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Diese Erfindung betrifft eine Steuerung
für ein
Hybridfahrzeug, in welchem ein Motor mit einer Kurbelwelle eines
Verbrennungsmotors verbunden ist, und als Generator wirkt, um während der
Abbremsung des Fahrzeuges elektrische Energie zu erzeugen, und insbesondere
eine Steuerung für
ein Hybridfahrzeug, um das Regenerationsdrehmoment in einem mit
einer automatischen Übertragung
und einem Blockierdrehmomentwandler kombinierten System zu steuern.
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Bei Fahrzeugen gibt es ein Hybridfahrzeug, welches
als Antriebsquelle mit einem Verbrennungsmotor und einem Motorgenerator
ausgestattet ist. In diesem Hybridfahrzeug ist der Verbrennungsmotor direkt
mit dem Motorgenerator verbunden, welcher die Funktion des Antreibens
und Unterstützens
des Verbrennungsmotors durchführt.
Die Zustände
des Antreibens und Unterstützens
durch den Motor werden gemäß den Antriebszuständen des
Hybridfahrzeuges und des Verbrennungsmotors gesteuert. Auch ist
bei einer herkömmlichen
Steuerung für
das Hybridfahrzeug das Hybridfahrzeug mit einem Motorgenerator (als "Motor" bezeichnet) wie
auch mit dem Verbrennungsmotor ausgestattet, um die Treibstoffeinsparung
zu verbessern. Dieser Anordnungstyp ist in dem JP-Patent Nr. 3350465
und in der offengelegten JP-Anmeldung Nr. H08-317506 offenbart.
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Herkömmlicherweise wird die durch
den Motor erzeugte elektrische Energiemenge basierend auf der Verbrennungsmotorgeschwindigkeit
ermittelt, d.h. die Menge der erzeugten elektrischen Energie verringert
sich mit sich verringernder Verbrennungsmotorgeschwindigkeit, ist
derart eingestellt, dass sie Null wird, wenn die Verbrennungsmotorgeschwindigkeit
un ter einer Geschwindigkeit für
den Abbruch der Treibstoffabschaltung (Rückkehrgeschwindigkeit) liegt.
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In diesem System beeinträchtigt das
Regenerationsbremsdrehmoment nicht das Verbrennungsmotordrehmoment,
wenn eine Treibstoffversorgungssteuerung die Treibstoffversorgung
neu startet. Dementsprechend wird ein Abwürgen des Motors verhindert,
um eine Befürchtung
des Fahrers auszuräumen,
dass ein Anhalten des Verbrennungsmotors im Gegensatz zur Absicht
des Fahrers stattfinden wird. Folglich wird ein angenehmes Fahren des
Fahrzeuges erhalten.
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Auch verringert sich in diesem System
die Menge der elektrischen Energieerzeugung allmählich zu Null hin, gemäß der Verbrennungsmotorgeschwindigkeit,
welche sich von einer gewissen Grenzwertgeschwindigkeit zu einer
Rückkehrgeschwindigkeit
hin verringert. Dies vermeidet einen unerwarteten Schock für einen
Passagier oder Benutzer, welcher aus der plötzlichen Verhinderung der Erzeugung
während
der Abbremsung folgen kann, wenn die Treibstoffzufuhrsteuerung die
Treibstoffzufuhr neu startet. Folglich kann ein angenehmes Fahren
des Fahrzeuges erreicht werden.
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Jedoch basiert die Menge der Energieerzeugung
auf der Verbrennungsmotorgeschwindigkeit, sogar nachdem die Treibstoffabschaltung
abgebrochen ist, und die Energieerzeugung wird folglich auf eine
Menge oder einen Betrag verringert und beibehalten, welcher das
Abwürgen
des Motors verhindert. Nachdem die Treibstoffabschaltung abgebrochen
ist, verringert sich die Energieerzeugung mehr als benötigt, und
die Energieerzeugung, welche normalerweise gesammelt werden sollte,
wird nicht gesammelt.
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Insbesondere wird bei einem Fahrzeug
mit einer automatischen Übertragung
mit einem Drehmomentwandler die Luftmenge für den Leerlauf in einem Antriebsbereich
höher festgesetzt,
als diejenige in einem Nichtantriebsbereich, um das Verbrennungsmo torausgabedrehmoment
zu erhöhen,
um ein Abwürgen
des Motors wegen einer Erhöhung
der Kriechdrehmomentbelastung zu verhindern. Während des Auslaufens ist die
Verbrennungsmotorgeschwindigkeit größer als benötigt im Vergleich zu der Verbrennungsmotorgeschwindigkeit
beim Leerlauf, wegen der Kraft der Antriebsräder. Folglich wird die Treibstoffersparnis
verringert.
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Um die oben erwähnte Situation zu umgehen oder
zu minimieren, stellt die vorliegende Erfindung eine Steuerung für ein Hybridfahrzeug
bereit, welches einen Verbrennungsmotor aufweist, und einen Motorgenerator,
welcher den Verbrennungsmotor antreibt und unterstützt. Bei
dieser Steuerung umfasst eine Steuereinheit eine Erzeugungssteuerung,
um die durch den Motorgenerator erzeugte Menge elektrischer Energie
zu steuern, und eine Treibstoffabschaltungssteuerung, um die Treibstoffzufuhr
anzuhalten, wenn eine vorbestimmte Treibstoffabschaltungsbedingung
erfüllt
ist. Die Erzeugungssteuerung der Steuereinheit steuert derart, dass
die Menge der elektrischen Energieerzeugung gemäß der Verbrennungsmotorgeschwindigkeit
auf vorbestimmte Werte festgesetzt wird, und wird bei gleicher Verbrennungsmotorgeschwindigkeit
auf verschiedene Werte festgesetzt, je nachdem ob die Treibstoffabschaltung stattfindet
oder nicht. Diese Erzeugung elektrischer Energie zur Aufladung einer
Batterie findet typischerweise während
der Abbremsung eines Fahrzeuges statt durch das Auslaufen oder direkte
Anwendung der Fahrzeugbremsen.
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1 ist
ein Flussdiagramm zur Steuerung eines Hybridfahrzeuges gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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2 ist
ein schematisches Diagramm, welches ein System mit der Steuerung
für das
Hybridfahrzeug zeigt.
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3 ist
ein Blockdiagramm für
eine Steuerung.
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4a ist
ein Zeitdiagramm der Verbrennungsmotorgeschwindigkeit zur Benutzung
durch die Steuerung.
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4b ist
ein Zeitdiagramm des Drehmomentes.
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4c ist
ein Zeitdiagramm für
die Treibstoffabschaltung.
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5 ist
eine Tabelle, um das Grundregenerationsdrehmoment zu berechnen.
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6 ist
ein Diagramm in Bezug zur Blockierung.
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Ausführliche
Beschreibung
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Die vorliegende Erfindung wird im
spezifischen Detail wie folgt mit Bezug auf die Figuren beschrieben.
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Die 1 bis 6 veranschaulichen eine Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. 2 zeigt
einen Verbrennungsmotor 2, welcher beispielsweise auf ein
Hybridfahrzeug (nicht dargestellt) montiert ist.
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In diesem Hybridfahrzeug (nicht dargestellt) ist
ein Motorgenerator (auch einfach als "Motor" bezeichnet) 4 direkt mit dem
Verbrennungsmotor 2 und einer automatischen Übertragung 8 verbunden,
welche mit einem Drehmomentwandler 6 mit einem Blockiermechanismus
(nicht dargestellt) ausgestattet ist. Dieser Blockiermechanismus
hat einen Schlupfbereich und einen Blockierbereich, wie es durch
die durch die Fahrzeuggeschwindigkeit und den Drosselöffnungswinkel
definierten Blockierlinien in 6 angezeigt
ist.
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Der Motorgenerator 4 wirkt
als ein Motor, welcher in der Lage ist, den Verbrennungsmotor 2 beim
Fahren anzutreiben und zu unterstützen, und als ein Generator
zum Aufladen einer Batterie 18.
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Die automatische Übertragung 8 ist eine Übertragung,
welche durch hydraulische Ölsteuerung
Gänge wechseln
kann. Auch ist die automatische Übertragung 8 mit
einem Differential 10 versehen, welches über Antriebsstangen 12 mit
Antriebsrädern 14 verbunden
ist.
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Der Motorgenerator 4 ist über einen
Inverter 16 mit der Batterie 18 verbunden. Der
Verbrennungsmotor 2 ist mit einer Treibstoffeinspritzung 20 ausgestattet,
welche ein Treibstoffeinspritzventil umfasst. Die Treibstoffeinspritzung 20 und
der Inverter 16 sind mit einer Steuereinheit 22 verbunden.
Die Steuereinheit 22 ist an einer Eingangsseite mit einem
Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 24 zur Erfassung der Fahrzeuggeschwindigkeit,
einem Verbrennungsmotorgeschwindigkeitssensor 26 zur Erfassung
der Rotationsgeschwindigkeit des Verbrennungsmotors, einem Turbinenrotationsgeschwindigkeitssensor 28 zur
Erfassung der Rotationsgeschwindigkeit einer Turbine (nicht dargestellt)
in dem Drehmomentwandler 6, einem Drosselsensor 30 zur
Erfassung des Drosselwinkels, einem Bremsschalter 32, zur
Erfassung eines Zustandes, in welchem ein Bremspedal (nicht dargestellt)
gedrückt
ist, und einem Schalthebelstellungsschalter 34 zur Erfassung
eines Ortes eines Schalthebels (nicht dargestellt) verbunden.
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Weiterhin ist die Steuereinheit 22 an
einer Ausgangsseite mit einer Blockierspule (auch als "Blockier-SOL" bezeichnet) 36,
die einen Teil des Blockiermechanismus bildet, einer Schaltspule
(auch als "Schalt-SOL" bezeichnet) 38 und
einem ISC-Ventil (Leergeschwindigkeitssteuerventil) 40 verbunden.
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Die Steuereinheit 22 umfasst
eine Energieerzeugungssteuerung 42 und eine Treibstoffabschaltungssteuerung 44.
Insbesondere steuert die Erzeugungssteuerung 42 die durch
den Motorgenerator 4 erzeugte Menge elektrischer Energie.
Die Treibstoffabschaltungssteuerung 44 beendet die Treibstoffversorgung,
wenn eine vorbestimmte Treibstoffabschaltungsvorgangsbedingung erfüllt ist.
Die Erzeugungssteuerung 42 der Steuereinheit 22 steuert
derart, dass die Menge der elektrischen Energieerzeugung basierend
auf der Verbrennungsmotorgeschwindigkeit auf vorbestimmte Werte
eingestellt wird, und bei gleicher Verbrennungsmotorgeschwindigkeit
auf verschiedene Werte eingestellt wird, je nachdem ob die Treibstoffabschaltung
stattfindet oder nicht.
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Genauer gesagt ist die durch den
Motorgenerator 4 erzeugte Menge elektrischer Energie, während die
Treibstoffabschaltung durch die Treibstoffabschaltungssteuerung 44 nicht
durchgeführt
wird, größer als
diejenige, die erzeugt wird, während
die Treibstoffabschaltung durchgeführt wird.
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Wenn die Treibstoffabschaltungssteuerung 44 von
der Treibstoffabschaltung wechselt oder rückkehrt (d.h., wenn die Treibstoffabschaltung
abgebrochen wird), ist außerdem
die Menge der Energieerzeugung dahingehend eingestellt, sich allmählich zu erhöhen, um
bei einem Wert zu liegen, welcher dem Wert entspricht, wenn die
Treibstoffabschaltung nicht durchgeführt wird.
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Weiterhin ist die durch den Motorgenerator 4 erzeugte
Menge Energie dahingehend eingestellt, sich mit Verringerung der
Verbrennungsmotorgeschwindigkeit zu verringern, und bei Null zu
liegen, wenn die Verbrennungsmotorgeschwindigkeit im Wesentlichen
bei der Zielleerlaufgeschwindigkeit liegt, bei welcher die Treibstoffabschaltung
nicht durchgeführt
wird.
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Mit anderen Worten wird die durch
den Motorgenerator 4 erzeugte Menge elektrischer Energie dahingehend
eingestellt, sich gemäß der Verringerung
der Verbrennungsmotorgeschwindigkeit zu verringern. Die Erzeugungssteuerung 42 erlaubt
es, der Menge der Energieerzeugung abzuweichen, je nachdem ob die
Treibstoffabschaltung durch die Treibstoffabschaltungssteuerung 44 durchgeführt wird oder
nicht. Wenn die Treibstoffabschaltung nicht durchgeführt wird,
ist die Menge der Energieerzeugung größer, als diejenige bei gleicher
Verbrennungsmotorgeschwindigkeit, wenn die Treibstoffabschaltung
durchgeführt
wird. Selbst nachdem die Treibstoffabschaltung abgebrochen ist,
wird so viel wie möglich
Energie erzeugt, um die elektrische Energie zu sammeln und zu speichern,
um folglich die Treibstoffeinsparung zu verbessern.
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Beim Zurückkehren von der Treibstoffabschaltung
durch die Treibstoffabschaltungssteuerung 44 wird außerdem die
Menge der Energieerzeugung dahingehend eingestellt, sich allmählich zu
erhöhen bis
die Menge derjenigen Menge entspricht, wenn die Treibstoffabschaltung
nicht durchgeführt
wird, um eine plötzliche
Erhöhung
in der Belastung der Energieerzeugung in einem Zustand zu vermeiden,
in welchem das Verbrennungsmotordrehmoment nicht wiederhergestellt
ist, wodurch das Abwürgen
des Verbrennungsmotors verhindert wird.
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Weiterhin wird die Menge der Energieerzeugung
ohne Treibstoffabschaltung auf Null festgesetzt, wenn die Verbrennungsmotorgeschwindigkeit
im Wesentlichen bei der Zielleerlaufgeschwindigkeit liegt, so dass
die elektrische Energie nur erzeugt wird, wenn die Verbrennungsmotorgeschwindigkeit durch
die während
des Auslaufens von den Antriebsrädern übertragene
Kraft erhöht
wird. Das Ergebnis ist, dass die kinetische Energie des Fahrzeuges
effektiv zur Erzeugung elektrischer Energie genutzt wird. Auch wird
ein negativer Einfluss auf eine lernende Steuerung der Leerlaufgeschwindigkeit
verhindert.
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Diese Verhinderung negativen Einflusses
auf die lernende Steuerung der Leerlaufgeschwindigkeit resultiert
in einer Beeinflussung der Leerlaufgeschwindigkeitslernsteuerung,
wenn die Menge der elektrischen Erzeugung innerhalb des Zielleer laufgeschwindigkeitsbereiches
nicht bei Null liegt. Mit anderen Worten wird ein Bereich zur Energieerzeugung erweitert,
welcher größer ist
als derjenige des Standes der Technik, aber im Zielleerlaufgeschwindigkeitsbereich
muss die Menge der Energieerzeugung Null sein.
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Der Betrieb der Steuereinheit 22 wird
im Folgenden mit Bezug auf 3 beschrieben.
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Ein Treibstoffabschaltungsfeststellvorgang
A stellt fest, ob die Treibstoffabschaltung basierend auf der Verbrennungsmotorgeschwindigkeitsausgabe des
Verbrennungsmotorgeschwindigkeitssensors 26 und der Drosselwinkelausgabe
des Drosselsensors 30 an der Eingangsseite des Drehmomentwandlers 6 stattfinden
sollte, gefolgt durch einen Treibstoffabschaltungsabbruchfeststellvorgang
B. Ein Grundregenerationsdrehmomentberechnungsvorgang C berechnet
das Grundregenerationsdrehmoment mit Bezug auf eine in 5 gezeigte Tabelle.
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Nach den Vorgängen B und C berechnet ein Regenerationsdrehmomentberechnungsvorgang
D einen Drehmomentrichtwert, welcher an den Inverter 16 gesandt
wird.
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Als nächstes wird im folgenden der
Betrieb der Steuerung für
das Hybridfahrzeug mit Bezug auf ein Flussdiagramm in 1 erklärt.
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Ein Steuerungsprogramm für die Steuerung für das Hybridfahrzeug
startet beim Schritt 102. Dann empfängt die Steuerung beim Schritt
104 Signale von verschiedenen Sensoren 24, 26, 28, 30 und
Schaltern 32, 34.
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Beim Schritt 106 wird festgestellt,
ob der durch den Drosselwinkel 30 erfasste Drosselöffnungswinkel
unter einem Grenzwinkel zur Treibstoffabschaltungsfeststellung liegt.
Wenn die Feststellung beim Schritt 106 "JA" lautet,
wird beim Schritt 108 weiterhin festgestellt, ob die durch
den Verbrennungsmo torgeschwindigkeitssensor 26 empfangene
Verbrennungsmotorgeschwindigkeit eine Grenzwertgeschwindigkeit zur
Treibstoffabschaltungsfeststellung überschreitet. Wenn die Feststellung
beim Schritt 108 "JA" lautet, dann führt die
Treibstoffabschaltungssteuerung 44 beim Schritt 110 die Treibstoffabschaltung
durch.
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Wenn eine der Feststellungen bei
den Schritten 106 und 108 "NEIN" lautet, dann wird
der Treibstoff beim Schritt 112 zugeführt.
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Nachdem die Treibstoffabschaltung
beim Schritt 110 stattfindet, wird beim Schritt 114 mit Bezug auf
die Tabelle zur Berechnung des Grundregenerationsdrehmomentes in 5 das Grundregenerationsdrehmoment
während
der Treibstoffabschaltung berechnet. Beim Schritt 116 wird das Regenerationsdrehmoment
auf das berechnete Grundregenerationsdrehmoment während der
Treibstoffabschaltung festgesetzt, und dann kehrt das Programm beim Schritt
126 zurück.
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Nachdem die Treibstoffzufuhr beim
Schritt 112 beginnt, wird beim Schritt 118 mit Bezug auf die Tabelle
zur Berechnung des Grundregenerationsdrehmomentes in 5 das Grundregenerationsdrehmoment
während
Treibstoffzufuhr berechnet. Beim Schritt 120 wird festgestellt,
ob die Treibstoffabschaltung jetzt abbricht.
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Wenn die Feststellung beim Schritt
120 "JA" lautet, wird das
Regenerationsdrehmoment dahingehend eingestellt, sich beim Schritt
122 allmählich
auf das Grundregenerationsdrehmoment während Treibstoffzufuhr zu erhöhen, und
das Programm kehrt beim Schritt 126 zurück. Wenn die Feststellung beim Schritt
120 "NEIN" lautet, wird das
Regenerationsdrehmoment beim Schritt 124 auf das Grundregenerationsdrehmoment
während
Treibstoffzufuhr festgesetzt, und das Programm kehrt beim Schritt
126 zurück.
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Das Ergebnis ist, dass die Charakteristik
der Menge der Energieerzeugung in Bezug zur Verbrennungsmotorgeschwindigkeit
getrennt wird, je nachdem ob die Treibstoffabschaltsteuerung 44 die
Treibstoffabschaltung durchführt
oder nicht. Die Menge der Energieerzeugung verringert sich nicht
mehr als benötigt,
um das Abwürgen
des Verbrennungsmotors zu verhindern. Wenn die Treibstoffabschaltung nicht
durchgeführt
wird, erhöht
die Energieerzeugungssteuerung 42 insbesondere die Menge
der Energieerzeugung, was die Batterie mehr auflädt und den Treibstoffverbrauch
senkt.
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Die Menge der durch den Motorgenerator 4 erzeugten
elektrischen Energie während
die Treibstoffabschaltung nicht durch die Treibstoffabschaltungssteuerung 44 durchgeführt wird,
ist außerdem mehr
als diejenige, während
die Treibstoffabschaltung durchgeführt wird. Dementsprechend wird
die Menge der erzeugten elektrischen Energie erhöht, insbesondere, wenn die
Treibstoffabschaltung nicht stattfindet, was den Treibstoffverbrauch
verringert und von einem wirtschaftlichen Standpunkt aus vorteilhaft
ist.
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Bei der Rückkehr von der Treibstoffabschaltung
zum Abbruch der Treibstoffabschaltung wird weiterhin die Menge der
Energieerzeugung dahingehend eingestellt, sich allmählich auf
die Menge zu erhöhen,
wenn die Treibstoffabschaltung nicht durchgeführt wird, um das Abwürgen des
Verbrennungsmotors zu verhindern, was in der praktischen Anwendung
vorteilhaft ist.
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Zusätzlich weiterhin wird die durch
den Motorgenerator 4 erzeugte Menge elektrischer Energie dahingehend
eingestellt, sich mit einer Verringerung der Verbrennungsmotorgeschwindigkeit
zu verringern, und bei Null zu liegen, wenn die Verbrennungsmotorgeschwindigkeit
im Wesentlichen bei der Zielleerlaufgeschwindigkeit liegt, während die
Treibstoffabschaltung nicht durchgeführt ist. Folglich wird die elektrische
Energie erzeugt, bis die Verbrennungsmotorgeschwindigkeit sich nahe
zur Zielleerlaufgeschwindigkeit hin verringert. Die elektri sche
Energie wird auch erzeugt, wenn die Verbrennungsmotorgeschwindigkeit
durch die Kraft der Antriebsräder
während
des Auslaufens erhöht
wird. Das Ergebnis ist, dass die kinetische Energie des Fahrzeuges
effektiv zur Erzeugung elektrischer Energie genutzt wird.
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Die vorliegende Erfindung ist nicht
auf die oben erwähnte
Ausführungsform
beschränkt,
sondern ist für
verschiedene Anwendungen und Variationen oder Veränderungen
anpassbar.