, welche aus einem durch eine Verbrennung eines Kraftstoffs betriebenen Verbrennungsmotor (12) und einem mit einer elektrischen Energie betriebenen Elektromotor (14) besteht, wobei wenigstens der Verbren nungsmotor oder der Elektromotor für den Antrieb des Kraft fahrzeugs in einer Vielzahl von Fahrmodi betrieben wird,
einem zwischen der Antriebskraftquelle und den An triebsrädern des Kraftfahrzeugs befindlichen Automatikge triebe (18) und
einer Schaltsteuereinrichtung (52) zur Steuerung wenig stens einer steuerbaren Variablen des Automatikgetriebes, die die Schaltaktion des Automatikgetriebes beeinflußt,
wobei die Schaltsteuereinrichtung eine Lernsteuerein richtung (SB7, SB10, SB12, SB14) zur Ausführung einer Lern steuerung der wenigstens einen steuerbaren Variablen in verschiedenen, der Vielzahl von Fahrmodi des Kraftfahrzeugs entsprechenden Weisen aufweist.
einer Antriebskraftquelle, welche aus einem durch eine Verbrennung eines Kraftstoffs betriebenen Verbrennungsmotor (12) und einem mit einer elektrischen Energie betriebenen Elektromotor (14) besteht, wobei wenigstens der Verbren nungsmotor oder der Elektromotor für den Antrieb des Kraft fahrzeugs in einer Vielzahl von Fahrmodi betrieben wird,
einem zwischen der Antriebskraftquelle und den An triebsrädern des Kraftfahrzeugs befindlichen Automatikge triebe (18) und
einer Schaltsteuereinrichtung (52) zur Steuerung wenig stens einer steuerbaren Variablen des Automatikgetriebes, die die Schaltaktion des Automatikgetriebes beeinflußt,
wobei die Schaltsteuereinrichtung eine Lernsteuerein richtung (SB7, SB10, SB12, SB14) zur Ausführung einer Lern steuerung der wenigstens einen steuerbaren Variablen in verschiedenen, der Vielzahl von Fahrmodi des Kraftfahrzeugs entsprechenden Weisen aufweist.
10. Hybridantriebssystem nach Anspruch 9, wobei das Au
tomatikgetriebe eine Vielzahl von Betriebsstellungen mit
jeweils verschiedenen Übersetzungsverhältnissen hat und ei
ne Vielzahl von Kopplungsvorrichtungen (B, C) aufweist,
welche selektiv in Eingriff gebracht und gelöst werden, um
die Vielzahl von Betriebsstellungen selektiv einzurichten,
und wobei die Schaltsteuereinrichtung die Kopplungsvorrich
tungen für wenigstens eine der Schaltaktionen des Automa
tikgetriebes steuert.
11. Hybridantriebssystem nach Anspruch 10, wobei die
Kopplungsvorrichtungen hydraulisch betätigte Kopplungsvor
richtungen (B, C) sind und die Lernsteuereinrichtung (SB7,
SB10, SB12, SB14) eine Drucksteuereinrichtung (SB7, SB10,
SB12, SB14) zur Ausführung der Lernsteuerung eines Hydrau
likdrucks von wenigstens einer (B3) der beiden Kopplungs
vorrichtungen (B2, B3) der hydraulisch betätigten Kopp
lungsvorrichtungen in verschiedenen, der Vielzahl von Fahr
modi des Kraftfahrzeugs entsprechenden Weisen aufweist, und
wobei die Schaltsteuereinrichtung die beiden Kopplungsvor
richtungen so steuert, daß eine der beiden Kopplungsvor
richtungen in Eingriff gebracht wird, während die andere
der beiden Kopplungsvorrichtungen gelöst wird, um das Auto
matikgetriebe von einer Betriebsstellung in eine andere zu
schalten.
12. Hybridantriebssystem nach Anspruch 11, wobei die
Lernsteuereinrichtung eine Speichereinrichtung (52) zur
Speicherung einer Vielzahl von der Vielzahl von Fahrmodi
des Kraftfahrzeugs entsprechenden Datenverzeichnissen auf
weist, wobei jedes der Datenverzeichnisse einen Zusammen
hang zwischen einem Betriebsparameter des Automatikgetrie
bes und einem Kompensationswert des Hydraulikdrucks von der
wenigstens einen der beiden Kopplungsvorrichtungen (B2, B3)
darstellt und die Lernsteuereinrichtung den Kompensations
wert des Hydraulikdrucks in Abhängigkeit vom Betriebspara
meter und in Abhängigkeit von einem der Datenverzeichnisse
bestimmt, das einem von der Vielzahl der Fahrmodi momentan
gewählten Fahrmodus entspricht.
13. Hybridantriebssystem nach Anspruch 12, wobei die
Lernsteuereinrichtung jedes der Datenverzeichnisse in Ab
hängigkeit von einem Zustand, in dem das Automatikgetriebe
von einer der Vielzahl der Betriebsstellungen in eine ande
re geschaltet wird, in dem aus der Vielzahl von Fahrmodi
momentan gewählten Fahrmodus aktualisiert.
14. Hybridantriebssystem nach Anspruch 12 oder 13, wo
bei die Schaltsteuereinrichtung desweiteren eine Eingangs
drehmomentabschätzeinrichtung (SB6, SB7, SB9-SB14) zum Ab
schätzen des Eingangsdrehmoments des Automatikgetriebes als
den Betriebsparameter in Abhängigkeit von dem aus der Viel
zahl der Fahrmodi momentan gewählten Fahrmodus aufweist und
wobei die Lernsteuereinrichtung den Kompensationswert des
Hydraulikdrucks in Abhängigkeit von dem durch die Eingangs
drehmomentabschätzeinrichtung abgeschätzten Eingangsdrehmo
ment und gemäß einem der Datenverzeichnisse bestimmt.
15. Hybridantriebssystem nach einem der Ansprüche 9 bis
14, wobei die Schaltsteuereinrichtung desweiteren eine
Lernsteuerverhinderungseinrichtung (52, SB1-SB3, SB5, SB8)
aufweist, die den Betrieb der Lernsteuereinrichtung zur
Ausführung der Lernsteuerung von der wenigstens einen steu
erbaren Variablen in wenigstens einem bestimmten Fahrzu
stand des Kraftfahrzeugs aufweist, welcher wenigstens den
Zustand, daß der momentan gewählte Fahrmodus des Kraftfahr
zeugs während der Schaltaktion des Automatikgetriebes von
einem der Vielzahl der Fahrmodi in einen anderen übergegan
gen ist, oder den Zustand, daß nach der Wahl des momentan
gewählten Fahrmodus keine bestimmte Zeit vergangen ist, auf
weist.
16. Hybridantriebssystem für ein Kraftfahrzeug mit vor
deren und hinteren Antriebsrädern, welches aufweist:
eine Antriebskraftquelle, die aus einem durch Verbren nung eines Kraftstoffs betriebenen Verbrennungsmotor (12) und einem mit elektrischer Energie betriebenen Elektromotor (14) besteht, wobei wenigstens der Verbrennungsmotor oder der Elektromotor für den Antrieb des Kraftfahrzeugs in ei ner Vielzahl von Fahrmodi betrieben wird,
eine zwischen der Antriebskraftquelle und den Antriebs rädern des Kraftfahrzeugs befindliche Drehmomentverteilvor richtung (134) für die Verteilung eines von der Antriebs kraftquelle erzeugten Antriebsdrehmoments auf die vorderen und hinteren Antriebsräder mit einem steuerbaren Verteil verhältnis,
einer Drehmomentverteilverhältnisänderungseinrichtung (44, SLC, 50, SC4) zur Steuerung der Drehmomentverteilvor richtung, um das Verteilverhältnis des Antriebsdrehmoments zu ändern, und
eine Lernsteuereinrichtung (50, SC5, SC6, SC8-SC11) zur Ausführung einer Lernsteuerung einer steuerbaren Variablen der Drehmomentverteilvorrichtung, welche das Verteilver hältnis beeinflußt, wenn das Verteilverhältnis durch die Drehmomentverteilverhältnisänderungseinrichtung geändert wird,
wobei die Lernsteuereinrichtung die Lernsteuerung der steuerbaren Variablen in verschiedenen, der Vielzahl der Fahrmodi des Kraftfahrzeugs entsprechenden Weisen ausführt.
eine Antriebskraftquelle, die aus einem durch Verbren nung eines Kraftstoffs betriebenen Verbrennungsmotor (12) und einem mit elektrischer Energie betriebenen Elektromotor (14) besteht, wobei wenigstens der Verbrennungsmotor oder der Elektromotor für den Antrieb des Kraftfahrzeugs in ei ner Vielzahl von Fahrmodi betrieben wird,
eine zwischen der Antriebskraftquelle und den Antriebs rädern des Kraftfahrzeugs befindliche Drehmomentverteilvor richtung (134) für die Verteilung eines von der Antriebs kraftquelle erzeugten Antriebsdrehmoments auf die vorderen und hinteren Antriebsräder mit einem steuerbaren Verteil verhältnis,
einer Drehmomentverteilverhältnisänderungseinrichtung (44, SLC, 50, SC4) zur Steuerung der Drehmomentverteilvor richtung, um das Verteilverhältnis des Antriebsdrehmoments zu ändern, und
eine Lernsteuereinrichtung (50, SC5, SC6, SC8-SC11) zur Ausführung einer Lernsteuerung einer steuerbaren Variablen der Drehmomentverteilvorrichtung, welche das Verteilver hältnis beeinflußt, wenn das Verteilverhältnis durch die Drehmomentverteilverhältnisänderungseinrichtung geändert wird,
wobei die Lernsteuereinrichtung die Lernsteuerung der steuerbaren Variablen in verschiedenen, der Vielzahl der Fahrmodi des Kraftfahrzeugs entsprechenden Weisen ausführt.
17. Hybridantriebssystem nach Anspruch 16 mit desweite
ren einer Lernsteuerverhinderungseinrichtung (50, SC1-SC3,
SC7), die den Betrieb der Lernsteuereinrichtung zur Ausfüh
rung der Lernsteuerung der steuerbaren Variablen in wenig
stens einem bestimmten Fahrzustand des Kraftfahrzeugs ver
hindert.
18. Hybridantriebssystem nach Anspruch 17, wobei der
wenigstens eine bestimmte Fahrzustand wenigstens einen der
folgenden Zustände aufweist:
den Zustand, daß nach der Wahl des momentan gewählten Fahrmodus eine bestimmte Zeit nicht vergangen ist,
den Zustand, daß eine Temperatur eines Arbeitsfluids für den Betrieb der Drehmomentverteilvorrichtung niedriger ist als ein bestimmter unterer Grenzwert, oder
den Zustand, daß eine Temperatur des Kühlwassers zum Kühlen des Verbrennungsmotors niedriger ist als ein be stimmter unterer Grenzwert.
den Zustand, daß nach der Wahl des momentan gewählten Fahrmodus eine bestimmte Zeit nicht vergangen ist,
den Zustand, daß eine Temperatur eines Arbeitsfluids für den Betrieb der Drehmomentverteilvorrichtung niedriger ist als ein bestimmter unterer Grenzwert, oder
den Zustand, daß eine Temperatur des Kühlwassers zum Kühlen des Verbrennungsmotors niedriger ist als ein be stimmter unterer Grenzwert.
19. Hybridantriebssystem nach einem der Ansprüche 16
bis 18, wobei die Drehmomentverteilvorrichtung (134) eine
Zentraldifferentialvorrichtung mit einer hydraulisch betä
tigten Differentialbegrenzungskupplung (Cs) aufweist, deren
Hydraulikdruck (Ps) durch die Drehmomentverteilverhältni
sänderungseinrichtung geändert wird.
20. Hybridabtriebssystem nach Anspruch 19, wobei die
Lernsteuereinrichtung eine Drucksteuereinrichtung (SC6,
SC9, SC11, SC13) zum Ausführen einer Lernsteuerung des Hy
draulikdrucks der Differentialbegrenzungskupplung als die
Variable der Drehmomentverteilvorrichtung in verschiedenen,
der Vielzahl von Fahrmodi des Kraftfahrzeugs entsprechenden
Weisen aufweist.
21. Hybridabtriebssystem nach Anspruch 20, wobei die
Lernsteuereinrichtung eine Speichereinrichtung (50) zur
Speicherung einer Vielzahl von Fahrmodi des Kraftfahrzeugs ent
sprechen, wobei jedes der Datenverzeichnisse einen Zusam
menhang zwischen einem Betriebsparameter der Zentraldiffe
rentialvorrichtung (134) und einem Kompensationswert des
Hydraulikdrucks der Differentialbegrenzungskupplung dar
stellt, und wobei die Lernsteuereinrichtung den Kompensati
onswert in Abhängigkeit vom Betriebsparameter und einem der
Datenverzeichnisse bestimmt, das einem aus der Vielzahl der
Fahrmodi momentan gewählten Fahrmodus entspricht.
22. Hybridantriebssystem nach Anspruch 21, wobei der
Betriebsparameter der Zentraldifferentialvorrichtung ein
von der Zentraldifferentialvorrichtung aufgenommenes Ein
gangsdrehmoment ist.
23. Hybridantriebssystem nach Anspruch 21 oder 22, wobei
die Lernsteuereinrichtung jedes der Datenverzeichnisse in
Abhängigkeit von einem Zustand, in dem das Verteilverhält
nis geändert wird, indem der Hydraulikdruck der Differen
tialbegrenzungskupplung durch die Drucksteuereinrichtung
geändert wird, in einem dem jeweiligen Datenverzeichnis
entsprechenden Fahrmodus aktualisiert.
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