DE19628000B4 - Steuerungssystem für Fahrzeugantriebseinheit - Google Patents

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Takeshi Chiryu Hara
Manabu Toyota Watanabe
Kenji Nishio Omote
Satoru Nishio Tanaka
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Abstract

Steuerungssystem für Fahrzeugantriebseinheit, mit:
einem mit der Ausgangswelle (12) eines Fahrzeugmotors (10) verbundenen und als Motor und als Generator wirkenden Motor-Generator (40);
einer ersten Kupplung (21), die den Motor-Generator (40) mit den Rädern verbindet;
einer Stoppzustanderfassungseinrichtung (14, 25, 70) zum Erfassen eines Stoppzustands des Fahrzeugs; und
einer Steuerungseinrichtung (50), die den Fahrzeugmotor (10), den Motor-Generator (40) und die erste Kupplung (21) steuert;
wobei, wenn durch die Stoppzustanderfassungseinrichtung (14, 25, 70) der Stoppzustand des Fahrzeugs erfaßt wird, durch die Steuerungseinrichtung (50) veranlaßt wird, daß die erste Kupplung (21) gelöst, die Kraftstoffzufuhr zum Fahrzeugmotor (10) unterbrochen und dem Motor-Generator (40) elektrische Energie zugeführt wird, um den Motor-Generator (40) anzutreiben und dadurch die Drehbewegung des Fahrzeugmotors (10) im wesentlichen bei der Leerlaufdrehzahl zu halten;
wobei die Steuerungseinrichtung (50) eine Stoppzeitmeßeinrichtung (S41–S46) zum Messen der Stoppzeit des Fahrzeugs aufweist, um die Drehbewegung des Fahrzeugmotors (10) bei einer vorgegebenen...

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fahrzeugantriebseinheit und insbesondere ein Steuerungssystem, durch das die Fahrzeugantriebseinheit, wenn das Fahrzeug anhält, in einem Zustand gehalten wird, bei dem das Fahrzeug schnell wiederangelassen werden kann.
  • Bei einer Ausführungsform einer Fahrzeugantriebseinheit sind beispielsweise ein Verbrennungsmotor (nachstehend als ”Fahrzeugmotor” bezeichnet, ein Elektromotor- oder Motor Generator und ein Getriebe kombiniert, wie beispielsweise in der US 4533011 A1 und in der US 5285111 A1 beschrieben. Bei dieser Antriebseinheit wird der Motor-Generator als Generator oder Stromerzeuger verwendet, wobei die Bremsenergie von den Rädern wiedergewonnen und als elektrische Energie gespeichert wird, um den Fahrzeugmotor anzulassen oder das Fahrzeug unter Verwendung elektrischer Energie zum Antreiben des Motor-Generators anzutreiben. Wenn das Fahrzeug anhält bzw. sich in einem Stopp- oder Haltezustand befindet, unterbricht darüber hinaus die Antriebseinheit die Zufuhr von Kraftstoff zum Motor, um den Kraftstoffverbrauch und die Abgasmenge zu vermindern.
  • Bei der derart aufgebauten Antriebseinheit wird zum Zeitpunkt, wenn das Fahrzeug anhält, die Kraftstoffzufuhr zum Fahrzeugmotor unterbrochen, um die Drehbewegung des Fahrzeugmotors zu unterbrechen, so daß Zusatzgeräte, wie beispielsweise eine Klimaanlage oder ein Drehstromgenerator, die durch den Fahrzeugmotor angetrieben werden, nicht betrieben werden können. Wenn das Fahrzeug in diesem Stopp- oder Haltezustand wiederangelassen werden soll, wird dieser Anlaßvorgang verzögert, weil eine wesentliche Zeitdauer erforderlich ist, bis der Fahrzeugmotor eine vorgegebene Leerlaufdrehzahl oder eine der Drosselklappenöffnung entsprechende Drehzahl erreicht, nachdem der Fahrzeugmotor angelassen wurde.
  • Die Druckschriften FR 2 563 280 A1 , DE 29 43 554 C2 und US 5 285 111 A offenbaren Hybrid-Antriebe und die Steuerung von Hybrid-Antrieben.
  • Die DE 28 03 145 C2 offenbart ein Verfahren und eine Einrichtung zum automatischen Abstellen und erneuten Starten eines Motors zur Kraftstoffeinsparung.
  • Die DE 32 35 396 A1 offenbart eine Einrichtung zum Steuern einer Wandlerüberbrückungskupplung.
  • Die DE 43 34 557 A1 offenbart eine Vorrichtung zur Leerlaufregelung einer Kraftfahrzeug-Brennkraftmaschine.
  • Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Steuerungssystem für eine Fahzeugantriebseinheit bereitzustellen, wodurch die Zusatzgeräte angetrieben werden können, während die Abgasmenge vermindert wird, und die beim Schalten auf den Anlaßbetrieb auftretende Verzögerung zu verhindern, indem die Kraftstoffzufuhr zum Fahrzeugmotor unterbrochen und der Fahrzeugmotor durch den Motor-Generator angetrieben wird, um den Fahrzeugmotor in einem Leerlaufzustand zu halten, und die zurücklegbare Fahrtstrecke zu erhöhen, indem die Bremsenergie wiedergewonnen wird und während der Fahrt des Fahrzeugs genutzt werden kann.
  • Wenn der Fahrzeugmotor durch den Motor-Generator angetrieben wird, wie vorstehend beschrieben, so daß er im Leerlaufzustand gehalten werden kann, kann eine übermäßig lange Haltezeit des Fahrzeugs zu einem übermäßigen Verbrauch von elektrischer Energie führen. Daher ist eine Aufgerbe der vorliegenden Erfindung, den übermäßigen Energieverbrauch zu verhindern, indem der Steuerungsmodus gemäß der Stoppzeitdauer des Fahrzeugs geändert wird.
  • Wenn der Fahrzeugmotor durch den Motor-Generator angetrieben wird, wie vorstehend beschrieben, so daß er im Leerlaufzustand gehalten werden kann, kann darüber hinaus die elektrische Restenergie oder Restkapazität der Batterie in einem solchen Maße reduziert werden, daß der Fahrzeugmotor nicht wiederangelassen werden kann, wenn die Haltesteuerung mit einer zu geringen Batterie-Restkapazität ausgeführt wird. Daher ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, den übermäßigen Verbrauch von elektrischer Energie zu verhindern, indem die vorstehend erwähnte Steuerung gemäß der Batterie-Restkapazität deaktiviert wird.
  • Einige Fahrzeuge sind mit einer Servolenkungsvorrichtung ausgestattet, die einen hohen elektrischen Energieverbrauch hat. Außerdem kann es vorkommen, daß bei der Vorbereitung zum Anlassen des Fahrzeugs in einem Stoppzustand die Servolenkungsvorrichtung betätigt wird. Daher ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen gleichmäßigeren bzw. glatteren Anlaßvorgang zu veranlassen, während der übermäßige Verbrauch von elektrischer Energie verhindert wird, indem die vorstehend erwähnte Steuerung deaktiviert wird, wenn die Servolenkungsvorrichtung betätigt wird.
  • Außerdem weist das Fahrzeug normalerweise in seinem Abgassystem einen Katalysator zum Reinigen der Abgase auf, wobei das Leistungsvermögen dieses Katalysators vermindert ist, wenn die Temperatur gering ist. Daher ist die vorstehend erwähnte Steuerung nicht vorteilhaft, wenn die Katalysatortemperatur gering ist. Daher ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Katalysatorfunktion aufrechtzuerhalten, indem die Steuerung gemäß der Katalysatortemperatur deaktiviert wird.
  • Der Rotationsabschnitt des Motor-Generators weist normalerweise eine erhebliche träge Masse auf. Wenn die Steuerung so ausgeführt wird, daß der Antriebszustand schnell von einem Motor-Generator-Antriebszustand auf den Fahrzeugmotorantriebszustand umgeschaltet wird, wird die Trägheitsdrehbewegung des Motor-Generators durch Einrücken einer ersten Kupplung übertragen, so daß im Stoppzustand ein starker Ruck in der Kraftübertragung erzeugt wird. Daher ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Steuerung so auszuführen, daß ein solcher Ruck verhindert wird.
  • Darüber hinaus weist der Getriebemechanismus im Fall eines Automatik-Getriebes eine Fluid- oder Flüssigkeitskupplung mit einer Schließkupplung auf, um den Anlaßvorgang zu verbessern und den Kraftstoffverbrauch zu verringern.
  • Daher ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Leistungsverlust der Flüssigkeitskupplung während des Fahrzeugmotorantriebs durch den Motor-Generator durch Steuern der Schließkupplung zu verhindern.
  • Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Motorlast während eines Generatorbetriebs des Motor-Generators in einem Automatik-Getriebe, das die Flüssigkeitskupplung mit der vorstehend erwähnten Schließkupplung aufweist, zu verringern.
  • Die Motorbetriebssteuerung kann auf den Getriebemechanismus angewendet werden, der eine Planetengetriebeeinheit aufweist, um einen Fahrzeugmotor und einen Motor-Generator zu verbinden.
  • Diese Aufgaben werden durch die Merkmale der Patentansprüche gelöst.
  • Der in Patentanspruch 1 beschriebene Steuerungsmodus wird als ”Motorsteuerung” oder ”Motorbetrieb” bezeichnet.
  • Ein anderer Steuerungsmodus wird als „Generatorbetrieb” und ein weiterer Steuerungsmodus als „Leerlaufbetrieb” bezeichnet.
  • Erfindungsgemäß wird im Stoppzustand des Fahrzeugs die Kraftstoffzufuhr zum Fahrzeugmotor unterbrochen, so daß die zurücklegbare Fahrtstrecke erhöht werden kann, während die Abgasmenge vermindert wird. Außerdem wird der Fahrzeugmotor im Stoppzustand des Fahrzeugs durch den Motor-Generator angetrieben, so daß die durch den Fahrzeugmotor angetriebenen Zusatzgeräte ebenfalls betrieben werden können. Außerdem wird die für den Antrieb des Motor-Generators erforderliche elektrische Energie zugeführt, indem die Bremsenergie wiedergewonnen wird, so da die Batterie so gesteuert werden kann, daß sie eine erforderliche minimale Kapazität aufweist. Andererseits wird der Fahrzeugmotor im wesentlichen auch dann in einem Leerlaufdrehzahlzustand gehalten, wenn die Kraftstoffzufuhr unterbrochen ist, so daß die beim An lassen des Fahrzeugs auftretende Verzögerung eliminiert werden kann.
  • Gemäß einer Ausführungsform wird darüber hinaus, wenn die Stoppzeit des Fahrzeugs lang ist, die Drehbewegung des Fahrzeugmotors bei einer Drehzahl gehalten, die geringer ist als die Leerlaufdrehzahl, so daß der Energieverbrauch zum Antreiben des Motor-Generators auf einen niedrigen Wert vermindert werden kann.
  • Gemäß einer Ausführungsform wird die Steuerung zum Antreiben des Fahrzeugmotors durch den Motor-Generator nur dann ausgeführt, wenn die elektrische Restenergie bzw. die Restkapazität der Batterie ausreichend ist. Gemäß dieser Steuerung wird der Motor-Generator nicht im Motorbetrieb angetrieben, wenn die Batterie-Restkapazität gering ist, so daß verhindert werden kann, daß die Batterieleistung verbraucht wird, weil die Restkapazität vermindert wird.
  • Gemäß einer Ausführungsform kann außerdem eine nicht notwendige Steuerung verhindert werden, indem die Steuerung deaktiviert wird, wenn während der Vorbereitung zum Anlassen des Fahrzeugs eine Servolenkung betätigt wird, so daß ein gleichmäßiger bzw. glatter Anlaßvorgang erhalten werden kann, während ein gleichzeitiger Betrieb der erfindungsgemäßen Steuerung und einer Servolenkungsvorrichtung, die einen hohen Energieverbrauch hat, verhindert wird.
  • Gemäß einer Ausführungsform wird darüber hinaus der Fahrzeugmotor durch Kraftstoff angewärmt, so daß die Katalysatorfunktion auf einen stabilen Zustand eingestellt werden kann, um den Abgasausstoß zu verhindern.
  • Gemäß einer Ausführungsform wird außerdem, wenn die Bremse während des Steuerungsbetriebs gelöst wird, der Antrieb des Fahrzeugmotors von einem Motor-Generatorantriebszustand auf einen Kraftstoffantriebszustand umgeschaltet, so daß der Wiederanlaßvorgang geeignet vorbereitet werden kann. Andererseits weist der Rotor des Motor-Generators eine derartige erhebliche Masse auf, daß dessen Drehbewegung durch seine Trägheitskraft auch dann fortgesetzt wird, nachdem der Antrieb des Motor-Generators abgeschaltet wurde. Wenn die erste Kupplung in diesem Zustand eingerückt bzw. betätigt wird, wird die Kraftübertragung unterbrochen, wodurch ein Einrückruck verursacht wird. Daher wird die Trägheitskraft absorbiert, indem veranlaßt wird, daß der Motor-Generator elektrische Energie erzeugt, so daß der beim Einrücken der ersten Kupplung verursachte Ruck durch Abschalten des Motor-Generators eliminiert werden kann. Außerdem kann die Trägheitsenergie absorbiert und gespeichert werden.
  • Gemäß einer Ausführungsform können, wenn zwischen Fahrzeugmotor und Motor-Generator eine Flüssigkeitskupplung angeordnet ist, der Fahrzeugmotor und der Motor-Generator durch Betätigen einer Schließkupplung direkt verbunden werden, wodurch der Leistungsverlust zum Antreiben des Fahrzeugmotors durch den Motor-Generator eliminiert wird. Dadurch kann die elektrische Energie zum Antreiben des Motor-Generators minimiert werden.
  • Gemäß einer Ausführungsform, bei der die Flüssigkeitskupplung vorgesehen ist, kann die auf den Fahrzeugmotor ausgeübte Last, wenn veranlaßt wird, daß der Motor-Generator Energie erzeugt, während die Schließkupplung betätigt ist, vermindert werden, so daß der Kraftstoffverbrauch reduziert wird.
  • Wenn das Fahrzeug anhält, wird die Kraftstoffzufuhr zum Fahrzeugmotor unterbrochen, so daß der Kraftstoffverbrauch und die Abgasmenge reduziert werden können. Außerdem wird der Fahrzeugmotor durch den Motor-Generator im wesentlichen im Leerlaufdrehzahlzustand gehalten, so daß die durch den Fahrzeugmotor angetriebenen Zusatzgeräte betrieben werden können.
  • Wenn der Motorbetrieb für eine lange Zeit fortgesetzt wird, wird die gespeicherte Kapazität der Batterie als Leistungsquelle des Motor-Generators verbraucht, wodurch die Leistungsfähigkeit und die Lebensdauer der Batterie abneh men. Daher wird, wenn die durch eine Batterierestkapazitäterfassungseinrichtung erfaßte Restkapazität der Batterie einen vorgegebenen Wert unterschreitet, der Modus auf einen Generatorbetrieb umgeschaltet, bei dem dem Fahrzeugmotor Kraftstoff zugeführt und veranlaßt wird, daß der Motor-Generator elektrische Energie erzeugt. Dadurch kann die gespeicherte Kapazität der Batterie über dem vorgegebenen Wert gehalten werden, um die Leistungsfähigkeit der Batterie zu verbessern und die Lebensdauer der Batterie zu erhöhen.
  • Im Motorbetrieb sinkt die Katalysatortemperatur ab, wodurch die Katalysatorfunktion verschlechtert wird, so daß die Abgasqualität möglicherweise abnimmt, wenn der Fahrzeugmotor wiederangelassen wird.
  • Daher wird, wenn die durch einen Katalysatortemperatursensor erfaßte Katalysatortemperatur einen vorgegebenen Wert unterschreitet, der Modus auf Leerlaufbetrieb umgeschaltet, bei dem dem Fahrzeugmotor Kraftstoff zugeführt wird, um den Fahrzeugmotor im wesentlichen in einem Leerlaufdrehzahlzustand zu halten. Dadurch kann verhindert werden, daß die Katalysatortemperatur absinkt und die Abgasqualität abnimmt.
  • In einem Vorwärtsfahrbereich wird im Motorbetrieb das mit dem Ausgangs- oder Abtriebselement verbundene dritte Rotationselement gestoppt, wenn der Fahrer das Bremspedal betätigt. Außerdem gibt der mit dem zweiten Rotationselement verbundene Motor-Generator das Drehmoment aus, um das zweite Rotationselement rückwärts zu drehen, so daß das als Reaktionselement wirkende erste Rotationselement vorwärts gedreht wird, um den Fahrzeugmotor im wesentlichen im Leerlaufdrehzahlzustand zu halten. Dadurch wird das Drehmoment auf das dritte Rotationselement übertragen, so daß es durch das Drehmoment des Motor-Generators rückwärts (im Gegenuhrzeigersinn) gedreht wird, so daß im Fahrzeug eine Kriechbewegung auftritt, wodurch die durch den Fahrer veranlaßte Bremsfunktion kompliziert wird.
  • Im Generatorbetrieb wird andererseits das mit dem Ausgangselement verbundene dritte Rotationselement gestoppt, wenn der Fahrer das Bremspedal betätigt. Außerdem wird das erste Rotationselement vorwärts gedreht, weil der Fahrzeugmotor durch zugeführten Kraftstoff im wesentlichen im Leerlaufdrehzahlzustand gehalten wird. Andererseits wird das zweite Rotationselement rückwärts gedreht. Dadurch wird auf das dritte Rotationselement permanent ein Vorwärtsdrehmoment (Drehmoment im Uhrzeigersinn) vom Fahrzeugmotor übertragen, so daß im Fahrzeug eine Kriechbewegung verursacht und die durch den Fahrer verursachte Bremsfunktion kompliziert wird.
  • Daher hält eine Bremsensteuerungseinrichtung den Bremsenöldruck über einem vorgegebenen Pegel, wenn das Fahrzeug sich im Stoppzustand befindet, so daß die durch den Fahrer veranlaßte komplizierte Bremsenbetätigung verhindert werden kann.
  • Nachstehend werden die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, es zeigen:
  • 1 ein Blockdiagramm zum schematischen Darstellen des Aufbaus einer in Verbindung mit einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Steuerungssystems verwendeten Fahrzeugantriebseinheit;
  • 2 ein Ablaufdiagramm zum Darstellen des Hauptprogramms der Steuerung der Ausführungsform des Steuerungssystems;
  • 3 ein Ablaufdiagramm zum Darstellen einer im Hauptprogramm vorgesehenen Unterroutine für eine Motorbetriebssteuerung;
  • 4 ein Ablaufdiagramm zum Darstellen einer in der vorstehenden Unterroutine vorgesehenen Unterroutine für eine Steuerung zum Absenken der Drehzahl;
  • 5 ein Ablaufdiagramm zum Darstellen einer im Hauptprogramm vorgesehenen Unterroutine für eine Rückgewinnungssteuerung;
  • 6 ein erläuterndes Diagramm zum Darstellen eines Beispiels eines bei der Ausführungsform vorgesehenen Verfah rens zum Einstellen eines unteren Grenzwertes der Batterie-Restkapazität;
  • 7 ein erläuterndes Diagramm zum Darstellen eines Beispiels eines bei der Ausführungsform vorgesehenen Verfahrens zum Einstellen eines unteren Grenzwertes einer Katalysatortemperatur;
  • 8 ein erläuterndes Beispiel zum ausführlichen Darstellen der bei der Ausführungsform vorgesehenen Steuerung zum Absenken der Drehzahl;
  • 9 ein Blockdiagramm zum schematischen Darstellen des Aufbaus einer anderen Ausführungsform einer Fahrzeugantriebseinheit im Vergleich mit der in 1 dargestellten Ausführungsform einer Antriebseinheit;
  • 10 ein Diagramm zum Darstellen des Gesamtaufbaus einer Fahrzeugantriebseinheit;
  • 11 ein Diagramm zum Darstellen des Aufbaus einer bei einer Fahrzeugantriebseinheit vorgesehenen ersten Kraftübertragung;
  • 12 ein Diagramm zum Darstellen des Aufbaus einer bei einer Fahrzeugantriebseinheit vorgesehenen zweiten Kraftübertragung;
  • 13 Diagramm zum Darstellen der Arbeitsweise der in 11 dargestellten ersten Kraftübertragung;
  • 14 ein Diagramm zum Darstellen der Arbeitsweise der in 12 dargestellten zweiten Kraftübertragung;
  • 15 ein Diagramm zum Darstellen der Arbeitsweise einer Kraftübertragung bzw. eines Lastschaltgetriebes;
  • 16 ein Ablaufdiagramm zum Darstellen einer Fahrzeugsteuerung;
  • 17 ein Ablaufdiagramm zum Darstellen einer Stoppsteuerung;
  • 18 ein Ablaufdiagramm für den Haltemodus;
  • 19 ein Strömungsschema zum Darstellen eines Bremsensteuerungs-Bremsenöldrucks für den Haltemodus AUS;
  • 20 ein Strömungsschema zum Darstellen eines Bremsensteuerungs- Bremsenöldrucks für einen Haltemodus (zum Erhöhen des Bremsenöldrucks); und
  • 21 ein Strömungsschema zum Darstellen eines Bremsensteuerungs-Bremsenöldrucks für einen Haltemodus (zum Halten des Bremsenöldrucks).
  • Die Fahrzeugantriebseinheit, deren Gesamtaufbau in 1 schematisch dargestellt ist, weist auf: einen Fahrzeugmotor (E/G) 10, einen mit der Ausgangswelle 12 des Fahrzeugmotors 10 verbundenen Motor-Generator 40, der als Generator zum Rückgewinnen der Energie von nicht dargestellten Rädern und als Motor zum Antreiben der Ausgangswelle 12 des Fahrzeugmotors 10 dient, eine Batterie (BATT) 44 zum Speichern der durch den Motor-Generator 40 zurückgewonnenen Energie als elektrische Energie und zum Ausgeben von elektrischer Energie, um den Motor-Generator 40 anzutreiben, eine Stoppzustanderfassungseinrichtung zum Erfassen des Stoppzustands des Fahrzeugs und eine Steuerungseinrichtung (ECU) 50 zum Steuern des Fahrzeugmotors 10, des Motor-Generators 40 und der ersten Kupplung 21.
  • Die Steuerungseinrichtung 50 führt Steuerungsfunktionen aus, wenn durch die Stoppzustanderfassungseinrichtung der Stoppzustand erfaßt wird, um die erste Kupplung 21 zu lösen, die Kraftstoffzufuhr zum Fahrzeugmotor 10 zu unterbrechen und dem Motor-Generator 40 elektrische Energie zuzuführen und auf einen Antriebszustand einzustellen, so daß der Fahrzeugmotor 10 im wesentlichen in einem Leerlaufdrehzahlzustand gehalten werden kann. Diese Steuerungsfunktion wird als ”Motorbetriebssteuerung” bezeichnet.
  • Die Fahrzeugantriebseinheit weist ferner auf: einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 25 zum Erfassen einer Fahrzeuggeschwindigkeit (V), einen Bremsensensor 70 zum Erfassen des Betriebszustands (FB) einer Bremse und einen Drosselklappensensor 14 zum Erfassen eines Drosselklappenöffnungswinkels (3), wobei alle Sensoren den Detektorabschnitt der Stoppzustanderfassungseinrichtung bilden. Die Stoppzustanderfassungseinrichtung erfaßt den Stoppzustand des Fahrzeugs, wenn die durch den Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 25 erfaßte Fahrzeuggeschwindigkeit (V) im wesentlichen Null beträgt, wenn durch den durch den Bremsensensor 70 erfaßten Betriebszustand (FB) angezeigt wird, daß die Bremse betätigt ist (Zustand EIN) und wenn durch den durch den Drosselklappensensor 14 erfaßten Drosselklappenöffnungswinkel (Θ) angezeigt wird, daß die Drossselklappe vollständig geschlossen ist.
  • Die Steuerungseinrichtung 50 weist eine Stoppzeitmeßeinrichtung zum Bestimmen der Stoppzeit des Fahrzeugs auf, um die Drehbewegung des Fahrzeugmotors 10 bei einer vorgegebenen Drehzahl zu halten, die geringer ist als die Leerlaufdrehzahl, wenn die Stoppzeit einen vorgegebenen Wert überschreitet. Diese Steuerungsfunktion wird als ”Steuerung zum Absenken der Drehzahl” bezeichnet.
  • Das System weist außerdem eine Restkapazitäterfassungseinrichtung 45 auf, um die elektrische Restenergie oder Restkapazität (nachstehend als ”Restkapazität” bezeichnet) der Batterie 44 zu erfassen. Die Steuerungseinrichtung 50 führt, wenn durch die Stoppzustanderfassungseinrichtung der Stoppzustand des Fahrzeugs erfaßt wird und durch die Restkapazitäterfassungseinrichtung 45 festgestellt wird, daß die Restkapazität der Batterie einen vorgegebenen Wert überschreitet, die Motorbetriebssteuerung aus, um die erste Kupplung 21 zu lösen, die Kraftstoffzufuhr zum Fahrzeugmotor 10 zu unterbrechen und dem Motor-Generator 40 elektrische Energie zuzuführen, um den Motor-Generator auf einen Antriebszustand einzustellen, so daß die Drehbewegung des Fahrzeugmotors 10 im wesentlichen bei der Leerlaufdrehzahl gehalten werden kann.
  • Das System weist außerdem einen Servolenkungsschalter 18 auf, um festzustellen, ob eine nicht dargestellte Servolenkung aktiviert ist. Die Steuerungseinrichtung 50 führt, wenn durch die Stoppzustanderfassungseinrichtung der Stoppzustand des Fahrzeugs erfaßt wird und durch den Servolenkungsschalter 18 festgestellt wird, daß die Servolenkung nicht aktiviert ist, die Motorbetriebssteuerung aus, um die erste Kupplung 21 zu lösen, die Kraftstoffzufuhr zum Fahrzeugmotor 10 zu unterbrechen und dem Motor-Generator 40 elektrische Energie zuzuführen, um den Motor-Generator 40 auf den Antriebszustand einzustellen, so daß die Drehbewegung des Fahrzeugmotors 10 im wesentlichen bei der Leerlaufdrehzahl gehalten wird.
  • Das System weist ferner einen Katalysatortemperatursensor 17 zum Erfassen der Katalysatortemperatur auf. Die Steuerungseinrichtung 50 führt, wenn durch die Stoppzustanderfassungseinrichtung der Stoppzustand des Fahrzeugs erfaßt wird und die durch den Katalysatortemperatursensor 17 erfaßte Katalysatortemperatur (TEMP) einen vorgegebenen Wert überschreitet, die Motorbetriebssteuerung aus, um die erste Kupplung 21 zu lösen, die Kraftstoffzufuhr zum Fahrzeugmotor 10 zu unterbrechen und dem Motor-Generator 40 elektrische Energie zuzuführen, um den Motor-Generator 40 auf einen Antriebszustand einzustellen, so daß die Drehbewegung des Fahrzeugmotors 10 im wesentlichen bei der Leerlaufdrehzahl gehalten werden kann.
  • Bei dieser Ausführungsform weist die Fahrzeugantriebseinheit ferner eine zweite Kupplung 28 zum Verbinden des Fahrzeugmotors 10 mit dem Motor-Generator 40 auf. Wenn das durch den Bremsensensor 70 erfaßte Ausgangssignal vom Zustand EIN auf den Zustand AUS geschaltet wird, während der Motor-Generator 40 auf den Antriebszustand eingestellt ist, wird durch die Steuerungseinrichtung 50 veranlaßt, daß die Kraftstoffzufuhr zum Fahrzeugmotor 10 wiederaufgenommen, der Antrieb des Motor-Generators 40 unterbrochen, die zweite Kupplung 28 gelöst, durch den Motor-Generator 40 elektrische Energie erzeugt und die erste Kupplung 21 eingerückt wird.
  • Nachstehend wird der Aufbau der einzelnen Abschnitte ausführlich beschrieben. Der Fahrzeugmotor 10 weist eine Kraftstoffzufuhreinrichtung 11, einen Auspuffkrümmer 15 und einen Katalysator 16 im vom Auspuffkrümmer 15 ausgehenden Abgassystem auf. Die Kraftstoffzufuhreinrichtung 11 ist mit einem Kraftstofftank 80 verbunden, so daß der Kraftstoffluß vom Kraftstofftank 80 zum Fahrzeugmotor 10 durch ein von der Steuerungseinrichtung 50 ausgegebenes Signal gesteuert wird, die aus einem Steuerungscomputer besteht. Im Fahrzeugmotor 10 ist ein Drosselklappenöffnungssensor 14 angeordnet, der mit der Steuerungseinrichtung 50 verbunden ist, so daß sein Ausgangssignal dieser zugeführt werden kann. Der Katalysatortemperatursensor 17 ist dem Katalysator zugeordnet angeordnet und mit der Steuerungseinrichtung 50 so verbunden, daß sein Ausgangssignal dieser zugeführt werden kann. Eine Pumpe 19 für die Servolenkung ist über einen Getriebemechanismus mit dem Fahrzeugmotor 10 verbunden, und der Servolenkungsschalter 18, der aus aus einem Druckschalter besteht, ist der Pumpe 19 zugeordnet angeordnet und mit der Steuerungseinrichtung 50 so verbunden, daß sein Ausgangssignal dieser ebenfalls zugeführt werden kann. Ein Motordrehzahlsensor 13 ist der Ausgangswelle 12 des Fahrzeugmotors 10 zugeordnet angeordnet und mit der Steuerungseinrichtung 50 so verbunden, daß sein Ausgangssignal dieser zugeführt werden kann.
  • Eine Ölpumpe 23, die die Öldruckquelle einer Kraftübertragung bzw. eines Getriebes 20 bildet, ist mit der Ausgangswelle 12 des Fahrzeugmotors 10 verbunden und über eine Ölleitung mit einer Hydrauliksteuerungseinheit 26 verbunden. Ein Getriebemechanismus 27 des Getriebes 20 ist über die erste Kupplung 21 mit der Eingangswelle des Getriebes 20 verbunden, die bei der vorliegenden Ausführungsform über die zweite Kupplung 28 mit der Ausgangswelle 12 des Fahrzeugmotors 10 verbunden ist. Der ersten Kupplung 21 zugeordnet ist eine Hydraulik-Servoeinrichtung 22 zum Einrücken/Lösen der ersten Kupplung 21 angeordnet, wobei die Hydraulik-Servoeinrichtung 22 so über eine Ölleitung mit der Hydrauliksteuerungseinrichtung 26 verbunden ist, daß diese den Öldruck zuführen kann. Die zweite Kupplung 28 ist beispielsweise bei der vorliegenden Ausführungsform der ersten Kupplung 21 ähnlich. Die Hydraulik-Servoeinrichtung für die zweite Kupplung 28 ist nicht dargestellt, um Komplikationen zu vermeiden, die Kupplung 28 kann jedoch als Schließkupplung modifiziert sein, die in einer aus einem Drehmomentwandler bestehenden Flüssigkeitskupplung angeordnet ist.
  • Der Motor-Generator 40 weist einen in einem Getriebegehäuse 29 befestigten Stator 42 und einen im Stator 42 drehbar angeordneten Rotor 41 auf. Der Rotor 41 ist mit der Eingangswelle des Getriebes 20 verbunden. Die Batterie 44, die die Leistungs- bzw. Energiequelle des Motor-Generators 40 bildet, ist getrennt von einer 12 V-Batterie angeordnet, die die Leistungs- bzw. Spannungsquelle der Steuerungseinrichtung 50 bildet und beispielsweise eine Batterie mit einer Spannung von 240 V zum Anlassen des Fahrzeugs durch den Motor-Generator 40 ist. Die Batterie 44 und der Motor-Generator 40 sind über einen Leistungsregler 43 miteinander verbunden, der durch ein durch die Steuerungseinrichtung 50 übertragenes Signal gesteuert wird. Die Restkapazitäterfassungseinrichtung 45 ist mit der Batterie verbunden und mit der Steuerungseinrichtung 50 so verbunden, daß ihr Ausgangssignal dieser zugeführt werden kann.
  • In 1 bezeichnet das Bezugszeichen 24 einen Schaltpositionssensor, der aus einem Leerlaufstartschalter oder einer ähnlichen Einrichtung zum Erfassen der ausgewählten Position des Getriebes 20 gebildet wird, und das Bezugszeichen 25 bezeichnet den Fahrzeuggeschwindigkeitssensor zum Erfassen der Drehzahl der Abtriebs- oder Ausgangswelle des Getriebes 20. Diese Sensoren sind so mit der Steuerungseinrichtung 50 verbunden, daß ihre Ausgangssignale dieser zugeführt werden können. Außerdem ist die Hydrauliksteuerungseinrichtung 26 so mit der Steuerungseinrichtung 50 verbunden, daß einem darin angeordneten Solenoid oder Magnet ein Steuersignal zugeführt werden kann.
  • Nachstehend wird unter Bezug auf die in den 2 bis 5 dargestellten Ablaufdiagramme die Steuerung des derart aufgebauten Systems beschrieben. Das in 2 dargestellte Hauptprogramm der Steuerung beginnt bei Schritt S1, wo der Drosselklappenöffnungswinkel (Θ) gelesen wird. Anschließend wird bei Schritt S2 festgestellt, ob der Drosselklappenöff nungswinkel (Θ) den Wert 0 hat oder nicht. Wenn das Ergebnis dieser Entscheidung NEIN lautet, schreitet die Steuerung zu Schritt S3 fort, bei dem eine Unterroutine für eine normale Fahrtsteuerung ausgeführt wird. Wenn bei Schritt S2 festgestellt wird, daß der Drosselklappenöffnungswinkel (Θ) 0 ist, wird bei Schritt S4 der Fahrzeuggeschwindigkeitswert (V) gelesen. Daraufhin wird bei Schritt S5 festgestellt, ob der Fahrzeuggeschwindigkeitswert (V) einen vorgegebenen Wert (Vs) überschreitet oder nicht. Wenn dieser Wert überschritten wird, wird festgestellt, daß das Fahrzeug ohne Arbeitsleistung fährt, wobei das Programm bei Schritt S6 in die Unterroutine für eine Rückgewinnungssteuerung eintritt, um einen Motorbremsvorgang zu veranlassen. Wenn andererseits die Entscheidung bei Schritt S5 ergibt, daß die Fahrzeuggeschwindigkeit (V) geringer ist als der vorgegebene Wert (Vs) wird festgestellt, daß sich das Fahrzeug im Stoppzustand befindet, wobei das Programm bei Schritt S7 in die Unterroutine für die Motorbetriebssteuerung eintritt.
  • Weil die bei Schritt S3 ausgeführte normale Fahrtsteuerung sich nicht besonders von der Steuerung eines normalen Automatik-Getriebes unterscheidet, wird die diesen Sachverhalt betreffende Beschreibung weggelassen und die Beschreibung im folgenden auf die Motorbetriebssteuerung und die Rückgewinnungssteuerung beschränkt.
  • 3 zeigt die Unterroutine für die Motorbetriebssteuerung, wobei bei Schritt S11 festgestellt wird, ob die Fahrzeugmotordrehzahl (NE) einen vorgegebenen Wert überschreitet oder nicht. Bei Schritt S12 wird daraufhin festgestellt, ob die Batterie-Restkapazität (SOC) einen vorgegebenen Wert überschreitet oder nicht, bei Schritt S13 wird festgestellt, ob die Katalysatortemperatur einen unteren Grenzwert überschreitet oder nicht, bei Schritt S14 wird festgestellt, ob die Fahrzeuggeschwindigkeit (V) im wesentlichen 0 beträgt oder nicht, bei Schritt S15 wird festgestellt, ob der Drosselklappenöffnungswinkel (Θ) 0 beträgt (ob die Drosselklappe vollständig geschlossen ist) oder nicht, bei Schritt S16 wird durch den Bremsensensor festge stellt, ob das Bremspedal betätigt ist (Zustand EIN) oder nicht und bei Schritt S17 wird festgestellt, ob ein Servolenkungsschalter (P/S) auf den Zustand AUS geschaltet ist (ob kein Lenkvorgang ausgeführt wird) oder nicht.
  • Bei Schritt S18 wird ein Merker bzw. ein Steuerzeichen oder Flag FC erfaßt, durch das angezeigt wird, daß die vorliegende Motorbetriebssteuerung ausgeführt wird (wenn FC = 1 ist). Weil zunächst FC = 0 ist, wird das Flag bei Schritt S19 auf FC = 1 gesetzt und mit der Motorbetriebssteuerung begonnen. Bei Schritt S20 wird die erste Kupplung (C1) 21 gelöst (oder auf den Zustand AUS eingestellt). Bei Schritt S21 wird die zweite Kupplung (Ci) 28 eingerückt (bzw. auf den Zustand EIN gestellt). Bei Schritt S22 wird dem Motor-Generator 40 von der Batterie 44 elektrische Energie zugeführt, um den Antriebszustand einzustellen, so daß der Fahrzeugmotor (E/G) 10 angetrieben und im wesentlichen im Leerlaufdrehzahlzustand gehalten wird. Bei Schritt S23 wird die Kraftstoffzufuhr zum Fahrzeugmotor unterbrochen. Bei Schritt S24 wird der untere Grenzwert der Restkapazität (SOC) der Batterie 44 auf einen definierten Wert 1 gesetzt. Bei Schritt S25 wird der untere Grenzwert der Katalysatortemperatur auf einen definierten Wert 3 gesetzt. Dadurch kann mit der Motorbetriebssteuerung begonnen werden. Im nachfolgenden Programmablauf wird bei Schritt S26 die Unterroutine der später beschriebenen Steuerung zum Absenken der Drehzahl ausgeführt, wenn bei Schritt S18 FC = 1 ist.
  • Wenn eine der Entscheidungen in den Schritten S12 bis S17 NEIN lautet, wird bei Schritt S27 festgestellt, ob das Flag FC = 1 ist. Bei Schritt S28 wird das Flag FC auf FC = 0 gesetzt (die Motorbetriebssteuerung deaktiviert). Bei Schritt S29 wird die Kraftstoffzufuhr zum Fahrzeugmotor 10 wiederaufgenommen. Bei Schritt S30 wird die Zufuhr elektrischer Energie zum Motor-Generator 40 unterbrochen, um den Antriebszustand zu unterbrechen. Bei Schritt S31 wird die zweite Kupplung (C1) 28 gelöst (oder auf den Zustand AUS eingestellt). Bei Schritt S32 wird der Motor-Generator 40 auf Generatorbetrieb eingestellt, um die Trägheitskraft des Rotors 41 zu absorbieren. Bei Schritt S33 wird der Rotor 41 gestoppt, woraufhin die erste Kupplung (C1) eingerückt wird (oder auf den Zustand EIN eingestellt wird). Bei Schritt S34 wird der untere Grenzwert der Restkapazität (SOC) der Batterie 44 auf einen definierten Wert 2 eingestellt. Bei Schritt S35 wird der untere Grenzwert der Katalysatortemperatur (TEMP) auf einen definierten Wert 4 eingestellt.
  • In der in 4 dargestellten Unterroutine für die Steuerung zum Absenken der Drehzahl wird andererseits bei Schritt S41 festgestellt, ob ein Flag FM, durch das angezeigt wird, ob die Steuerung zum Absenken der Drehzahl ausgeführt wird, 0 ist (wobei durch FM = 1 angezeigt wird, daß die Steuerung ausgeführt wird). Anschließend wird bei Schritt S42 der Zeitgeber zum Messen der Stoppzeit des Fahrzeugs zurückgesetzt und der Zählvorgang gestartet. Bei Schritt S43 wird der Zählwert gelesen. Bei Schritt S44 wird der gelesene Zählwert T des Zählers eingegeben. Bei Schritt S45 wird ein Wert TT = T – T0 gebildet (wobei T0 ein Setzwert ist, um zu entscheiden, ob die Stoppzeit lang ist oder nicht). Bei Schritt S46 wird festgestellt, ob der bei Schritt S45 gebildete Wert TT positiv ist oder nicht. Wenn dieser Wert positiv ist, wird festgestellt, daß die Stoppzeit lang ist. Wenn der Wert TT negativ ist, ist die Stoppzeit so kurz, daß die Steuerung zum Absenken der Drehzahl nicht ausgeführt wird, sondern der Fahrzeugmotor 10 im wesentlichen im Leerlaufdrehzahlzustand gehalten wird. Bei Schritt S47 wird die Soll-Drehzahl (Net) des Motor-Generators 40 berechnet, so daß die Drehzahl des Fahrzeugmotors 10 durch die Steuerung zum Absenken der Drehzahl vermindert werden kann. Die Formel für diese Berechnung wird dargestellt durch Net = Nei – T × Neo (wobei Nei und Neo Konstanten sind). Bei Schritt S48 wird festgestellt, ob das Flag FM den Wert 0 oder 1 hat.
  • Wenn die Entscheidung bei Schritt S48 NEIN lautet, wird bei Schritt S49 die Soll-Drehzahl (Net) des Motor-Generators 40 auf einen unteren Grenzwert (Nes) eingestellt (der etwa 500 Umdrehungen je Minute beträgt, damit der Steuerungscomputer (ECU) 50 keinen Motorabwürgzustand feststellt). Bei Schritt S50 wird die Drehzahl des Motor-Generators 40 auf die Soll-Drehzahl (Net) gesteuert. Bei Schritt S51 wird festgestellt, ob die Soll-Drehzahl (Net) niedriger ist als der. untere Grenzwert (Nes). Wenn die Entscheidung bei Schritt S51 NEIN lautet, wird das Flag FM bei Schritt S52 auf 1 gesetzt (bei FM = 1 ist die Drehzahl des Fahrzeugmotors noch immer größer als der untere Grenzwert, so daß die Steuerung zum Absenken der Drehzahl weiter ausgeführt werden kann). Wenn dagegen die Entscheidung bei Schritt S51 JA lautet, wird das Flag FM bei Schritt S53 auf 2 gesetzt (bei FM = 2 ist die Drehzahl des Fahrzeugmotors auf den unteren Grenzwert eingestellt, so daß sie nicht weiter abgesenkt werden kann und daher bei dem unteren Grenzwert gehalten wird). Hierbei ist die vorgegebene Drehzahl die Summe aus der Drehzahl, bei der der Steuerungscomputer (ECU) 50 einen Abwürgzustand des Fahrzeugmotors 50 feststellt und einem Toleranzwert.
  • Bei der in 5 dargestellten Unterroutine für eine Rückgewinnungssteuerung wird bei Schritt S61 durch den Bremsensensor 70 festgestellt, ob die Bremse betätigt wurde oder nicht. Wenn die Bremse nicht betätigt ist, wird eine der Motorbremswirkung entsprechende Energie wiedergewonnen. Wenn die Bremse betätigt ist, wird dagegen eine der Bremsenbetätigung entsprechende Energie wiedergewonnen. Bei Schritt S62 wird das Übersetzungsverhältnis (i) des Getriebemechanismus 27 gelesen. Bei Schritt 63 wird ein Übersetzungsverhältniskoeffizient (Ki) gelesen. Dieser Übersetzungsverhältniskoeffizient (Ki) ist eine gemäß dem Übersetzungsverhältnis (i) bestimmte Konstante. Bei Schritt S64 wird ein Rückgewinnungsdrehmoment (Tri) berechnet. Die Formel für diese Berechnung wird dargestellt durch Tri = Ki × Tro. Bei Schritt S65 wird die Fahrzeuggeschwindigkeit (V) gelesen. Bei Schritt S66 wird ein Rückgewinnungsstrom (Ir1) aus dem Rückgewinnungsdrehmoment (Tri) und der Fahrzeuggeschwindigkeit (V) berechnet. Bei Schritt S67 wird veranlaßt, daß der Motor-Generator (M/G) 40 elektrische Energie erzeugt, um den Rückgewinnungsstrom (Ir1) als Ladestrom zu erzeugen.
  • Wenn bei Schritt S61 festgestellt wird, daß die Bremse betätigt wurde, wird dagegen bei Schritt S68 das Übersetzungsverhältnis (i) des Getriebes gelesen. Bei Schritt S69 wird die Fahrzeuggeschwindigkeit (V) gelesen. Bei Schritt S70 wird die Drehzahl (Nm) des Motor-Generators 40 berechnet. Bei Schritt S71 wird der Betriebszustand (FB) der Bremse durch den Bremsensensor 70 erfaßt. Bei Schritt S72 wird aus dem Übersetzungsverhältnis (i), der Drehzahl (Nm) des Motor-Generators 40 und dem Betriebszustand (FB) der Bremse ein Rückgewinnungsstrom (Ir2) berechnet. Bei Schritt S73 wird außerdem die zweite Kupplung (Ci) gelöst (auf den Zustand AUS eingestellt). Schließlich wird bei Schritt S74 veranlaßt, daß der Motor-Generator 40 elektrische Energie erzeugt, um einen Rückgewinnungs-Ladestrom (Ir2) zu erzeugen.
  • Nachstehend wird ein Verfahren zum Einstellen der beiden Werte (SOC1 und SOC2) beschrieben, die dem unteren Grenzwert der Restkapazität (SOC) der gesteuerten Batterie zugeordnet sind, wie vorstehend beschrieben. Diese Werte sind als Prozentanteile der vollständigen Ladung (die bei der vorliegenden Ausführungsform als Produkt aus der Zeit und dem Stromfluß gemessen wird) definiert und unterliegen einem Hystereseeffekt, wie in 6 dargestellt. Wenn die Batterie durch die Motorbetriebssteuerung entladen wird, wird diese Entladung (d. h. die Motorbetriebssteuerung) unterbrochen, wenn die Restkapazität (SOC) absinkt und einen definierten Wert (SOC) 1 bzw. den unteren Grenzwert erreicht. Daraufhin wird der Fahrzeugmotorantriebszustand eingeschaltet, um einen Aufladevorgang im Leerlaufzustand zu veranlassen. Wenn die Restkapazität durch den über eine vorgegebene Zeitdauer durchgeführten Aufladevorgang einen definierten Wert (SOC) 2 erreicht, wird wiederum die Motorantriebssteuerung aktiviert und ein Entladevorgang veranlaßt. Daher wird ein Nachlaufen oder Schwingen der Motorbetriebssteuerung verhindert, indem, die Hysterese gemäß den definierten Werten berücksichtigt wird.
  • Ähnlicherweise werden zwei definierte Werte (3 und 4) für den unteren Grenzwert der Katalysatortemperatur festgelegt. In diesem Fall liegt ebenfalls ein Hystereseeffekt vor, wie in 7 dargestellt. Bei der Motorbetriebssteuerung sinkt die Katalysatortemperatur, so daß der Motorbetriebszustand (d. h die Motorbetriebssteuerung) unterbrochen wird, wenn die Katalysatortemperatur den definierten Wert 3 oder den unteren Grenzwert erreicht. Dadurch wird der Zustand auf den Fahrzeugmotorantriebszustand eingestellt, um den Leerlaufbetriebszustand zu aktivieren. Wenn die Katalysatortemperatur im Laufe der Zeit ansteigt und den definierten Wert 4 erreicht, wird der Motorbetriebszustand wieder aktiviert. Daher wird ein Nachlaufen oder Schwingen der Motorbetriebssteuerung verhindert, indem die Hysterese gemäß den definierten Werten berücksichtigt wird.
  • Nachstehend wird die bei der vorstehend beschriebenen Steuerung ausgeführte Steuerung zum Absenken der Drehzahl beschrieben. In 8 bezeichnet die Abszisse die Stoppzeit, und die Ordinate bezeichnet die Fahrzeugmotor(E/G)-drehzahl. Die Leerlaufdrehzahl wird bezüglich der Motorbetriebssteuerungszeit für den Fahrzeugstoppzustand überwacht. Wenn die gezählte Stoppzeit zunimmt, wird die Leerlaufdrehzahl auf einen vorgegebenen Wert unter Berücksichtigung eines geringen Toleranzwertes für die Motorabwürgdrehzahl (bei der durch den Steuerungscomputer 50 festgestellt wird, daß der Fahrzeugmotor abgewürgt wird) abgesenkt. Dadurch kann der Motorbetrieb mit einem geringen Energieverbrauch für eine lange Stoppzeit ausgeführt werden und bei einer kurzen Stoppzeit der Fahrzeugmotor gleichmäßig bzw. glatt wiederangelassen werden.
  • 9 zeigt ein Blockdiagramm zum schematischen Darstellen des Aufbaus einer anderen Ausführungsform einer Fahrzeugantriebseinheit im Vergleich mit der vorstehend erwähnten ersten Ausführungsform. Bei (A) in 9 ist die erste Ausführungsform dargestellt, wobei die erste Kupplung (C1) 21 zwischen dem Motor-Generator (M/G) 40 und dem Getriebemechanismus (T/M) 27 und die zweite Kupplung (Ci) 28 zwischen dem Motor-Generator (M/G) 40 und dem Fahrzeugmotor (E/G) 10 angeordnet ist.
  • Die bei (B) in 9 dargestellte zweite Ausführungsform ist der ersten Ausführungsform darin ähnlich, daß die erste Kupplung (C1) 21 zwischen dem Motor-Generator (M/G) 40 und dem Getriebemechanismus (T/M) 27 angeordnet ist, jedoch dadurch verschieden von der ersten Ausführungsform, daß eine beispielsweise durch einen Drehmomentwandler 30 gebildete Flüssigkeitskupplung (T/C) 30 mit einer Schließkupplung (LC) 31 in Reihe mit der zweiten Kupplung (Ci) 28 zwischen dem Fahrzeugmotor (E/G) 10 und dem Motor-Generator (M/G) 40 angeordnet ist. Durch diese Anordnung wird die Motorbetriebssteuerung so ausgeführt, daß durch die Steuerungseinrichtung veranlaßt wird, daß die erste Kupplung 21 gelöst wird, die Schließkupplung 31 jedoch eingerückt wird, wenn durch die Stopp zustanderfassungseinrichtung der Stoppzustand festgestellt wird, die Kraftstoffzufuhr zum Fahrzeugmotor 10 unterbrochen wird und dem Motor-Generator 40 elektrische Energie zugeführt wird, um den Motor-Generator 40 auf einen Antriebszustand einzustellen und die Drehbewegung des Fahrzeugmotors 10 im wesentlichen bei der Leerlaufdrehzahl zu halten. Diese Steuerung unterscheidet sich lediglich dadurch von der ersten Ausführungsform, daß nicht nur die zweite Kupplung (Ci) sondern auch die Schließkupplung 31 bei Schritt S21 in der (in 3 dargestellten) Unterroutine für die Motorbetriebssteuerung eingerückt werden, um einen durch Schlupf oder Gleiten der Flüssigkeit im Drehmomentwandler 30 verursachten Antriebsverlust zu verhindern, und ähnlicherweise bei Schritt S31 nicht nur die zweite Kupplung (Ci) 28 sondern auch die Schließkupplung 31 ausgerückt bzw. gelöst werden. Daher werden die Details der einzelnen Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Steuerungen weggelassen, indem die bei der Beschreibung der vorstehenden Ausführungsform erwähnten Schritte entsprechend interpretiert werden. Bei der vorliegenden Ausführungsform kann darüber hinaus die Positionsbeziehung zwischen der zweiten Kupplung 28 und dem Drehmomentwandler 30 mit der Schließ kupplung 31 bezüglich der dargestellten Anordnung umgekehrt sein.
  • Mit diesen Aufbau wird die vorstehend erwähnte Steuerung ausgeführt. Wenn das durch den Bremsensensor 70 erfaßte Ausgangssignal vom Zustand EIN auf den Zustand AUS geschaltet wird, wird durch die Steuerungseinrichtung 50 (gemäß den Schritten S29 bis S33 der in 3 dargestellten Unterroutine für die Motorbetriebssteuerung) veranlaßt, daß die Kraftstoffzufuhr zum Fahrzeugmotor 10 wiederaufgenommen, der Antriebszustand des Motor-Generators 40 unterbrochen, die Schließkupplung (LC) 31 gelöst, der Motor-Generator 40 auf einen Generatorzustand eingestellt und die erste Kupplung (C1) 21 eingerückt wird.
  • Schließlich sind bei einer in 9 unter (C) dargestellten dritten Ausführungsform der Fahrzeugmotor (E/G) 10 und der Motor-Generator (M/G) 40 direkt miteinander verbunden, und der Drehmomentwandler (T/C) 30 mit der Schließkupplung (LC) 31 und die erste Kupplung (C1) 21 sind in Reihe zwischen dem Motor-Generator 40 und dem Getriebemechanismus (T/M) angeordnet. Auch bei dieser Ausführungsform können ähnliche Steuerungen wie bei der vorstehenden ersten Ausführungsform ausgeführt werden, wobei jedoch die bei Schritt S21 in der Unterroutine für die Motorbetriebssteuerung ausgeführte Operation weggelassen wird, nicht die zweite Kupplung (Ci) 28 sondern die Schließkupplung (LC) 31 bei Schritt 31 gelöst wird und bei Schritt S33 die erste Kupplung (C1) 21 mit der Drehbewegung des Rotors 41 eingerückt wird, die bei Schritt S32 verzögert wurde. Bezüglich der übrigen Punkte wird die Beschreibung der vorliegenden Ausführungsform der Steuerung durch diejenige der ersten Ausführungsform ergänzt.
  • Obwohl die vorliegende Erfindung in Verbindung mit drei Ausführungsformen beschrieben wurde, können diese durch Modifizieren von Details auf verschiedene andere Weisen innerhalb des durch die Patentansprüche definierten Umfangs der Erfindung in die Praxis umgesetzt werden. Beispielsweise kann die Wiederaufnahme der Kraftstoffzuffuhr zum Motor, wenn die Bremse während der Motorbetriebssteuerung vom Zustand EIN auf den Zustand AUS geschaltet wird, zusätzlich abhängig gemacht werden von der Tatsache, daß die Schaltposition des Automatik-Getriebes auf eine von den Bereichen ”P” und ”N” verschiedenen Bereich (d. h. ”R”, ”D”, ”2” oder ”L”) eingestellt ist. Dies ist der Fall, weil das Fahrzeug in einem Stoppzustand gehalten wird, wenn dieses auf den Bereich ”P” oder ”N” eingestellt ist, auch wenn die Bremse auf den Zustand AUS eingestellt ist, so daß die Motorbetriebssteuerung geeignet fortgesetzt wird.
  • Außerdem kann der Vorgang zum Wiederanlassen des Fahrzeugs, wenn die Bremse während der Motorbetriebssteuerung vom Zustand EIN auf den Zustand AUS geschaltet wird, als ein dem Schritt S32 folgender Schritt in der Unterroutine für die Motorbetriebssteuerung durch Aktivieren einer Steuerung zum Einstellen der Schaltstufe des Automatik-Getriebes auf den zweiten Gang vorbereitet werden. Durch diese Modifikation kann ein abruptes Anlassen des Fahrzeugs verhindert werden.
  • 10 zeigt ein Diagramm zum Darstellen des Gesamtaufbaus einer Fahrzeugantriebseinheit, 11 zeigt ein Diagramm zum Darstellen des Aufbaus einer ersten Kraftübertragung der Fahrzeugantriebseinheit und 12 zeigt ein Diagramm zum Darstellen des Aufbaus einer zweiten Kraftübertragung der Fahrzeugantriebseinheit.
  • In diesen Figuren bezeichnen das Bezugszeichen 101 einen Fahrzeugmotor (E/G) und das Bezugszeichen 102 ein Lastschaltgetriebe (oder einen Lastverteilungsmechanismus) (P), das im einzelnen aufweist: ein Planetengetriebe mit mindestens drei Rotationselementen und eine Eingriffeinrichtung, z. B. eine Eingangskupplung Ci und eine direkte Kupplung Cd, zum selektiven Einrücken/Lösen dieser Rotationselemente. Das Bezugszeichen 104 bezeichnet ein Getriebe (T/M), das mit dem Lastschaltgetriebe 102 verbunden werden soll, und das Bezugszeichen 105 bezeichnet einen als Motor oder als Generator wirkenden Motor-Generator, der mit dem Lastschaltgetriebe 102 verbunden ist. Das Bezugszeichen 106 bezeichnet einen mit dem Motor-Generator 105 verbundenen Wechselrichter, das Bezugszeichen 107 eine mit dem Wechselrichter 106 verbundene Batterie, das Bezugszeichen 108 eine elektronische Fahrzeugmotorsteuerung (E/G·ECU) zum Steuern des Fahrzeugmotors 101, das Bezugszeichen 109 eine elektronische Bremsensteuerung (BRAKE·ECU), das Bezugszeichen 110 eine elektronische Steuerung für den Motor-Generator bzw. das Getriebe, das Bezugszeichen 111 einen Fahrzeugmotordrehzahlsensor, das Bezugszeichen 112 einen Drosselklappensensor, das Bezugszeichen 113 einen Bremsensensor, das Bezugszeichen 114 einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor, das Bezugszeichen 115 einen Motor-Generator-(M/G)Drehzahlsensor, das Bezugszeichen 116 einen Schaltpositionssensor, das Bezugszeichen 117 eine Restkapazitäterfassungseinrichtung zum Erfassen der Restkapazität der Batterie, das Bezugszeichen 118 einen Katalysatortemperatursensor zum Erfassen der Temperatur eines in der Mitte des Auspuffrohrs zum Ableiten der Abgase angeordneten Katalysators und das Bezugszeichen 119 Räder. Hier weist das Getriebe (T/M) einen Viergang-Getriebemechanismus mit einer Kupplung C0, einer Kupplung C1, einer Kupplung C2, einer Einwegkupplung F0, einer Einwegkupplung F1, einer Einwegkupplung F2, einer Bremse B0, einer Bremse B1, einer Bremse B2, einer Bremse B3 und Planeten- oder Umlaufgetrieben auf.
  • Daher weist die Fahrzeugantriebseinheit auf: den Fahrzeugmotor 101, das mit der Ausgangswelle des Fahrzeugmotors 101 verbundene und als Lastverteilungsmechanismus zum Verteilen der Last wirkende Lastschaltgetriebe 102, das mit dem Lastschaltgetriebe 102 verbundene Getriebe (T/M) 104 und die Batterie 107 zum Speichern der durch den Motor-Generator 105 zurückgewonnenen Energie als elektrische Energie und zum Zuführen elektrischer Energie zum Antreiben des Motor-Generators. Durch das Plane tengetriebe wird ein erstes Rotationselement (oder Hohl- bzw. Tellerrad) 121 mit der Ausgangswelle 103 des Fahrzeugmotors 101, ein zweites Rotationselement (oder Sonnenrad) 122, das als Reaktionselement bezüglich des ersten Rotationselements 121 wirkt, mit dem Motor-Generator 105 und ein drittes Rotationselement 123, das mehrere Ritzel 27 trägt, mit einem Ausgangselement 126 zum Übertragen der Leistung auf die Räder 119 verbunden.
  • Die in 11 dargestellte erste Kraftübertragung der Fahrzeugantriebseinheit führt die in 13 dargestellten Funktionen aus.
  • (1) Leerlaufbetrieb
  • Im in 13 bei (a) dargestellten Bereich ”P” oder ”N” gilt: die Kupplung (Ci) 124 ist auf den Zustand EIN eingestellt bzw. eingerückt, die Kupplung (Cd) 125 ist auf den Zustand AUS eingestellt bzw. ausgerückt oder gelöst, der Motor-Generator (M/G) 105 ist auf Leerlaufbetrieb eingestellt und die Kupplung C0, die Bremse B0, die Einwegkupplung F0, die Kupplung C1, die Kupplung C2, die Bremse B1, die Bremse B2, die Bremse B3, die Einwegkupplung F1 und die Einwegkupplung F2 sind alle auf den Zustand AUS eingestellt bzw. ausgerückt. Im in 13 bei (b) dargestellten Bereich ”R” gilt: die Kupplung (Ci) 124 ist auf den Zustand EIN eingestellt, die Kupplung (Cd) 125 ist auf den Zustand AUS eingestellt, der Motor-Generator (M/G) 105 ist auf Leerlaufbetrieb eingestellt, die Kupplung C0 ist auf den Zustand EIN eingestellt, die Bremse B0 ist auf den Zustand AUS eingestellt, die Einwegkupplung F0 ist auf den Zustand EIN eingestellt, die Kupplung C1 ist auf den Zustand AUS eingestellt, die Kupplung C2 ist auf den Zustand EIN eingestellt, die Bremse B1 und die Bremse B2 sind auf den Zustand AUS eingestellt, die Bremse B3 ist auf den Zustand EIN eingestellt und die Einwegkupplung F1 und die Einwegkupplung F2 sind auf den Zustand AUS eingestellt. Im in 13 bei (c) dargestellten Bereich ”D (2 oder L)” gilt: die Kupplung (Ci) 124 ist auf den Zustand EIN eingestellt, die Kupplung (Cd) 125 ist auf den Zustand AUS eingestellt, der Motor-Generator (M/G) 105 ist auf Leerlaufbetrieb eingestellt, die Kupplung CO ist auf den Zustand EIN eingestellt, die Bremse B0 ist auf den Zustand AUS eingestellt, die Einwegkupplung F0 ist auf den Zustand EIN eingestellt, die Kupplung C1 ist auf den Zustand EIN eingestellt, die Kupplung C2, die Bremse B1, die Bremse B2, die Bremse B3 und die Einwegkupplung F1 sind auf den Zustand AUS eingestellt und die Einwegkupplung F2 ist auf den Zustand EIN eingestellt.
  • (2) Motorbetrieb
  • Im in 13 bei (d) dargestellten Bereich ”P” oder ”N” gilt: die Kupplung (Ci) 124 und die Kupplung (Cd) 125 sind auf den Zustand EIN eingestellt, der Motor-Generator (M/G) 105 ist auf den Motorbetriebszustand eingestellt, die Kupplung Co und die Bremse B0 sind auf den Zustand AUS eingestellt, die Einwegkupplung F0 ist auf den Zustand EIN eingestellt und die Kupplung C1, die Kupplung C2, die Bremse B1, die Bremse B2, die Bremse B3, die Einwegkupplung F1 und die Einwegkupplung F2 sind auf den Zustand AUS eingestellt. Im in 13 bei (e) dargestellten Bereich ”D (2 oder L)” gilt: die Kupplung (Ci) 124 ist auf den Zustand EIN eingestellt, die Kupplung (Cd) 125 ist auf den Zustand AUS eingestellt, der Motor-Generator (M/G) 105 ist auf den Motorbetriebszustand eingestellt, die Kupplung C0 ist auf den Zustand EIN eingestellt, die Bremse B0 ist auf den Zustand AUS eingestellt, die Einwegkupplung F0 und die Kupplung C1 sind auf den Zustand EIN eingestellt, die Kupplung C2, die Bremse B1, die Bremse B2, die Bremse B3 und die Einwegkupplung F1 sind auf den Zustand AUS eingestellt und die Einwegkupplung F2 ist auf den Zustand EIN eingestellt.
  • (3) Generatorbetrieb
  • Im in 13 bei (f) dargestellten Bereich ”P” oder ”N” gilt: die Kupplung (Ci) 124 und die Kupplung (Cd) 125 sind auf den Zustand EIN eingestellt, der Motor-Generator (M/G) 105 ist auf Generatorbetrieb eingestellt, die Kupplung C0 und die Bremse B0 sind auf den Zustand AUS eingestellt, die Einwegkupplung F0 ist auf den Zustand EIN eingestellt, und die Kupplung C1, die Kupplung C2, die Bremse B1, die Bremse B2, die Bremse B3, die Einwegkupplung F1 und die Einwegkupplung F2 sind auf den Zustand AUS eingestellt. Im in 13 bei (g) dargestellten Bereich ”D (2 oder L)” gilt: die Kupplung (Ci) 124 ist auf den Zustand EIN eingestellt, die Kupplung (Cd) 125 ist auf den Zustand AUS eingestellt, der Motor-Generator (M/G) 105 ist auf Generatorbetrieb eingestellt, die Kupplung C0 ist auf den Zustand EIN eingestellt, die Bremse B0 ist auf den Zustand AUS eingestellt, die Einwegkupplung F0 und die Kupplung C1 sind auf den Zustand EIN eingestellt, die Kupplung C2, die Bremse B1, die Bremse B2, die Bremse B3 und die Einwegkupplung F1 sind auf den Zustand AUS eingestellt und die Einwegkupplung F2 ist auf den Zustand EIN eingestellt.
  • Die in 12 dargestellte zweite Kraftübertragung der Fahrzeugantriebseinheit führt die in 14 dargestellten Operationen aus.
  • (1) Leerlaufbetrieb
  • Im in 14 bei (a) dargestellten Bereich ”P” oder ”N” gilt: die Kupplung (Ci) 124 ist auf den Zustand EIN eingestellt, die Kupplung (Cd) 125 ist auf den Zustand AUS eingestellt, die Rückwartsbremse Br ist auf den Zustand AUS eingestellt, der Motor-Generator (M/G) ist auf Leerlaufbetrieb eingestellt und die Kupplung C0, die Bremse B0, die Einwegkupplung F0, die Kupplung C2, die Bremse B1, die Bremse B3 und die Einwegkupplung F2 sind auf den Zustand AUS eingestellt. Im in 14 bei (b) dargestellten Bereich ”R” gilt: die Kupplung (Ci) 124 und die Kupplung (Cd) 125 sind auf den Zustand AUS eingestellt, die Bremse Br ist auf den Zustand EIN eingestellt, der Motor-Generator (M/G) ist auf Leerlaufbetrieb eingestellt, die Kupplung C0 ist auf den Zustand EIN eingestellt, die Bremse B0, die Einwegkupplung F0, die Kupplung C2 und die Bremse B1 sind auf den Zustand AUS eingestellt, die Bremse B3 ist auf den Zustand EIN eingestellt und die Einwegkupplung F2 ist auf den Zustand AUS eingestellt. Im in 14 bei (c) dargestellten Bereich ”D (2 oder L)” gilt: die Kupplung (Ci) 124 ist auf den Zustand EIN eingestellt, die Kupplung (Cd) 125 ist auf den Zustand AUS eingestellt, die Bremse Br ist auf den Zustand AUS eingestellt, der Motor-Generator (M/G) ist auf Leerlaufbetrieb eingestellt, die Kupplung C0 ist auf den Zustand EIN eingestellt, die Bremse B0 ist auf den Zustand AUS eingestellt, die Einwegkupplung F0 ist auf den Zustand EIN eingestellt, die Kupplung C2, die Bremse B1 und die Bremse B3 sind auf den Zustand AUS eingestellt und die Einwegkupplung F2 ist auf den Zustand EIN eingestellt.
  • (2) Motorbetrieb
  • Im in 14 bei (d) dargestellten Bereich ”P” gilt: die Kupplung (Ci) 124 ist auf den Zustand EIN eingestellt, die Kupplung (Cd) 125 und die Bremse Br sind auf den Zustand AUS eingestellt, der Motor-Generator (M/G) ist auf Motorbetrieb eingestellt, die Kupplung C0 ist auf den Zustand AUS eingestellt, die Bremse B0 ist auf den Zustand EIN eingestellt, die Einwegkupplung F0 ist auf den Zustand AUS eingestellt, die Kupplung C2 ist auf den Zustant EIN eingestellt und die Bremse B1, die Bremse B3 und die Einwegkupplung F2 sind auf den Zustand AUS eingestellt. Im in 14 bei (e) dargestellten Bereich ”D (2 oder L)” gilt: die Kupplung (Ci) 124 ist auf den Zustand EIN eingestellt, die Kupplung (Cd) 125 und die Bremse Br sind auf den Zustand AUS eingestellt, der Motor-Generator (M/G) ist auf Motorbetrieb eingestellt, die Kupplung C0 ist auf den Zustand EIN eingestellt, die Bremse B0 ist auf den Zustand AUS eingestellt, die Einwegkupplung F0 ist auf den Zustand EIN eingestellt, die Kupplung C2, die Bremse B1 und die Bremse B3 sind auf den Zustand AUS eingestellt und die Einwegkupplung F2 ist auf den Zustand EIN eingestellt.
  • (3) Generatorbetrieb
  • Im in 14 bei (f) dargestellten Bereich ”P” gilt: die Kupplung (Ci) 124 ist auf den Zustand EIN eingestellt, die Kupplung (Cd) 125 und die Bremse Br sind auf den Zustand AUS eingestellt, der Motor-Generator (M/G) ist auf Generatorbetrieb eingestellt, die Kupplung C0 ist auf den Zustand AUS eingestellt, die Bremse B0 ist auf den Zustand EIN eingestellt, die Einwegkupplung F0 ist auf den Zustand AUS ein gestellt, die Kupplung C2 ist auf den Zustand EIN eingestellt und die Bremse B1, die Bremse B3 und die Einwegkupplung F2 sind auf den Zustand AUS eingestellt. Im in 14 bei (g) dargestellten Bereich ”D (2 oder L)” gilt: die Kupplung (Ci) 124 ist auf den Zustand EIN eingestellt, die Kupplung (Cd) 125 und die Bremse Br sind auf den Zustand AUS eingestellt, der Motor-Generator (M/G) ist auf Generatorbetrieb eingestellt, die Kupplung C0 ist auf den Zustand EIN eingestellt, die Bremse B0 ist auf den Zustand AUS eingestellt, die Einwegkupplung F0 ist auf den Zustand EIN eingestellt, die Kupplung C2, die Bremse B1 und die Bremse B3 sind auf den Zustand AUS eingestellt und die Einwegkupplung F2 ist auf den Zustand EIN eingestellt.
  • Daher weist die Fahrzeugantriebseinheit auf: einen Fahrzeugmotor 101, ein Planetengetriebe mit mindestens drei Rotationselementen, die mit dem Fahrzeugmotor 101 verbunden werden, einen als Motor und als Generator wirkenden Motor-Generator 105, der mit dem Planetengetriebe verbunden wird, und eine Batterie 107 zum Speichern der durch den Motor-Generator 105 zurückgewonnenen Energie als elektrische Energie und zum Ausgeben elektrischer Energie zum Antreiben des Motor-Generators 105. Das Planetengetriebe weist auf: ein mit der Ausgangswelle 103 des Fahrzeugmotors 101 verbundenes erstes Rotationselement 121, ein als Reaktionselement bezüglich des ersten Rotationselements 121 wirkendes und mit dem Motor-Generator 105 verbundenes zweites Rotationselement 122 und ein mit einem Ausgangselement 126 zum Übertragen der Leistung auf die Räder 119 verbundenes drittes Rotationselement 123.
  • Außerdem weist die vorgesehene Fahrzeugantriebseinheit auf: eine Stoppzustanderfassungseinrichtung mit einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 114 und einem Drosselklappensensor 112, eine elektronische Fahrzeugmotorsteuerung (E/G·ECU) 108 zum Steuern des Fahrzeugmotors 101 gemäß den Ausgangssignalen der Stoppzustanderfassungseinrichtung 114 und 112 und eine elektronische Steuerung (ECU) 110 zum Steuern des Motor-Generators 105. Wenn durch die Stoppzustanderfassungseinrichtung der Stoppzustand des Fahrzeugs erfaßt wird, wird durch die elektronische Motorsteuerung 108 veranlaßt, daß die Kraftstoffzufuhr zum Fahrzeugmotor 101 unterbrochen wird, und durch die elektronische Steuerung 110 zum Steuern des Motor-Generators wird veranlaßt, daß der Motor-Generator 105 angetrieben wird, um die Drehbewegung des Fahrzeugmotors 101 im wesentlichen bei der Leerlaufdrehzahl zu halten.
  • Gemäß dieser Struktur wird, wenn das Fahrzeug anhält, die Kraftstoffzufuhr zum Fahrzeugmotor 101 unterbrochen, so daß der Kraftstoffverbrauch und die Abgasmenge reduziert werden können. Darüber hinaus wird der Fahrzeugmotor 101 durch den Motor-Generator 105 im wesentlichen im Leerlaufdrehzahlzustand gehalten, so daß die durch den Fahrzeugmotor 101 angetriebenen Zusatzgeräte betrieben werden können.
  • Außer der vorstehend erwähnten Struktur weist die Fahrzeugantriebseinheit ferner auf: eine Restkapazitäterfassungseinrichtung 117 zum Erfassen der elektrischen Restenergie der Batterie 107. Wenn durch die Stoppzustanderfassungseinrichtung der Stoppzustand des Fahrzeugs erfaßt wird und die durch die Restkapazitäterfassungseinrichtung 117 erfaßte Restkapazität der Batterie einen vorgegebenen Wert unterschreitet, wird durch die elektronische Fahrzeugmotorsteuerung 108 veranlaßt, daß dem Fahrzeugmotor 101 Kraftstoff zugeführt wird, um die vorgegebene Drehzahl aufrechtzuerhalten, und durch die elektronische Steuerung 110 zum Steuern des Motor-Generators wird veranlaßt, daß der Motor-Generator 105 elektrische Energie erzeugt.
  • Gemäß dieser Struktur wird, wenn der Motorbetrieb, bei dem der Fahrzeugmotor 101 durch den Motor-Generator 105 angetrieben wird, für eine lange Zeitdauer fortgesetzt wird, die gespeicherte Kapazität der Batterie 107 für die Leistungs- oder Energiequelle des Motor-Generators 105 verbraucht, wodurch die Leistungsfähigkeit und die Lebensdauer der Batterie 107 abnehmen. Daher wird, wenn die durch die Restkapazitäterfassungseinrichtung 117 erfaßte Restkapazität der Batterie 107 einen vorgegebenen Wert unterschreitet, der Generatorbetrieb aktiviert, bei dem dem Fahrzeugmotor 101 Kraftstoff zugeführt wird, um zu veranlassen, daß der Motor-Generator 105 elektrische Energie zum Aufladen der Batterie 107 erzeugt. Dadurch kann die gespeicherte Kapazität der Batterie 107 auf einem höheren Wert als dem vorgegebenen Wert gehalten werden, wodurch das Leistungsvermögen und die Lebensdauer der Batterie 107 erhöht werden.
  • Die Fahrzeugantriebseinheit weist ferner einen Katalysatortemperatursensor 118 zum Erfassen der Temperatur eines in der Mitte des Auspuffrohrs angeordneten Katalysators auf. Wenn das Fahrzeug sich in einem Stoppzustand befindet und die durch den Katalysatortemperatursensor 118 erfaßte Katalysatortemperatur einen vorgegebenen Wert unterschreitet, wird durch die elektronische Fahrzeugmotorsteuerung 108 veranlaßt, daß dem Fahrzeugmotor 101 Kraftstoff zugeführt wird, um den Fahrzeugmotor 101 im wesentlichen in einem Leerlaufdrehzahlzustand zu halten.
  • Wenn bei diesem Aufbau der Motorbetrieb im Leerlaufbetriebszustand ausgeführt wird, sinkt die Katalysatortemperatur ab, wodurch die Funktion des Katalysator beeinträchtigt wird und die Abgasqualität beim Wiederanlassen des Fahrzeugmotors 101 wesentlich verschlechtert sein kann. Wenn die durch den Katalysatortemperatursensor 118 überwachte Katalysatortemperatur einen vorgegebenen Wert unterschreitet, wird dem Fahrzeugmotor 101 daher Kraftstoff zugeführt, um einen Leerlaufbetrieb einzustellen und den Fahrzeugmotor 101 im Leerlaufdrehzahlzustand zu halten und ein Absinken der Katalysatortemperatur zu verhindern. Dadurch kann die Katalysatortemperatur über dem vorgegebenen Wert gehalten werden, um eine Verschlechterung der Abgasqualität zu verhindern.
  • Die Fahrzeugantriebseinheit weist außerdem eine elektronische Bremsensteuerung 109 zum Steuern des Öldrucks der Bremse auf, wobei diese elektronische Bremsensteuerung 109 den Öldruck der Bremse über einem vorgegebenen Wert hält.
  • Dies wird nachstehend unter Bezug auf 15 beschrieben.
  • In einem Vorwärtsfahrbereich wird im in 15 bei (a) dargestellten Motorbetrieb das mit dem Ausgangselement 126 verbundene dritte Rotationselement (bzw. der dritte Träger) 123 gestoppt, wenn der Fahrer das Bremspedal betätigt. Außerdem gibt der mit dem zweiten Rotationselement (oder Sonnenrad) 122 verbundene Motor-Generator 105 ein Drehmoment aus, um das zweite Rotationselement (oder Sonnenrad) 122 rückwärts zu drehen, so daß das als Reaktionselement wirkende erste Rotationselement (oder Hohl- bzw. Tellerrad) 121 vorwärts gedreht wird, um den Fahrzeugmotor 101 im wesentlichen im Leerlaufdrehzahlzustand zu halten. Daher wird auf das dritte Rotationselement (bzw. den dritten Träger) 123 durch das Drehmoment des Motor-Generators 105 permanent ein Drehmoment übertragen, durch das dieses Rotationselement rückwärts gedreht wird, so daß im Fahrzeug eine Kriechbewegung erzeugt wird, durch den die durch den Fahrer ausgeführte Bremsfunktion kompliziert wird.
  • Im in 15 bei (b) dargestellten Generatorbetrieb wird das mit dem Ausgangselement 126 verbundene dritte Rotationselement (bzw. der dritte Träger) 123 gestoppt, wenn der Fahrer das Bremspedal betätigt. Außerdem wird das erste Rotationselement (oder Hohl- bzw. Tellerrad) 121 vorwärts gedreht, weil der Fahrzeugmotor 101 durch Zuführen von Kraftstoff im wesentlichen im Leerlaufdrehzahlzustand gehalten wird. Das zweite Rotationselement (oder Sonnenrad) 122 wird dagegen rückwärts gedreht. Dadurch wird dem dritten Rotationselement (bzw. dritten Träger) 123 permanent ein Vorwärtsdrehmoment vom Fahrzeugmotor 101 zugeführt, so daß im Fahrzeug eine Kriechbewegung erzeugt wird, wodurch die durch den Fahrer ausgeführte Bremsfunktion kompliziert wird.
  • Daher wird der Bremsenöldruck durch die elektronische Bremsensteuerung 109 über einem vorgegebenen Wert gehalten, wenn das Fahrzeug sich in einem Stoppzustand befindet, so daß die durch den Fahrer veranlaßte komplizierte Bremsfunktion verhindert werden kann (wie in 21 dargestellt).
  • Nachstehend wird die Steuerung der Fahrzeugantriebseinheit unter Bezug auf Ablaufdiagramme ausführlich beschrieben.
  • Zunächst wird eine Fahrzeugsteuerung beschrieben.
  • 16 zeigt ein Ablaufdiagram zum Darstellen einer Fahrzeugsteuerung.
  • Zunächst wird (bei Schritt S101) der Drosselklappenöffnungswinkel (Θ) auf der Basis der vorn Drosselklappensensor zugeführten Information gelesen.
  • Anschließend wird (bei Schritt S102) geprüft, ob der Drosselklappenöffnungswinkel 0 ist oder nicht.
  • Wenn die Antwort bei Schritt S102 NEIN lautet, wird (bei Schritt S103) die normale Fahrtsteuerung ausgeführt.
  • Wenn die Antwort bei Schritt S102 JA lautet, wird (bei Schritt S104) die Fahrzeuggeschwindigkeit V vom Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 14 gelesen.
  • Anschließend wird (bei Schritt S105) geprüft, ob die Fahrzeuggeschwindigkeit V einen vorgegebenen Wert Vs überschreitet oder nicht. Hierbei beträgt der vorgegebene Wert Vs im wesentlichen 0.
  • Wenn die Antwort bei Schritt S105 JA lautet, wird festgestellt, daß die Drosselklappe auf den Zustand AUS eingestellt ist, d. h. die Drosselklappe geschlossen ist, und das Fahrzeug verzögert wird, und (bei Schritt S106) wird die Rückgewinnungsenergie zurückgewonnen.
  • Wenn die Antwort bei Schritt S105 NEIN lautet, wird festgestellt, daß sich das Fahrzeug in einem Stoppzustand befindet, und (bei Schritt S106) wird die Stoppsteuerung ausgeführt.
  • Nachstehend wird eine Stoppsteuerung beschrieben.
  • 17 zeigt ein Ablaufdiagramm zum Darstellen der Stoppsteuerung.
  • Bei Schritt S111 wird gemäß der vom Schaltpositionssensor 116 ausgegebenen Information festgestellt, ob der aus gewählte Bereich der Bereich R (bzw. der Rückwärtsfahrbereich) ist oder nicht.
  • Wenn die Antwort bei Schritt S111 NEIN lautet, wird (bei Schritt S112) festgestellt, ob der ausgewählte Bereich ein Vorwärtsfahrbereich (D, 2 oder L) ist oder nicht.
  • Wenn die Antwort bei Schritt S112 JA lautet, wird (bei Schritt S113) die Haltemodussteuerung ausgeführt.
  • Wenn die Antwort bei Schritt S112 NEIN lautet, d. h., wenn der Bereich ”P” oder ”N” eingestellt ist, wird (bei Schritt S114) das den Haltemodus anzeigende Flag FH auf FH = 0 gesetzt.
  • Anschließend wird (bei Schritt S115) der Haltemodus auf den Zustand AUS geschaltet (oder deaktiviert). Weil in diesem Fall die Kupplung C1 des Getriebes 104 im Bereich P oder N gelöst ist, wird keine Kriechbewegung erzeugt, so daß das Fahrzeug auch dann im Stoppzustand gehalten werden kann, wenn der Haltemodus deaktiviert ist.
  • Anschließend wird (bei Schritt S116) gemäß der Information von der Batterie-Restkapazitäterfassungseinrichtung 117 festgestellt, ob die Restkapazität der Batterie einen vorgegebenen Wert a überschreitet oder nicht.
  • Wenn die Antwort bei Schritt S116 JA lautet, wird (bei Schritt S117) gemäß der Information vom Katalysatortemperatursensor 118 festgestellt, ob die Katalysatortemperatur einen vorgegebenen Wert t überschreitet oder nicht.
  • Wenn die Antwort bei Schritt S117 JA lautet, wird der Modus (bei Schritt S118) auf den Motorbetrieb eingestellt. D. h., die Kraftstoffzufuhr zum Fahrzeugmotor 101 wird durch eine von der elektronischen Motorsteuerung 108 zugeführte Anweisung unterbrochen, und der Fahrzeugmotor 101 wird durch den Motor-Generator 105 angetrieben.
  • Wenn die Antwort bei Schritt S111 JA lautet, d. h., wenn der Bereich R eingestellt ist, und wenn die Antwort bei Schritt S117 NEIN lautet, d. h., wenn die Katalysatortemperatur einen vorgegebenen Wert unterschreitet, wird (bei Schritt S119) dem Fahrzeugmotor 101 in Antwort auf eine Anweisung von der elektronischen Motorsteuerung 108 Kraftstoff zugeführt, um den Fahrzeugmotor im Leerlaufbetrieb, d. h. bei der Leerlaufdrehzahl, zu halten. D. h., wenn der Bereich R eingestellt ist, wird der Leerlaufbetrieb als Vorbereitung für den Anlaßvorgang ausgeführt. In diesem Fall wird, wenn die durch den Katalysatortemperatursensor 118 überwachte Katalysatortemperatur niedrig ist, der Fahrzeugmotor 101 im Leerlaufbetrieb gehalten, um die Katalysatortemperatur zu erhöhen.
  • Wenn die Antwort bei Schritt S116 NEIN lautet, wird (bei Schritt S120) der Generatorbetrieb eingestellt. D. h., dem Fahrzeugmotor 101 wird in Antwort auf eine Anweisung von der elektronischen Motorsteuerung 108 Kraftstoff zugeführt, so daß der Motor-Generator 5 elektrische Energie erzeugt, um die Restkapazität der Batterie zu erhöhen.
  • Die bisher beschriebenen Schritte betreffen die erste Kraftübertragung, können jedoch ähnlicherweise auf die zweite Kraftübertragung angewendet werden.
  • 18 zeigt ein Ablaufdiagramm zum Darstellen eines vorgesehenen Haltemodus.
  • Nachstehend wird die Bremsensteuerung unter Bezug auf die 19 bis 21 ausführlich beschrieben.
  • Zunächst wird (bei Schritt S121) auf der Basis der Information vom Bremsensensor 113 festgestellt, ob das Bremspedal betätigt ist oder nicht.
  • Wenn die Antwort bei Schritt S121 JA lautet, d. h., wenn das Bremspedal betätigt ist, wird das Flag FH des Haltemodus (bei Schritt S122) auf FH = 1 gesetzt.
  • Daraufhin wird (bei Schritt S123) das Magnetventil in Antwort auf eine Anweisung von der elektronischen Bremsensteuerung 109 geschaltet, um den Bremsenöldruck zu halten.
  • Wenn die Antwort bei Schritt S121 NEIN lautet, d. h., wenn das Bremspedal nicht betätigt ist, wird (bei Schritt S124) festgestellt, ob das Flag FH des Haltemodus FH = 1 ist.
  • Wenn bei Schritt S124 festgestellt wird, daß das Flag FH des Haltemodus nicht auf FH = 1 gesetzt ist, wird der Bremsenöldruck erhöht. D. h., wenn das Fahrzeug nicht durch die Bremsenbetätigung gestoppt wird, wird durch Betätigen des Bremspedals kein Bremsenöldruck erzeugt, und der Öldruck wird durch Antreiben der Pumpe in Antwort auf eine von der elektronischen Bremsensteuerung 109 zugeführte Anweisung erzeugt. Wenn bei Schritt S124 das Haltemodusflag FH = 1 ist, wird der. Haltemodus unverändert beibehalten.
  • Nachstehend wird das Bremsenöldrucksystem der vorgesehenen Bremsensteuerung beschrieben.
  • 19 zeigt ein vorgesehenes Fließschema des Bremsensteuerung-Bremsenöldrucks für den Haltemodus AUS.
  • In 19 bezeichnen das Bezugszeichen 131 eine Pumpe, das Bezugszeichen 132 einen Geberzylinder, das Bezugszeichen 133 ein P&B-Ventil, das Bezugszeichen 134 ein Druckregelventil, das Bezugszeichen 135 ein Absperrventil, das Bezugszeichen 136 ein Überdruck- oder Sicherheitsventil, das Bezugszeichen 137 ein Geberzylinder-Schaltmagnetventil, das Bezugszeichen 138 ein Rückwärtsschaltmagnetventil, das Bezugszeichen 139 ein Dreiwege-Magnetventil, das Bezugszeichen 139a eine Öffnung a des Dreiwege-Magnetventils 139, das Bezugszeichen 139b eine Öffnung b des Dreiwege-Magnetventils 139, das Bezugszeichen 139c eine Öffnung c des Dreiwege-Magnetventils 139 und das Bezugszeichen 140 einen Hinterradzylinder. Davon werden die Pumpe 131, das Geberzylinder-Schaltmagnetventil 137, das Umsteuer-Schaltmagnetventil 138 und das Dreiwege-Magnetventil 139 durch die elektronische Bremsensteuerung 109 einzeln gesteuert.
  • Wenn, wie in 19 dargestellt, der Haltemodus den Zustand AUS hat, gilt: die Pumpe 131 ist auf den Zustand AUS eingestellt, die Öffnung a (139a) ist offen, die Öffnung b (139b) ist geschlossen, der Öldruck von der Pumpe 131 ist durch das Geberzylinder-Schaltmagnetventil 137 gesperrt bzw. blockiert und der Haltemodus ist AUS.
  • 20 zeigt ein vorgesehenes Fließschema zum Darstellen eines Bremsensteuerung-Bremsen öldrucks für den Haltemodus (zum Erhöhen des Bremsenöldrucks).
  • Im in 20 dargestellten Haltemodus (zum Erhöhen des Bremsenöldrucks) gilt: die Pumpe 131 ist eingeschaltet, die Öffnung a (139a) ist offen, die Öffnung b (139b) ist geschlossen, und der Öldruck von der Pumpe 131 wird über das offene Geberzylinder-Schaltmagnetventil 137 und die Öffnung a (139a) und die Öffnung c (139c) dem Hinterradzylinder 140 zugeführt, um den Bremsenöldruck zu erhöhen.
  • 21 zeigt ein Fließschema zum Darstellen eines Bremsensteuerung-Bremsenöldrucks für den Haltemodus (zum Halten des Bremsenöldrucks).
  • Im in Fig. dargestellten Haltemodus (zum Halten des Bremsenöldrucks) ist die Pumpe 131 eingeschaltet, die Öffnung a (139a) ist jedoch geschlossen, so daß der Öldruck des Hinterradzylinders 140 auf einen Haltezustand eingestellt ist, um den Bremsenöldruck zu halten.

Claims (8)

  1. Steuerungssystem für Fahrzeugantriebseinheit, mit: einem mit der Ausgangswelle (12) eines Fahrzeugmotors (10) verbundenen und als Motor und als Generator wirkenden Motor-Generator (40); einer ersten Kupplung (21), die den Motor-Generator (40) mit den Rädern verbindet; einer Stoppzustanderfassungseinrichtung (14, 25, 70) zum Erfassen eines Stoppzustands des Fahrzeugs; und einer Steuerungseinrichtung (50), die den Fahrzeugmotor (10), den Motor-Generator (40) und die erste Kupplung (21) steuert; wobei, wenn durch die Stoppzustanderfassungseinrichtung (14, 25, 70) der Stoppzustand des Fahrzeugs erfaßt wird, durch die Steuerungseinrichtung (50) veranlaßt wird, daß die erste Kupplung (21) gelöst, die Kraftstoffzufuhr zum Fahrzeugmotor (10) unterbrochen und dem Motor-Generator (40) elektrische Energie zugeführt wird, um den Motor-Generator (40) anzutreiben und dadurch die Drehbewegung des Fahrzeugmotors (10) im wesentlichen bei der Leerlaufdrehzahl zu halten; wobei die Steuerungseinrichtung (50) eine Stoppzeitmeßeinrichtung (S41–S46) zum Messen der Stoppzeit des Fahrzeugs aufweist, um die Drehbewegung des Fahrzeugmotors (10) bei einer vorgegebenen Drehzahl zu halten, die niedriger ist als die Leerlaufdrehzahl, wenn die Stoppzeit einen vorgegebenen Wert überschreitet.
  2. Steuerungssystem nach Anspruch 1, ferner mit einer Restkapazitäterfassungseinrichtung (45) zum Erfassen der elektrischen Restenergie einer Batterie (44), wobei, wenn durch die Stoppzustanderfassungseinrichtung (14, 25, 70) der Stoppzustand des Fahrzeugs erfaßt wird und die durch die Restkapazitäterfassungseinrichtung (45) erfaßte Restkapazität der Batterie (44) einen vorgegebenen Wert überschreitet, durch die Steuerungseinrichtung (50) veranlaßt wird, daß die erste Kupplung (21) gelöst, die Kraftstoffzufuhr zum Fahrzeugmotor (10) unterbrochen und dem Motor-Generator (40) elektrische Energie zugeführt wird, um die Drehbewegung des Fahrzeugmotors (10) im wesentlichen bei der Leerlaufdrehzahl zu halten.
  3. Steuerungssystem nach Anspruch 1 oder 2, ferner mit einem Servolenkungsschalter (18) zum Erfassen des aktivierten Zustands einer Servolenkung, wobei, wenn durch die Stoppzustanderfassungseinrichtung (14, 25, 70) der Stoppzustand des Fahrzeugs erfaßt wird und durch den Servolenkungsschalter (18) erfaßt wird, daß die Servolenkung nicht aktiviert ist, durch die Steuerungseinrichtung (50) veranlaßt wird, daß die erste Kupplung (21) gelöst, die Kraftstoffzufuhr zum Fahrzeugmotor (10) unterbrochen und dem Motor-Generator (40) elektrische Energie zugeführt wird, um die Drehbewegung des Fahrzeugmotors (10) im wesentlichen bei der Leerlaufdrehzahl zu halten.
  4. Steuerungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, ferner mit einem Katalysatortemperatursensor (17) zum Erfassen einer Katalysatortemperatur, wobei, wenn durch die Stoppzustanderfassungseinrichtung (14, 25, 70) der Stoppzustand des Fahrzeugs erfaßt wird und die durch den Katalysatortemperatursensor (17) erfaßte Katalysatortemperatur einen vorgegebenen Wert überschreitet, durch die Steuerungseinrichtung (50) veranlaßt wird, daß die erste Kupplung (21) gelöst, die Kraftstoffzufuhr zum Fahrzeugmotor (10) unterbrochen und dem Motor-Generator (40) elektrische Energie zugeführt wird, um die Drehbewegung des Fahrzeugmotors (10) im wesentlichen bei der Leerlaufdrehzahl zu halten.
  5. Steuerungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, ferner mit einer zweiten Kupplung (28), die den Fahrzeugmotor (10) mit dem Motor-Generator (40) verbindet, wobei, wenn das durch einen Bremsensensor (70) erfaßte Ausgangssignal vom Zustand EIN auf den Zustand AUS geschaltet wird, während der Motor-Generator (40) auf den Antriebszustand eingestellt ist, die Steuerungseinrichtung (50) veranlaßt, daß die Kraftstoffzufuhr zum Fahrzeugmotor (10) wiederaufgenommen, der Antrieb des Motor-Generators (40) unterbrochen, die zweite Kupplung (28) gelöst, der Motor-Generator (40) auf Generatorbetrieb eingestellt und die erste Kupplung (21) eingerückt wird.
  6. Steuerungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, ferner mit einer zwischen dem Fahrzeugmotor und dem Motor-Generator (40) angeordneten Flüssigkeitskupplung (30) mit einer Schließkupplung (31), wobei, wenn durch die Stoppzustanderfassungseinrichtung (14, 25, 70) der Stoppzustand des Fahrzeugs erfaßt wird, durch die Steuerungseinrichtung (50) veranlaßt wird, daß die erste Kupplung (21) gelöst, die Schließkupplung (31) eingerückt, die Kraftstoffzufuhr zum Fahrzeugmotor (10) unterbrochen und dem Motor-Generator (40) elektrische Energie zugeführt wird, um die Drehbewegung des Fahrzeugmotors (10) im wesentlichen bei der Leerlaufdrehzahl zu halten.
  7. Steuerungssystem nach Anspruch 6, wobei, wenn das durch den Bremsensensor (70) erfaßte Signal vom Zustand EIN auf den Zustand AUS geschaltet wird, während der Motor-Generator (40) auf den Antriebszustand eingestellt ist, durch die Steuerungseinrichtung (50) veranlaßt wird, daß die Kraftstoffzufuhr zum Fahrzeugmotor (10) wiederaufgenommen, der Antrieb des Motor-Generators (40) unterbrochen, die Schließkupplung (31) gelöst, der Motor-Generator (40) auf Generatorbetrieb eingestellt und die erste Kupplung (21) eingerückt wird.
  8. Steuerungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7 mit einer Batterie (44; 107) zum Speichern der durch den Motor-Generator (40; 105) zurückgewonnenen Energie als elektrische Energie und die die elektrische Energie zuführt, um den Motor-Generator (40; 105) anzutreiben.
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