DE102004029315B4

DE102004029315B4 - Fahrzeug-Steuervorrichtung

Info

Publication number: DE102004029315B4
Application number: DE102004029315.5A
Authority: DE
Inventors: Atsushi Tabata; Akira Hoshino; Yoshikazu Tanaka; Masami Kondo
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2003-06-18
Filing date: 2004-06-17
Publication date: 2014-05-22
Anticipated expiration: 2024-06-18
Also published as: US7115065B2; DE102004029315A1; US20040259682A1; CN1573059A; JP4228789B2; JP2005009396A; DE102004029315B8; CN1323232C

Abstract

Vorrichtung zum Steuern eines Kraftfahrzeugs mit einer Antriebsleistungsquelle, einem Getriebe mit einer Vielzahl von Betätigungsstellungen mit jeweils unterschiedlichen Übersetzungsverhältnissen, die selektiv eingerichtet werden, und einem vom Fahrer zu betätigenden Fahrzeug-Beschleunigungselement, die umfaßt:
einen Abschnitt (106) zum Einstellen der Soll-Antriebsleistung des Fahrzeugs aufgrund des Betätigungsbetrags des vom Fahrer zu betätigenden Fahrzeug-Beschleunigungselements und der gerade ausgewählten Stellung aus der Vielzahl von Betätigungsstellungen des Getriebes (16), so daß die bestimmte Soll-Antriebsleistung des Fahrzeugs unabhängig von einer Schaltaktion des Getriebes eine kontinuierliche Änderung der aktuellen Fahrzeug-Antriebsleistung bei einer Änderung des Betätigungsbetrags des Fahrzeug-Beschleunigungselements ermöglicht;
gekennzeichnet durch
einen ersten Steuerabschnitt (110), um eine Übergangssteuerung des Drehmoments der Antriebsleistungsquelle (10, MG1, MG2) nach der Vervollständigung der Schaltaktion des Getriebes zu bewirken, so daß die aktuelle Fahrzeug-Antriebsleistung nach der Schaltaktion des Getriebes mit der Soll-Antriebsleistung des Fahrzeugs übereinstimmt; und
einen zweiten Steuerabschnitt (112) mit einer niedrigeren Ansprechempfindlichkeit als der erste Steuerabschnitt, der aber in der Lage ist, das Drehmoment der Antriebsleistungsquelle kontinuierlich zu steuern, wobei der zweite Steuerabschnitt (112) dazu dient, eine kontinuierliche Steuerung des Drehmoments der Antriebsleistungsquelle (10, MG1, MG2) im Anschluß an die Übergangssteuerung durch den ersten Steuerabschnitt zu bewirken, so daß die aktuelle Antriebsleistung des Fahrzeugs nach der Schaltaktion des Getriebes mit der Soll-Antriebsleistung des Fahrzeugs übereinstimmt.

Description

Diese Anmeldung basiert auf der japanischen Patentanmeldung Nr. 2003-174039 , eingereicht am 18. Juni 2003, deren Inhalt durch Bezugnahme hierin aufgenommen ist.
TECHNISCHER HINTERGRUND
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft generell eine Fahrzeug-Steuervorrichtung, die einen Antriebsleistungsquellen-Drehmoment-Steuerabschnitt zum Steuern des Drehmoments einer Antriebsleistungsquelle (z. B. eines Verbrennungsmotors) für ein Fahrzeug einschließt, und genauer Verfahren zum Bestimmen eines Soll-Fahrzeugantriebs-Drehmoments aufgrund des Betätigungsbetrags eines vom Fahrer zu betätigenden Fahrzeug-Beschleunigungselements und einer ausgewählten Betätigungsstellung eines Getriebes mit jeweils unterschiedlichen Übersetzungsverhältnissen, um eine kontinuierliche Änderung der Fahrzeug-Antriebsleistung bei einer Änderung des Betätigungsbetrags des Fahrzeug-Beschleunigungselements zu ermöglichen, um dadurch das Fahrverhalten des Fahrzeugs unabhängig von einer Schaltaktion des Getriebes zu verbessern, d. h. unabhängig von einer nicht-kontinuierlichen Änderung des Übersetzungsverhältnisses des Getriebes.
Stand der Technik
In einem Fahrzeug, das ein Automatikgetriebe mit einer Vielzahl von Betätigungsstellungen mit jeweils unterschiedlichen Übersetzungsverhältnissen aufweist, worin eine ausgewählte Betätigungsstellung automatisch ausgewählt wird, kann das Getriebe während einer Schaltaktion einen Stoß erleiden. Um den Schaltstoß des Automatikgetriebes zu reduzieren, ist es bekannt, ein Fahrzeug mit einer Verbrennungsmotorleistungs-Steuereinrichtung auszustatten, die so ausgelegt ist, daß sie das Drehmoment einer Antriebsleistungsquelle in Form eines Verbrennungsmotors vorübergehend so steuert, daß die Änderung des Ausgangsdrehmoments des Getriebes weich wird. Beispielsweise offenbart JP H09-119328 A ein Verfahren, bei dem die Beziehung zwischen dem Betätigungsbetrag eines vom Fahrer zu betätigenden Fahrzeug-Beschleunigungselements, wie eines Gaspedals, und dem Öffnungsgrad einer elektronisch gesteuerten Drosselklappe vorübergehend so geändert wird, daß das Verbrennungsmotor-Drehmoment während der Schaltaktion des Getriebes gesenkt wird, um die Änderung des Ausgangsdrehmoments des Getriebes während der Schaltaktion zu verringern, wodurch der Schaltstoß auf das Getriebe reduziert wird.
JP H09-310627 A offenbart eine Verbrennungsmotorleistungs-Steuereinrichtung für ein Fahrzeug, worin eine elektronisch gesteuerte Drosselklappe von einer Verbrennungsmotor-Steuereinheit gemäß dem Ausgangssignal eines Beschleunigersensors gesteuert wird, so daß das Ausgangsdrehmoment eines Verbrennungsmotors nach der Schaltaktion eines Automatikgetriebes reduziert wird, um den Schaltstoß des Getriebes zu verringern.
Aus der US 2001/0051847 A1 ist eine Vorrichtung zum Steuern eines Kraftfahrzeugs mit einer Antriebsquelle bekannt. Die Vorrichtung berechnet eine Soll-Antriebskraft Tt* und berechnet anschließend ein Soll-Maschinendrehmoment Te* aus einer Soll-Antriebskraft Tt* und einem berechneten Soll-Drehmomentübersetzungsverhältnis der Maschinen. Eine Übersetzungsverhältnisschaltsteuerung ermöglicht es, das Soll-Maschinendrehmoment Te* als Reaktion auf die Veränderung des tatsächlichen Übersetzungsverhältnisses während dem Schalten allmählich zu variieren.
Anders als stufenlos variable Getriebe leidet ein Automatikgetriebe mit einer Vielzahl von Betätigungsstellungen mit jeweils unterschiedlichen Übersetzungsverhältnissen unter einer beträchtlichen Änderung seines Ausgangsdrehmoments vor und nach einer Schaltaktion, und zwar aufgrund einer nicht-kontinuierlichen, abrupten Änderung des Übersetzungsverhältnisses von einem Wert vor der Schaltaktion auf einen Wert nach Abschluß der Schaltaktion. Die Fähigkeit der herkömmlichen Verbrennungsmotorleistungs-Steuereinrichtung bei der Minimierung des Nachteils, daß das Fahrverhalten des Fahrzeugs aufgrund einer beträchtlichen Änderung der Antriebsleistung des Fahrzeugs nach einer Schaltaktion des Automatikgetriebes zur Verschlechterung neigt, ist nicht zufriedenstellend.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung wurde in Anbetracht des oben erörterten Standes der Technik durchgeführt. Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zum Steuern eines Fahrzeugs bereitzustellen, das einen Verbrennungsmotor und ein Getriebe mit einer Vielzahl von Betätigungsstellungen mit jeweils unterschiedlichen Übersetzungsverhältnissen einschließt, wobei diese Vorrichtung so ausgelegt ist, daß sie ein Soll-Antriebsdrehmoment des Fahrzeugs aufgrund des Betätigungsbetrags eines vom Fahrer zu betätigenden Fahrzeug-Beschleunigungselements und einer ausgewählten Betätigungsstellung des Getriebes bestimmt, um so eine kontinuierliche Änderung der Fahrzeug-Antriebsleistung bei einer Änderung des Betätigungsbetrags des Fahrzeug-Beschleunigungselements zu ermöglichen, wodurch das Fahrverhalten des Fahrzeugs unabhängig von einer Schaltaktion des Getriebes verbessert wird.
Die obige Aufgabe kann gemäß den Grundlagen der vorliegenden Erfindung gelöst werden, welche eine Vorrichtung zum Steuern eines Kraftfahrzeugs mit einer Antriebsleistungsquelle, einem Getriebe mit einer Vielzahl von Betätigungsstellungen, die selektiv eingerichtet werden, und einem manuell zu betätigendes Fahrzeug-Beschleunigungselement bereitstellt, umfassend:
einen Abschnitt zum Festsetzen einer Soll-Antriebsleistung, der dazu dient, die Soll-Antriebsleistung des Fahrzeugs aufgrund des Betätigungsbetrags des vom Fahrer zu betätigenden Fahrzeug-Beschleunigungselements und einer gerade ausgewählten Stellung aus der Vielzahl von Betätigungsstellungen des Getriebes zu bestimmen, so daß die bestimmte Soll-Antriebsleistung des Fahrzeugs unabhängig von einer Schaltaktion des Getriebes eine kontinuierliche Änderung der aktuellen Fahrzeug-Antriebsleistung bei einer Änderung des Betätigungsbetrags des Fahrzeug-Beschleunigungselements ermöglicht;
einen ersten Steuerabschnitt, der dazu dient, eine Übergangssteuerung des Drehmoments einer Antriebsleistungsquelle nach der Vervollständigung der Schaltaktion des Getriebes zu bewirken, so daß die aktuelle Fahrzeug-Antriebsleistung nach der Schaltaktion des Getriebes mit der Soll-Antriebsleistung des Fahrzeugs übereinstimmt; und
einen zweiten Steuerabschnitt mit einer geringeren Ansprechempfindlichkeit als der erste Steuerabschnitt, der aber in der Lage ist, das Drehmoment der Antriebsleistungsquelle kontinuierlich zu steuern, wobei der zweite Steuerabschnitt dazu dient, eine kontinuierliche Steuerung des Drehmoments der Antriebsleistungsquelle im Anschluß an die Übergangssteuerung durch den ersten Steuerabschnitt durchzuführen, so daß die aktuelle Fahrzeug-Antriebsleistung nach der Schaltaktion des Getriebes mit der Soll-Antriebsleistung übereinstimmt.
In der Fahrzeug-Steuervorrichtung der vorliegenden Erfindung, die wie oben beschrieben aufgebaut ist, bestimmt der Abschnitt zum Festsetzen der Soll-Antriebsleistung die Soll-Antriebsleistung des Fahrzeugs aufgrund des Betätigungsbetrags des vom Fahrer zu betätigenden Beschleunigungselements (z. B. eines Gaspedals) und der gerade ausgewählten Getriebestellung, so daß die bestimmte Soll-Antriebsleistung des Fahrzeugs unabhängig von einer Schaltaktion des Getriebes eine kontinuierliche Änderung der aktuellen Fahrzeug-Antriebsleistung bei einer Änderung des Betätigungsbetrags des Fahrzeug-Beschleunigungselements ermöglicht. Ferner führt der erste Steuerabschnitt mit der relativ hohen Ansprechempfindlichkeit eine vorübergehende oder Übergangssteuerung des Drehmoments der Antriebsleistungsquelle (des Antriebsleistungsquellen-Drehmoments) durch, und der zweite Steuerabschnitt, der dazu dient, das Antriebsleistungsquellen-Drehmoment kontinuierlich zu steuern, bewirkt eine kontinuierliche Steuerung des Antriebsleistungsquellen-Drehmoments im Anschluß an die Übergangssteuerung durch den ersten Steuerabschnitt. In dieser Anordnung wird das Ausgangsdrehmoment des Getriebes bei einer Änderung des Betätigungsbetrags des vom Fahrer zu betätigenden Fahrzeug-Beschleunigungselements weich geändert, ohne eine abrupte Änderung des Ausgangsdrehmoments nach einer Schaltaktion des Getriebes, so dass eine abrupte Änderung der Fahrzeugantriebsleistung nach einer Schaltaktion verhindert wird, wodurch das Fahrverhalten des Fahrzeugs verbessert wird. Der erste und der zweite Steuerabschnitt schließen Steuereinrichtungen für das Antriebsleistungsquellen-Drehmoment ein, die in dem Fahrzeug zur Verfügung stehen, und die nicht als Steuereinrichtungen bereitgestellt werden müssen, die extra für den Zweck des Steuerns des Antriebsleistungsquellen-Drehmoments entworfen werden müssen, um eine kontinuierliche Änderung der Fahrzeug-Antriebsleistung nach einer Schaltaktion des Getriebes zu ermöglichen.
Wo die Antriebsleistungsquellen-Vorrichtung entweder einen Verbrennungsmotor oder einen Elektromotor oder beides enthält, umfaßt der erste Steuerabschnitt vorzugsweise entweder eine Zündzeitpunkt-Steuereinrichtung, die dazu dient, eine Zündzeitpunktsteuerung zum Anpassen des Zündzeitpunkts des Verbrennungsmotors durchzuführen, oder eine Elektromotor-Drehmoment-Steuereinrichtung, die dazu dient, eine Elektromotor-Drehmomentsteuerung durchzuführen, um das Drehmoment des Elektromotors zu steuern, oder beides. Dementsprechend kann das Antriebsleistungsquellen-Drehmoment mit einem ausgezeichneten Ansprechverhalten gesteuert werden.
Der zweite Steuerabschnitt umfaßt vorzugsweise eine elektronische Drosselklappen-Steuereinrichtung, die dazu dient, eine elektronische Drosselklappensteuerung durchzuführen, bei welcher der Öffnungswinkel einer elektronisch gesteuerten Drosselklappe des Verbrennungsmotors gesteuert wird, und/oder eine Ladedruck-Steuereinrichtung, die dazu dient, eine Ladedrucksteuerung durchzuführen, bei welcher der Ladedruck eines Laders des Verbrennungsmotors gesteuert wird, und/oder eine Ventileinrichtungs-Steuereinrichtung, die dazu dient, eine Motorzylindersteuerung durchzuführen, bei der die Zahl der betätigbaren Zylinder des Verbrennungsmotors gesteuert wird. Diese Einrichtungen sind in der Lage, das Antriebsleistungsquellen-Drehmoment kontinuierlich über einen relativ langen Zeitraum zu steuern.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfaßt die Fahrzeug-Steuervorrichtung weiter einen Abschnitt zum Bestimmen des Schaltvorgangsabschlusses, die dazu dient, zu bestimmen, ob die Schaltaktion des Getriebes abgeschlossen wurde, und einen Abschnitt zum Bestimmen eines Übergangssteuerungs-Zeitablaufs, der dazu dient, zu bestimmen, ob eine vorgegebene Übergangssteuerzeit vergangen ist, seit der Schaltvorgangsabschluß-Bestimmungsabschnitt festgestellt hat, daß die Schaltaktion abgeschlossen wurde. In diesem Fall wird die Übergangssteuerung des Drehmoments der Antriebsleistungsquelle nach der Vervollständigung der Schaltaktion des Getriebes durch den ersten Steuerabschnitt für die vorgegebene Übergangszeit durchgeführt, und wird in dem Augenblick, wo durch den Übergangssteuerungs-Zeitablauf-Bestimmungsabschnitt bestimmt wird, daß die vorgegebene Übergangssteuerzeit verstrichen ist, in die kontinuierliche Steuerung durch den zweiten Steuerabschnitt gewechselt.
In einer vorteilhaften Anordnung der oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Schaltaktion des Getriebes ein Runterschalten, und die Übergangssteuerung des Drehmoments der Antriebsleistungsquelle nach der Vervollständigung der Schaltaktion des Getriebes durch den ersten Steuerabschnitt geht kontinuierlich auf die kontinuierliche Steuerung durch den zweiten Steuerabschnitt über, so daß der Änderungsgrad des Drehmoments der Antriebsleistungsquelle durch den ersten Steuerabschnitt in einer Richtung, welche die kontinuierliche Änderung der aktuellen Fahrzeug-Antriebsleistung ermöglicht, kontinuierlich vergrößert wird, während der Änderungsgrad des Drehmoments der Antriebsleistungsquelle durch den zweiten Steuerabschnitt in der oben genannten Richtung kontinuierlich verkleinert wird.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfaßt die Fahrzeug-Steuervorrichtung ferner einen Speicher, in dem ein Datenkennfeld hinterlegt ist, das für eine vorgegebene Beziehung zwischen der Soll-Antriebsleistung des Fahrzeugs, dem Betätigungsbetrag des vom Fahrer zu betätigenden Fahrzeug-Beschleunigungselements und der Vielzahl von Betätigungsstellungen des Getriebes steht, und worin der Abschnitt für die Festsetzung der Soll-Antriebsleistung die Soll-Antriebsleistung des Fahrzeugs aufgrund des Betätigungsbetrags des vom Fahrer zu betätigenden Fahrzeug-Beschleunigungselements und der gerade ausgewählten Getriebestellung bestimmt, sowie gemäß der vorgegebenen Beziehung, die von dem Datenkennfeld dargestellt wird, das im Speicher hinterlegt ist.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
Die obigen und weitere Ziele, Merkmale, Vorteile sowie die technische und industrielle Bedeutung der vorliegenden Erfindung werden durch die Lektüre der folgenden detaillierten Beschreibung der gegenwärtig bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besser verständlich, wenn man sie im Zusammenhang mit den begleitenden Figuren betrachtet, in denen:
1 eine schematische Ansicht ist, die einen Teil des Antriebssystems eines Hybridfahrzeugs zeigt, das von einer gemäß einer Ausführungsform dieser Erfindung ausgebildeten Steuereinrichtung gesteuert wird;
2 eine Tabelle ist, welche die Beziehung zwischen Kombinationen von Betriebszuständen von hydraulisch betätigten Reibungskupplungseinrichtungen eines Automatikgetriebes des in 1 gezeigten Fahrzeugantriebssystems und den Betätigungsstellungen des Automatikgetriebes anzeigt, die durch die jeweiligen Betätigungszustandskombinationen eingerichtet werden;
3 eine schematische Ansicht ist, die verschiedene Einrichtungen des Fahrzeugantriebssystems von 1 einschließlich des Verbrennungsmotors und des Automatikgetriebes zeigt;
4 eine Ansicht ist, die einen für jeden Zylinder des Verbrennungsmotors bereitgestellten variablen Ventilmechanismus zeigt;
5 eine Ansicht ist, die eine Anordnung eines im variablen Ventilmechanismus von 4 bereitgestellten elektromagnetischen Aktorsystems zum Öffnen und Schließen eines Einlaßventils oder eines Auslaßventils zu vorgegebenen Zeiten darstellt;
6 eine Ansicht ist, welche Eingangs- und Ausgangssignale einer elektronischen Steuereinrichtung der Fahrzeug-Steuervorrichtung für das Fahrzeugantriebssystem von 1 erklärt;
7 eine Darstellung ist, welche die Beziehung zwischen dem Öffnungswinkel einer Drosselklappe des Verbrennungsmotors und dem Betätigungsbetrag eines Gaspedals in dem Fahrzeug-Antriebssystem zeigt, das von der Fahrzeug-Steuervorrichtung gesteuert wird;
8 eine Ansicht ist, die Grenzlinien anzeigt, die von der elektronischen Steuereinheit verwendet werden, um Schaltaktionen des Automatikgetriebes des Fahrzeugantriebssystems zu steuern;
9 eine Ansicht ist, die ein hinterlegtes Datenkennfeld darstellt, das von der elektronischen Steuereinheit verwendet wird, um einen Schätzwert für das Verbrennungsmotor-Drehmoment aufgrund des Öffnungswinkels der Drosselklappe und des Drehmoments des Verbrennungsmotors zu berechnen;
10 eine Ansicht ist, die eine Schalteinrichtung zeigt, die zum Schalten des Automatikgetriebes bereitgestellt ist;
11 ein Blockschema ist, das die Haupt-Funktionsmittel der elektronischen Steuereinheit von 6 zeigt;
12 eine Ansicht ist, welche die Beziehung zwischen einem Antriebsleistungsquellen-Drehmoment in Form eines Verbrennungsmotor-Drehmoments und einem Ausgangsdrehmoment des Automatikgetriebes für jeweils die Dritter Gang-, Vierter Gang- und Fünfter Gang-Stellungen des Automatikgetriebes in dem Antriebssystem von 1 darstellt, sowie die Beziehung zwischen dem Betätigungsbetrag des Gaspedals und dem Sollwert des Ausgangsmoments des Getriebes;
13 eine Ansicht ist, welche die Beziehungen zwischen dem Ausgangsdrehmoment des Automatikgetriebes und dem Betätigungsbetrag des Gaspedals darstellt, wobei die Beziehung gemäß der vorliegenden Ausführungsform durch eine durchgezogene Linie dargestellt ist, während die Beziehung des Standes der Technik durch eine unterbrochene Linie dargestellt ist;
14 ein Ablaufschema ist, das eine Steuerroutine für das Antriebsleistungsquellen-Drehmoment darstellt, die durch die in 6 gezeigte elektronische Steuereinheit durchgeführt wird, um das Antriebsleistungsquellen-Drehmoment so zu steuern, daß eine kontinuierliche Änderung des Ausgangsmoments des Automatikgetriebes bei einer Änderung des Betätigungsbetrags des Gaspedals nach einer Schaltaktion des Getriebes ermöglicht wird; und
15 ein Zeitschema ist, das Änderungen verschiedener Parameter während des Betriebs der elektronischen Steuereinheit für die Steuerung des Antriebsleistungsquellen-Drehmoments gemäß der Steuerroutine für das Antriebsleistungsquellen-Drehmoment von 14 darstellt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
In 1 ist die Anordnung eines Antriebssystems 8 eines Hybridfahrzeugs gezeigt, das von einer Fahrzeug-Steuervorrichtung gesteuert wird, die gemäß einer Ausführungsform der Erfindung aufgebaut ist. Das Fahrzeugantriebssystem 8 umfaßt einen Verbrennungsmotor 10, eine Eingangskupplung 12, eine fluidbetätigte Kraftübertragungseinrichtung in Form eines Drehmomentwandlers 14 und ein Automatikgetriebe 16. Der Verbrennungsmotor 10 bildet einen Teil einer Antriebsleistungsquelle des Fahrzeugs. Die Ausgangsleistung des Verbrennungsmotors 10 wird über die Eingangskupplung 12 und den Drehmomentwandler 14 auf das Automatikgetriebe 16 übertragen und wird vom Automatikgetriebe 16 über eine Differentialgetriebeeinrichtung und Antriebsachsen, die in der Technik bekannt und daher nicht dargestellt sind, auf Antriebsräder übertragen. Zwischen der Eingangskupplung 12 und dem Drehmomentwandler 14 ist ein oben beschriebener erster Motor/Generator MG1 angeordnet, der als Elektromotor und elektrischer Generator dient.
Der Drehmomentwandler 14 umfaßt ein Pumpenrad 20, das mit der Eingangskupplung 12 verbunden ist; einen Turbinenläufer 24, der mit einer Antriebswelle 22 des Automatikgetriebes 16 verbunden ist; eine Überbrückungskupplung 26 zum direkten Verbinden der Pumpen- und Turbinenlaufräder 20, 24; eine Freilaufkupplung 28 und ein Statorlaufrad 30, das von der Freilaufkupplung 28 daran gehindert wird, sich in einer von zwei entgegengesetzten Richtung zu drehen.
Die Überbrückungskupplung 26 ist eine hydraulisch betätigte Reibungskupplung, die eine Einrückkammer 25 und eine Ausrückkammer 27 aufweist, und die bei Vorliegen einer Differenz ΔP zwischen zwei Fluiddrücken in den jeweiligen Einrück- und Ausrückkammern 25, 27 eingerückt wird. Wenn die Überbrückungskupplung 26 in ihren vollständig eingerückten Zustand gebracht ist, drehen sich die Pumpen- und Turbinenlaufräder 20, 24 als Einheit. Wenn sich die Überbrückungskupplung 26 im Teilschlupfzustand befindet, wobei der Druckunterschied ΔP so geregelt wird, daß ihr Drehmoment angepaßt wird, wird der Turbinenläufer 24 vom Pumpenlaufrad 20 so gedreht, daß die Drehzahl des Turbinenläufers 24 um eine vorgegebene Soll-Schlupfdrehzahl (z. B. 50 U/min) unter der des Pumpenlaufrads 20 liegt, wenn das Fahrzeug beispielsweise durch die Ausgangsleistung des Verbrennungsmotors 10 angetrieben wird. Wenn das Fahrzeug beispielsweise durch die kinetische Energie des fahrenden Fahrzeugs bei ausgeschaltetem Verbrennungsmotor 10 angetrieben wird, wird das Pumpenlaufrad 20 vom Turbinenläufer 24 so gedreht, daß die Drehzahl des Pumpenlaufrads 20 um die vorgegebene Soll-Schlupfdrehzahl (z. B. 50 U/min) unter der des Turbinenläufers 24 liegt.
Das Automatikgetriebe 16 weist eine Vielzahl von Betätigungsstellungen auf, die jeweils unterschiedliche Übersetzungsverhältnisse haben, und wird, wie nachstehend beschrieben, in eine ausgewählte Betätigungsstellung gebracht. Das Automatikgetriebe 16 umfaßt eine erste Getriebeeinheit 32 mit zwei Gangstellungen, d. h. einer Schnellgangstellung und einer Langsamgangstellung, und eine zweite Getriebeeinheit 34 mit fünf Betätigungsstellungen, d. h. einer Rückwärtsantriebsstellung und vier Vorwärtsantriebsstellungen. Die erste Getriebeeinheit 32 umfaßt eine Schnell/Langsam-Planetenschalteinrichtung 36 mit einem Sonnenrad S0, einem Zahnkranz R0, einem Träger K0 und Planetenrädern P0, die von dem Träger K0 drehbar getragen sind und die mit dem Sonnenrad S0 und dem Zahnkranz R0 kämmen. Die erste Getriebeeinheit 32 umfaßt ferner eine Kupplung C0 und eine Freilaufkupplung F0, die zwischen dem Sonnenrad S0 und dem Träger K0 angeordnet sind, und eine Bremse B0, die zwischen dem Sonnenrad S0 und einem Gehäuse 38 angeordnet ist.
Die zweite Getriebeeinheit 34 umfaßt einen ersten Planetengetriebesatz 40, einen zweiten Planetengetriebesatz 42 und einen dritten Planetengetriebesatz 44. Der erste Planetengetriebesatz 40 umfaßt ein Sonnenrad S1, einen Zahnkranz R1, einen Träger K1 und Planetenräder P1, die von dem Träger K1 drehbar getragen werden, und die mit dem Sonnenrad S1 und dem Zahnkranz R1 kämmen. Der zweite Planetengetriebesatz 42 umfaßt ein Sonnenrad S2, einen Zahnkranz R2, einen Träger K2 und Planetenräder P2, die von dem Träger K2 drehbar getragen werden und die mit dem Sonnenrad S2 und dem Zahnkranz R2 kämmen. Der dritte Planetengetriebesatz 44 umfaßt ein Sonnenrad S3, einen Zahnkranz R3, einen Träger K3 und Planetenräder P3, die von dem Träger K3 drehbar getragen werden und die mit dem Sonnenrad S3 und dem Zahnkranz R3 kämmen.
Die Sonnenräder S1 und S2 sind integral miteinander verbunden, während der Zahnkranz R1 und die Träger K1 und K2 integral miteinander verbunden sind. Der Träger K3 ist mit einer Abtriebswelle 46 des Automatikgetriebes 16 verbunden. Eine Kupplung C1 ist zwischen dem Zahnkranz R0 und einer Zwischenwelle 48, die mit dem Sonnenrad S3 verbunden ist, angeordnet, während eine Kupplung C2 zwischen den Sonnenrädern S1 und S2 und dem Zahnkranz R0 angeordnet ist. Eine Bremse B1 vom Bandtyp für die Verhinderung einer Drehung der Sonnenräder S1 und S2 ist am Gehäuse 38 festgelegt. Eine Freilaufkupplung F1 und eine Bremse B2 sind hintereinander zwischen den Sonnenrädern S1 und S2 und dem Gehäuse 38 angeordnet. Diese Freilaufkupplung F1 wird eingerückt, wenn die Sonnenräder S1 und S2 mit einem Drehmoment beaufschlagt werden, so daß sie in entgegengesetzter Richtung zur Drehrichtung der Antriebswelle 22 gedreht werden.
Eine Bremse B3 ist zwischen dem Träger K1 und dem Gehäuse 38 angeordnet, während eine Bremse B4 und eine Freilaufkupplung F2 parallel zueinander zwischen dem Zahnkranz R3 und dem Gehäuse 38 angeordnet sind. Diese Freilaufkupplung F1 wird eingerückt, wenn der Zahnkranz R3 mit einem Drehmoment beaufschlagt wird, so daß er in entgegengesetzter Richtung zur Drehrichtung der Antriebswelle 22 gedreht wird.
Das wie oben beschrieben aufgebaute Automatikgetriebe 16 weist eine Rückwärtsantriebsstellung und fünf Vorwärtsantriebsstellungen auf, die durch Einrücken der jeweiligen Kombination von Reibungskupplungseinrichtungen in Form der Kupplungen C0–C2, der Bremsen B0–B4 und der Freilaufkupplungen F0–F2 selektiv eingerichtet werden, wie beispielsweise in der Tabelle von 2 dargestellt. In 2 zeigt „O” den eingerückten Zustand der jeweiligen Reibungskupplungseinrichtung an, und das Fehlen eines Symbols zeigt den gelösten Zustand der jeweiligen Reibungskupplungseinrichtung an. Ein „Kreis im Kreis” zeigt das Einrücken der geeigneten Reibungskupplungseinrichtung an, um eine Motorbremse auf das Fahrzeug wirken zu lassen, und „Δ” zeigt das Einrücken einer geeigneten Reibungskupplungseinrichtung an, die nicht der Kraftübertragung dient. Aus der Tabelle von 2 geht hervor, daß es sich bei der 2-3-Raufschaltaktion des Automatikgetriebes 16 aus der 2. Gang-Stellung in die 3. Gang-Stellung um eine sogenannte ”kupplungsgesteuerte” Schaltaktion handelt, die durch gleichzeitiges Einrücken der Bremse B2 und Lösen der Bremse B3 bewirkt wird. Bei der 3-2-Runterschaltaktion des Automatikgetriebes 16 aus der 3. Gang-Stellung in die 2. Gang-Stellung handelt es sich ebenfalls um eine ”kupplungsgesteuerte” Schaltaktion, die durch gleichzeitiges Einrücken der Bremse B3 und Lösen der Bremse B2 bewirkt wird.
Der Verbrennungsmotor 10 ist mit einem Lader 54 vom Typ Abgasturbolader ausgestattet, der ein Pumpenlaufrad 51 aufweist, das in einer Ansaugleitung 50 angeordnet ist, und einen Turbinenläufer 53, der in einer Abgasleitung 52 angeordnet ist, wie in 3 dargestellt. Der Turbinenläufer 53 wird vom Abgas- oder Emissionsstrom des Verbrennungsmotors 10 durch die Abgasleitung 52 angetrieben, und das Pumpenlaufrad 51 ist mit dem Turbinenläufer 53 verbunden und wird vom Turbinenläufer 53 so gedreht, daß es die angesaugte Luft, die in den Verbrennungsmotor 10 geleitet wird, komprimiert. Eine Umgehungsleitung 58, die den Turbinenläufer 53 umgeht, ist so mit der Abgasleitung 52 verbunden, daß die Umgehungsleitung 58 parallel zu dem Abschnitt der Abgasleitung 52 angeordnet ist, in dem der Turbinenläufer 53 bereitgestellt ist. Die Umgehungsleitung 58 ist mit einem Abgas-Wastegate-Ventil 56 ausgestattet, das so geregelt wird, daß es das Verhältnis des Volumens der Abgasemission, die strömt, um den Turbinenläufers 53 anzutreiben, zum Volumen der Abgasemission, die durch die Umgehungsleitung 58 strömt, ändert, um dadurch den Ladungsdruck Pa in der Ansaugleitung 50 einzustellen.
Der Lader 54 von Typ Abgas-Turbolader kann durch einen mechanischen Ladertyp ersetzt oder unterstützt werden, der vom Verbrennungsmotor 10 oder einem Elektromotor angetrieben wird. Eine elektronisch gesteuerte Drosselklappe 62 ist ebenfalls im Ansaugrohr 50 des Verbrennungsmotors 10 angeordnet. Die Drosselklappe 62 wird von einem Drosselaktor 60 so betrieben, daß der Öffnungswinkel θ_TH der Drosselklappe 62 im Prinzip aufgrund eines Werts gesteuert wird, der dem Betätigungsbetrag Acc eines vom Fahrer zu betätigenden Fahrzeug-Beschleunigungselements in Form eines Gaspedals 88 (11) entspricht, wobei dieser Betätigungsbetrag Acc die Ausgangsleistung des Fahrzeugantriebssystems 8 darstellt, wie sie vom Lenker des Fahrzeugs gefordert wird.
Wie in 4 dargestellt, ist der Verbrennungsmotor 10 mit einem variablen Ventilmechanismus 78 und einer Ventilantriebs-Steuereinrichtung 81 ausgestattet. Der variable Ventilmechanismus 78 schließt einen elektrischen Aktor in Form eines elektromagnetischen Aktors 76 zum Öffnen und Schließen des Einlaßventils 74 jedes Zylinders des Verbrennungsmotors 10 und einen elektrischen Aktor in Form eines elektromagnetischen Aktors 77 zum Öffnen und Schließen des Abgasventils 75 jedes Zylinders ein. Die Ventilantriebs-Steuereinrichtung 81 ist dafür ausgelegt, die Zeiten und die Dauer der Öffnungs- und Schließaktionen und die Hubbeträge der Einlaß- und Auslaßventile 74, 75 gemäß dem Ausgangssignal eines Winkelstellungssensors 80 zum Erfassen der Winkelstellung der Kurbelwelle 79 des Verbrennungsmotors 10 zu steuern. Die Ventilantriebs-Steuereinrichtung 81 optimiert nicht nur die Öffnungs- und Schließzeiten der Einlaß- und Auslaßventile 74, 75 abhängig von der Last, die auf den Verbrennungsmotor 10 wirkt, sondern stellt auch die Öffnungs- und Schließzeiten so ein, daß sie entweder einem Vierzyklus-Betriebsmodus oder einem Zweizyklus-Betriebsmodus angepaßt werden, die gemäß einem Moduswählsignal ausgewählt werden. Der Verbrennungsmotor 10 weist eine Funktion zum Steuern seiner Drehzahl NE auf, wobei die Ventilantriebs-Steuereinrichtung 81 die Anpassung der Betätigungszeiten der Einlaß- und Auslaßventile 74, 75 des variablen Ventilmechanismus 78 und die Wahl der Zahl der betätigten Zylinder ermöglicht. Beispielsweise werden die Öffnungs- und Schließaktionen des Abgasventils 74 bei geschlossenem Einlaßventil 74 so gesteuert, daß eine Drehbewegung des Verbrennungsmotors 10 von einem Widerstand gegen die Drehbewegung, der in dem Kompressionshub des Kolbens erzeugt wird, aufgebraucht wird, wodurch die Drehzahl NE des Verbrennungsmotors 10 positiv oder schnell verringert werden kann. Ferner wird der Öffnungswinkel des Einlaßventils 74 gesteuert, um die Änderungsrate der Verbrennungsmotor-Drehzahl N_E einzustellen.
Wie in 5 dargestellt, schließt jeder der elektromagnetischen Aktoren 76, 77 ein rundes, scheibenförmiges Element 82 ein, das aus einem magnetischen Material besteht, und das so mit dem Einlaß- oder Auslaßventil 74, 75 verbunden ist, daß das bewegliche Element in Axialrichtung des Ventils 74, 75 beweglich ist. Der elektromagnetische Aktor 76, 77 schließt ferner ein Paar Elektromagneten 84, 85 ein, die jeweils an gegenüberliegenden Seiten des beweglichen Elements 82 angeordnet sind, und ein Paar Federn 86, 87, welche das bewegliche Element 82 so vorspannen, das es seine Neutralstellung zwischen den beiden Elektromagneten 84, 85 einnimmt. Das bewegliche Element 82 wird von einem der zwei Elektromagneten 84, 85, angezogen. Das Einlaßventil 74 und das Auslaßventil 75 sind elektrisch betriebene Sperrventile, deren Öffnungs- und Schließaktionen elektrisch steuerbar sind.
Wie auch in 3 gezeigt, ist der erste oben beschriebene Motor/Generator MG1 zwischen dem Verbrennungsmotor 10 und dem Automatikgetriebe 16 angeordnet, so daß die Kupplung 12 sich zwischen dem Verbrennungsmotor 10 und dem ersten Motor/Generator MG1 befindet. Das Fahrzeugantriebssystem 8 enthält ferner eine hydraulische Steuereinheit 66, die ein unter Druck gesetztes Fluid (Leitungsdruck) von einer mechanischen Ölpumpe 68 erhält, und die die hydraulisch betätigten Reibungskupplungseinrichtungen des Automatikgetriebes 16 und der Überbrückungskupplung 26 steuert. Die mechanische Ölpumpe 68 ist mit dem Verbrennungsmotor 10 durch eine elektrisch betriebene Hydraulikpumpen- oder eine Ölpumpenkupplung 69 (in 1 dargestellt) mechanisch verbunden und wird von dieser direkt betätigt. Der Druck des von der hydraulischen Steuereinheit 66 erhaltenen unter Druck gesetzten Fluids ist hoch genug, um die hydraulisch betätigten Reibungskupplungseinrichtungen in den vollständigen Eingriffszustand zu bringen.
Ein zweiter Motor/Generator MG2 ist antriebsmäßig mit dem Verbrennungsmotor 10 verbunden, wie in 3 dargestellt. Der zweite Motor/Generator MG dient als elektrischer Antriebsmotor und elektrischer Generator. Der erste Motor/Generator MG1 und der zweite Motor/Generator MG2 dienen als Antriebs-Hilfseinrichtungen, die den Verbrennungsmotor 10 dabei unterstützen, das Fahrzeug anzutreiben, und arbeiten mit dem Verbrennungsmotor 10 zusammen, um die Antriebsleistungsquelle für das Fahrzeug zu bilden. Das Fahrzeugantriebssystem 8 schließt ferner eine Brennstoffzelle 70 und eine Sekundärbatterie 71 ein, die als Stromquelle für den ersten Motor/Generator MG1 und den zweiten Motor/Generator MG2 dienen, und schließt ebenso zwei Schalteinrichtungen 72, 73 ein, die dafür ausgelegt sind, die Mengen des elektrischen Stroms, die von der Brennstoffzelle 70 und der Sekundärbatterie 72 zum Motor/Generator MG1 und zum Motor/Generator MG2 geliefert werden, zu steuern, wenn diese als Elektromotoren dienen, sowie die Mengen an elektrischem Strom, mit dem die Sekundärbatterie 71 vom Motor/Generator MG1 und vom Motor/Generator MG2 geladen wird, wenn sie als elektrische Generatoren dienen. Jede der Schalteinrichtungen 72, 73, ist eine Vorrichtung, die dazu ausgelegt ist, eine Schaltfunktion durchzuführen, zum Beispiel ein Halbleiter-Schaltelement, das in der Lage ist, als Wechselrichter zu dienen.
Das oben beschriebene Fahrzeugantriebssystem 8 wird von der oben genannten elektronischen Steuereinheit (ECU) 90 gesteuert, deren Eingangs- und Ausgangssignale in 6 angezeigt sind. Die elektronische Steuereinheit 90 erhält als Eingangssignale die folgenden Ausgangssignale von verschiedenen (nicht dargestellten) Sensoren: ein Beschleunigersignal, das den Betätigungsbetrag Acc des Gaspedals anzeigt, der vom Beschleunigersensor 89 (11) erfaßt wird; ein Drosselöffnungswinkel-Signal, das den Öffnungswinkel θ_TH der Drosselklappe 62 anzeigt, der von einem Drosselöffnungsgrad-Sensor 63 (3) erfaßt wird; ein Fahrzeuggeschwindigkeits-Signal, das die Drehzahl N_OUT der Antriebswelle 46 des Automatikgetriebes 16 anzeigt, welche von einem Abtriebswellen-Drehzahlsensor 47 (1) erfaßt wird, und die verwendet werden kann, um die Fahrgeschwindigkeit V des Fahrzeugs zu erfassen; ein Turbinendrehzahl-Signal, das die Drehzahl N_T des Turbinenläufers 24 (Drehzahl N_IN von der Antriebswelle 22) anzeigt, die von einem (nicht dargestellten) Turbinendrehzahl-Sensor erfaßt wird; ein Verbrennungsmotordrehzahl-Signal, das die Drehzahl N_E des Verbrennungsmotors 10 anzeigt, die von einem Verbrennungsmotor-Drehzahlsensor 99 (1) erfaßt wird; ein Signal, das den Ladedruck Pa in der Ansaugleitung 50 anzeigt; ein Signal, welches das Luft-/Brennstoffverhältnis A/F einer Luft/Kraftstoffmischung anzeigt, die dem Verbrennungsmotor 10 zugeführt wird; ein Signal, das die gerade ausgewählte Betätigungsstellung P_SH eines Schalthebels 92 (11) anzeigt, die von einem Schalthebelstellungs-Sensor 98 (10) erfaßt wird; und ein Signal, das die Temperatur T_OIL des Arbeitsfluids anzeigt, das für das Automatikgetriebe 16 verwendet wird.
Die elektronische Steuereinheit 90 erzeugt die folgenden Ausgangssignale: ein Drosselaktor-Antriebssignal zum Steuern des Drosselaktors 60, um die Drosselklappe 62 so zu steuern, daß der Drosselöffnungswinkel θ_TH eingerichtet wird, der dem Betätigungsbetrag Acc des Gaspedals 88 entspricht; ein Kraftstoffeinspritz-Signal zum Steuern der Kraftstoffmenge, die aus einem (nicht dargestellten) Kraftstoff-Einspritzventil in jeden Zylinder des Verbrennungsmotors 10 eingespritzt wird; Magnetantriebssignale S1, S2 und S3 zum Steuern der Magnetspulen zum Ansteuern der Schaltsteuerventile, die in der hydraulischen Steuereinheit 66 enthalten sind, um das Automatikgetriebe 16 nach Bedarf zu schalten; ein Antriebssignal D_SLT zum Steuern eines Hubmagnetventils SLT, um den Leitungsdruck für das Steuern der kupplungsgesteuerten Schaltaktionen des Automatikgetriebes 16 zu steuern; ein Ansteuersignal D_SLU zum Steuern eines Hubmagnetventils SLU, um die Einrück-, Ausrück- und Schlupfaktionen der Überbruckungskupplung 26 zu steuern; ein Ansteuersignal D_SLN zum Steuern eines Hubmagnetventils SLN, um den Gegendruck eines Akkumulators zu steuern.
Die elektronische Steuereinheit 90 schließt einen so genannten Mikrocomputer ein, der eine zentrale Rechnereinheit (CPU), einen Festwertspeicher (ROM), einen Arbeitsspeicher (RAM) und eine Eingangs/Ausgangs-Schnittstelle enthält. Die CPU hat die Funktion, Signalverarbeitungsabläufe gemäß im ROM gespeicherten Steuerungsprogrammen durchzuführen, während sie eine Zwischenspeicherfunktion des RAM nutzt, um verschiedene Steuerroutinen durchzuführen, wie zum Beispiel eine Drosselklappen-Steuerroutine zum Steuern des Öffnungswinkels θ_TH (%) der Drosselklappe 56; eine Getriebeschaltungs-Steuerroutine zum Steuern der Schaltaktionen des Automatikgetriebes 26; eine Übrückungskupplungs-Steuerroutine zum Steuern der Einrück-, Ausrück- und Schlupfaktionen der Überbrückungskupplung 26; eine Ladedruck-Steuerroutine zum Steuern des Ladedruck Pa im Ansaugrohr 50; eine Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Steuerroutine zum Steuern des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses A/F des Verbrennungsmotors 10; eine Zylinderzahlauswahl-Steuerroutine zum Ändern der Zahl der betätigten Zylinder des Verbrennungsmotors 10 und eine Modusauswahl-Steuerroutine zum Auswählen entweder eines Zweizyklus- oder eines Vierzyklus-Betriebsmodus.
Beispielsweise wird die Ausgangsleistung des Verbrennungsmotors 10 dadurch gesteuert, daß man den Drosselklappenaktor so steuert, daß er die Öffnungs- und Schließaktionen der Drosselklappe 62 steuert, daß man das Kraftstoff-Einspritzventil so steuert, daß es die Menge des in den Verbrennungsmotor eingespritzten Kraftstoffs steuert, und daß man eine Zündeinrichtung 59 (33), wie eine Zündkerze, steuert. Der Öffnungswinkel θ_TH der elektronischen Drosselklappe 62 wird vom Drosselklappenaktor 60, der aufgrund des erfaßten Betätigungsbetrags Acc (%) des vom Fahrer betätigbaren Beschleunigungselements in Form des Gaspedals 88 gesteuert wird, und gemäß einer vorbestimmten Beziehung zwischen dem Öffnungswinkel θ_TH und dem Betätigungsbetrag Acc, wie beispielsweise in dem Graphen von 7 dargestellt, so daß der Öffnungswinkel θ_TH der Drosselklappe 62 mit einer Zunahme des Betätigungsbetrags Acc vom Gaspedals 88 zunimmt.
Die Getriebeschaltungs-Steuerroutine ist so ausgelegt, daß eine Bestimmung durchgeführt wird, ob das Automatikgetriebe 16 runter- oder raufgeschaltet werden soll, und zwar aufgrund des erfaßten Betätigungsbetrags Acc (%) des Gaspedals 88 oder aufgrund des Öffnungswinkels θ_TH der Drosselklappe 62 und der erfaßten Fahrzeug-Laufgeschwindigkeit Y (km/h) und gemäß vorgegebenen Rauf- und Runterschalt-Grenzlinien, die von einem Datenkennfeld dargestellt werden, das im ROM hinterlegt ist, wie in 8 dargestellt. Wenn festgestellt wird, daß irgendeine Rauf- oder Runterschaltaktion des Automatikgetriebes 16 erforderlich ist, werden die Magnetspulen der Schaltsteuerventile im Hydrauliksteuerkreis 66 so angesteuert, daß sie die erforderliche Rauf- oder Runterschaltaktion bewirken. Das heißt, es wird eine Bestimmung durchgeführt, ob ein Punkt, der vom Betätigungsbetrag Acc oder dem Drosselöffnungswinkel θ_TH und der erfaßten Fahrzeugfahrgeschwindigkeit V definiert ist, überschritten wurde, falls die Drosselklappe 62 irgendeine der Rauf- oder Runterschalt-Grenzlinien überschritten hat. Bei der Getriebeschaltsteuerung wird das Antriebsdrehmoment T_IN des Automatikgetriebes 16 geschätzt, und der Hydraulik-Einrückdruck der hydraulisch betätigten Reibungskupplungseinrichtung, die eingerückt wird, um die Schaltaktion zu bewirken, oder der Leitungsdruck für diesen Hydraulik-Einrückdruck wird auf einen Wert eingestellt, der dem geschätzten Antriebsdrehmoment T_IN entspricht. Ferner wird das Drehmoment T_E des Verbrennungsmotors 10, das über die Überbrückungskupplung 26 auf das Automatikgetriebe 16 übertragen wird, und welches das Antriebsdrehmoment T_IN ergibt, beispielsweise aufgrund der erfaßten Verbrennungsmotor-Drehzahl N_E und der erforderlichen Ausgangsleistung der Antriebsleistungsquelle, wie vom erfaßten Öffnungswinkel θ_TH der Drosselklappe dargestellt, sowie gemäß einer vorgegebenen Beziehung zwischen der erfaßten Verbrennungsmotor-Drehzahl N_E und dem erfaßten Drosselöffnungswinkel θ_TH und dem geschätzten Verbrennungsmotor-Drehmoment T_EO als geschätztes Verbrennungsmotor-Drehmoment T_EO berechnet, wie in 9 als Beispiel dargestellt. Diese vorgegebene Beziehung wird auch von einem im ROM hinterlegten Datenkennfeld dargestellt.
Wie in 10 dargestellt, schließt eine vom Fahrer zu betätigende Schaltstellungs-Wähleinrichtung in Form einer Schalteinrichtung 94 den oben genannten Schalthebel 92 ein und ist in der Nähe des Fahrersitzes im Fahrzeug angeordnet. Der Schalthebel 92 hat die folgenden Betätigungsstellungen: eine Parkstellung P für das Verriegeln der Abtriebswelle 46 des Automatikgetriebes 16; eine Rückwärtsantriebsstellung R zum Rückwärtsfahren des Fahrzeugs; eine Neutralstellung N, in der der Kraftübertragungsweg durch das Automatikgetriebe 16 unterbrochen ist; eine Vorwärtsantriebsstellung D (Höchstgeschwindigkeitsstellung), in der das Automatikgetriebe 16 in einem Automatikschaltmodus in einen Gang geschaltet werden kann, der aus einer 1. Gang-, einer 2. Gang-, einer 3. Gang-, einer 4. Gang- und einer 5. Gang-Stellung ausgewählt wird; eine vierte motorgebremste Antriebsstellung 4, in der das Automatikgetriebe 16 im Automatikschaltmodus in einen Gang geschaltet werden kann, der aus den 1. Gang- bis 4. Gang-Stellungen ausgewählt wird, und in der gewählten Schaltstellung ein Motorbremse auf das Fahrzeug wirkt; eine dritte motorgebremste Antriebsstellung 3, in der das Automatikgetriebe 16 im Automatikschaltmodus in einen Gang geschaltet werden kann, der aus den 1. Gang- bis 3. Gang-Stellungen ausgewählt wird, und in der gewählten Schaltstellung eine Motorbremse auf das Fahrzeug wirkt; eine zweite motorgebremste Antriebsstellung 2, in der das Automatikgetriebe 16 im Automatikschaltmodus in einen Gang geschaltet werden kann, der aus den 1. Gang- bis 2. Gang-Stellungen ausgewählt wird, und in der gewählten Schaltstellung eine Motorbremse auf das Fahrzeug wirkt; und eine erste motorgebremste Antriebsstellung L, in der das Automatikgetriebe 16 in die 1. Gang-Stellung gebracht wird, und die Motorbremse auf das Fahrzeug wirkt, wenn das Getriebe 16 in die 1. Gang-Stellung gebracht wird.
Die Parkstellung P und die Neutralstellung N sind Nichtantriebsstellungen, in denen das Fahrzeug nicht angetrieben wird, und die Rückwärtsantriebsstellung R ist eine Rückwärtsfahrstellung zum Antreiben des Fahrzeugs in Rückwärtsrichtung, während die Vorwärtsantriebsstellungen D und die vierte, dritte, zweite und erste motorgebremste Antriebsstellung 4, 3, 2 L sämtlich Vorwärtsfahrstellungen sind, um das Fahrzeug in Vorwärtsrichtung anzutreiben. Die Vorwärtsantriebsstellung D ist die Höchstgeschwindigkeits-Fahrstellung oder nicht-motorgebremste Fahrstellung, in der das Fahrzeug mit Höchstgeschwindigkeit angetrieben werden kann, und die motor-gebremsten Antriebsstellungen 4, 3, 2 und L werden ausgewählt, um das Fahrzeug mit größeren Antriebskräften anzutreiben, und sind motorgebremste Stellungen, in denen eine Motorbremse auf das Fahrzeug wirkt, während das Fahrzeug mit kinetischer Energie angetrieben wird. Um das Automatikgetriebe 16 in die in 2 dargestellte 2. Gang-Stellung zu bringen, während der Schalthebel 94 in die nicht-motorgebremste Vorwärtsantriebsstellung D gebracht wird, werden die Kupplung C1 und die Bremse B3 eingerückt. Während der Schalthebel 94 in die zweite motorgebremste Stellung D gebracht wird, werden dagegen sowohl die Kupplung C0 als auch die Bremse B3 eingerückt, um das Automatikgetriebe 16 in die 2. Gang-Stellung zu bringen.
Wie in 10 dargestellt, enthält die Schalteinrichtung 94 ferner einen Moduswählschalter 96, der verwendet wird, um einen SPORT-Modus zum sportlichen Fahren des Fahrzeugs und einen MANUELL-Schaltmodus, in dem das Automatikgetriebe 16 mittels (nicht dargestellter) manueller Runterschalt- und Raufschalt-Druckknöpfe, die am Lenkrad des Fahrzeugs bereitgestellt sind, manuell geschaltet werden kann.
Nun werden mit Bezug auf das Blockschema von 11 die wichtigsten Funktionsmittel der elektronischen Steuereinheit 90 erläutert, die einen Schaltsteuerabschnitt 100, einen Schaltungsabschluß-Bestimmungsabschnitt 102, einen Antriebsleistungsquellen-Drehmoment-Steuerabschnitt 104, einen Soll-Antriebsleistungs-Einstellabschnitt 106, einen Fahrzeugzustands-Erfassungsabschnitt 108 und einen Übergangssteuerungs-Zeitablauf-Bestimmungsabschnitt 114 enthält. Der Schaltsteuerabschnitt 100 ist so ausgelegt, daß er aufgrund des erfaßten Öffnungswinkels θ_TH der Drosselklappe 62 und der Fahrzeug-Laufgeschwindigkeit V und gemäß den Raufschalt- und Runterschalt-Grenzlinien, die von dem hinterlegten Kennfeld dargestellt werden und die in einem zweidimensionalen Koordinatensystem definiert sind, wie in 8 dargestellt, wie oben beschrieben eine der Betätigungsstellungen des Automatikgetriebes 16 auswählt. Der Schaltsteuerabschnitt 100 ist ferner so ausgelegt, daß er der hydraulischen Steuereinheit 66 Befehle gibt, um die hydraulisch betätigten Reibungskupplungseinrichtungen C, B, F in die aus- oder eingerückten Stellungen zu bringen, um das Automatikgetriebe 16 in die ausgewählte Stellung zu bringen.
Eine Schaltaktion des Automatikgetriebes 16 in die gewählte Stellung unter der Steuerung des Schaltsteuerabschnitts 100 verursacht eine Änderung im Ausgangsdrehmoment T_OUT des Automatikgetriebes 16. Wo das Automatikgetriebe 16 beispielsweise aus der 4. Gang-Stellung in die 3. Gang-Stellung heruntergeschaltet wird, bewirkt diese Runterschaltaktion einen Anstieg des Ausgangsdrehmoments T_OUT des Automatikgetriebes 16 von einem 4. Gang-Drehmomentwert T_OUT4 auf einen 3. Gang-Drehmomentwert T_OUT3. Das Verhältnis des 3. Gang-Drehmomentwerts T_OUT3 zum 4. Gang-Drehmomentwert T_OUT4 ist gleich dem Verhältnis der Übersetzung γ3 der 3. Gang-Stellung zur Übersetzung γ4 der 4. Gang-Stellung. Das heißt: T_OUT3 = γ3/γ4·T_OUT4. Dementsprechend ändert sich die Fahrzeugantriebsleistung F, die proportional zum Ausgangsdrehmoment T_OUT des Automatikgetriebes 16 ist, vor und nach dem Schalten des Automatikgetriebes 16 in die neu gewählte Stellung. Diese Änderung der Fahrzeugantriebsleistung F kann einen Schaltstoß verursachen und das Fahrverhalten des Fahrzeugs verschlechtern. Die Fahrzeugantriebsleistung F wird aufgrund des Ausgangsdrehmoments T_OUT des Automatikgetriebes 16 und damit zusammenhängender Parameter, wie dem Geschwindigkeitsabnahmeverhältnis und dem Kraftübertragungsverlust zwischen der Abtriebswelle 46 und den Fahrzeug-Antriebsrädern und dem Durchmesser der Antriebsräder, berechnet. In diesem Sinn können die Fahrzeugantriebsleistung F und das Ausgangsdrehmoment T_OUT des Automatikgetriebes 16 als einander praktisch gleichwertig betrachtet werden.
Der Fahrzeugzustands-Erfassungsabschnitt 108 ist dafür ausgelegt, die Ausgangssignale der verschiedenen Sensoren, die den gegenwärtigen Fahrzustand des Fahrzeugs anzeigen, einzulesen. Beispielsweise liest der Fahrzeugzustands-Erfassungsabschnitt 108 folgendes ein: die Verbrennungsmotor-Drehzahl N_E, die vom Verbrennungsmotor-Drehzahlsensor 99 erfaßt wird, die Turbinendrehzahl N_T (Drehzahl N_IN der Antriebswelle 22), die vom Turbinen-Drehzahlsensor 91 erfaßt wird, die Fahrzeug-Laufgeschwindigkeit V (Drehzahl T_OUT der Abtriebswelle 46), die vom Abtriebswellen-Drehzahlsensor 47 erfaßt wird, den Öffnungswinkel θ_TH der Drosselklappe 62, der vom Drosselöffnungssensor 62 erfaßt wird, den Betätigungsbetrag Acc des Gaspedals 88, der vom Beschleunigersensor 98 erfaßt wird, und die ausgewählte Stellung P_SH des Schalthebels 92, die vom Schaltstellungssensor 98 erfaßt wird. Aufgrund dieser Arten von erfaßten Informationen bestimmt der Fahrzeugzustands-Erfassungsabschnitt 108, ob das Fahrzeug gerade fährt oder nicht. Ferner bestimmt der Fahrzeugzustands-Erfassungsabschnitt 108 die derzeit gewählte Betätigungsstellung des Automatikgetriebes 16 aufgrund eines Befehls, der vom Schaltsteuerabschnitt 100 erzeugt wird, um das Automatikgetriebe 16 gemäß den Raufschalt- und Runterschalt-Grenzlinien von 8 zu schalten.
Der Soll-Antriebsleistungs-Einstellabschnitt 106 ist so ausgelegt, daß er ein Soll-Ausgangsdrehmoment T_OUT des Automatikgetriebes 16, das einer Soll-Fahrzeug-Antriebsleistung F entspricht, aufgrund des erfaßten Betätigungsbetrags Acc des Gaspedals 88 und der gerade ausgewählten Stellung des Automatikgetriebes 16 bestimmt. Dieses Soll-Ausgangsdrehmoment T_OUT* wird so bestimmt, daß eine kontinuierliche Änderung (Zunahme) des gegenwärtigen Ausgangsdrehmoments T_OUT des Automatikgetriebes 16 bei einer Änderung (Zunahme) des Betätigungsbetrags Acc des Gaspedals 88 ermöglicht wird, unabhängig von einer Schaltaktion (z. B. Runterschaltaktion) des Automatikgetriebes 16. 12 zeigt ein Beispiel für eine Beziehung zwischen einem Antriebsleistungsquellen-Drehmoment (wie vom erfaßten Betätigungsbetrag Acc des Gaspedals 88 dargestellt) und dem Ausgangsdrehmoment des Automatikgetriebes für sowohl die 3. Gang-, 4. Gang- und 5. Gang-Stellung des Automatikgetriebes 16. Aus 12 geht hervor, daß das Ausgangsdrehmoment T_OUT des Automatikgetriebes 16 bei einem gegebenen Wert des Antriebsleistungsquellen-Drehmoments schrittweise ansteigt, während das Automatikgetriebe 16 aus der 5. Gang-Stellung in die 3. Gang-Stellung geschaltet wird. Dementsprechend besteht die Möglichkeit der Verschlechterung des Fahrverhaltens des Fahrzeugs aufgrund einer Änderung des Ausgangsdrehmoments T_OUT vor und nach einer Schaltaktion des Automatikgetriebes 16.
Um die genannte Möglichkeit der Verschlechterung des Fahrverhaltens des Fahrzeugs zu minimieren, ist der Soll-Antriebsleistungs-Einstellabschnitt 106 ist so ausgelegt, daß er ein Soll-Ausgangsdrehmoment T_OUT* des Automatikgetriebes 16 bestimmt, um das Ausmaß der Änderung des Ausgangsdrehmoments T_OUT des Automatikgetriebes 16 vor und nach einer Runterschaltaktion zu verringern, um dadurch einen kontinuierlichen Anstieg des Ausgangsdrehmoments T_OUT des Automatikgetriebes 16 bei einer Zunahme des Betätigungsbetrags Acc des Gaspedals 88 bei einer Runterschaltaktion des Automatikgetriebes 16 zu ermöglichen. Das heißt, das Soll-Ausgangsdrehmoment T_OUT* wird so bestimmt, daß ein kontinuierlicher Anstieg des Ausgangsdrehmoments T_OUT von einem Wert vor der Runterschaltaktion auf einen Wert nach Abschluß der Runterschaltaktion des Getriebes 16 möglich ist, wenn die Runterschaltaktion als Folge der Vergrößerung der Zunahme des Betätigungsbetrags Acc des Gaspedals 88 stattfindet. Die dicke durchgezogene Linie in 12 zeigt ein Beispiel für ein vorgegebenes Muster der Zunahme des Soll-Ausgangsdrehmoment T_OUT* des Automatikgetriebes 16 an, wenn das Automatikgetriebe 16 als Folge der Vergrößerung des Betätigungsbetrags Acc des Gaspedals 88 aus der 5. Gang-Stellung in die 4. Gang-Stellung und aus der 4. Gang-Stellung in die 3. Gang-Stellung runtergeschaltet wird. Dieses Anstiegsmuster im Soll-Ausgangsdrehmoment T_OUT* wird von einem Kennfeld dargestellt, das im ROM der elektronischen Steuereinheit 90 hinterlegt ist. Der Soll-Antriebsleistungs-Einstellabschnitt 106 bestimmt das Soll-Ausgangsdrehmoment T_OUT* aufgrund der gerade ausgewählten Betätigungsstellung des Automatikgetriebes 16 und des erfaßten Betätigungsbetrags Acc des Gaspedals 88 und gemäß dem vorgegebenen Anstiegsmuster des Soll-Ausgangsdrehmoments T_OUT* in Beziehung zu der ausgewählten Betätigungsstellung des Automatikgetriebes 16 und dem Betätigungsbetrag Acc (%) des Gaspedals 88. Da das Soll-Ausgangsdrehmoment T_OUT* auf diese Weise bestimmt wird, steigt das aktuelle Ausgangsdrehmoment T_OUT nicht schrittweise oder schnell an, sondern steigt weich und relativ langsam an, mit einem Anstieg des Antriebsleistungsquellen-Drehmoments wie er von dem Betätigungsbetrag Acc des Gaspedals 88 dargestellt wird, unabhängig von der Runterschaltaktion aus der 5. Gang-Stellung in die 4. Gang-Stellung oder aus der 4. Gang-Stellung in die 3. Gang-Stellung. Beispielsweise zeigt die dicke durchgezogene Linie eine relativ geringe Zunahme des aktuellen Ausgangsdrehmoments T_OUT an, die einer Zunahme des Betätigungsbetrags Acc vom 40%-Wert auf den 50%-Wert entspricht.
Der Schaltungsabschluß-Bestimmungsabschnitt 102 ist dafür ausgelegt, zu bestimmen, ob eine Schaltaktion des Automatikgetriebes 100 unter der Steuerung des Schaltsteuerabschnitts 100 beendet oder abgeschlossen wurde. Die Bestimmung, daß die Schaltaktion abgeschlossen ist, wird dadurch durchgeführt, daß bestimmt wird, ob die Drehzahl N_IN der Antriebswelle 22, die dem Verbrennungsmotor-Drehmoment N_E über den Drehmomentwandler 14 folgt, im wesentlichen gleich einer synchronisierenden Antriebswellen-Drehzahl (γ × T_OUT) geworden ist, die das Produkt der Drehzahl T_OUT der Abtriebswelle 46 und der Übersetzung γ des Automatikgetriebes 16 nach Abschluß der Schaltaktion ist. Diese Bestimmung durch den Schaltungsabschluß-Bestimmungsabschnitt 102 wird verwendet, um eine Übergangs-Antriebsleistungsteuerung durch einen ersten Steuerabschnitt 110 des Antriebsleistungsquellen-Drehmoment-Steuerabschnitts 104 zu initiieren, der noch beschrieben wird.
Der Antriebsleistungsquellen-Drehmoment-Steuerabschnitt 104 schließt den oben genannten ersten Steuerabschnitt 110 und einen zweiten Steuerabschnitt 112 ein und ist dafür ausgelegt, die Antriebsleistungsquelle in Form des Verbrennungsmotors 10, des Motor/Generators MG1 und des Motor/Generators MG2 so zu steuern, daß die Antriebsleistungsquelle ein Drehmoment T_PD erzeugt, das es dem aktuellen Ausgangsdrehmoment T_OUT des Automatikgetriebes erlaubt, sich dem Soll-Ausgangsdrehmoment T_OUT* anzunähern, das vom oben beschriebenen Soll-Antriebsleistungs-Einstellabschnitt 106 bestimmt wird. In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, daß das Ausgangsdrehmoment T_OUT des Automatikgetriebes 16, das eine Vielzahl von Betätigungsstellungen mit den entsprechenden verschiedenen Übersetzungen aufweist, sich erheblich von einem Wert vor der Schaltaktion auf einen Wert nach Abschluß der Schaltaktion ändert. Somit muß das Antriebsleistungsquellen-Drehmoment T_PD so gesteuert werden, daß das Ausmaß der Änderung des Ausgangsdrehmoments T_OUT des Automatikgetriebes 16 vor und nach der Schaltaktion verringert wird. Zu diesem Zweck wird der erste Steuerabschnitt 110, der eine größere Ansprechempfindlichkeit zeigt als der zweite Steuerabschnitt 112, so betätigt, daß eine vorübergehende Steuerung des Antriebsleistungsquellen-Drehmoments T_PD initiiert wird, nachdem vom Schaltabschluß-Bestimmungsabschnitt 102 festgestellt wurde, daß die Schaltaktion des Automatikgetriebes 16 abgeschlossen wurde. Die vorübergehende Steuerung des Antriebsleistungsquellen-Drehmoments T_PD durch den ersten Steuerabschnitt 110 wird so durchgeführt, daß das aktuelle Ausgangsdrehmoment T_OUT sich dem Soll-Ausgangsdrehmoment T_OUT* annähert. Auf die vorübergehende Steuerung durch den ersten Steuerabschnitt 110 folgt eine kontinuierliche Steuerung des Antriebsleistungsquellen-Drehmoments T_PD durch den zweiten Steuerabschnitt 112, der eine geringere Ansprechempfindlichkeit hat, aber in der Lage ist, das Antriebsleistungsquellen-Drehmoment T_PD kontinuierlich zu steuern. Beispielsweise resultiert eine Runterschaltaktion des Automatikgetriebes 16 in einem erheblichen Anstieg des Ausgangsdrehmoments T_OUT, so daß das Antriebsleistungsquellen-Drehmoment T_PD verringert werden muß. Zu diesem Zweck wird die vorübergehende Steuerung durch den ersten Steuerabschnitt 110 mit der relativ hohen Ansprechempfindlichkeit initiiert, um das Antriebsleistungsquellen-Drehmoment T_PD vorübergehend zu reduzieren, nachdem durch den Schaltabschluß-Bestimmungsabschnitt 102 bestimmt wurde, daß die Schaltaktion abgeschlossen wurde, und dann wird die kontinuierliche Steuerung durch den zweiten Steuerabschnitt 112 im Anschluß an die vorübergehende Steuerung durchgeführt, um das Antriebsleistungsquellen-Drehmoment T_PD kontinuierlich zu senken.
Die vorübergehende Steuerung des Antriebsleistungsquellen-Drehmoments T_PD durch den ersten Steuerabschnitt 110 wird für eine vorgegebene Übergangssteuerzeit t_P ab dem Moment des Abschlusses der Schaltaktion durch das Automatikgetriebe 16 bewirkt. Während dieser Steuerzeit t_P reagiert der zweite Steuerabschnitt 112 nicht besonders empfindlich auf ein Signal, das vom Schaltabschluß-Bestimmungsabschnitt 102 erzeugt wird, und ist nicht sehr gut in der Lage, das Antriebsleistungsquellen-Drehmoment T_PD rechtzeitig zu steuern, um das Ausmaß der Änderung des Ausgangsdrehmoments T_OUT des Automatikgetriebes 16 ohne Verzögerung zu senken. Im Hinblick darauf kann die vorübergehende Steuerung des Antriebsleistungsquellen-Drehmoments T_PD durch den ersten Steuerabschnitt 110 eine ”Übergangs-Antriebsleistungssteuerung” bezeichnet werden.
Der erste Steuerabschnitt 110 eignet sich zum Durchführen der vorübergehenden Steuerung des Antriebsleistungsquellen-Drehmoments T_PD. Das heißt, der erste Steuerabschnitt 110 weist eine ausreichend hohe Ansprechempfindlichkeit auf, ist aber nicht besonders gut in der Lage, die kontinuierliche Steuerung des Drehmoments T_PD durchzuführen, wie bereits bemerkt. Zum Beispiel schließt dieser erste Steuerabschnitt 110 entweder eine Zündzeitpunkt-Steuereinrichtung und/oder eine Elektromotor-Drehmoment-Steuereinrichtung ein. Die Zündzeitpunkt-Steuereinrichtung ist so ausgelegt, daß sie eine Zündzeitpunktsteuerung zum Einstellen oder Ändern (Verzögern) des Zündzeitpunkts des Verbrennungsmotors 10 durch Steuern der Zündeinrichtung 59 bewirkt. Die Elektromotor-Drehmoment-Steuereinrichtung ist so ausgelegt, daß sie eine Elektromotor-Drehmomentsteuerung durchführt, bei der das Drehmoment T_M des Elektromotors durch Steuern der Schalteinrichtungen 72, 73 gesteuert wird, wodurch die Menge an elektrischem Strom, der von der Brennstoffzelle 70 und der Sekundärbatterie 71 zum ersten Motor/Generator MG1 und/oder zum zweiten Motor/Generator MG2 geliefert wird, gesteuert wird. Das Elektromotor-Drehmoment T_M ist das Gesamt-Drehmoment des Motor/Generators MG1 und des Motor/Generators MG2. Das Antriebsleistungsquellen-Drehmoment T_PD ist gleich der Summe des Motordrehmoments T_E und des Elektromotor-Drehmoments T_M. Die Zündzeitpunktsteuerung durch die Zündzeitpunkt-Steuereinrichtung ist jedoch nicht geeignet, um das Motor-Drehmoment T_E zu steuern, bevor der Verbrennungsmotor 10 ausreichend warm geworden ist, und kann möglicherweise nicht über einen langen Zeitraum fortgesetzt werden, da die Abgasemission aus dem Verbrennungsmotor 10 durch eine lang anhaltende Zündzeitpunktsteuerung verschlechtert werden kann. Andererseits kann die Elektromotor-Drehmoment-Steuerung durch die Elektromotor-Drehmoment-Steuereinrichtung unter gewissen Bedingungen der Brennstoffzelle 70 und der Sekundärbatterie 71 nicht über einen längeren Zeitraum fortgesetzt werden. So eignen sich die Zündzeitpunktsteuerung und die Elektromotor-Drehmoment-Steuerung durch den ersten Steuerabschnitt 110 für das vorübergehende Steuern des Antriebsleistungsquellen-Drehmoments T_PD für die Übergangssteuerzeit t_P mit einer ausreichend hohen Ansprechempfindlichkeit.
Der zweite Steuerabschnitt 112 hat eine niedrigere Ansprechempfindlichkeit, aber ist dazu fähig, das Antriebsleistungsquellen-Drehmoment T_PD über einen relativ langen Zeitraum mit hoher Stabilität kontinuierlich zu steuern. Wenn das Ausgangsdrehmoment T_OUT des Automatikgetriebes 16 sich nach einer Schaltaktion abrupt in relativ großem Umfang ändert, erlaubt der zweite Steuerabschnitt 112 keine rechtzeitige Steuerung des Antriebsleistungsquellen-Drehmoments T_PD, so daß zunächst die vorübergehende oder Übergangssteuerung des Drehmoments T_PD durch den ersten Steuerabschnitt 110 initiiert wird, und aus der vorübergehenden Steuerung zur kontinuierlichen Steuerung des Drehmoments T_PD durch den zweiten Steuerabschnitt 112 gewechselt wird, wenn die vorgegebene Übergangssteuerzeit t_P verstrichen ist. Wenn die Übergangssteuerzeit t_P verstrichen ist, ist der zweite Steuerabschnitt 112 in der Lage, das Antriebsleistungsquellen-Drehmoment T_PD zu reduzieren, und der Umfang der Senkung des Drehmoments T_PD durch den zweiten Steuerabschnitt 112 wird kontinuierlich gesteigert. Nachdem die Übergangssteuerzeit t_P verstrichen ist, wird der Umfang der Senkung des Drehmoments T_PD durch die vorübergehende Steuerung durch den ersten Steuerabschnitt 110 kontinuierlich verringert, während der Umfang der Senkung des Drehmoments T_PD durch die kontinuierliche Steuerung kontinuierlich erhöht wird.
Beispielsweise schließt der zweite Steuerabschnitt 112, der für die kontinuierliche Steuerung des Antriebsleistungsquellen-Drehmoments T_E geeignet ist, eine elektronische Drosselklappen-Steuereinrichtung und/oder eine Ladedruck-Steuereinrichtung und/oder die oben beschriebene Ventilantriebs-Steuereinrichtung 81 ein. Die elektronische Drosselklappen-Steuereinrichtung ist so ausgelegt, daß sie eine Steuerung der elektronischen Drosselklappe zum Steuern eines Drosselaktors 60 bewirkt, um den Öffnungswinkel θ_TH der elektronisch gesteuerten Drosselklappe 62 zu steuern. Die Ladedruck-Steuereinrichtung ist so ausgelegt, daß sie eine Ladedrucksteuerung bewirkt, bei der das Abgas-Wastegate-Ventil 56 gesteuert wird, um den Ladedruck des Laders 54 vom Abgasturbolader-Typ zu steuern. Die Ventilantriebs-Steuereinrichtung 81 ist so ausgelegt, daß sie eine Motorzylindersteuerung bewirkt, bei der die Zahl der betätigbaren Zylinder des Verbrennungsmotors 10 gesteuert wird. Beispielsweise ist die elektronischen Drosselklappensteuerung so ausgelegt, daß der Öffnungswinkel θ_TH der Drosselklappe 62 unabhängig von der vorgegebenen Beziehung von 7 zwischen diesem Öffnungswinkel θ_TH und dem Betätigungsbetrag Acc des Gaspedals 88 gesteuert wird, um das Verbrennungsmotor-Drehmoment T_E zu ändern, um dadurch das Ausgangsdrehmoment T_OUT des Automatikgetriebes 16 zu ändern. Jedoch hat die elektronische Drosselklappen-Steuereinrichtung keine ausreichend hohe Ansprechempfindlichkeit, da die elektronisch gesteuerte Drosselklappe 62 keine hohe Ansprechempfindlichkeit hat, und da ein Schwallbehälter in einem Ansaugluftkanal bereitgestellt ist.
Wenn das Gaspedal 88 niedergedrückt wird, um seinen Betätigungsbetrag Acc kontinuierlich zu vergrößern, wie von der dicken durchgezogenen Linie in 12 angezeigt, wird das Automatikgetriebe 16 beispielsweise im Verlauf der Änderung des Betätigungsbetrags Acc von 60% auf 70% von der 4. Gang-Stellung in die 3. Gang-Stellung runtergeschaltet. In diesem Fall wird die Übergangssteuerung des Antriebsleistungsquellen-Drehmoments T_PD durch den ersten Steuerabschnitt 110 des Antriebsleistungsquellen-Drehmoment-Steuerabschnitts 104 für die vorherbestimmte Übergangssteuerzeit t_P nach Abschluß der Runterschaltaktion durchgeführt, um das Antriebsleistungsquellen-Drehmoment T_PD vorübergehend zu senken, um das Ausgangsdrehmoment T_OUT des Automatikgetriebes 16 zu senken, so daß das gesenkte Ausgangsdrehmoment T_OUT sich dem Soll-Ausgangsdrehmoment T_OUT* annähert, wenn ein Runterschalten durchgeführt wird. Während der Übergangssteuerzeit t_P kann das Antriebsleistungsquellen-Drehmoment T_PD durch den ersten Steuerabschnitt 110, der eine relativ hohe Ansprechempfindlichkeit hat, wirksam ohne Verzögerung gesenkt werden. Beispielsweise wird die vorübergehende oder Übergangssteuerung des Antriebsleistungsquellen-Drehmoments T_PD dadurch bewirkt, daß man den Zündzeitpunkt des Verbrennungsmotors 10 durch Betätigen der Zündzeitpunkt-Steuereinrichtung verzögert, und/oder durch Steuern der Menge des elektrischen Stroms, der zum ersten Motor/Generator MG1 und/oder zum zweiten Motor/Generator MG2 geliefert wird.
Wenn die Übergangssteuerzeit t_P vergangen ist, ist der zweite Steuerabschnitt 112 in der Lage, das Antriebsleistungsquellen-Drehmoment T_PD zu reduzieren, und der Umfang der Senkung des Drehmoments T_PD durch den zweiten Steuerabschnitt 112 wird kontinuierlich gesteigert. Nachdem die Übergangssteuerzeit t_P verstrichen ist, wird der Umfang der Senkung des Drehmoments T_PD durch die vorübergehende Steuerung durch den ersten Steuerabschnitt 110 kontinuierlich verringert, während der Umfang der Senkung des Drehmoments T_PD durch den zweiten Steuerabschnitt 112 kontinuierlich erhöht wird. Somit wird von der Übergangssteuerung durch den ersten Steuerabschnitt 110 kontinuierlich zur kontinuierlichen Steuerung durch den zweiten Steuerabschnitt 112 gewechselt. Beispielsweise wird das Antriebsleistungsquellen-Drehmoment T_PD durch den zweiten Steuerabschnitt 112 reduziert, indem man folgendes durchführt: (1) die elektronische Drosselklappensteuerung, um den Öffnungswinkel θ_TH der elektronisch gesteuerten Drosselklappe 62 durch Reduzieren der Ansaugluftmenge, die in die Zylinder des Verbrennungsmotors 10 geleitet wird, zu reduzieren, und/oder (2) die Ladedrucksteuerung, um den Ladungsdruck des Laders 54 zu senken, und/oder (3) die Motorzylindersteuerung, um die Anzahl der betätigbaren Zylinder des Verbrennungsmotors 10 zu reduzieren. Infolgedessen wird das Ausgangsdrehmoment T_OUT des Automatikgetriebes 16 bei einem kontinuierlichen Anstieg des Betätigungsbetrags Acc des Gaspedals 88 weich verändert, wie von der durchgezogenen Linie in 13 dargestellt, so daß das Ausmaß der Änderung der Fahrzeug-Antriebsleistung vor und nach der Schaltaktion des Automatikgetriebes 16 wirksam gesenkt wird, um einen Schaltstoß des Automatikgetriebes 16 zu minimieren, wodurch das Fahrverhalten des Fahrzeugs verbessert wird. In 13 zeigt die durchbrochene Linie eine nicht-kontinuierliche oder abrupte Änderung des Ausgangsdrehmoments T_OUT des Automatikgetriebes eines Fahrzeugs an, das mit einer herkömmlichen Fahrzeug-Steuervorrichtung ausgestattet ist.
Der Übergangssteuerungs-Zeitablauf-Bestimmungsabschnitt 114 ist so ausgelegt, daß er bestimmt, ob die vorgegebene Übergangssteuerzeit t_P verstrichen ist. Wie oben erklärt, ist die Übergangssteuerzeit t_P ein Zeitraum, in dem der zweite Steuerabschnitt 112 nicht besonders empfindlich auf ein Signal reagiert, das vom Schaltabschluß-Bestimmungsabschnitt 102 erzeugt wird, und nicht sehr gut in der Lage ist, das Antriebsleistungsquellen-Drehmoment T_PD rechtzeitig zu steuern, um das Ausmaß der Änderung des Ausgangsdrehmoments T_OUT des Automatikgetriebes 16 ohne Verzögerung zu senken. Anders ausgedrückt, der Betrieb des zweiten Steuerabschnitts 112, um das Ausmaß der Änderung des Ausgangsdrehmoments T_OUT zu senken, wird wirkungsvoll, wenn die vorgegebene Übergangssteuerzeit t_P ab dem Moment des Abschlusses der Schaltaktion des Automatikgetriebes 16 vergangen ist, der vom Schaltabschluß-Bestimmungsabschnitt 102 erfaßt wird. Die Übergangssteuerzeit t_P wird von einer Antwortverzögerungszeit des zweiten Steuerabschnitts 112 bestimmt, die durch Laborversuche oder aufgrund von Daten erhalten wird, die während des Fahrens eines Fahrzeugs erhalten werden.
In dem Ablaufschema von 14 ist ein Routine für die Steuerung des Antriebsleistungsquellen-Drehmoments T_PD erläutert, die von der elektronischen Steuereinheit 90 durchgeführt wird, um unabhängig von einer Schaltaktion des Automatikgetriebes 16 eine kontinuierliche Änderung des Ausgangsdrehmoments T_OUT des Automatikgetriebes 16 bei einer kontinuierlichen Änderung des personenbetätigten Fahrzeug-Beschleunigungselements in Form des Betätigungsbetrags Acc des Gaspedals 88 zu ermöglichen. Das Zeitschema von 15 zeigt Änderungen verschiedener Parameter während des Betriebs der elektronischen Steuereinheit 90 für die Steuerung des Antriebsleistungsquellen-Drehmoments T_PD gemäß der Antriebsleistungsquellen-Drehmoment-Steuerroutine von 14. Die Antriebsleistungsquellen-Drehmoment-Steuerroutine wird mit Bezug auf Ablaufschema von 14 für den Fall beschrieben, wo das Automatikgetriebe 16 infolge einer kontinuierlichen Zunahme des Betätigungsbetrags Acc des Gaspedals 88 runtergeschaltet wird.
Die Antriebsleistungsquellen-Drehmoment-Steuerroutine der 14 wird in Schritt S1 initiiert, der dem Fahrzeugzustands-Erfassungsabschnitt 108 entspricht, um zu bestimmen, ob das Fahrzeug gerade fährt oder nicht. Diese Bestimmung in Schritt S1 wird aufgrund von Informationen getroffen, welche folgendes einschließen: die Verbrennungsmotor-Drehzahl N_E, die vom Verbrennungsmotor-Drehzahlsensor erfaßt wird; die Turbinendrehzahl N_T (= Drehzahl N_IN der Antriebswelle 22), die vom Turbinendrehzahl-Sensor 91 erfaßt wird; die Fahrzeugfahrgeschwindigkeit V, die vom Abtriebswellen-Drehzahlsensor 47 erfaßt wird; den Öffnungswinkel θ_TH der elektronisch gesteuerten Drosselklappe 62, der vom Drosselöffnungssensor 63 erfaßt wird; den Betätigungsbetrag des Fahrzeug-Beschleunigungselements in Form des Gaspedals 88, der vom Beschleunigungssensor 89 erfaßt wird; und die derzeit gewählte Stellung P_SH des Schalthebels 92. Wenn die Verbrennungsmotor-Drehzahl N_E infolge des Niederdrückens des Gaspedals 88 erhöht wird, während der Schalthebel 92 in der Neutralstellung N ist, das heißt, wenn ein Rasen des Verbrennungsmotors 10 stattfindet, wobei der Schalthebel 92 in der Neutralstellung ist, oder wenn das Fahrzeug in Rückwärtsrichtung angetrieben wird, wenn der Schalthebel 92 in der Rückwärtsantriebsstellung R ist, wird das Verbrennungsmotor-Drehmoment T_E kontinuierlich erhöht, wenn der Betätigungsbetrag des Gaspedals 88 vergrößert wird. Falls in Schritt S1 eine negative Bestimmung (NEIN) erhalten wird, wird ein Durchführungszyklus der Antriebsleistungsquellen-Drehmoment-Steuerroutine beendet. Falls in Schritt S1 eine positive Bestimmung (JA) erhalten wird, geht der Steuerablauf zu Schritt S2 über, der ebenfalls dem Fahrzeugzustands-Erfassungsabschnitt 108 entspricht, um den Betätigungsbetrag Acc des Gaspedals 88, der vom Beschleunigungssensor erfaßt wird, und optional die gerade gewählte Stellung des Automatikgetriebes 16 einzulesen, die vom Schaltsteuerabschnitt 100 gemäß dem Kennfeld von 8 bestimmt wird, das die Rauf- und Runterschalt-Grenzlinien darstellt.
Auf Schritt S2 folgt Schritt S3, der dem Soll-Antriebsleistungs-Einstellabschnitt 106 entspricht, um das Soll-Ausgangsdrehmoment T_OUT* des Automatikgetriebes 16 aufgrund des erfaßten Betätigungsbetrags Acc des Gaspedals 88 und der gerade ausgewählten Stellung des Automatikgetriebes 16 zu bestimmen, so daß das aktuelle Ausgangsdrehmoment T_OUT des Automatikgetriebes 16 mit einer Änderung des Betätigungsbetrags Acc weich geändert wird. Beispielsweise wird das Soll-Ausgangsdrehmoment T_OUT* so bestimmt, daß der Umfang der Änderung des Ausgangsdrehmoments T_OUT nach einer Schaltaktion des Automatikgetriebes 16 kleiner ist als vor der Schaltaktion, wodurch das Ausgangsdrehmoment T_OUT bei einer Änderung des Betätigungsbetrags Acc des Gaspedals 88 weich geändert wird. Die dicke durchgezogene Linie in 12 zeigt den Anstieg des Ausgangsdrehmoments T_OUT bei einer Zunahme des Betätigungsbetrags Acc des Gaspedals 88 während zweier Runterschaltaktionen des Automatikgetriebes 16 an.
Auf Schritt S3 folgt Schritt S4, der dem Schaltabschluß-Erfassungsabschnitt 102 entspricht, um zu bestimmen, ob die (zum Zeitpunkt t₁, der in 15 dargestellt ist) unter der Steuerung des Schaltsteuerabschnitts 100 initiierte Schaltaktion des Automatikgetriebes 16 beendet ist oder nicht. Diese Bestimmung in Schritt S4 wird beispielsweise dadurch durchgeführt, daß man bestimmt, ob die Antriebswellen-Drehzahl N_IN der synchronisierenden Antriebswellen-Drehzahl (γ × N_OUT), welche ein Produkt der Abtriebswellengeschwindigkeit N_OUT und der Übersetzung γ der Stellung des Automatikgetriebes 16 ist, die nach der Schaltaktion eingerichtet ist, im wesentlichen gleich geworden ist. Das Prinzip der vorliegenden Erfindung ist auf Schaltaktionen des Automatikgetriebes 16 gemäß der Rauf- und Runterschalt-Grenzlinien von 8 unter der Steuerung des Schaltsteuerabschnitts 100 anwendbar. Wenn eine negative Bestimmung (NEIN) in Schritt S5 erhalten wird, geht der Steuerablauf zu Schritt S5 über, der dem zweiten Steuerabschnitt 112 entspricht, in dem das Antriebsleistungsquellen-Drehmoment T_PD so gesteuert wird, daß der aktuelle Wert des Ausgangsdrehmoments T_OUT des Automatikgetriebes 16 beibehalten wird. Wie oben beschrieben, wird die kontinuierliche Steuerung des Antriebsleistungsquellen-Drehmoments T_PD durch den zweiten Steuerabschnitt 112 durch die elektronische Drosselklappensteuerung, bei der der Öffnungsgrad T_H der elektronisch betätigten Drosselklappe 62 gesteuert wird, und/oder die Ladedrucksteuerung, bei der das Abgas-Wastegate-Ventil 56 gesteuert wird, um den Ladedruck Pa des Laders 54 vom Abgasturbolader-Typ zu steuern, und/oder die Verbrennungsmotor-Zylindersteuerung, bei der die Ventilantriebs-Steuereinrichtung 81 so gesteuert wird, daß sie die Zahl der betätigbaren Zylinder des Verbrennungsmotors 10 steuert, bewirkt.
Falls in Schritt S4 eine positive Bestimmung (JA) erhalten wird, geht der Steuerablauf auf Schritt S6 über, welcher dem ersten Steuerabschnitt 110 entspricht, um die vorübergehende oder Übergangssteuerung des Antriebsleistungsquellen-Drehmoments T_PD zum Zeitpunkt t₃, der in 15 dargestellt ist, zu initiieren. Das heißt, die vorübergehende oder Übergangssteuerung des Antriebsleistungsquellen-Drehmoments T_PD in Schritt S4 durch den ersten Steuerabschnitt 110, die während eines kontinuierlichen Anstiegs des Betätigungsbetrags Acc des Gaspedals 88 initiiert wird, wird für eine vorgegebene Übergangssteuerzeit t_P, während der der Betrieb des zweiten Steuerabschnitts 112 nicht wirkungsvoll ist, um das Antriebsleistungsquellen-Drehmoments T_PD, das infolge der Runterschaltaktion des Automatikgetriebes 16 abrupt steigen würde, zu senken, durchgeführt, um das Soll-Ausgangsdrehmoment N_OUT* zu erhalten, das nach Abschluß der Runterschaltaktion des Automatikgetriebes 16 bestimmt wird, wie von der dicken durchgezogenen Linie in 12 dargestellt. Wie oben beschrieben, verwendet ein erster Steuerabschnitt 110 mit einer größeren Ansprechempfindlichkeit als der zweite Steuerabschnitt 112, was die Fähigkeit zum Senken des Antriebsleistungsquellen-Drehmoments TPD betrifft, die Zündzeitpunkt-Steuereinrichtung, die so ausgelegt ist, daß sie eine Zündzeitpunktsteuerung durchführt, bei der der Zündzeitpunkt des Verbrennungsmotors durch Steuern der Zündeinrichtung 59 verzögert wird, und/oder die Elektromotor-Drehmoment-Steuereinrichtung, die so ausgelegt ist, daß sie eine Elektromotor-Drehmoment-Steuerung durchführt, bei der das Drehmoment T_M des Elektromotors (Motor/Generator MG1 und/oder Motor/Generator MG2) durch Steuern der Schalteinrichtungen 72, 73 gesteuert wird, wodurch die Menge an elektrischem Strom, der von der Brennstoffzelle 70 und der Sekundärbatterie 71 zum ersten Motor/-Generator MG1 und/oder zum zweiten Motor/Generator MG2 geliefert wird, gesteuert wird.
Wo das Automatikgetriebe 16 beispielsweise aus der 4. Gang-Stellung in die 3. Gang-Stellung runtergeschaltet wird, bewirkt diese Runterschaltaktion einen Anstieg des Ausgangsdrehmoments N_OUT des Automatikgetriebes 16 aus einem 4. Gang-Drehmomentwert N_OUT4 auf einen 3. Gang-Drehmomentwert N_OUT3. Das Verhältnis des 3. Gang-Drehmomentwerts N_OUT3 zum 4. Gang-Drehmomentwert N_OUT4 ist gleich dem Verhältnis der Übersetzung γ3 der 3. Gang-Stellung zur Übersetzung γ4 der 4. Gang-Stellung. Das heißt: T_OUT3 = γ3/γ4·T_OUT4. Um die Differenz zwischen dem 3. Gang-Drehmomentwert N_OUT3 und dem 4. Gang-Drehmomentwert N_OUT4 (das Ausmaß der Änderung zwischen dem 4. Gang-Drehmomentwert N_OUT4 und dem 3. Gang-Drehmoment N_OUT3) zu senken, wird das Antriebsleistungsquellen-Drehmoment T_PD3 nach der Runterschaltaktion um einen Betrag gesenkt, der dem Verhältnis der Übersetzung γ4 der 4. Gang-Stellung zur Übersetzung γ3 der 3. Gang-Stellung entspricht. Da heißt, T_PD3 = γ4/γ3·T_PD4. Somit wird die Antriebsleistungsquelle durch den ersten Steuerabschnitt 110 gesteuert, um das Antriebsleistungsquellen-Drehmoment T_PD auf T_PD3 zu senken.
Auf Schritt S6 folgt Schritt S7, der dem Übergangssteuerungs-Zeitablauf-Bestimmungsabschnitt 114 entspricht, um zu bestimmen, ob die vorgegebene Übergangssteuerzeit t_P verstrichen ist. Schritt S6 wird wiederholt durchgeführt, bis eine positive Bestimmung (JA) in Schritt S7 erhalten wird. Falls in Schritt S7 (zum Zeitpunkt t3, der in 15 angegeben ist) eine positive Bestimmung erhalten wird, geht der Steuerablauf zu Schritt S8 über, der auch dem zweiten Steuerabschnitt 112 entspricht, in dem das Ausmaß der Senkung des Drehmoments T_PD durch den zweiten Steuerabschnitt 112 kontinuierlich erhöht wird, während das Ausmaß der Senkung des Drehmoments T_PD durch den ersten Steuerabschnitt 110 kontinuierlich gesenkt wird, so daß die Übergangssteuerung durch den ersten Steuerabschnitt 110 kontinuierlich zur kontinuierlichen Steuerung durch den zweiten Steuerabschnitt 112 wechselt. Die Übergangssteuerzeit t_P kann durch einen Zeitraum ersetzt werden, der einen Zeitraum (zwischen den Zeitpunkten t2 und t4, die in 15 angegeben sind) einschließt, in dem das Ausmaß der Senkung des Drehmoments T_PD durch den zweiten Steuerabschnitt 112 erhöht wird, während das Ausmaß der Senkung des Drehmoments T_PD durch den ersten Steuerabschnitt gesenkt wird. Als Folge der Übergangs- und kontinuierlichen Steuerungen des Antriebsleistungsquellen-Drehmoments T_PD durch den ersten und den zweiten Steuerabschnitt 110, 112 wird das Antriebsleistungsquellen-Drehmoment T_PD (z. B. das Verbrennungsmotor-Drehmoment T_E) nach der Runterschaltaktion des Automatikgetriebes 16 kleiner als vor der Runterschaltaktion, wie in 15 dargestellt, so daß das Ausgangsdrehmoment N_OUT des Automatikgetriebes 16 (von der durchgezogenen Linie in 15 dargestellt) nach der Schaltaktion bezüglich dem, das von einer Fahrzeug-Steuervorrichtung des Standes der Technik gesteuert wird (durch die unterbrochene Linie in 15 dargestellt) gesenkt ist. Wie in 15 dargestellt, wird das Ausgangsdrehmoment N_OUT während des Runterschaltvorgangs gesenkt, und zwar teilweise aufgrund des Einrückungszustands der beiden Reibungskupplungseinrichtungen, die schließlich so ein- bzw. ausgerückt werden, daß dieser Ein- und Ausrückvorgang im wesentlichen gleichzeitig stattfindet.
Der Antriebsleistungsquellen-Drehmoment-Steuerabschnitt 104 ist somit dafür ausgelegt, eine kontinuierliche oder kontinuierliche Änderung des Antriebsleistungsquellen-Drehmoments T_PD bei einer kontinuierlichen Änderung des Betätigungsbetrags Acc des Gaspedals 88 zu erlauben, um dadurch unabhängig von der Schaltaktion des Automatikgetriebes 16 einen kontinuierlichen Anstieg des Ausgangsdrehmoments T_OUT des Automatikgetriebes 16 zu ermöglichen, wie von den dicken durchgezogenen Linien in den 12 und 13 dargestellt, so daß die Fahrzeugantriebsleistung F nach der Schaltaktion nicht abrupt zunimmt, sondern weich zunimmt, wodurch das Fahrzeug ein sehr gutes Fahrverhalten zeigt, ohne einen nennenswerten Schaltstoß des Automatikgetriebes 16 aufgrund eines abrupten Anstiegs der Fahrzeugfahrleistung nach der Schaltaktion.
In der Fahrzeug-Steuervorrichtung, die gemäß der vorliegenden Ausführungsform aufgebaut ist und die wie oben beschrieben betätigt wird, bestimmt der Soll-Antriebsleistungs-Einstellabschnitt 106 (Schritt S3), die Soll-Antriebsleistung F in Form des Soll-Ausgangsdrehmoments N_OUT* des Automatikgetriebes 16 aufgrund des erfaßten Betätigungsbetrags Acc des personenbetätigten Fahrzeug-Beschleunigungselements in Form des Gaspedals 88 und der derzeit ausgewählten Stellung des Automatikgetriebes so, daß die bestimmte Soll-Antriebsleistung F* des Fahrzeugs unabhängig von einer Schaltaktion des Automatikgetriebes 16 eine kontinuierliche Änderung der aktuellen Fahrzeug-Antriebsleistung F (aktuelles Ausgangsdrehmoment T_OUT des Automatikgetriebes 16) bei einer Zunahme des Betätigungsbetrags Acc ermöglicht. Ferner führt der erste Steuerabschnitt 110 (Schritt S6) des Antriebsleistungsquellen-Drehmoment-Steuerabschnitts 104 eine vorübergehende oder Übergangssteuerung des Antriebsleistungsquellen-Drehmoments T_PD mittels mindestens einer Antriebsleistungsquellen-Drehmoment-Steuereinrichtung (wie der Zündzeitpunkt-Steuereinrichtung und der elektrischen Verbrennungsmotor-Drehmoment-Steuereinrichtung) durch, die eine relativ hohe Ansprechempfindlichkeit aufweist, und der zweite Steuerabschnitt 112 (Schritte S5 und S8) bewirkt eine kontinuierliche Steuerung des Antriebsleistungsquellen-Drehmoments T_PD, die auf die Übergangssteuerung durch den ersten Steuerabschnitt 110 folgt, und zwar mittels mindestens einer Antriebsleistungsquellen-Drehmoment-Steuereinrichtung (wie einer elektronischen Drosselklappen-Steuereinrichtung, einer Ladedruck-Steuereinrichtung und einer Ventilantriebs-Steuereinrichtung), die in der Lage ist, das Drehmoment T_PD über einen relativ langen Zeitraum zu steuern. Bei dieser Anordnung wird das Ausgangsdrehmoment N_OUT des Automatikgetriebes 16 bei einer Änderung des Betätigungsbetrags Acc des Gaspedals 88 weich geändert, ohne eine abrupte Änderung des Ausgangsdrehmoments N_OUT bei einer Schaltaktion des Automatikgetriebes 16, so daß eine abrupte Änderung der Fahrzeugantriebsleistung F nach einer Schaltaktion verhindert wird, um das Fahrverhalten des Fahrzeugs zu verbessern. Es wird außerdem davon ausgegangen, daß die oben genannten Antriebsleistungsquellen-Drehmoment-Steuereinrichtungen, die als erste und zweite Steuerabschnitte 110, 112 des Antriebsleistungsquellen-Drehmoment-Steuerabschnitts 104 verwendet werden, in dem Fahrzeug vorhanden sind und nicht als Steuereinrichtungen bereitgestellt werden müssen, die extra für den Zweck der Steuerung des Antriebsleistungsquellen-Drehmoments T_PD entworfen werden, um eine kontinuierliche Änderung der Fahrzeug-Antriebsleistung F bei einer Schaltaktion des Automatikgetriebes 16 zu ermöglichen.
Obwohl die Antriebsleistungsquelle in der vorliegenden Ausführungsform aus dem Verbrennungsmotor 10 und den beiden Elektromotoren (MG1 und MG2) besteht, kann das Antriebsleistungsquellen-Drehmoment T_PD durch den ersten Steuerabschnitt (Schritt S6) durch Steuern des Verbrennungsmotor-Drehmoments T_E und/oder des Elektromotor-Drehmoments T_M (des Drehmoments von MG1 und/oder des Drehmoments von MG2) gesteuert werden, das heißt, unter Verwendung der Zündzeitpunkt-Steuereinrichtung, die dafür ausgelegt ist, den Zündzeitpunkt des Verbrennungsmotors 10 zu steuern, um das Verbrennungsmotor-Drehmoment T_E zu steuern, und/oder der Elektromotor-Drehmoment-Steuereinrichtung, die dafür ausgelegt ist, das Drehmoment T_M des Elektromotors zu steuern. Somit kann das Antriebsleistungsquellen-Drehmoment T_PD mit einer hohen Antwortempfindlichkeit auf das Ausgangssignal des Schaltabschluß-Bestimmungsabschnitts 102 gesteuert werden.
Ferner kann der zweite Steuerabschnitt 112 (Schritte S5 und S8) von der elektronischen Drosselklappen-Steuereinrichtung, die dazu ausgelegt ist, den Öffnungswinkel T_H der elektronisch gesteuerten Drosselklappe 62 zu steuern, und/oder der Ladedruck-Steuereinrichtung, die dafür ausgelegt ist, den Ladedruck des Laders 54 zu steuern, und/oder der Ventilantriebs-Steuereinrichtung, die dafür ausgelegt ist, die Zahl der betätigbaren Zylinder des Verbrennungsmotors 10 zu steuern, bereitgestellt werden. Diese Einrichtungen sind in der Lage, das Antriebsleistungsquellen-Drehmoment T_PD kontinuierlich über einen relativ langen Zeitraum zu steuern.
Obwohl die Erfindung detailliert mit Bezug auf die begleitenden Figuren beschrieben wurde, kann die Erfindung selbstverständlich auch in anderer Form ausgeführt werden.
In der dargestellten Ausführungsform wird das Antriebsleistungsquellen-Drehmoment T_PD so gesteuert, daß ein kontinuierlicher Anstieg des Ausgangsdrehmoments N_OUT des Automatikgetriebes 16 (der Fahrzeugantriebsleistung F) ermöglicht wird, wenn das Automatikgetriebe 16 als Ergebnis eines kontinuierlichen Anstiegs des Betätigungsbetrags des Gaspedals 88 aus der 4. Gang-Stellung in die 3. Gang-Stellung runtergeschaltet wird. Jedoch ist das Prinzip dieser Erfindung gleichermaßen auf Runterschaltaktionen des Automatikgetriebes aus der 5. Gang-Stellung in die 4. Gang-Stellung, aus der 3. Gang-Stellung in die 2. Gang-Stellung und aus der 2. Gang-Stellung in die 1. Gang-Stellung anwendbar. Das Prinzip dieser Erfindung ist weiter auf Raufschaltaktionen des Automatikgetriebes 16 anwendbar, die in Folge einer kontinuierlichen Abnahme des Betätigungsbetrags Acc des Gaspedals 88 stattfinden. Die Soll-Ausgangsdrehmoment-Werte N_OUT* des Automatikgetriebes 16, die von den dicken durchgezogenen Linien 12 dargestellt sind, können zum Steuern des Antriebsleistungsquellen-Drehmoments T_PD nach einer Schaltaktion des Automatikgetriebes verwendet werden. In diesem Fall wird das Ausgangsdrehmoment T_OUT nach der Raufschaltaktion in Bezug auf das vor der Raufschaltaktion gesenkt, so daß das Antriebsleistungsquellen-Drehmoment T_PD durch den Antriebsleistungsquellen-Drehmoment-Steuerabschnitt 104 erhöht werden muß, um eine kontinuierliche Abnahme des Ausgangsdrehmoments T_OUT zu ermöglichen.
In der dargestellten Ausführungsform wird die vorübergehende oder Übergangssteuerung des Antriebsleistungsquellen-Drehmoments T_PD durch den ersten Steuerabschnitt 110 (Schritt S6) initiiert, wenn der Schaltabschluß-Erfassungsabschnitt 102 (Schritt S4) festgestellt hat, daß die Schaltaktion des Automatikgetriebes 16 abgeschlossen wurde. Jedoch kann die Übergangssteuerung durch den ersten Steuerabschnitt 110 vor Abschluß der Schaltaktion initiiert werden, beispielsweise um einen vorgegeben Zeitraum vor Abschluß der Schaltaktion, beispielsweise dann, wenn die Differenz zwischen der Antriebswellen-Drehzahl N_IN und der synchronisierenden Antriebswellen-Drehzahl (γ × N_OUT) auf etwa 50 U/min gesunken ist.
Obwohl die fluidbetätigte Kraftübertragungseinrichtung in Form des Drehmomentwandlers 14 mit der Überbrückungskupplung 26 ausgestattet ist, muß die fluidbetätigte Kraftübertragungseinrichtung nicht mit einer Überbrückungskupplung 26 ausgestattet sein. Ferner muß die fluidbetätigte Kraftübertragungseinrichtung keine Drehmoment-Verstärkungsfunktion aufweisen.
In der dargestellten Ausführungsform besteht die Antriebsleistungsquelle aus dem Verbrennungsmotor 10 und dem ersten Motor/Generator MG1 und dem zweiten Motor/Generator MG2, die antriebsmäßig mit dem Verbrennungsmotor 10 verbunden sind. Jedoch besteht die Antriebsleistungsquelle aus dem Verbrennungsmotor 10 und/oder MG1 und/oder MG2. Der Verbrennungsmotor 10 kann ein Ottomotor oder ein Dieselmotor sein. Ferner muß der Verbrennungsmotor 10 nicht mit dem Lader vom Abgasturbolader-Typ ausgestattet sein, der so angeordnet ist, daß er die Ansaug- und Abgasleitungen 50, 52 verbindet. Der Motor/Generator MG1 und der Motor/Generator MG2 können direkt mit dem Verbrennungsmotor 10 verbunden sein, oder über einen Riemen oder ein anderes Verbindungsmittel indirekt mit dem Verbrennungsmotor verbunden sein. Wo die Antriebsleistungsquelle nur aus dem Motor/Generator MG1 und/oder dem Motor/Generator MG2 besteht, steht nur die Elektromotor-Drehmoment-Steuereinrichtung als erster Steuerabschnitt 110 zum Steuern des Antriebsleistungsquellen-Drehmoments T_PD zur Verfügung.
Der Verbrennungsmotor 10 in der dargestellten Ausführungsform ist mit dem variablen Ventilmechanismus 78 ausgestattet, der elektromagnetisch betätigte Ventile in Form der Einlaß- und Auslaßventile 74, 75 einschließt, die durch die jeweiligen elektromagnetischen Aktoren 76, 77 geöffnet und geschlossen werden. Es kann jedoch auch nur eines der Einlaß- und Auslaßventile 74, 75 elektromagnetisch betätigt werden. Ferner muß der Verbrennungsmotor 10 nicht mit dem variablen Ventilmechanismus 78 ausgestattet sein. Die Einlaß- und Auslaßventile 74, 75 können durch elektrische Aktoren, wie Elektromotoren, betätigt werden, oder durch einen Ventilantriebsmechanismus, der so ausgelegt ist, daß er die Einlaß- und Auslaßventile synchron mit der Drehbewegung der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors 10 öffnet und schließt, und der mit einem Ventilzeit-Steuermechanismus ausgestattet ist, der so ausgelegt ist, daß die Öffnungs- und Schließzeiten der Einlaß- und Auslaßventile angepaßt werden. Der Ventilantriebsmechanismus kann vom OHV-Typ, vom OHC-Typ oder vom DOHC-Typ sein. In dem Ventilantriebsmechanismus des DOHC-Typs wird die Drehbewegung der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors über eine Riemenscheibe auf der Kurbelwelle, einen Zeitsteuerriemen, eine Riemenscheibe auf der Nockenwelle, die Nockenwelle und einen Kipphebel oder einen Ventilheber, der mit dem Einlaß- oder Auslaßventil verbunden ist, auf das Einlaß- oder Auslaßventil übertragen. In dieser Art Verbrennungsmotor kann die Ventilzeit-Steuereinrichtung auf dem Kipphebel oder der Nockenwellenscheibe oder auf mindestens einer der beiden Nockenwellen für das Einlaß- bzw. Auslaßventil bereitgestellt sein, so daß die Synchronzeitsteuerung der beiden Nockenwellen variabel ist. Alternativ kann die Kennlinie (das Profil) der Nockenwellen verändert oder gewechselt werden, um den Hub, den Öffnungswinkel oder die Öffnungs- und Schließzeiten der Ventile zu verändern, so daß die Verbrennungsmotor-Drehzahl und das Drehmoment nach Bedarf eingestellt werden können.
Obwohl das Automatikgetriebe 16 drei Planetengetriebesätze 40, 42, 44 einschließt und fünf Vorwärtsantriebsstellungen aufweist, kann das Fahrzeugantriebssystem ein Automatikgetriebe eines anderen Typs verwenden, das durch Einrücken und Ausrücken von hydraulisch betätigten Reibungskupplungseinrichtungen, wie Kupplungen und Bremsen, geschaltet werden kann. Beispielsweise kann das Automatikgetriebe 16 so modifiziert werden, daß es zwei, vier oder mehr Planetengetriebesätze enthält oder vier Vorwärtsantriebsstellungen oder sechs oder mehr Vorwärtsantriebsstellungen aufweist. Ferner kann das Fahrzeug-Antriebssystem ein Automatikgetriebe verwenden, das durch Bereitstellen eines bekannten manuellen Getriebes erhalten wird, bei dem ständig zwei Achsentypen kämmen, mit Wähl- und Schaltzylindern für das automatische Schalten des Getriebes.
Obwohl die Kupplungen C und Bremsen B, die für das Automatikgetriebe 16 in der dargestellten Ausführungsform verwendet werden, hydraulisch betätigte Reibungskupplungseinrichtungen sind, kann das Automatikgetriebe auch elektromagnetisch betätigte Reibungskupplungseinrichtungen, wie elektromagnetische Kupplungen und Kupplungen vom Magnetpulver-Typ verwenden.
Selbstverständlich kann die vorliegende Erfindung mit verschiedenen weiteren Änderungen, Modifikationen und Verbesserungen ausgeführt werden, die für den Fachmann nahe liegen, ohne vom Gedanken und Schutzumfang der Erfindung abzuweichen, der in den beigefügten Ansprüchen definiert ist.

Claims

Vorrichtung zum Steuern eines Kraftfahrzeugs mit einer Antriebsleistungsquelle, einem Getriebe mit einer Vielzahl von Betätigungsstellungen mit jeweils unterschiedlichen Übersetzungsverhältnissen, die selektiv eingerichtet werden, und einem vom Fahrer zu betätigenden Fahrzeug-Beschleunigungselement, die umfaßt: einen Abschnitt (106) zum Einstellen der Soll-Antriebsleistung des Fahrzeugs aufgrund des Betätigungsbetrags des vom Fahrer zu betätigenden Fahrzeug-Beschleunigungselements und der gerade ausgewählten Stellung aus der Vielzahl von Betätigungsstellungen des Getriebes (16), so daß die bestimmte Soll-Antriebsleistung des Fahrzeugs unabhängig von einer Schaltaktion des Getriebes eine kontinuierliche Änderung der aktuellen Fahrzeug-Antriebsleistung bei einer Änderung des Betätigungsbetrags des Fahrzeug-Beschleunigungselements ermöglicht; gekennzeichnet durch einen ersten Steuerabschnitt (110), um eine Übergangssteuerung des Drehmoments der Antriebsleistungsquelle (10, MG1, MG2) nach der Vervollständigung der Schaltaktion des Getriebes zu bewirken, so daß die aktuelle Fahrzeug-Antriebsleistung nach der Schaltaktion des Getriebes mit der Soll-Antriebsleistung des Fahrzeugs übereinstimmt; und einen zweiten Steuerabschnitt (112) mit einer niedrigeren Ansprechempfindlichkeit als der erste Steuerabschnitt, der aber in der Lage ist, das Drehmoment der Antriebsleistungsquelle kontinuierlich zu steuern, wobei der zweite Steuerabschnitt (112) dazu dient, eine kontinuierliche Steuerung des Drehmoments der Antriebsleistungsquelle (10, MG1, MG2) im Anschluß an die Übergangssteuerung durch den ersten Steuerabschnitt zu bewirken, so daß die aktuelle Antriebsleistung des Fahrzeugs nach der Schaltaktion des Getriebes mit der Soll-Antriebsleistung des Fahrzeugs übereinstimmt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsleistungsquelle einen Verbrennungsmotor (10) und/oder einen Elektromotor (MG1, MG2) umfaßt, und daß der erste Steuerabschnitt (110) eine Zündzeitpunkt-Steuereinrichtung (59), die dazu dient, eine Zündzeitpunktsteuerung durchzuführen, um den Zündzeitpunkt des Verbrennungsmotors einzustellen, und/oder eine Elektromotor-Drehmoment-Steuereinrichtung (72, 73) einschließt, die dazu dient, eine Steuerung des Elektromotor-Drehmoments durchzuführen, bei der das Drehmoment des Elektromotors gesteuert wird.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Steuerabschnitt (112) eine elektronische Drosselklappen-Steuereinrichtung (60), die dazu dient, eine elektronische Drosselklappensteuerung durchzuführen, bei der der Öffnungswinkel einer elektronisch gesteuerten Drosselklappe (62) des Verbrennungsmotors gesteuert wird, und/oder eine Ladedruck-Steuereinrichtung (56), die dazu dient, eine Ladedrucksteuerung durchzuführen, bei der der Ladedruck eines Laders (54) des Verbrennungsmotors (10) gesteuert wird, und/oder eine Ventilantriebs-Steuereinrichtung (81) einschließt, die so ausgelegt ist, daß sie eine Motorzylindersteuerung bewirkt, bei der die Zahl der betätigbaren Zylinder des Verbrennungsmotors (10) gesteuert wird.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie ferner umfaßt: einen Schaltungsabschluß-Bestimmungsabschnitt (102), der dazu dient, festzustellen, ob die Schaltaktion des Getriebes (16) abgeschlossen ist, und einen Übergangssteuerungs-Zeitablauf-Bestimmungsabschnitt (114), der dazu dient, festzustellen, ob eine vorgegebene Übergangssteuerzeit seit dem Moment vergangen ist, in dem der Schaltungsabschluß-Bestimmungsabschnitt (102) festgestellt hat, daß die Schaltaktion abgeschlossen wurde, wobei die Übergangssteuerung des Drehmoments der Antriebsleistungsquelle (10, MG1, MG2) durch den ersten Steuerabschnitt (110) für die vorgegebene Übergangszeit bewirkt wird, und in die kontinuierliche Steuerung durch den zweiten Steuerabschnitt (112) gewechselt wird, sobald von dem Übergangssteuerungs-Zeitablauf-Bestimmungsabschnitt (114) festgestellt wird, daß die vorgegebene Übergangssteuerzeit verstrichen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltaktion des Getriebes ein Runterschalten ist, und daß die Übergangssteuerung des Drehmoments der Antriebsleistungsquelle (10, MG1, MG2) des ersten Steuerabschnitts (110) in die kontinuierliche Steuerung durch den zweiten Steuerabschnitt (112) gewechselt wird, so daß der Reduzierungsgrad des Drehmoments der Antriebsleistungsquelle (10, MG1, MG2) durch den ersten Steuerabschnitt (110) in einer Richtung, die die kontinuierliche Änderung der aktuellen Fahrzeug-Antriebsleistung ermöglicht, kontinuierlich reduziert wird, während der Reduzierungsgrad des Drehmoments der Antriebsleistungsquelle (10, MG1, MG2) durch den zweiten Steuerabschnitt (112) in der genannten Richtung kontinuierlich vergrößert wird.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1–5, dadurch gekennzeichnet, daß sie ferner einen Speicher (90) umfaßt, in dem ein Kennfeld hinterlegt ist, das eine vorgegebene Beziehung zwischen der Soll-Antriebsleistung des Fahrzeugs, dem Betätigungsbetrag des vom Fahrer zu betätigenden Fahrzeug-Beschleunigungselements (88) und der Vielzahl von Betätigungsstellungen des Getriebes (16) umfaßt, und worin der Soll-Antriebsleistungs-Einstellabschnitt (106) die Soll-Antriebsleistung des Fahrzeugs aufgrund des Betätigungsbetrags des vom Fahrer zu betätigenden Fahrzeug-Beschleunigungselements (88) und der gerade ausgewählten Getriebestellung und gemäß der vorgegebenen Beziehung bestimmt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Schaltaktion des Getriebes (16) aus einer Abwärtsschaltaktion besteht und der erste Steuerabschnitt (110) eine Übergangssteuerung bewirkt, um zeitweilig das Drehmoment der Antriebsleitungsleistungsquelle (10, MG1, MG2) für eine Zeitperiode zu reduzieren und zwar nach dem Moment der Vervollständigung der Runterschaltaktion des Getriebes (16), während welcher ein Betrieb des zweiten Steuerabschnitts (112) nicht wirksam ist, um das Drehmoment der Antriebsleistungsquelle (10, MG1, MG2) zu reduzieren, wobei die Übergangssteuerung des Drehmoments der Antriebsleistungsquelle 10, MG1, MG2), durch den ersten Steuerabschnitt (110) durch den zweiten Steuerabschnitt (112) nach dieser Zeitperiode in die kontinuierliche Steuerung umgeschaltet wird, derart, dass ein Reduzierungsbetrag des Drehmoments der Antriebsleistungsquelle (10, MG1, MG2) durch den ersten Steuerabschnitt (110) kontinuierlich reduziert wird während das Drehmoment der Antriebsleistungsquelle (10, MG1, MG2) durch den zweiten Steuerabschnitt (112) kontinuierlich reduziert wird.