DE19941879B4

DE19941879B4 - Hybridfahrzeug mit Front- und Heckantrieb

Info

Publication number: DE19941879B4
Application number: DE19941879A
Authority: DE
Inventors: Kunio Toyota Morisawa; Tsuyoshi Toyota Mikami; Eiji Toyota Ichioka
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1998-09-04
Filing date: 1999-09-02
Publication date: 2006-08-31
Anticipated expiration: 2019-09-03
Also published as: US6205379B1; DE19941879A1

Abstract

Hybridfahrzeug mit Front- und Heckantrieb, mit
einem Vorderrad (20) und einem Hinterrad (34),
einer Brennkraftmaschine (10),
einem durch die Brennkraftmaschine betätigten elektrischen Generator (24),
einem mit einer durch den elektrischen Generator erzeugten elektrischen Energie betreibbaren Elektromotor (),
einer Speichervorrichtung (48) für elektrische Energie,
einem Steigungsdetektor (52) zur Erfassung einer Steigung, einer Straßenoberfläche, auf welcher das Fahrzeug aufliegt, und wobei das Vorderrad (20) durch die Brennkraftmaschine (10) angetrieben ist, und
einer Energiezuführeinrichtung (84) zum Zuführen eines elektrischen Stroms von der Speichervorrichtung (48) für elektrische Energie zu dem Elektromotor (28) gleichzeitig mit einer Zuführung von elektrischer Energie von dem elektrischen Generator (24) zu dem Elektromotor (28), um den Elektromotor (28) zum Antrieb des Hinterrads (34) zu betreiben, wenn die durch den Steigungsdetektor (52) erfasste Steigung oberhalb eines vorbestimmten Grenzwerts liegt, und wobei die Zufuhr elektrischer Energie von der Speichervorrichtung (48) für elektrische Energie zu dem...

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Hybridkraftfahrzeug mit Front- und Heckantrieb, wobei eine Brennkraftmaschine und ein Elektromotor als zwei Antriebsquellen vorgesehen. sind. Das Hybridfahrzeug kann entweder so konfiguriert sein, dass die Brennkraftmaschine die Hinterräder antreibt, während der Elektromotor die Vorderräder antreibt oder dass die Brennkraftmaschine die Vorderräder antreibt, während der Elektromotor die Hinterräder antreibt.

Es ist ein Kraftfahrzeug eines Typs bekannt, wobei eine Brennkraftmaschine verwendet wird, um das Vorderradantriebssystem oder das Hinterradantriebssystem anzutreiben, während ein Elektromotor verwendet wird, um das andere von dem Vorderrad- bzw. Hinterradantriebssystem anzutreiben. Bei diesem Typ eines Kraftfahrzeugs können alle vier Räder durch gleichzeitigen Betrieb der Brennkraftmaschine und des Elektromotors angetrieben werden. Beispielsweise wird der Elektromotor aktiviert, um die Räder von einem von dem Vorderrad- und Hinterradantriebssystem anzutreiben, während die Räder des anderen Antriebssystems durch die Brennkraftmaschine angetrieben werden. Diesbezüglich kann das Fahrzeug des in Rede stehenden Typs als ein Hybridvierradantriebsfahrzeug oder Hybridallradfahrzeug bezeichnet werden. Zur Verbesserung des Gesamtfahrverhaltens dieses Hybridallradfahrzeugs wird, während ein hoher Grad von Kraftstoffersparnis und anderen Fahreigenschaften des Fahrzeugs aufrechterhalten werden, der Elektromotor aktiviert, um die Brennkraftmaschine zu unterstützen, nämlich um ein die Brennkraftmaschine unterstützendes Motorantriebsmoment nur dann zu schaffen, wenn das Fahrzeug in einem vorbestimmten Fahrzustand ist, der eine Beschleunigung des Fahrzeugs erfordert.

Für ein solches Hybridallradfahrzeug wurde, in einem Versuch eine Hochspannungsbatterie zum Betrieb des Elektromotors zu beseitigen und die Größe des Elektromotors zu reduzieren, vorgeschlagen, einen elektrischen Generator, der durch die Brennkraftmaschine betätigbar ist, vorzusehen um elektrische Energie zur Betätigung des Elektromotors zu erzeugen. Ein Beispiel eines solchen Hybridallradfahrzeugs ist in der JP 8-12 6117 A beschrieben.

Aus der DE 196 16 582 A1 ist ein Hybridfahrzeug bekannt, bei dem entweder die Vorderräder oder die Hinterräder durch eine Brennkraftmaschine angetrieben sind, während das andere Räderpaar von einem Elektromotor angetrieben werden kann. Der Strom zum Antrieb des Elektromotors wird der Batterie entnommen.

Aus der DE 41 33 013 C2 ist ein Hybridfahrzeug bekannt, das sämtliche Räder elektrisch antreiben kann. Der erforderliche Strom wird von einem Generator erzeugt, der von einer Brennkraftmaschine angetrieben ist. Ein derartiges Fahrzeugkonzept ist auch aus der DE 196 33 194 A1 bekannt.

Die DE 44 30 670 A1 zeigt eine Steuerung für einen Generator eines Hybridfahrzeugs in Abhängigkeit von dem Fahrzustand des Fahrzeugs und dem Ladezustand der Batterie.

Die DE 195 13 516 zeigt ein Fahrzeug mit Brennkraftmaschinenantrieb das einen zuschaltbaren Allradantieb hat, der nur in bestimmten Fahrsituationen über Kupplungen zugeschaltet wird.

Schließlich ist aus der DE 196 03 427 A1 eine Antischlupfregelung bei einem Allradfahrzeug mit Brennkraftmaschinenantrieb bekannt, die mittels Bremseingriff auf die Vorder- und Hinterräder einwirkt.

In dem Hybridallradfahrzeug, in dem der Elektromotor durch eine elektrische Energie betrieben wird, die diesem direkt von dem elektrischen Generator, der durch die Brennkraftmaschine angetrieben ist, zugeführt wird, wie oben beschrieben ist, ist jedoch der Betrieb des Elektromotors mehr oder weniger verzögert, weil es einer Zeit bedarf, bis die elektrische Energie einen Pegel erreicht hat, der ausreicht, um den Elektromotor zu starten. Folglich ist eine Erhöhung des die Brennkraftmaschine unterstützenden Drehmoments, das durch den Elektromotor erzeugt wird, verzögert. Wenn das Fahrzeug auf einer ansteigenden Straßenoberfläche mit einer relativen steilen Steigung durch gleichzeitigen Betrieb der Brennkraftmaschine und des Elektromotors anfährt, wird der verzögerte Anstieg des die Brennkraftmaschine unterstützenden Drehmoments nachteiligerweise zu einem anfänglichen Durchrutschen der durch die Brennkraftmaschine angetriebenen Räder auf der ansteigenden Straßenoberfläche führen.

Es ist folglich Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Hybridallradfahrzeug mit einem Brennkraftmaschinenantrieb eines Räderpaares und elektrischem Antrieb des anderen Radpaares vorzuschlagen, das ein gutes Anfahrverhalten mit geringen Energieverlusten zeigt.

Diese Aufgabe wird mit einem Hybridfahrzeug nach Anspruch 1 oder 2 gelöst.

In der vorliegenden Erfindung ist die Speichervorrichtung für elektrische Energie als eine zweite Leistungsquelle zum Zuführen einer elektrischen Energie zu dem Elektromotor vorgesehen, zusätzlich zu dem elektrischen Generator, der durch die Brennkraftmaschine betätigt ist und als eine erste Leistungsquelle zum Betrieb des Elektromotors vorgesehen ist. Wenn der Elektromotor betrieben wird, um das Hinterrad beispielsweise anzutreiben, um eine die Brennkraftmaschine unterstützende Antriebskraft zur Unterstützung der Brennkraftmaschine zu schaffen, die beispielsweise die Vorderräder antreibt, um mit dem Fahrzeug anzufahren, wird die Energiezuführeinrichtung betätigt, um die elektrische Energie von der Speichervorrichtung für elektrische Energie zu dem Elektromotor zusammen mit der Zufuhr der elektrischen Energie von dem elektrischen Generator dem Elektromotor zuzuführen. Diese Anordnung gestattet einen ausreichend schnellen Anstieg des die Brennkraftmaschine unterstützenden Antriebsdrehmoments des Elektromotors, auch wenn eine gewisse Verzögerung bei der Erhöhung der dem Elektromotor von dem Generator zugeführten Energie vorliegt. Entsprechend kann das Fahrzeug sanft anfahren, ohne daß ein wesentliches Durchrutschen der Vorderräder, welche als primäre Antriebsräder dienen, auftritt und es kann mit guter Fahrbarkeit auch auf einer bergauf führenden Straßenoberfläche angefahren werden, denn die Erfindung umfaßt einen Steigungsdetektor zur Erfassung einer Steigung einer Straßenoberfläche, auf welcher das Fahrzeug steht, und eine Energiezuführeinrichtung, die elektrische Energie von der Speichervorrichtung für elektrische Energie dem Elektromotor zuführt, wenn die Steigung oberhalb eines vorbestimmten Grenzwerts liegt. Die Energiezuführeinrichtung verhindert die Zufuhr elektrischer Energie von der Speichervorrichtung für elektrische Energie zu dem Elektromotor, wenn die durch den Steigungsdetektor erfaßte Steigung kleiner ist als der Grenzwert. Somit wird der Verbrauch an elektrischer Energie, die in der Speichervorrichtung für elektrische Energie gespeichert ist, vermindert.

In einer bevorzugten Form der vorliegenden Erfindung umfaßt die Speichervorrichtung für elektrische Energie einen Kondensator, der die elektrische Energie durch Polarisieren eines dielektrischen Materials speichert und der eine elektrische Speicherkapazität hat, die ausreicht, eine anfängliche Verknappung der elektrischen Energie zur Betätigung des Elektromotors auszugleichen, wobei die anfängliche Verknappung aus einem verzögerten Anstieg der Menge der elektrischen Energie resultiert, die von dem elektrischen Generator zu dem Elektromotor zugeführt wird, wenn der Elektromotor lediglich mit der von dem elektrischen Generator zugeführten elektrischen Energie betrieben würde.

In der obigen bevorzugten Form der Erfindung gestattet der Kondensator des oben angegebenen Typs einen ausreichend schnellen Anstieg der dem Elektromotor zuzuführenden elektrischen Energie. Die Bereitstellung des Kondensators sichert einen weiteren Anstieg der Geschwindigkeit des Anstiegs des die Brennkraftmaschine unterstützenden Antriebsdrehmoments des Elektromotors.

Eine weitere bevorzugte Form der Erfindung hat eine Ladeeinrichtung, die unmittelbar nach Beendigung eines Betriebs des Elektromotors betrieben wird, um die Speichervorrichtung für elektrische Energie mit der durch den elektrischen Generator erzeugten elektrischen Energie zu laden, in Abhängigkeit von der Menge an elektrischer Energie, die in der Speichervorrichtung für elektrische Energie unmittelbar nach der Beendigung des Betriebs des Elektromotors gespeichert ist. Diese Anordnung gestattet einen ausreichend schnellen Anstieg des die Brennkraftmaschine unterstützenden Antriebsdrehmoments des Elektromotors, auch wenn der die Brennkraftmaschine unterstützende Betrieb des Elektromotors wiederholt auf einer Straßenoberfläche ausgeführt wird, die einen relativ niedrigen Reibungskoeffizienten hat.

Einer weitere bevorzugte Form der Erfindung hat eine Antriebskraftverminderungseinrichtung zur Verminderung der Antriebskraft von den mit der Brennkraftmaschine angetriebenen Vorderrädern oder Hinterrädern, wenn eine Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs trotz einer Betätigung des Elektromotors, infolge des Durchrutschens der vorgenannten durch die Brennkraftmaschine angetriebenen Räder, nicht auf einen vorbestimmten Grenzwert angehoben werden kann. Die Antriebskraftverminderungseinrichtung kann eine Belastungserhöhungseinrichtung für die Brennkraftmaschine zur Erhöhung einer auf die Brennkraftmaschine wirkenden Belastung aufweisen. Wenn das Fahrzeug ein Automatikgetriebe hat, durch welches eine Ausgangsleistung der Brennkraftmaschine auf die Vorder- oder Hinterräder übertragen wird, kann die Belastungserhöhungseinrichtung für die Brennkraftmaschine mindestens eine von den folgenden Einrichtungen aufweisen: eine Einrichtung zur Betätigung einer brennkraftmaschinenbetriebenen Vorrichtung, welche durch die Brennkraftmaschine betrieben wird und die ausgeschaltet war, eine Einrichtung zur Maximierung einer Belastung, die auf die brennkraftmaschinenbetriebene Vorrichtung wirkt, die bereits eingeschaltet wurde, eine Einrichtung zum Hochschalten des Automatikgetriebes, eine Einrichtung zur Ausführung eines teilweisen Durchrutschens einer Reibungskupplungsvorrichtung des Automatikgetriebes, welche in Eingriff sein soll, um eine Betriebsstellung des Automatikgetriebes einzustellen, die von einer derzeit eingestellten Betriebsstellung des Getriebes verschieden ist, und eine Einrichtung zur Erhöhung der durch den elektrischen Generator erzeugten Menge an elektrischer Energie. Alternativ kann die Antriebskraftverminderungseinrichtung eine Einrichtung zum Bewirken eines teilweisen Durchrutschens einer Bremse des Automatikgetriebes umfassen, die in Eingriff war, um ein stationäres Reaktionselement des Automatikgetriebes festzuhalten, um eine derzeit gewählte Betriebsstellung des Getriebes einzustellen. In dieser alternativen Anordnung kann die Antriebskraft des durch die Brennkraftmaschine angetriebenen Räderpaares reduziert werden, ohne die Brennkraftmaschinenbelastung zu erhöhen. Die Antriebskraftverminderungseinrichtung, die zuvor diskutiert wurde, bewirkt eine Verminderung des Durchrutschbetrags des vorgenannten Räderpaares, um dadurch die Traktion des Fahrzeugs beim Anfahren des Fahrzeugs zu erhöhen.

Eine weitere bevorzugte Form der Erfindung hat eine Restenergiemengenerfassungseinrichtung zur Bestimmung, ob eine Restmenge an elektrischer Energie, die in der Speichervorrichtung für elektrische Energie gespeichert ist, größer ist als eine vorbestimmte untere Grenze, und eine Ladesteuereinrichtung, die betreibbar ist, wenn die Restenergiemengenerfassungseinrichtung bestimmt, daß die Restmenge an elektrischer Energie nicht größer ist als die vorbestimmte untere Grenze, um die Speichervorrichtung für elektrische Energie mit einer elektrischen Energie aufzuladen, die durch Umwandlung einer kinetischen Energie des Fahrzeugs erzeugt wird, während das Fahrzeug in einem unverzögerten Zustand fährt.

In der obigen bevorzugten Form der Erfindung wird die Ladesteuereinrichtung betrieben, wenn die Restenergiemengenerfassungseinrichtung bestimmt, daß die in dem Kondensator gespeicherte elektrische Engergiemenge nicht größer ist als die untere Grenze. Die Ladesteuereinrichtung ist ausgelegt, die Speichervorrichtung für elektrische Energie mit einer elektrischen Energie zu laden, welche durch Umwandlung einer kinetischen Energie des in einem unverzögerten Zustand fahrenden Fahrzeugs erzeugt ist, nämlich während das Fahrzeug mit einer im wesentlichen konstanten Geschwindigkeit fährt oder beim Vorgang der Beschleunigung. Somit wird, solange die elektrische Restenergiemenge, die in der Speichervorrichtung für elektrische Energie gespeichert ist, nicht größer ist als die untere Grenze, die Speichervorrichtung unter der Steuerung der Ladesteuereinrichtung geladen, auch wenn das Fahrzeug nicht im Vorgang der Verzögerung ist. Diese Anordnung bewirkt die Sicherstellung einer ausreichenden Menge von in der Speichervorrichtung für elektrische Energie gespeicherter elektrischer Energie, bevor der Elektromotor betrieben wird, um ein die Brennkraftmaschine unterstützendes Drehmoment zum Antrieb der elektrisch angetriebenen Räder anzutreiben. Mit anderen Worten, die vorliegende Anordnung bewirkt die Verhinderung einer Verknappung der elektrischen Energie zur Ausführung des die Brennkraftmaschine unterstützenden Betriebs des Elektromotors.

Eine bevorzugte Anordnung der obigen bevorzugten Form der Erfindung, die die Ladesteuereinrichtung umfaßt, hat eine Erfassungseinrichtung für einen Fahrzeugbeschleunigungsbetrieb zur Bestimmung, ob ein Beschleunigungsbetrieb zur Beschleunigung des Fahrzeugs durch einen Fahrer des Fahrzeugs ausgeführt wurde, wobei die Ladesteuereinrichtung betrieben wird, um die Speichervorrichtung für elektrische Energie zu laden, wenn die Restenergiemengenerfassungseinrichtung bestimmt, daß die Restmenge an elektrischer Energie, die in der Speichervorrichtung für elektrische Energie gespeichert ist, nicht größer ist als die vorbestimmte untere Grenze, und wenn die Erfassungseinrichtung für einen Fahrzeugbeschleunigungsbetrieb bestimmt, daß der Fahrzeugbeschleunigungsbetrieb durch den Fahrer des Fahrzeugs ausgeführt wurde. Bei dieser Anordnung wird die Speichervorrichtung für elektrische Energie mit einem Teil der Fahrzeugantriebskraft geladen, die durch den Fahrzeugbeschleunigungsbetrieb erhöht wurde. Weil das Fahrzeug beschleunigt wird, wird das Laden der Speichervorrichtung für elektrische Energie nicht bewirken, daß der Fahrer des Fahrzeugs einen merklichen Abfall der Fahrzeugantriebskraft spürt.

Die obige vorteilhafte Anordnung ist passend auf ein Fahrzeug anwendbar, das ein automatisches Getriebe zwischen der Brennkraftmaschine und den davon angetriebenen Vorderrädern oder Hinterrädern hat. Diese Anordnung hat vorzugsweise eine Erhöhungseinrichtung für das Getriebeübersetzungsverhältnis zur Erhöhung eines Übersetzungsverhältnisses des automatischen Getriebes, wenn die Erfassungseinrichtung für einen Fahrzeugbeschleunigungsbetrieb bestimmt, daß der Beschleunigungsbetrieb durch den Fahrer des Fahrzeugs ausgeführt wurde. Das Übersetzungsverhältnis des automatischen Getriebes ist ein Verhältnis einer Eingangsdrehzahl des automatischen Getriebes zu einer Ausgangsdrehzahl des automatischen Getriebes. Durch eine Erhöhung des Übersetzungsverhältnisses des automatischen Getriebes wird ein zusätzliches Fahrzeugantriebsdrehmoment geschaffen, so daß die Menge der kinetischen Energie des Fahrzeugs, die verwendet werden kann, um die Speichervorrichtung für elektrische Energie zu laden, erhöht wird. Folglich wird das Laden der Speichervorrichtung nicht dazu führen, daß der Fahrer des Fahrzeugs einen spürbaren Abfall der Fahrzeugantriebskraft wahrnimmt.

In einer anderen vorteilhaften Anordnung der oben genannten bevorzugten Form der Erfindung mit der Ladesteuereinrichtung hat das Fahrzeug ferner ein automatisches kontinuierlich verstellbares Getriebe, welches zwischen der Brennkraftmaschine und den davon angetriebenen Vorderrädern oder Hinterrädern angeordnet ist, wobei das Fahrzeug aufweist: eine Steuereinrichtung für das kontinuierlich verstellbare Getriebe zur kontinuierlicher Steuerung eines Übersetzungsverhältnisses des kontinuierlich verstellbaren Getriebes, so daß eine tatsächliche Drehzahl der Brennkraftmaschine mit einem Sollwert übereinstimmt, welcher auf der Basis einer tatsächlichen Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs und einer derzeit erforderlichen Ausgangsleistung der Brennkraftmaschine sowie gemäß einer gespeicherten vorbestimmten Sollwertbestimmungsbeziehung unter den Sollwerten für die tatsächliche Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs und die derzeit geforderte Ausgangsleistung der Brennkraftmaschine bestimmt ist, und eine Beziehungsänderungseinrichtung, die betätigbar ist, wenn die Erfassungseinrichtung für einen Fahrzeugbeschleunigungsbetrieb bestimmt, daß der Beschleunigungsbetrieb zur Beschleunigung des Fahrzeugs durch den Fahrer des Fahrzeugs ausgeführt wurde, um die gespeichterte vorbestimmte Sollwertsbestimmungsbeziehung auf eine maximale Brennstoffersparnisbeziehung zu ändern, so daß die Brennkraftmaschine mit der maximalen Kraftstoffersparnis betrieben wird, wobei das Übersetzungsverhältnis kontinuierlich gesteuert wird, so daß die tatsächliche Drehzahl der Brennkraftmaschine mit dem Sollwert übereinstimmt, der gemäß der Beziehung für maximale Kraftstoffersparnis bestimmt ist. Die vorliegende Anordnung dient zur Verbesserung der Kraftstoffersparnis des Fahrzeugs, weil die Speichervorrichtung für elektrische Energie geladen wird, während die Brennkraftmaschine mit maximaler Kraftstoffersparnis betrieben wird.

In einer weiteren vorteilhaften Anordnung der obigen bevorzugten Form der Erfindung mit der Ladesteuereinrichtung hat das Fahrzeug ferner eine brennkraftmaschinengetriebene Vorrichtung, die durch die Brennkraftmaschine angetrieben ist, und eine Belastungsreduziereinrichtung zur Reduzierung einer auf die brennkraftmaschinengetriebene Vorrichtung wirkenden Belastung, wenn die Restenergiemengenerfassungseinrichtung bestimmt, daß die Restmenge an elektrischer Energie, die in der Speichervorrichtung für elektrische Energie gespeichert ist, nicht größer ist als die vorbestimmte untere Grenze. Die Ladesteuereinrichtung wird betrieben, wenn die auf die brennkraftmaschinenbetriebene Vorrichtung wirkende Belastung durch die Belastungsreduziereinrichtung reduziert wird. Durch eine Reduzierung der Belastung der durch die Brennkraftmaschine angetriebenen brennkraftmaschinenbetriebenen Vorrichtung wird ein zusätzliches Fahrzeugantriebsdrehmoment geschaffen, so daß die Menge an kinetischer Energie des Fahrzeugs, die zur Regeneration oder Erzeugung einer elektrischen Energie zum Laden der Speichervorrichtung für elektrische Energie verwendet werden kann, erhöht wird. Folglich wird das Laden der Speichervorrichtung für elektrische Energie nicht bewirken, daß der Fahrer des Fahrzeugs einen merklichen Abfall der Fahrzeugsantriebskraft verspürt.

In der obigen Anordnung kann die Ladesteuereinrichtung ausgelegt sein, die Speichervorrichtung für elektrische Energie zu laden, so daß eine in der Speichervorrichtung für elektrische Energie gespeicherte elektrische Energiemenge einem Reduktionsbetrag der Belastung der brennkraftmaschinenbetriebenen Vorrichtung durch die Belastungsredziereinrichtung entspricht. Weil der Betrag zusätzlichen Fahrzeugsantriebsdrehmoments, der durch die Verminderung der Belastung der brennkraftbetriebenen Vorrichtung geschaffen ist, gleich dem Betrag an elektrischer Energie ist, welche durch das regenerative Bremsmoment erzeugt ist und in der Speichervorrichtung für elektrische Energie gespeichert wird, wird die Fahrzeugantriebskraft nicht für den Fahrer des Fahrzeugs unerwartet vermindert, wenn die Speichervorrichtung für elektrische Energie geladen wird.

Die obige Aufgabe und zusätzliche Ziele, Merkmale, Vorteile sowie die technische und industrielle Bedeutung dieser Erfindung werden aus der nachfolgenden genauen Beschreibung derzeit bevorzugter Ausführungsbeispiele und Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung deutlich, in der:
1 eine Ansicht ist, die ein Kraftübertragungssystem eines Hybrid-Front- und Heckantriebskraftfahrzeugs in der Form eines Hybridallradfahrzeugs zeigt, welches ein Steuergerät umfaßt, das gemäß einem Ausführungsbeispiel dieser Erfindung aufgebaut ist;
2 eine Darstellung zur Erläuterung eines Betriebs einer elektronischen Traktionssteuervorrichtung ist, die in dem Kraftübertragungssystem von 1 vorgesehen ist;
3 ein Graph zur Erläuterung eines Betriebs eines durch eine elektronische Motorsteuervorrichtung gesteuerten Elektromotors ist, wobei dicke Linien Betriebszeitspannen des Elektromotors zeigen, um ein die Brennkraftmaschine unterstützendes Drehmoment zu erzeugen, während Doppellinien Zeitspannen des regenerativen Bremsbetriebs des Elektromotors durch eine kinetische Energie des Fahrzeugs andeuten;
4 ein funktionales Blockdiagramm ist, das verschiedene Steuereinrichtungen der elektronischen Motorsteuervorrichtung zeigt;
5 ein Graph zur Erläuterung einer Betriebs eines Hoch-μ-Staßen-Motorsteuereinrichtung zur Brennkraftmaschinen unterstützung der in 4 gezeigten Motorsteuervorrichtung ist;
6A und 6B Graphen sind, um den Betrieb einer Niedrig-μ-Straßen-Motorsteuereinrichtung zur Brennkraftmaschinenunterstützung der in 4 gezeigten Motorsteuervorrichtung zu erläutern, wenn ein zur Betätigung des Elektromotors verwendeter Kondensator nicht geladen wird und wenn er durch einen elektrischen Generator, der durch die Brennkraftmaschine betrieben ist, geladen wird;
7 ein Graph ist, der eine Beziehung zeigt, die durch eine erste Drehmomentkompensationseinrichtung für das Unterstützungsmotordrehmoment, die in der Niedrig-μ-Straßen-Motorsteuereinrichtung zur Brennkraftmaschinenunterstützung von 4 enthalten ist, verwendet wird;
8 ein Graph ist, der eine Beziehung zeigt, die durch eine zweite Drehmomentkompensationseinrichtung für das Unterstützungsmotordrehmoment, die in der Niedrig-μ-Straßen-Motorsteuereinrichtung von 4 enthalten ist, verwendet wird;
9 ein Graph ist, der eine Beziehung zwischen einem Niedrig-μ-Straßenmotordrehmoment T_AL, das durch den elektrischen Motor unter Steuerung durch die Niedrig-μ-Straßen-Motorsteuereinrichtung zur Brennkraftmaschinenunterstützung von 4 erzeugt ist, einer Straßenoberflächensteigung α und einem Straßenoberflächenreibungskoeffizienten μ zeigt;
10 ein Flußdiagramm ist, das eine die Brennkraftmaschine unterstützende Motorsteuerhauptroutine zeigt, die durch die in 1 gezeigt elektronische Motorsteuervorrichtung ausgeführt wird;
11 ein Flußdiagramm ist, das eine Hoch-μ-Straßen-Motorsteuerroutine zeigt, die im Schritt M5 der Hauptroutine von 10 ausgeführt wird;
12A und 12B Graphen sind, die jeweils zwei Beziehungen zeigen, die verwendet werden, um ein Basisunterstützungsmotordrehmoment T_AH0 zu bestimmen, in Abhängigkeit von einem Betätigungsbetrag θ eines Beschleunigungspedals beziehungsweise einer Änderungsrate dθ/dt dieses Betätigungsbetrags;
13 ein Flußdiagramm ist, das eine Niedrig-μ-Straßen-Motorsteuerroutine zeigt, die in Schritt M8 der Hauptroutine von 10 ausgeführt wird;
14 ein Flußdiagramm ist, das ein Niedrig-μ-Straßen-Motorsteuerbeendigungsroutine zeigt, die in Schritt M13 der Hauptroutine von 10 ausgeführt wird;
15 ein Flußdiagramm ist, das eine Traktionssteuerungskompensationsroutine zeigt, die durch die in 1 gezeigte elektronische Motorsteuervorrichtung ausgeführt wird;
16 ein Graph ist, der eine Beziehung zeigt, die verwendet wird, um zu bestimmen, ob der elektrische Motor betrieben werden sollte, um ein die Brennkraftmaschine unterstützendes Drehmoment zu erzeugen, während das Beschleunigungspedal betätigt wird;
17 ein Funktionsblockdiagramm ist, das verschiedene Steuereinrichtungen einer elektrischen Motorsteuervorrichtung eines Steuergeräts zeigt, das gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel dieser Erfindung aufgebaut ist;
18 ein Flußdiagramm ist, das eine Kondensatorladesteuerroutine zeigt, die durch die Motorsteuervorrichtung von 17 ausgeführt wird;
19 ein funktionales Blockdiagramm ist, das verschiedene Steuereinrichtungen einer elektronischen Motorsteuervorrichtung eines Steuergeräts zeigt, das gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel dieser Erfindung aufgebaut ist;
20 ein Flußdiagramm ist, das eine Kondensatorladesteuerroutine zeigt, die durch die Motorsteuervorrichtung von 19 ausgeführt wird;
21 funktionales Blockdiagramm ist, das verschiedene Steuereinrichtungen einer elektronischen Motorsteuervorrichtung eines Steuergeräts zeigt, das gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel diese Erfindung aufgebaut ist; und
22 ein Flußdiagramm ist, das eine Kondensatorladesteuerroutine zeigt, die durch die Motorsteuervorrichtung von 21 ausgeführt wird.
Zunächst ist gemäß 1 ein Kraftübertragungssystem eines Hybrid-Front- und Heckantriebskraftfahrzeugs in Form eines Hybridallradfahrzeugs gezeigt, welches grundsätzlich durch ein Vorderradantriebssystem angetrieben ist, das eine Brennkraftmaschine 10, wie einen Benzinmotor oder einen Dieselmotor aufweist. Ein Ausgangsdrehmoment der Brennkraftmaschine 10 wird auf ein Paar von Vorderrädern 20, die als primäre Antriebsräder dienen, über einen Drehmomentwandler 12, ein Getriebe 14, ein vorderes Differentialgetriebe 16 und eine Vorderachse 18 übertragen. Die Brennkraftmaschine 10 ist mit einem elektrischen Generator 24 versehen, der ausschließlich zur Erzeugung einer elektrischen Energie verwendet wird. Das Vorderradantriebssystem ist durch die Brennkraftmaschine 10, den Drehmomentwandler 12, das Getriebe 14, das vordere Differentialgetriebe 16, die Vorderachse 18 und die Vorderräder 20 gebildet.
Das Hybridallradfahrzeug hat ferner ein Hinterradantriebssystem mit einem Elektromotor/Generator 28 (der nachfolgend als „Mg 28„ abgekürzt wird), dessen Ausgangsleistung auf ein Paar von Hinterrädern 34, die als Hilfsantriebsräder dienen, über ein hinteres Differentialgetriebe 30 und eine Hinterachse 32 übertragen wird. Somit ist das Hinterradantriebssystem durch den Mg 28, das hintere Differentialgetriebe 30, die Hinterachse 32 und die Hinterräder 34 gebildet. Wenn der Mg 28 als eine zweite Antriebsquelle betrieben wird, um das Fahrzeug zusätzlich zu der ersten Antriebsquelle in Form der Brennkraftmaschine 10 anzutreiben, wird das Fahrzeug durch alle vier Räder 20, 34 angetrieben. Es ist anzumerken, daß das vorliegende Hybridallradfahrzeug keine Antriebswelle oder Kardanwelle hat, die sich in Längsrichtung des Fahrzeugs erstreckt.
Der Mg 28 funktioniert nicht nur als ein Elektromotor, der durch eine von dem elektrischen Generator 24 zugeführte elektrische Energie zum Antrieb der Hinterräder 34 betrieben wird, sondern auch als ein elektrischer Generator, der durch eine kinetische Energie des fahrenden Fahrzeugs betrieben wird, um eine elektrische Energie (regenerative Energie) zu erzeugen. Der elektrische Generator 24, der zur Betätigung des Mg 28 verwendet wird, hat ein Elektrizitätserzeugungsvermögen, das höher ist als das des Mg 28.
Das Getriebe 14 kann entweder ein manuell geschaltetes Getriebe oder ein automatisches Getriebe sein. Beispielsweise kann das manuell geschaltete Getriebe ein paralleles Zweiachsgetriebe sein, das eine Vielzahl von Zahnradsätzen hat, die jeweils aus zwei kämmenden Zahnrädern bestehen, die an jeweils zwei parallelen Wellen angebracht sind. Das automatisches Getriebe kann ein Planetengetriebe sein, das eine Vielzahl von Planetenzahnradsätzen hat, deren drehende Elemente durch eine Vielzahl von hydraulisch betätigten Reibungskupplungseinrichtungen, die wahlweise in Eingriff gebracht werden, wahlweise miteinander verbunden oder stationär gehalten werden können, um eine passende von einer Vielzahl von Betriebsstellungen einzustellen, die verschiedene Übersetzungsverhältnisse haben. Alternativ kann das automatische Getriebe ein kontinuierlich verstellbares Getriebe sein, welches ein Keilriemengetriebe sein kann, in welchem wirksame Durchmesser von zwei Riemenscheiben, die miteinander durch einen Riemen verbunden sind, durch einen hydraulisch betätigten Aktuator kontinuierlich verstellbar sind.
Die Brennkraftmaschine 10 und das Getriebe 14 sind durch eine elektronische Brennkraftmaschinen- und Getriebesteuervorrichtung 38 gesteuert, die ausgelegt ist, verschiedene Steuerungen auszuführen, wie: Brennstoffeirtspritzsteuerung zur Steuerung einer Einspritzzeit eines Brennstoffs in die Brennkraftmaschine auf der Basis der tatsächlichen Drehzahl N_E der Brennkraftmaschine 10, einer Einlaßluftmenge Q/N oder einem Einlaßleitungsdruck P_IN und gemäß einer gespeicherten vorbestimmten Beziehung zwischen der Brennstoffeinspritzzeit und den Werten N_E, Q/N oder P_IN, eine Zündzeitpunktsteuerung zur Steuerung eines Grundzündzeitpunkts der Luftbrennstoffmischung auf der Basis der tatsächlichen Brennkraftmaschinendrehzahl N_i oder der Einlaßluftmenge Q/N und entsprechend einer gespeicherten vorbestimmten Beziehung zwischen dem Zündzeitpunkt dem Wert N_E oder Q/N, eine Leerlaufdrehzahlsteuerung zur Steuerung eines Leerlaufsteuerventils, so daß die tatsächliche Leerlaufdrehzahl der Brennkraftmaschine 10 mit einem Sollwert übereinstimmt, der auf passende Weise bestimmt ist, und eine Getriebesteuerung, wenn das Getriebe 14 ein automatisches Getriebe ist, um das Getriebe 14 automatisch zu schalten, auf der Basis der tatsächlichen Fahrgeschwindigkeit V des Fahrzeugs und einem Betätigungsbetrag θ eines Beschleunigungspedals (welches einen Öffnungswinkel einer Drosselklappe der Brennkraftmaschine 10 bestimmt) und entsprechend gespeicherten vorbestimmten Schaltmustern, welche Beziehungen zwischen den Betriebsstellungen des automatischen Getriebes 14, der Fahrgeschwindigkeit V und dem Betätigungsbetrag θ des Beschleunigungspedals (nachfolgend als Beschleunigerbetätigungsbetrag θ bezeichnet), welcher eine Fahrzeugantriebskraft wiedergibt, die derzeit durch den Fahrer des Fahrzeugs angefordert wird, umfassen.
Die Brennkraftmaschine 10 wird zudem durch eine elektronische Traktionssteuervorrichtung 40 gesteuert, welche ausgelegt ist, zudem vordere Radbremsen 44 zu steuern, die vorgesehen sind, um die Vorderräder 20 zu bremsen. Genauer gesagt, die Traktionssteuervorrichtung 40 ist ausgelegt, Ausgangssignale von Radgeschwindigkeitssensoren 42_FR , 42_FL , 42_RR und 42_RL zu empfangen, die vorgesehen sind, Geschwindigkeiten V_FR, V_FL, V_RR und V_RL der rechten und linken Vorderräder 20 beziehungsweise der rechten und linken Hinterräder 34 zu erfassen. Die Geschwindigkeiten V_FR, V_FL, V_RR und V_RL geben die Fahrzeugfahrgeschwindigkeit V wieder, die aus der Anzahl der Umdrehungen pro Minute der Räder 20,34 berechnet ist. Die Traktionssteuervorrichtung 40 berechnet zudem eine Vorderradgeschwindigkeit V_F, welche gleich (V_FR + V_FL)/2 ist, eine Hinterradgeschwindigkeit V_R, welche gleich (V_RR + V_RL)/2 ist, und schätzt die Fahrzeugfahrgeschwindigkeit V. Die Abschätzung der Fahrgeschwindigkeit V kann so ausgeführt werden, daß die niedrigste der Radgeschwindigkeiten V_FR, V_FL, V_RR Und V_RL als die Fahrgeschwindigkeit V bestimmt wird. Die Traktionssteuervorrichtung 40 ist ferner angepaßt, eine Durchrutschgeschwindigkeit ΔV der Vorderräder 20, die durch die Brennkraftmaschine 10 angetrieben sind, zu berechnen wobei die Durchrutschgeschwindigkeit ΔV eine Differenz zwischen der Vorderradgeschwindigkeit V_F und der Hinterradgeschwindigkeit V_R (Durchschnittsgeschwindigkeit der Hinterräder 34, die nicht durch die Brennkraftmaschine 10 angetrieben sind) ist. Bei einer Bestimmung, daß die berechnete Durchrutschgeschwindigkeit ΔV der Vorderräder 20 einen vorbestimmten Grenzwert für die Durchrutschgeschwindigkeit ΔV₂ überschreitet, initiiert die Traktionssteuervorrichtung 40 eine Traktionssteuerung zur Steuerung der Drosselklappe oder der Brennstoffeinspritzmenge, um die Ausgangsleistung der Brennkraftmaschine 10 einzustellen, und zur Regelung von Bremskräften, die durch die vorderen Radbremsen 44 erzeugt sind, um die auf die Vorderräder 20 aufgebrachten Antriebskräfte zu vermindern, so daß ein Durchrutschverhältnis Rs = (ΔV/V_F) der Vorderräder 20 innerhalb eines vorbestimmten Sollbereichs Rs* gehalten wird, der in dem Graph von 2 gezeigt ist. Dieser Graph zeigt eine Veränderung eines Reibungskoeffizienten μ der Vorderräder 20 bezüglich der Straßenoberfläche. Aus dem Graph ist zu ersehen, daß der Spitzen- oder Maximalwert des Reibungskoeffizienten μ in dem Sollbereich Rs* ist.
Der Mg 28 ist durch eine elektronische Motorsteuervorrichtung 46 gesteuert, welche für folgendes ausgelegt ist: eine regenerative Bremssteuerung, wobei eine elektrische Energie, die durch den Mg 28 erzeugt ist, der durch eine kinetische Energie des Fahrzeugs während der Bremsung des Fahrzeugs betätigt wird (die durch die Doppellinien in dem Graph von 3 gezeigt ist), in einem Kondensator 48 gespeichert wird, eine Hoch-μ-Straßen-Motorsteuerung zur Unterstützung der Brennkraftmaschine, wobei die in dem Kondensator 48 gespeicherte elektrische Energie dem Mg 28 über den Inverter 50 zugeführt wird, um den Mg 28 als den Elektromotor in Abhängigkeit von dem Beschleunigerbetätigungsbetrag θ zu betreiben, um eine die Brennkraftmaschine unterstützende Antriebskraft zu schaffen, die auf die Hinterräder 3 4 aufgebracht wird, zusätzlich zu einer Antriebskraft, die durch die Brennkraftmaschine 10 zum Antrieb der Vorderräder 20 erzeugt wird, während des Anfahrens oder Beschleunigens des Fahrzeugs auf einer normalen trockenen oder anderen Straßenoberfläche, die einen relativ hohen Reibungskoeffizienten μ hat, so daß die Kraftstoffersparnis der Brennkraftmaschine 10 verbessert ist, und eine Niedrig-μ-Straßen-Motorsteuerung zur Unterstützung der Brennkraftmaschine, wobei der Mg 28 durch die in dem Kondensator 48 gespeicherte elektrische Energie und die von dem elektrischen Generator 24 zugeführte elektrische Energie betrieben wird, um bedarfsweise die Hinterräder 34 anzutreiben, um ein sanftes Anfahren des Fahrzeugs ohne ein übermäßiges Durchrutschen der Vorderräder 20 zu ermöglichen, wenn das Fahrzeug auf einer gefrorenen, schneebedeckten oder anderen Straßenoberfläche mit einem relativ niedrigen Reibungskoeffizienten μ anfährt. Der Inverter 50 ist durch die Motorsteuervorrichtung 46 gesteuert, indem ein gesteuerter Strom dem Inverter 50 zugeführt wird, um folgendes zu steuern: einen durch den Mg 28 während der regenerativen Bremsung zu erzeugenden elektrischen Strom, eine während der Hoch-μ- und Niedrig-μ-Straßen-Motorsteuerung zur Unterstützung der Brennkraftmaschine auf den Mg 28 aufzubringenden elektrischen Strom, einen von dem elektrischen Generator 24 zuzuführenden elektrischen Strom, einen von dem Kondensator 48 zuzuführenden elektrischen Strom und einen in dem Kondensator 48 zu speichernden elektrischen Strom.
Die Motorsteuervorrichtung 46 ist ausgelegt, ein Ausgangssignal eines Straßengradientensensors 52 zu empfangen, der ein Schwerkraftsensor oder eine Messeinrichtung für die Straßenoberflächenneigungsmesseinrichtung sein kann, deren Ausgang verwendet wird, wenn das Fahrzeug steht. Auf der Basis des Ausgangssignals des Straßengradientensensors 52 erhält die Motorsteuervorrichtung 46 einen Straßenoberflächenneigungswinkel θ_ROAD oder einen Straßenoberflächengradienten α, der gleich dem tan θ_RO _AD ist. Jede von der Brennkraftmaschinen- und Getriebesteuervorrichtung 38, der Traktionssteuervorrichtung 40 und der Motorsteuervorrichtung 46 ist durch einen sogenannten Microcomputer gebildet, der eine Zentralverarbeitungseinheit (CPU), einen Nurlesespeicher (ROM), einen Lese-Schreibspeicher (RAM) und Eingabe- und Ausgabeschnittstellen hat. Die Zentralverarbeitungseinheit oder hier CPU führt Signalverarbeitungsvorgänge aus, um Steuersignale gemäß Steuerprogrammen zu erzeugen, die in dem ROM gespeichert sind, während sie eine vorübergehende Datenspeicherfunktion des RAM nutzt. Die Signale, die durch die einzelnen Mikrocomputer der Steuervorrichtungen 38, 40, 60 empfangen, gespeichert und berechnet werden, werden erforderlichenfalls zueinander übertragen bzw. miteinander ausgetauscht.
Als nächstes werden unter Bezugnahme auf das funktionale Blockdiagramm von 4 verschiedene Funktionseinrichtungen oder -einheiten der Motorsteuervorrichtung 46 beschrieben, die mit der Brennkraftmaschine 10, einer Traktionssteuereinrichtung 60 sowie mit dem Mg 28 verbunden ist. Die Traktionssteuereinrichtung 60, welche der Traktionssteuervorrichtung 40 gemäß 1 entspricht, ist ausgelegt, die Traktionssteuerung der Vorderräder 20 während des Anfahrens des Fahrzeugs auf einer Straßenoberfläche mit einem relativ niedrigen Reibungskoeffizienten auszuführen, um das Durchrutschverhältnis Rs = ΔV/V_F der Vorderräder 20 innerhalb des Sollbereichs Rs* unter Berücksichtigung der charakteristischen Beziehung zwischen dem Durchrutschverhältnis Rs und dem Reibungskoeffizienten μ, wie in dem Graph von 2 gezeigt ist, aufrecht zu erhalten. Genauer gesagt, der Öffnungswinkel der Drosselklappe oder die Brennstoffeinspritzzeit bzw. -menge der Brennkraftmaschine 10 wird gesteuert, um die Ausgangsleistung der Brennkraftmaschine 10 zu regeln, wobei zur gleichen Zeit die durch die Vorderradbremsen 44 erzeugten Bremskräfte gesteuert werden, so daß das Durchrutschverhältnis Rs der Vorderräder 20 innerhalb des vorbestimmten Sollbereichs Rs* gehalten wird, um dadurch das Anfahren mit dem Fahrzeug zu erleichtern. Die Traktionssteuerung durch die Traktionssteuereinrichtung 60 wird fortgesetzt, auch wenn die geschätzte Fahrzeuggeschwindigkeit V im wesentlichen zu null gemacht wird, solange die berechnete Vorderradgeschwindigkeit V_E gleich oder höher als eine erfassbare untere Grenze von etwa 1–2 km/h ist.
Die Motorsteuervorrichtung 46 umfaßt eine Anfahrbetriebserfassungseinrichtung 62 zur Bestimmung, ob das Beschleunigungspedal niedergedrückt wurde, um mit dem Fahrzeug anzufahren. Diese Bestimmung wird durch eine Bestimmung ausgeführt, ob der Beschleunigerbetätigungsbetrag θ zugenommen hat, während das Fahrzeug steht, d.h. während die Fahrzeuggeschwindigkeit V gleich oder kleiner einem Grenzwert Vx1 von etwa 1–2 km/h ist, was die niedrigste erfassbare Fahrzeuggeschwindigkeit V ist. Dies bedeutet, daß, wenn der Beschleunigerbetätigungsbetrag θ zugenommen hat, die Anfahrbetriebserfassungseinrichtung 62 bestimmt, daß das Beschleunigungspedal durch den Fahrer des Fahrzeugs niedergedrückt wurde, um mit dem Fahrzeug anzufahren. In diesem Fall wird das Fahrzeug durch die durch die Brennkraftmaschine 10 angetriebenen Vorderräder 20 und durch die Hinterräder 34, die durch den MG 28 unter Steuerung einer Hoch-μ-Straßen-Motorsteuereinrichtung zur Brennkraftmaschinenunterstützung 72 (welche noch beschrieben wird) angefahren ist, wenn der Reibungskoeffizient μ der Straßenoberfläche relativ hoch ist.
Der Straßenoberflächenzustand wird durch eine Straßenzustandsbestimmungseinrichtung 64 erfaßt, welche betätigt wird, wenn durch die Anfahrbetriebserfassungseinrichtung 62 bestimmt ist, daß das Beschleunigungspedal niedergedrückt wurde, um mit dem Fahrzeug anzufahren, wie oben beschrieben ist. Die Straßenzustandsbestimmungseinrichtung 64 bestimmt, auf der Basis des Durchrutschzustands der Vorderräder 20, ob die Straßenoberfläche, auf der die Vorderräder 20 aufliegen eine normale oder trockene oder andere Straßenoberfläche mit einem relativ hohen Reibungskoeffizienten μ oder eine gefrorene, schneebedeckte oder andere Straßenoberfläche mit einem relativ niedrigen Reibungskoeffizienten μ ist. Beispielsweise bestimmt die Straßenzustandsbestimmungseinrichtung 64, daß der Reibungskoeffizient μ relativ niedrig ist, wenn die Durchrutschgeschwindigkeit ΔV höher ist als der vorbestimmte Grenzwert ΔV₂, wie oben unter Bezugnahme auf die Traktionssteuereinrichtung 60 beschrieben ist. Diese Bestimmung basiert auf einer bekannten Beziehung, daß der Reibungskoeffizient μ der Straßenoberfläche mit einer Zunahme der Durchrutschgeschwindigkeit ΔV abnimmt. Somit ist die Bedingung, die die Straßenzustandsbestimmungseinrichtung 64 verwendet, um zu bestimmen, daß der Reibungskoeffizient μ relativ niedrig ist, im wesentlichen gleich der Bedingung, die die Traktionssteuereinrichtung 60 verwendet, um die Traktionssteuerung einzuleiten. Wenn folglich die Straßenzustandsbestimmungseinrichtung 64 bestimmt, daß die Straßenoberfläche den relativ niedrigen Reibungskoeffizienten μ hat, wird die Traktionssteuerung der Vorderräder 20 durch die Traktionssteuereinrichtung 60 initiiert. Dies bezüglich kann die Straßenzustandsbestimmungseinrichtung 64 als eine Antriebskraftverminderungserfassungseinrichtung verwendet werden, um zu erfassen, daß die Antriebskräfte der Vorderräder 20 durch die Traktionssteuereinrichtung 60 reduziert wurden. Die Motorsteuervorrichtung 46 umfaßt ferner eine Fahrzustandserfassungseinrichtung 66, die betätigt wird, nachdem die Straßenzustandsbestimmungseinrichtung (Antriebskraftverminderungserfassungseinrichtung) 64 bestimmt hat, daß der Reibungskoeffizient μ der Straßenoberfläche relativ niedrig ist oder daß die Traktionssteuerung der Vorderräder 20 eingeleitet wurde, um die Antriebskräfte der Vorderräder 20 zu reduzieren. Die Fahrzustandserfassungseinrichtung 66 ist ausgelegt, zu bestimmen, ob das Hybridallradfahrzeug in einem Fahrzustand ist, der es gestattet, daß das Fahrzeug vorwärts durch die Traktionssteuerung der Vorderräder 20 unter Durchrutschen gefahren wird, ohne daß der MG 28 betrieben wird, um die Hinterräder 34 anzutreiben. Diese Bestimmung durch die Fahrzustandserfassungseinrichtung 66 wird gemacht, indem bestimmt wird, ob die Fahrgeschwindigkeit V erhöht wurde, d.h. ob die Fahrgeschwindigkeit V_tx+1, die in dem derzeitigen Steuerzyklus erfaßt wird, höher ist als die Fahrgeschwindigkeit V_tx, die in dem letzten oder vorhergehenden Steuerzyklus erfaßt wurde. Wenn eine bestätigende Entscheidung durch diese Bestimmung erhalten wird, bestimmt die Fahrzustandserfassungseinrichtung 66, daß das Fahrzeug vorwärts gefahren werden kann, ohne daß der MG 28 zusammen mit einem Betrieb der Brennkraftmaschine 10 betrieben wird.
Die Motorsteuervorrichtung 46 hat ferner eine Motorantriebsverhinderungseinrichtung zur Brennkraftmaschinenunterstützung 68, welche betätigt wird, um einen brennkraftmaschinenunterstützenden Betrieb des MG 28 zu verhindern, wenn durch die Fahrzustandserfassungseinrichtung 66 bestimmt wird, daß das Fahrzeug ohne eine Betätigung des MG 28 vorwärts gefahren werden kann, nachdem durch die Straßenzustandsbestimmungseinrichtung 64 bestimmt wurde, daß die Traktionssteuerung der Vorderräder 20 initiiert wurde. Der brennkraftmaschinenunterstützende Betrieb des MG 28 wird durch eine Motorantriebssteuereinrichtung 70 initiiert und gesteuert, die die vorgenannte Hoch-μ-Straßen-Motorsteuereinrichtung 72 und eine Niedrig-μ-Straßen-Motorsteuereinrichtung zur Brennkraftmaschinenunterstützung 74 umfaßt, die beschrieben wird. Bei den obigen Bedingungen kann das Fahrzeug vorwärts gefahren werden, ohne einen die Brennkraftmaschine unterstützenden Betrieb des MG 28 zum Antrieb der Hinterräder 34 zusammen mit einem Betrieb der Brennkraftmaschine 10 zum Antrieb der Vorderräder 20 auszuführen.
Die Hoch-μ-Straßen-Motorsteuereinrichtung 72 der Motorsteuereinrichtung 70 ist ausgelegt, den MG 28 zu betätigen, um die Hinterräder 34 anzutreiben, um dadurch die Brennkraftmaschine 10 zu unterstützen, um das Fahrzeug auf einer Straßenoberfläche zu beschleunigen, die einen relativ hohen Reibungskoeffizienten μ hat. Andererseits ist die Niedrig-μ-Straßen-Motorsteuereinrichtung 74 zur Brennkraftmaschinenunterstützung ausgelegt, den MG 28 zu betätigen, um die Hinterräder 34 anzutreiben, um dadurch die Brennkraftmaschine 10 zu unterstützen, um mit dem Fahrzeug ohne Durchrutschen der Vorderräder 20 (Vorder- und Hinterräder 20, 34) auf einer gefrorenen, schneebedeckten oder anderen Straßenoberfläche anzufahren, die einen relativ niedrigen Reibungskoeffizienten μ hat.
Während des Betriebs der Hoch-μ-Straßen-Motorsteuereinrichtung 72 zum Anfahren des Fahrzeugs, wird der MG 28 durch eine elektrische Energie betrieben, die in dem Kondensator 48 gespeichert ist, so daß ein Hoch-μ-Straßenunterstützungsdrehmoment T_AH, das durch den MG 28 erzeugt wird, schnell auf einen Sollwert T_AH1 angehoben wird, der durch Kompensieren eines Basis- oder Grunddrehmomentwerts T_AH0 erhalten wird, der durch den Beschleunigerbetätigungsbetrag 8 in Abhängigkeit von dem Straßenoberflächengradienten α erhalten wird. Wie in dem Graph von 5 beispielhaft gezeigt ist, wird das Hoch-μ-Straßenunterstützungsdrehmoment T_AH auf dem Sollwert T_AH1 für eine relativ kurze Zeit gehalten und wird dann mit einer vorgegebenen Rate schnell reduziert. Die Hoch-μ-Straßen-Motorsteuereinrichtung 72 hat eine Grunddrehmomentberechnungseinrichtung 71 zur Berechnung des obigen Grunddrehmomentwerts T_AH0 und eine Drehmomentkompensationseinrichtung 73 zur Berechnung des Solldrehmomentwerts T_AH1 durch Kompensieren des Grunddrehmomentwerts T_AH0.
Die Grund-Drehmomentberechnungseinrichtung 71 berechnet den Grunddrehmomentwert T_AH0 auf der Basis des Heckbelastungsverhältnisses des Fahrzeugs und dem derzeit erforderlichen Ausgangsdrehmoment der Brennkraftmaschine 10 (Beschleunigerbetätigungsbetrag θ) und gemäß einer gespeicherten vorbestimmten Beziehung zwischen dem Grunddrehmomentwert T_AH0 dem Heckbelastungsverhältnis und der derzeit erforderlichen Ausgangsleistung der Brennkraftmaschine. Diese Beziehung ist so bestimmt, daß sie den Grunddrehmomentwert T_AH0 mit einem Anstieg in der derzeit geforderten Brennkraftmaschinenausgangsleistung anhebt. Die Drehmomentkompensationseinrichtung 73 bestimmt einen Kompensationskoeffizienten K1 für das Unterstützungsdrehmoment auf der Basis des Straßenoberflächengradienten α und gemäß einer gespeicherten vorbestimmten Beziehung zwischen dem Koeffizienten K1 und dem Gradienten α, wie beispielhaft in dem Graph von 7 gezeigt ist. Diese Beziehung ist so bestimmt, daß der Solldrehmomentwert T_AH1 mit einem Anstieg des Gradienten α ansteigt. Die Drehmomentkompensationseinrichtung 73 ist ferner ausgelegt, den vorgenannten Grunddrehmomentwert T_AH0 mit dem berechneten Kompensationskoeffizienten K1 zu multiplizieren, um den Solldrehmomentwert T_AH1 zu erhalten, auf den das durch den MG 28 erzeugte Unterstützungsdrehmoment T_AH schnell ansteigt.
Während der Fahrt des Fahrzeugs nach dem Anfahren wird der MG 28 im wesentlichen auf die gleiche Weise wie oben beschrieben betrieben, wenn bestimmt wird, daß der Fahrer des Fahrzeugs das Fahrzeug beschleunigen möchte. Beispielsweise kann diese Bestimmung ausgeführt werden, indem bestimmt wird, ob ein Punkt, der durch den tatsächlichen Beschleunigerbetätigungsbetrag θ und eine Änderungsrate dθ/dt dieses Betrags θ bestimmt ist, innerhalb eines vorbestimmten Fahrzeugbeschleunigungswunschbereichs ist, wie in dem Graph von 16 gezeigt ist. Daten, die für diese Zone oder diesen Bereich repräsentativ sind, sind in dem ROM der Motorsteuervorrichtung 46 gespeichert.
Während des Betriebs der Niedrig-μ-Straßen-Motorsteuereinrichtung 74 wird der MG 28 durch die elektrische Energie, die in dem Kondensator 48 gespeichert ist, und durch die elektrische Energie, die durch den elektrischen Generator 24 erzeugt ist, betrieben, so daß ein Niedrig-μ-Straßenunterstützungsdrehmoment T_AL, das durch den MG 28 erzeugt wird, schnell auf einen Sollwert T_AL ansteigt, der größer ist als der Sollwert T_AH des Hoch-μ-Straßenunterstützungsdrehmoments T_AH, wie durch durchgezogene Linien in 6A und 6B gezeigt ist. Der Sollwert T_AL, der durch den MG 28 unter Steuerung der Niedrig-μ-Straßen-Motorsteuereinrichtung 74 erzeugt wird, wird auf der Basis des Zustands des Fahrzeugs bei dessen Anfahren berechnet, d.h. das Heckbelastungsverhältnis, der Beschleunigerbetätigungsbetrag θ, der Straßenoberflächengradient α und ein Straßenoberflächenreibungskoeffizient μ. Obwohl die Anstiegsrate der von dem elektrischen Generator 24 zugeführten elektrischen Energie relativ niedrig ist, kann das Niedrig-μ-Straßenunterstützungsdrehmoment T_AL schnell auf den berechneten Sollwert T_AL angehoben werden, infolge der Zuführung der elektrischen Energie, die von dem Kondensator 48 dem MG 28 ohne Verzögerung zugeführt wird, zusätzlich zu der elektrischen Energie, die von dem elektrischen Generator 24 empfangen wird, so daß das Fahrzeug sanft mit Hilfe der Hinterräder 34, die durch den MG 28 angetrieben sind, anfahren kann, ohne daß ein anfängliches Durchrutschen der Vorderräder 20, die durch die Brennkraftmaschine 10 angetrieben sind, auftritt.
Unterbrochene Linien in 6A und 6B, die eine relativ niedrige Änderungsrate des Niedrig-μ-Straßenunterstützungsdrehmoments T_AL zeigen, entsprechen der elektrischen Energie, wie von dem elektrischen Generator 24 zugeführt wird. Ein dreieckiger Bereich A, der durch die durchgezogenen und unterbrochenen Linien in den Figuren begrenzt ist, entspricht der Menge an elektrischer Energie, die von dem Kondensator 48 zugeführt wird, d.h. dem Betrag der Verknappung der elektrischen Energie infolge der verzögerten Versorgung mit elektrischer Energie von dem Generator 24. Der Kondensator 48 hat eine Speicherkapazität, die ausreicht, um eine Menge elektrischer Energie zu speichern, die genügt, um den erwarteten Verknappungsbetrag der für den MG 28 erforderlichen elektrischen Energie zu decken, wobei der Verknappungsbetrag durch die verzögerte Zuführung der elektrischen Energie von dem Generator 24 zu dem MG 28 hervorgerufen ist.
Die Niedrig-μ-Straßen-Motorsteuereinrichtung 74 umfaßt eine Grunddrehmomentberechnungseinrichtung 76 für das Unterstützungsdrehmoment zur Berechnung eines Grundwerts T_AL0 des Niedrig-μ-Straßenunterstützungsdrehmoments T_AL, eine erste Drehmomentkompensationseinrichtung 78 für das Unterstützungsdrehmoment zur Kompensation des Grundwerts T_AL0 auf der Basis des Straßenoberflächengradienten α und eine zweite Drehmomentkompensationseinrichtung 80 für das Unterstützungsdrehmoment zur Kompensation des Grundwerts T_AL0 auf der Basis des Straßenoberflächenreibungskoeffizienten μ. Die Grunddrehmomentberechnungseinrichtung 76 berechnet den Grundwert T_AL0 auf der Basis des Heckbelastungsverhältnisses und der derzeit erforderlichen Ausgangsleistung der Brennkraftmaschine (Beschleunigerbetätigungsbetrag θ) und gemäß einer gespeicherten vorbestimmten Beziehung zwischen dem Grundwert T_AL0, dem Heckbelastungsverhältnis und der derzeit erforderlichen Brennkraftmaschinenausgangsleistung. Diese Beziehung ist bestimmt, den Grundwert T_AL0 mit einem Anstieg in der derzeit erforderlichen Brennkraftmaschinenausgangsleistung anzuheben.
Die erste Drehmomentkompensationseinrichtung 78 kompensiert den Grundwert T_AL0, um den Sollwert T_AL1 zu erhalten, so daß der Sollwert T_AL1 mit einer Zunahme des Straßenoberflächengradienten α zunimmt. Die zweite Drehmomentkompensationseinrichtung 80 kompensiert den Grundwert T_AL0, um den Sollwert T_AL1 zu erhalten, so daß der Sollwert T_AL1 mit einer Zunahme des Straßenoberflächenreibungskoeffizienten μ abnimmt.
Beispielsweise ist die erste Drehmomentkompensationseinrichtung 78 ausgelegt, einen Kompensationskoeffizienten K1 auf der Basis des erfaßten Straßenoberflächengradienten α und entsprechend einer Beziehung zwischen dem Koeffizienten K1 und dem Gradienten α zu bestimmen, wie beispielhaft in dem Graph von 7 gezeigt ist. Die Kompensationseinrichtung 78 mulitpliziert den Grundwert T_AL0 mit dem bestimmten Kompensationskoeffizienten K1. Die zweite Drehmomentkompensationseinrichtung 80 kann ausgelegt sein, einen Kompensationskoeffizienten K2 auf der Basis des Straßenoberflächenreibungskoeffizienten μ und gemäß einer vorbestimmten Beziehung zwischen dem Koeffizienten K2 und μ zu bestimmen, wie beispielhaft in dem Graph von 8 gezeigt ist. Die Kompensationseinrichtung 80 multipliziert das Produkt aus dem Grundwert T_AL0 und dem Koeffizienten K1 mit dem Koeffizienten K2, um das Soll-Niedrig-μ-Straßenunterstützungsdrehmoment T_AL1 zu erhalten, das gleich T_AL0 × K1 × K2 ist. Der Graph von 9 zeigt die vorgenannten Beziehungen, die von den Kompensationseinrichtungen 78, 80 verwendet werden, um den Grundwert T_AL0 kompensieren, um das Niedrig-μ-Straßenunterstützungsdrehmoment T_AL, genauer gesagt den Sollwert T_AL1, zu erhalten.
Die Niedrig-μ-Motorsteuereinrichtung 74 umfaßt ferner: eine erste Restenergiemengenerfassungseinrichtung 82, die während der Niedrig-μ-Straßen-Unterstützungssteuerung des MG 28 betreibbar ist, eine kooperative Energiezuführeinrichtung 84 zum gleichzeitigen Zuführen der elektrischen Energien von dem Kondensator 48 und dem Generator 24 zu dem MG 28, eine elektrische Leistungsquellensteuereinrichtung in Form einer elektrischen Leistungsquellenschalteinrichtung 86 zur Beendigung der Zuführung der elektrischen Energie von dem Kondensator 48 zu dem MG 28, um den MG 28 lediglich mit der von dem elektrischen Generator 24 zugeführten elektrischen Energie zu betreiben, und einer Nicht-Steigungserfassungseinrichtung 88 zum Zuführen der elektrischen Energie von dem elektrischen Generator 24 zu dem MG 28, wenn die Straßenoberfläche nicht ansteigt.
Die erste Restenergiemengenerfassungseinrichtung 82 ist ausgelegt, zu bestimmen, ob der Betrag der elektrischen Energie SOC, die derzeit in dem Kondensator 48 gespeichert ist, größer ist als eine vorbestimmte untere Grenze SOCo, d.h. ausreichend, um den MG 28 zu betreiben. Die kooperative Energiezuführeinrichtung 84 wird betätigt, wenn die erste Restenergiemengenerfassungseinrichtung 82 bestimmt, daß die elektrische Energiemenge SOC, die in dem Kondensator 48 gespeichert ist, größer ist als die untere Grenze SOCo. Diese kooperative Energiezuführeinrichtung 84 ist ausgelegt, die elektrische Energie von dem Kondensator 48 zu dem MG 28 zuzuführen, zusammen mit der Zuführung der elektrischen Energie von dem elektrischen Generator 24 zu dem MG 28, so daß die gesamte dem MG 28 zugeführte elektrische Energie schnell erhöht werden kann, um ein sanftes Anfahren des Fahrzeugs mit Hilfe der Brennkraftmaschine 10 und des MG 28 zu ermöglichen. Die elektrische Leistungsquellenschalteinrichtung 86 wird betätigt, wenn die erste Restenergiemengenerfassungseinrichtung 82 erfaßt, daß die elektrische Energiemenge SOC nicht größer ist als die untere Grenze SOCo. In diesem Fall beendet die Schalteinrichtung 86 die Zuführung der elektrischen Energie von dem Kondensator 48 zu dem MG 28, so daß der MG 28 lediglich mit der elektrischen Energie betrieben wird, die von dem Generator 24 zugeführt wird. Die Nicht-Steigungsbestimmungseinrichtung 88 ist ausgelegt, zu bestimmen, ob der Straßenoberflächengradient α niedriger ist als ein Grenzwert α0, um zu bestimmen, daß die Straßenoberfläche eine nichtansteigende Fläche ist, beispielsweise eine ebene Fläche, wenn der Gradient α niedriger ist als der Grenzwert α0. In diesem Fall, in welchem keine Möglichkeit des Durchrutschens der Vorderräder 20 während des Anfahrens des Fahrzeugs besteht, führt die Nicht-Steigungsbestimmungseinrichtung 88 die elektrische Energie von dem elektrischen Generator 24 zu dem MG 28 zu, ohne elektrische Energie von dem Kondensator 48 zuzuführen.
Die untere Grenze SOCo ist die Menge an in dem Kondensator 48 gespeicherter elektrischer Energie, die erforderlich ist, um einen schnellen Anstieg des Unterstützungsdrehmoments T_AL zu ermöglichen, das durch den MG 28 erzeugt wird, wenn er sowohl durch die von dem Kondensator 48 empfangene elektrische Energie als auch die von dem Generator 24 empfangene elektrische Energie angetrieben wird. Während das vorliegende Ausführungsbeispiel die elektrische Leistungsquellensteuereinrichtung in der Form der elektrischen Leistungsquellenschalteinrichtung 86 verwendet, kann die elektrische Leistungsquellensteuereinrichtung ausgelegt sein, eher die Menge an elektrischer Energie, die von dem Kondensator 48 dem MG 28 zugeführt wird, zu reduzieren, als die Zuführung der elektrischen Energie von dem Kondensator 48 zu dem MG 28 vollständig zu unterbrechen.
Unmittelbar nachdem die kooperative Energiezuführeinrichtung 84 betätigt ist, wird der Inverter 50 angesteuert, die elektrische Energie von dem Kondensator 48 dem MG 28 zuzuführen, gleichzeitig mit der Zuführung des elektrischen Stroms von dem Generator 24 zu dem MG 28, so daß die von dem Kondensator 48 zugeführte elektrische Energie gleich der Differenz A zwischen dem erforderlichen Gesamtunterstützungsdrehmoment T_AL0, das durch die durchgezogenen Linien in 6A und 6B gezeigt ist, und dem der durch den Generator 24 erzeugten elektrischen Energie entsprechenden Drehmoment ist, wobei das Drehmoment durch die unterbrochenen Linien in den Figuren dargestellt ist. Wenn die Vorderradgeschwindigkeit V_F infolge des Durchrutschens der Vorderräder 20 erhöht wird, wird das automatische Getriebe 14 hochgeschaltet, so daß die Brennkraftmaschinendrehzahl N_E abgesenkt wird, was zu einer entsprechend niedrigen Betätigungsdrehzahl des Generators 24 führt. In diesem Zustand schaltet die kooperative Energiezuführeinrichtung 84 das Getriebe 14 herunter, um die Brennkraftmaschinendrehzahl N_E anzuheben, um dadurch die Betätigungsdrehzahl des Generators 24 anzuheben. Ferner steuert die kooperative Energiezuführeinrichtung 84 den Inverter 50, so daß ein Anteil der somit erhöhten Menge der durch den Generator 24 erzeugten elektrischen Energie in dem Kondensator 48 gespeichert wird. Somit wird die auf dem Generator 24 wirkende Belastung erhöht, um die auf die Brennkraftmaschine 10 wirkende Belastung zu erhöhen, um die den Vorderrädern 20 zugeführte Antriebskraft zu vermindern, wenn der Durchrutschbetrag der Vorderräder 20 eine vorgegebene Obergrenze überschreitet. Alternativ kann ein Kompressor für eine Klimaanlage durch die Brennkraftmaschine 10 betätigt werden, um die Brennkraftmaschinenbelastung zu erhöhen.
Die Niedrig-μ-Straßen-Motorsteuereinrichtung 74 umfaßt ferner eine Beendigungsbestimmungseinrichtung 90 für die Motorsteuerung zur Unterstützung der Brennkraftmaschine zur Bestimmung, ob die brennkraftmaschinenunterstützende Steuerung des MG 28 beendet werden sollte. Diese Bestimmung wird gemacht, indem bestimmt wird, ob irgendeine der vorbestimmten Beendigungsbedingungen zur Beendigung der Brennkraftmaschinenunterstützungssteuerung des MG 28 erfüllt ist. Beispielsweise umfassen die Beendigungsbedingungen: eine Bedingung, daß die Durchrutschgeschwindigkeit ΔV der Vorderräder 20 niedriger geworden ist als ein Grenzwert ΔV₁, der niedriger ist als der Grenzwert ΔV₂, oberhalb dem die Brennkraftmaschinenunterstützungssteuerung des MG 28 initiiert wird, eine Bedingung, daß der Beschleunigerbetätigungsbetrag θ kleiner geworden ist als ein Grenzwert, der nahe 0 ist, und eine Bedingung, daß die Fahrzeugfahrgeschwindigkeit V höher geworden ist als ein Grenzwert Vx2.
Die Niedrig-μ-Straßen-Motorsteuereinrichtung 74 umfaßt ferner eine Beendigungseinrichtung 92 für die Motorsteuerung zur Unterstützung der Brennkraftmaschine, welche eine Fahrzeuggeschwindigkeitserfassungseinrichtung 94 und eine Drehmomentverschwächungseinrichtung 96 für das Unterstützungsdrehmoment hat. Die Fahrzeuggeschwindigkeitserfassungseinrichtung 94 bestimmt, ob die Fahrzeuggeschwindigkeit V gleich oder höher als der vorgenannte Grenzwert Vx2 ist. Die Unterstützungsmotordrehmomentverschwächungseinrichtung 96 vermindert allmählich das Niedrig-μ-Straßenunterstützungsdrehmoment T_AL in Richtung 0 mit einer relativ geringen Rate, solange die Fahrzeuggeschwindigkeitserfassungseinrichtung 94 bestimmt, daß die Fahrzeuggeschwindigkeit V gleich oder höher als der Grenzwert Vx2 ist. Somit wird das Unterstützungsdrehmoment T_AL, das durch den MG 28 erzeugt wird, allmählich vermindert, während die Fahrzeuggeschwindigkeit V gleich oder höher als der Grenzwert Vx2 ist, nachdem irgendeine der vorgenannten Beendigungsbedingungen erfüllt ist. Der Grenzwert Vx2 ist eine Fahrzeuggeschwindigkeit oberhalb der das Fahrzeug vorwärts gefahren werden kann, auch wenn ein gewisser Durchrutschbetrag der Vorderräder 20 vorliegt. Der Grenzwert Vx2 kann einige km/h oder in der Größe von 10 km/h sein.
Die Motorsteuervorrichtung 46 umfaßt ferner eine zweite Restenergiemengenerfassungseinrichtung 100, die betätigbar ist, nachdem die Niedrig-μ-Straßen-Unterstützungssteuerung des MG 28 beendet ist, um zu bestimmen, ob die Menge an elektrischer Energie SOC, die in dem Kondensator 48 gespeichert ist, größer ist als die unter Grenze SOCo, die zuvor unter Bezugnahme auf die erste Restenergiemengenerfassungseinrichtung 82 beschrieben ist. Die Motorsteuervorrichtung 46 umfaßt ferner eine Kondensatorladeeinrichtung 102, die betätigbar ist, wenn die zweite Restenergiemengenerfassungseinrichtung 100 bestimmt, daß die elektrische Energiemenge SOC, die in dem Kondensator 48 gespeichert ist, nicht größer ist als die untere Grenze SOCo. In diesem Fall setzt die Kondensatorladeeinrichtung 102 den Betrieb des Generators 24 fort, um den Kondensator 48 zu laden, dessen elektrische Energie verwendet wurde, um die Niedrig-μ-Straßen-Unterstützungssteuerung des MG 28 auszuführen. Die durch die Kondensatorladeeinrichtung 102 in dem Kondensator 48 gespeicherte Menge an elektrischer Energie entspricht einem Bereich B, der durch die durchgezogenen und unterbrochenen Linien in 6B begrenzt ist, die den Abfall des Niedrig-μ-Straßenunterstützungsdrehmoments T_AL anzeigen. Dies bedeutet, daß der Generator 24 für eine zusätzliche Zeitspanne, die dem Bereich B entspricht, in Betrieb gehalten wird, um den Kondensator 48 aufzuladen, wenn die elektrische Energiemenge SOC in dem Kondensator 48 nicht größer ist als die untere Grenze SOCo.
Die Motorsteuervorrichtung 46 umfaßt ferner eine Traktionssteuerungskompensationseinrichtung 106, die eine Wirksamkeitsüberwachungseinrichtung 108 für die Traktionssteuerung, eine Überwachungseinrichtung 110 für die Fahrzeuggeschwindigkeitsänderung, eine Antriebskraftverminderungsabmilderungseinrichtung 112, eine Antriebskraftverminderungsintensivierungseinrichtung 114, eine Dauerdurchrutscherfassungseinrichtung 116 und eine Antriebskraftverminderungseinrichtung 118 hat. Die Wirksamkeitsüberwachungseinrichtung 106 für die Traktionssteuerung ist ausgelegt, zu bestimmen, ob die Traktionssteuerung der Vorderräder 20 durch die Traktionssteuereinrichtung 60 während der Niedrig-μ-Straßen-Unterstützungssteuerung des Mg 28 wirksam ist, um die Durchrutschneigung der Vorderräder 20 zu reduzieren. Diese Bestimmung wird gemacht, indem bestimmt wird, ob die Fahrzeuggeschwindigkeit V niedriger ist als ein vorbestimmter Grenzwert V_TRCO Die Überwachungseinrichtung 110 für die Fahrzeuggeschwindigkeitsänderung wird betätigt, wenn die Wirksamkeitsüberwachungseinrichtung 108 bestimmt, daß die Traktionssteuerung wirksam ist. In diesem Fall bestimmt die Überwachungseinrichtung 110 für die Fahrzeuggeschwindigkeitsänderung, ob die Fahrzeuggeschwindigkeit V erhöht wird oder im wesentlichen konstant gehalten wird. Diese Bestimmung kann gemacht werden, indem bestimmt wird, ob die Fahrzeuggeschwindigkeit V_TX+1, die in dem vorliegenden Steuerzyklus erfaßt ist, höher ist als die Fahrzeuggeschwindigkeit V_tx, die in dem vorigen Steuerzyklus erfaßt wurde. Die Antriebskraftverminderungsabmilderungseinrichtung 112 wird nicht betätigt, wenn die Überwachungseinrichtung 110 bestimmt, daß die Fahrzeuggeschwindigkeit V angehoben wird. Wenn die Überwachungseinrichtung 110 bestimmt, daß die Fahrzeuggeschwindigkeit V im wesentlichen konstant gehalten wird, wird die Antriebskraftverminderungsabmilderungseinrichtung 112 betätigt, um den Reduktionsbetrag der Antriebskraft der Vorderräder 20 zu vermindern, indem beispielsweise die durch die Vorderradbremsen 44 erzeugte Bremskraft, der Betrag der Brennstoffeinspritzung in die Brennkraftmaschine 10 oder der Betrag der Verzögerung des Zündzeitpunkts der Brennkraftmaschine 10 vermindert wird. Wenn die Wirksamkeitsüberwachungseinrichtung 108 bestimmt, daß die Traktionssteuerung nicht wirksam ist, wird die Antriebskraftverminderungsintensivierungseinrichtung 114 betätigt, um den Verminderungsbetrag der Antriebskraft der Vorderräder 20 zu erhöhen, um das Durchrutschverhältnis der Vorderräder 20 zu vermindern. Die Dauerdurchrutscherfassungseinrichtung 116 wird nach der Antriebskraftverminderungsintensivierungseinrichtung 114 betätigt, um zu bestimmen, ob die Vorderräder 20 für mehr als eine vorbestimmte Zeit in einem übermäßigen Durchrutschzustand gehalten werden. Diese Bestimmung wird gemacht, indem bestimmt wird, ob das Durchrutschverhältnis Rs der Vorderräder 20 höher ist als das Solldurchrutschverhältnis Rs*. Wenn die Dauerdurchrutscherfassungseinrichtung 116 bestimmt, daß die Vorderräder 20 für mehr als die vorbestimmte Zeit in einem übermäßigen Durchrutschzustand gehalten werden, wird die Antriebskraftverminderungseinrichtung 118 betätigt, um die Antriebskraft auf die Vorderräder 20 zu vermindern, indem die auf die Brennkraftmaschine 10 wirkende Belastung erhöht wird und/oder indem ein partielles Durchrutschen einer Bremse des Getriebes 14 ausgeführt wird, die in Eingriff gebracht wurde, um ein Reaktionselement des Getriebes 14 festzuhalten, um die derzeit gewählte Betriebsstellung einzustellen. Die auf die Brennkraftmaschine 10 wirkende Belastung kann beispielsweise durch mindestens eine der nachfolgenden Vorgehensweisen reduziert werden: Aktivieren einer nicht aktivierten von der Brennkraftmaschine angetriebenen Vorrichtung wie die Klimaanlage, die durch die Brennkraftmaschine 10 betätigt ist, Maximieren der Belastung der bereits aktivierten von der Brennkraftmaschine angetriebenen Vorrichtung, Hochschalten des Getriebes 14, Ausführen eines teilweisen Durchrutschens einer Reibungskupplungsvorrichtung des Getriebes 14, die in Eingriff gebracht werden muß, um eine Betriebsstellung des Getriebes 14 einzustellen, die von der derzeit eingestellten Betriebsstellung abweicht, und Erhöhen der durch den Generator 24 zu erzeugenden Menge an elektrischer Energie.
Die elektronische Motorsteuervorrichtung 46 führt eine Brennkraftunterstützungsmotorsteuerungshauptroutine aus, die in dem Flußdiagramm von 10 gezeigt ist. Diese Hauptroutine beginnt mit Schritt M1 um zu bestimmen, ob ein Flag F1 auf "1" gesetzt ist. Wenn dieses Flag F1 auf "1" gesetzt ist, zeigt an, daß eine Niedrig-μ-Motorsteuerroutine in einem Schritt M8 ausgeführt wird, die unter Bezugnahme auf das Flußdiagramm von 13 beschrieben werden wird. Wenn eine bestätigende Entscheidung (JA) in dem Schritt M1 erhalten wird, geht der Steuerungsablauf zu Schritt M9 über. Zu Anfang wird eine negative Entscheidung (NEIN) im Schritt M1 erhalten und der Steuerungsablauf geht zu den Schritten M2 und M3 über, welche der Anfahrbetriebserfassungseinrichtung 62 entsprechen. Schritt M2 ist vorgesehen, um zu bestimmen, ob die Fahrzeuggeschwindigkeit V gleich oder niedriger als der Grenzwert Vx1 von etwa 1 bis 2 km/h ist, welches die niedrigste erfaßbare Fahrzeuggeschwindigkeit V ist. Schritt M3 ist vorgesehen, um zu bestimmen, ob der Beschleunigerbetätigungsbetrag θ erhöht wird. Diese Bestimmung in Schritt M3 wird ausgeführt, indem bestimmt wird, ob der Beschleunigerbetätigungsbetrag θ_tx+1, der in dem vorliegenden Steuerzyklus erfaßt wird, größer ist als der Betrag θ_tx, der in dem vorhergehenden Steuerzyklus erfaßt wurde.
Wenn eine bestätigende Entscheidung (JA) in den beiden Schritten M2 und M3 erhalten wird, geht der Steuerungsablauf zu Schritt M4 über, der der Straßenzustandsbestimmungseinrichtung 64 entspricht, um zu bestimmen, ob die Straßenoberfläche eine normale Straßenoberfläche mit einem relativ hohen Reibungskoeffizienten μ oder eine gefrorene, schneebedeckte oder andere Straßenoberfläche mit einem relativ niedrigen Reibungskoeffizienten μ ist. Diese Bestimmung im Schritt M4 wird ausgeführt, indem erfaßt wird, ob die Durchrutschgeschwindigkeit θV, welche eine Differenz zwischen den Vorder- und Hinterradgeschwindigkeiten V_F, V_R ist, höher ist als der Grenzwert ΔV₂. Wenn die durch die Brennkraftmaschine 10 angetriebene Vorderräder 20 keine Durchrutschneigung haben, unmittelbar nachdem das Beschleunigungspedal niedergedrückt wurde, um mit dem Fahrzeug anzufahren, bestimmt die Straßenzustandsbestimmungseinrichtung 64 im Schritt M4, daß die Straßenoberfläche einen relativ hohen Reibungskoeffizienten μ hat. In diesem Fall geht der Steuerungsablauf zum Schritt M5 über, in welchem eine Hoch-μ-Straßen-Unterstützungssteuerung des MG 28 ausgeführt wird, um die Antriebsräder 34 durch den MG 28 anzutreiben, während das Fahrzeug durch die Vorderräder 20 durch die Brennkraftmaschine 10 auf der Straßenoberfläche mit dem relativ hohen Reibungskoeffizienten μ angetrieben wird. Es ist anzumerken, daß die Durchrutschgeschwindigkeit ΔV eine enge Beziehung mit dem Reibungskoeffizienten μ der Straßenoberfläche hat, so daß für die Straßenoberfläche bestimmt werden kann, daß sie einen relativ niedrigen Reibungskoeffizienten μ hat, wenn die Durchrutschgeschwindigkeit ΔV höher ist als der Grenzwert Δ V₂, und einen relativ hohen Reibungskoeffizienten μ hat, wenn die Durchrutschgeschwindigkeit ΔV niedriger ist als der Grenzwert Δ V₂.
Wenn eine negative Entscheidung (NEIN) im Schritt M2 oder M3 erhalten wird, oder wenn die Straßenoberfläche als mit eine relativ hohen Reibungskoeffizienten μ versehen im Schritt M4 bestimmt wird, geht der Steuerungsablauf zum Schritt M5 über, der der Hoch-μ-Straßen-Motorsteuereinrichtung 72 entspricht, um eine Hoch-μ-Straßen-Motorsteuerroutine auszuführen, die in dem Flußdiagramm von 11 gezeigt ist, um die Hoch-μ-Straßenbrennkraftmaschinenunterstützungssteuerung des MG 28 auszuführen. Die Hoch-μ-Straßen-Motorsteuerroutine von 11 wird mit einem Schritt M5-1 initiiert, um zu bestimmen, ob die Straßenoberfläche, auf der das Fahrzeug aufliegt, geneigt ist oder nicht. Diese Bestimmung in Schritt M5-1 wird auf der Basis des Ausgangssignals des Straßengradientensensors 52 ausgeführt. Wenn eine negative Entscheidung (NEIN) im Schritt M5-1 erhalten wird, geht der Steuerungsablauf zum Schritt M5-2 über, um zu bestimmen, ob der Fahrer des Fahrzeugs das Fahrzeug zu beschleunigen wünscht. Diese Bestimmung in Schritt M5-2 wird ausgeführt, in dem bestimmt wird, ob der Beschleunigerbetätigungsbetrag θ oder eine Änderungsrate dθ/dt des Betrags θ größer oder niedriger als ein vorbestimmter Grenzwert ist, der relativ klein oder niedrig ist. Wenn eine negative Entscheidung (NEIN) in dem Schritt M5-2 erhalten wird, bedeutet dies, daß der Fahrer des Fahrzeugs das Fahrzeug nicht zu beschleunigen wünscht und der Steuerungsablauf geht zu einem Schritt M5-4 über, während er einen Schritt M5-3 überspringt. Wenn eine bestätigende Entscheidung (JA) in dem Schritt M5-2 erhalten wird, bedeutet dies, daß der Fahrer des Fahrzeugs zu beschleunigen wünscht und der Steuerungsablauf geht zu dem Schritt M5-3 über, der der Grunddrehmomentberechnungseinrichtung 71 entspricht, um den Grundwert T_AH0 des durch den MG 28 zu erzeugenden Hoch-μ-Straßenunterstützungsdrehmoments T_AH zu berechnen. Entsprechend wird der MG 28 betätigt, um den Grunddrehmomentwert T_AH0 zu erzeugen, um die Hinterräder 34 anzutreiben, während die Vorderräder 20 durch die Brennkraftmaschine 10 auf der im wesentlichen ebenen Straßenoberfläche angetrieben werden. Beispielsweise wird der Grunddrehmomentwert T_AH0 auf der Basis des Heckbelastungsverhältnisses berechnet, so daß der berechnete Wert T_AH0 mit einer Zunahme des Heckbelastungsverhältnisses zunimmt. Alternativ dazu wird der Grunddrehmomentwert T_AH0 auf der Basis des aktuellen Beschleunigerbetätigungsbetrags θ oder seiner Änderungsrate dθ/dt und entsprechend einer vorbestimmten Beziehung zwischen dem Wert T_AH0 und dem Wert θ oder dθ/dt berechnet. Wie in den Graphen von 12A und 12B gezeigt ist, ist die vorbestimmte Beziehung so bestimmt, daß der berechnete Grunddrehmomentwert T_AH0 mit einer Zunahme des Werts für θ oder dθ/dt zunimmt. Dann wird der Schritt M5-4 inplementiert, um die Hoch-μ-Straßen-Unterstützungssteuerung des MG 28 zu beenden, wenn die elektrische Energiemenge SOC, die in dem Kondensator 48 gespeichert ist, auf einen vorbestimmten Wert vermindert wurde.
Wenn eine bestätigende Entscheidung (JA) in einem Schritt SM5-1 erhalten wird, geht der Steuerungsablauf zu einem Schritt M5-5 über, der der Drehmomentkompensationseinrichtung 73 entspricht, um den Kompensationskoeffizienten K1 zur Kompensation des Hochμ-Straßenunterstützungsdrehmoments T_AH zu bestimmen, in Abhängigkeit von dem erfaßten Straßenoberflächengradienten α, entsprechend der vorbestimmten Beziehung zwischen dem Koeffizienten K1 und dem Gradienten α, die in dem Graph in 7 gezeigt ist, so daß der Koeffizient K1 mit einer Zunahme des tatsächlichen Gradienten zunimmt. Auf Schritt M5-5 folgt ein Schritt M5-6, der mit Schritt M5-2 identisch ist, um zu bestimmen, ob der Fahrer des Fahrzeugs zu beschleunigen wünscht. Wenn der Fahrer des Fahrzeugs das Fahrzeug zu beschleunigen wünscht, geht der Steuerungsablauf zu einem Schritt M5-7 über, welcher der Grunddrehmomentberechnungseinrichtung 71 entspricht. In dem Schritt M5-7 wird das Grund-Hoch-μ-Straßenunterstützungsdrehmoment T_AH0 wie in dem Schritt M5-3 berechnet und das berechnete Grunddrehmoment T_AH0 wird kompensiert, um den Sollwert T_AH1 zu erhalten, welcher gleich T_AH0 × K1 ist. Der MG 28 wird betrieben, um den Solldrehmomentwert T_AH1 zu schaffen, um die Hoch-μ-Straßen-Unterstützungssteuerung des MG 28 auf der ansteigenden oder abfallenden Straßenoberfläche auszuführen. Auf dem Schritt M5-7 folgt ebenfalls der Schritt M5-4, um die Hoch-μ-Straßen-Unterstützungssteuerung des MG 28 zu beenden, wenn die elektrische Energiemenge SOC in dem Kondensator 48 auf den vorbestimmten Wert reduziert wurde.
Zurückgreifend auf das Flußdiagramm von 10, geht der Steuerungsablauf zu einem Schritt M6 über, der der Fahrzustandserfassungseinrichtung 66 entspricht, wenn die in dem Schritt M4 bestimmte Straßenoberfläche eine gefrorene, schneebedeckte oder andere Straßenoberfläche mit einem relativ niedrigen Reibungskoeffizienten μ ist. Der Schritt M4 ist vorgesehen, um zu bestimmen, ob das Hybridallradantriebsfahrzeug in einem Fahrzustand ist, der es gestattet, daß das Fahrzeug durch die Traktionssteuerung der Vorderräder 20 unter Durchrutschen vorwärtsfahren kann, ohne daß der MG 28 betrieben wird, um die Hinterräder 34 anzutreiben. Diese Bestimmung in dem Schritt M6 wird ausgeführt, indem bestimmt wird, ob die Fahrgeschwindigkeit V erhöht wurde oder wird, dies bedeutet, ob die Fahrgeschwindigkeit V_Tx+1, die in dem gegenwärtigen Steuerzyklus erfaßt wird, höher ist als die Fahrgeschwindigkeit V_tx, die in dem vorigen Steuerzyklus erfaßt wurde. Wenn eine bestätigende Entscheidung (JA) in dem Schritt M6 erhalten wird, bedeutet dies, daß das Fahrzeug mit einer Erhöhung der Fahrgeschwindigkeit V vorwärts gefahren werden kann, als ein Ergebnis der Hoch-μ-Straßen-Unterstützungssteuerung des MG 28, um die Hinterräder 34 anzutreiben, unmittelbar nachdem das Beschleunigungspedal niedergedrückt wurde. In diesem Fall geht der Steuerungsablauf zu einem Schritt M7 über, der der Motorantriebsverhinderungseinrichtung 68 zur Brennkraftmaschinenunterstützung entspricht, um den Betrieb des MG 28 zum Antrieb der Hinterräder 34 zu beenden oder zu verhindern. Somit ist ein Durchlauf der Ausführung der Hauptroutine von 10 beendet. Die Beendigung des Betriebs des MG 28 führt zu einer Einsparung an elektrischen Energie.
Wenn eine negative Entscheidung (NEIN) in dem Schritt M6 erhalten wird, dies bedeutet, daß, wenn das Fahrzeug nicht ohne Antreiben der Hinterräder 34 durch den MG 28 vorwärts gefahren werden kann, der Steuerungsablauf zu einem Schritt M8 übergeht, der der Niedrig-μ-Straßen-Motorsteuereinrichtung 74 entspricht, um die Niedrig-μ-Straßen-Motorsteuerungsroutine auszuführen, die in dem Flußdiagramm von 13 gezeigt ist. Diese Steuerroutine beginnt mit einem Schritt M8-1, zum Einlesen des Gradienten α und des Reibungskoeffizienten μ der Straßenoberfläche. Der Gradient α wird durch das Ausgangssignal des Straßengradientensensors 52 wiedergegeben, während der Straßenoberflächenreibungskoeffizient μ durch die Traktionssteuereinrichtung 60 auf der Basis des Durchrutschverhältnises Rs oder der Durchrutschgeschwindigkeit Δ V berechnet werden kann, weil der Reibungskoeffizient μ eine enge Beziehung mit dem Durchrutschverhältnis Rs oder der Durchrutschgeschwindigkeit ΔV hat.
Auf den Schritt M8-1 folgt ein Schritt M8-2, der der Grunddrehmomentberechnungseinrichtung 76 entspricht, um den Grundwert T_AL0 des Niedrig-μ-Straßenunterstützungsdrehmoments T_AL auf der Basis des Beschleunigerbetätigungsbetrags θ und/oder seiner Änderungsrate dθ/dt und entsprechend einer vorbestimmten Beziehung oder Beziehungen zwischen oder unter dem Grundwert T_AL0 und dem Betätigungsbetrag θ und/oder der Änderungsrate dθ/dt, die in den Graphen von 12A und 12B gezeigt ist, zu berechnen. Diese Beziehungen sind so bestimmt, daß sie den Grundwert T_AL0 mit einer Zunahme des Betätigungsbetrags θ und/oder der Änderungsrate dθ/dt vergrößern. Dann geht der Steuerungsablauf zu einem Schritt M8-3 über, der der ersten Drehmomentkompensationseinrichtung 78 und der zweiten Drehmomentkompensationseinrichtung 80 entspricht. In dem Schritt M8-3 wird der Kompensationskoeffizient K1 auf der Basis des erfaßten Straßenoberflächengradienten α und gemäß einer Beziehung zwischen dem Koeffizienten K1 und dem Gradienten α, wie sie beispielhaft in dem Graphen in 7 gezeigt ist, bestimmt und der Kompensationskoeffizient K2 wird auf der Basis des Straßenoberflächenreibungskoeffizienten μ und gemäß einer vorbestimmten Beziehung zwischen dem Koeffizienten K2 und μ, wie sie beispielhaft in dem Graph von 8 gezeigt ist, bestimmt. Der Grund-Niedrig-μ-Unterstützungsdrehmomentwert T_AL0 wird kompensiert, um den Sollwert T_AL1 durch Multiplizieren des Grundwerts T_AL0 mit den bestimmten ersten und zweiten Kompensationskoeffizienten K1 und K2 erhalten. Der Graph von 9 zeigt die oben angegebenen Beziehungen, die durch die Kompensationseinrichtungen 78, 80 verwendet werden, um den Grundwert T_AL0 zu kompensieren, um das Niedrig-μ- Straßenunterstützungsmotordrehmoment T_AL, genauer gesagt den Sollwert T_AL1, zu erhalten.
Auf den Schritt M8-3 folgt ein Schritt M8-4, der der Nicht-Steigungsbestimmungseinrichtung 88 entspricht, um zu bestimmen, ob der erfaßte Straßenoberflächengradient α niedriger ist als der vorbestimmte Grenzwert α0. Wenn eine bestätigende Entscheidung (JA) in dem Schritt M8-4 erhalten wird, bedeutet dies, daß die Straßenoberfläche eine ebene Straßenoberfläche ist und daß das Niedrig-μ-Straßenunterstützungsdrehmoment T_AL nicht schnell angehoben werden muß. In diesem Fall geht der Steuerungsablauf zu einem Schritt M8-7 über, der der elektrischen Leistungsquellenschalteinrichtung 86 entspricht, wobei die Zuführung der elektrischen Energie von dem Kondensator 48 zu dem MG 28 verhindert wird, um die gleichzeitige Zuführung der elektrischen Energien von dem Kondensator 48 und dem Generator 24 zu dem MG 28 zu verhindern, so daß der MG 28 lediglich durch die von dem Generator 24 zugeführte Energie betrieben wird, um den Sollwert T_AL1 des Niedrig-μ-Straßenunterstützungsdrehmoments T_AL, der in dem Schritt M8-3 berechnet wurde, zu erzeugen. Somit wird die Straßenoberfläche von einer ansteigenden Straßenoberfläche in eine flache Straßenoberfläche während des Anfahrens des Fahrzeugs geändert, wobei die elektrische Leistungsquelle zur Betätigung des MG 28 zum Antrieb der Hinterräder 34 von einer Kombination aus dem Generator 24 und dem Kondensator 48 in lediglich den Generator 24 geändert wird.
Wenn eine negative Entscheidung (NEIN) in dem Schritt M8-4 erhalten wird, bedeutet dies, daß die Straßenoberfläche eine ansteigende Straßenoberfläche ist, und daß das unterstützende Drehmoment T_AL schnell angehoben werden muß. In diesem Fall geht der Steuerungsablauf zu einem Schritt M8-5 über, der der ersten Restenergiemengenerfassungseinrichtung 82 entspricht, um zu bestimmen, ob die elektrische Energiemenge SOC, die in dem Kondensator 48 gespeichert ist, größer ist als die untere Grenze SOCo. Wenn eine bestätigende Entscheidung (JA) in dem Schritt M8-5 erhalten wird, geht der Steuerungsablauf zu einem Schritt M8-6 über, der der kooperativen Energiezuführeinrichtung 84 entspricht, wobei elektrische Energie von dem Kondensator 48 zu dem MG 28 zugeführt wird, zusammen mit der Zuführung der elektrischen Energie von dem Generator 24, so daß das Niedrig-μ-Straßenunterstützungsdrehmoment T_AL des MG 28 schnell angehoben werden kann, wie in den Graphen von 6A und 6B gezeigt ist, infolge eines abrupten Anstiegs der von dem Kondensator 48 zu dem MG 28 zugeführten Menge an elektrischer Energie, die es ermöglicht, die auf die Hinterräder 34 aufgebrachte Antriebskraft schnell zu erhöhen, um dadurch das Anfahren mit dem Fahrzeug zu vereinfachen, auch auf der ansteigenden Straßenoberfläche. Wenn die elektrische Energie, die in dem Kondensator 48 gespeichert ist, als ein Ergebnis der Betätigung des MG 28 in dem Schritt M8-6 im wesentlichen erschöpft ist, wird in dem nächsten Steuerzyklus eine negative Entscheidung (NEIN) in dem Schritt M8-5 erhalten. In diesem Fall geht der Steuerungsablauf zu einem Schritt M8-7 über, in welchem der MG 28 lediglich durch die von dem Generator 24 zugeführte elektrische Energie betrieben wird.
Rückgreifend auf die Hauptroutine von 10 folgen auf die Niedrig-μ-Straßen-Motorsteuerroutine in Schritt M8 (Routine von 13) die Schritte M9, M10 und M11, welche der Beendigungseinrichtung 90 für die Unterstützungsmotorsteuerung für die Brennkraftmaschine entsprechen. Der Schritt M9 ist vorgesehen, um zu bestimmen, ob die Durchrutschgeschwindigkeit Δ V niedriger ist als der vorbestimmte Grenzwert ΔV₁. Der Schritt M10 ist vorgesehen, um zu bestimmen, ob die Fahrzeuggeschwindigkeit V gleich oder größer als der vorbestimmte Grenzwert Vx2 ist. Der Schritt M11 ist vorgesehen, um zu bestimmen, ob der Beschleunigerbetätigungsbetrag θ Null oder gleich einem Minimalwert θmin ist.
Wenn eine negative Entscheidung (NEIN) in allen den Schritten M9, M10 und M11 erhalten wird, sollte die Niedrig-μ-Straßen-Unterstützungssteuerung des MG 28 fortgesetzt werden. In diesem Fall geht der Steuerungsablauf zu einem Schritt M12 über, um das Flag F1 auf "1" zu setzen und kehrt zu dem Schritt M1 zurück, um die Hauptroutine zu wiederholen. Wenn eine bestätigende Entscheidung (JA) in einem der Schritte M9 und M10 erhalten wird, geht der Steuerungsablauf zu einem Schritt M13 über, der der Niedrig-μ-Straßen-Beendigungseinrichtung 92 für die Unterstützungssteuerung entspricht, um eine Niedrig-μ-Straßen-Beendigungsroutine für die Unterstützungssteuerung auszuführen. Wenn eine bestätigende Entscheidung (JA) in dem Schritt M11 erhalten wird, geht der Steuerungsablauf zu einem Schritt M14 über, welcher dem Schritt M13 folgend implementiert ist.
Ein Beispiel der Niedrig-μ-Straßen-Beendigungsroutine, die in dem Schritt M13 ausgeführt wird, ist in dem Flußdiagramm von 14 gezeigt. Diese Routine gemäß 14 wird mit einem Schritt M13-1 initiiert, der der Drehmomentverschwächungseinrichtung 96 entspricht, um das Niedrig-μ-Straßenunterstützungsdrehmoment T_AL des MG 28 mit einer vergleichsweise geringen Rate allmählich zu vermindern. Auf den Schritt M13-1 folgt ein Schritt M13-2, der der Fahrzeuggeschwindigkeitserfassungseinrichtung 94 entspricht, um zu erfassen, ob die Fahrzeuggeschwindigkeit V gleich oder höher als der Grenzwert Vx2 ist. Wenn eine negative Entscheidung (NEIN) in dem Schritt M13-2 erhalten wird, dies bedeutet, daß die Fahrzeuggeschwindigkeit V niedriger ist als der Grenzwert Vx2, sollte das Unterstützungsdrehmoment T_AL des MG 28 nicht vermindert werden, um eine sanfte Vorwärtsfahrt des Fahrzeugs zu gestatten. In diesem Fall wird folglich die Niedrig-μ-Straßen-Beendigungsroutine von 14 beendet und der Steuerungsablauf geht zum Schritt M8 über, um die Niedrig-μ-Straßen-Motorsteuerungsroutine und die nachfolgenden Schritt erneut auszuführen. Wenn eine bestätigende Entscheidung (JA) in dem Schritt M13-2 erhalten wird, geht der Steuerungsablauf zu einem Schritt M13-3 über, um zu bestimmen, ob das Niedrig-μ-Straßenunterstützungsdrehmoment T_AL auf Null reduziert wurde (als ein Ergebnis der wiederholten Implementierung des Schrittes M13-1). Anfangs wird eine negative Entscheidung (NEIN) in dem Schritt M13-3 erhalten und der Steuerungsablauf geht zu dem Schritt M13-1 zurück. Somit wird der Schritt M13-1 mehrfach implementiert beziehungsweise ausgeführt, bis das unterstützende Drehmoment T_AL auf Null reduziert wurde, solange die Fahrzeuggeschwindigkeit V gleich oder höher als der Grenzwert Vx2 gehalten wird, auch wenn das unterstützende Drehmoment T_AL allmählich reduziert wird.
Zurückgreifend auf die Hauptroutine von 10 folgt auf die Niedrig-μ-Straßen-Beendigungsroutine in dem Schritt M13 ein Schritt M14, der der zweiten Restenergiemengenerfassungseinrichtung 100 entspricht, um zu bestimmen, ob die elektrische Energiemenge SOC, die in dem Kondensator 48 gespeichert ist, größer als die untere Grenze SOCo ist. Wenn eine negative Entscheidung (NEIN) in dem Schritt M14 erhalten wird, geht der Steuerungsablauf zu einem Schritt M15 über, der der Kondensatorladeeinrichtung 102 entspricht, um den Kondensator 48 mit der durch den Generator 34 erzeugten elektrischen Energie zu laden, so daß der MG 28 durch die elektrische Energie betrieben werden kann, die von dem Kondensator 48 zugeführt wird, wenn die Niedrig-μ-Straßen-Motorsteuerroutine in dem Schritt M8 erneut ausgeführt wird. Die unterbrochene Linie beim Abfall des Niedrig-μ-Straßenunterstützungsdrehmoments T_AL, die in dem Graph von 6B gezeigt ist, zeigt den Betrieb des Generators 24 für eine zusätzliche Zeit, um den Kondensator 48 zu laden. Das Laden des Kondensators in dem Schritt M58 gestattet einen schnellen Anstieg des die Brennkraftmaschine unterstützenden Drehmoments T_AL des MG 28 zum Antrieb der Hinterräder 34, wenn die Vorderräder 20 in einen übermäßig durchrutschenden Zustand überführt wurden, nachdem das Fahrzeug einmal sanft infolge der Ausführung der Niedrig-μ-Straßen-Motorsteuerroutine angefahren ist.
Wenn eine bestätigende Entscheidung (JA) in dem Schritt M14 enthalten wird, d.h. wenn die elektrische Energiemenge SOC, die in dem Kondensator 48 gespeichert ist, größer ist als die untere Grenze SOCo oder die untere Grenze SOCo als Ergebnis des Ladens in dem Schritt M15 überschritten hat, geht der Steuerungsablauf zu einem Schritt M16 über, um das Laden des Kondensators 48 durch den Betrieb des Generators 24 zu verhindern oder zu beenden.
Die Traktionssteuerungskompensationseinrichtung 106 führt eine Traktionssteuerungskompensationsroutine aus, die in dem Flußdiagramm von 15 gezeigt ist, um die Traktionssteuerung der Vorderräder 20 während eines Betriebs der Traktionssteuereinrichtung 60 und eines Betriebs der Niedrig-μ-Straßen-Motorsteuereinrichtung 74 zu optimieren. Die Traktionssteuerungskompensationsroutine von 15 beginnt mit einem Schritt TA1, der der Wirksamkeitsüberwachungseinrichtung 108 für die Traktionssteuerung entspricht, um zu bestimmen, ob die Fahrzeuggeschwindigkeit V niedriger ist als der Grenzwert V_TRCO Der Grenzwert V_TRCO ist ein experimentell bestimmter Wert, oberhalb dem erwartet wird, daß die Vorwärtsfahrgeschwindigkeit V des Fahrzeugs ansteigt, wenn die Traktionssteuerung der Vorderräder 20 durch die Traktionssteuereinrichtung 60 wirkungsvoll eingesetzt ist, um den Reibungskoeffizienten der Vorderräder 20 bezüglich der Straßenoberfläche zu erhöhen.
Wenn eine negative Entscheidung (NEIN) in dem Schritt TA1 erhalten wird, bedeutet dies, daß die Traktionssteuerung durch die Traktionssteuerungeinrichtung 60 wirksam ist. In diesem Fall geht der Steuerungsablauf zu einem Schritt TA2 über, der der Überwachungseinrichtung 110 für die Fahrzeuggeschwindigkeitsänderung entspricht, um zu bestimmen, ob die Fahrzeuggeschwindigkeit V erhöht wird. Diese Bestimmung kann gemacht werden, indem bestimmt wird, ob die Fahrzeuggeschwindigkeit V_tx+1, die in dem vorliegendem Steuerzyklus erfaßt wird, größer ist als die Fahrzeuggeschwindigkeit V_tx, die in dem vorhergehendem Steuerzyklus erfaßt wurde. Wenn eine negative Entscheidung (NEIN) in dem Schritt TA2 erhalten wird, bedeutet dies, daß, während die Fahrzeuggeschwindigkeit V auf den Grenzwert V_TRCO oder höher infolge der wirksamen Traktionssteuerung erhöht wurde, die Fahrzeuggeschwindigkeit V derzeit nicht erhöht wird. In diesem Fall geht der Steuerungsablauf zu einem Schritt TA3 über, der der Antriebskraftverminderungsabmilderungseinrichtung 112 entspricht, um den Reduktionsbetrag der Antriebskraft der Vorderräder 20 durch die Traktionssteuereinrichtung 60 zu vermindern. Wenn beispielsweise die Traktionssteuereinrichtung 60 die Antriebskraft der Vorderräder 20 durch Betätigen der vorderen Radbremsen 44 reduziert hat, wird die durch die vorderen Radbremsen 44 erzeugte Bremskraft um einen passenden Betrag vermindert, so daß die Antriebskraft der Vorderräder 20 entsprechend ansteigt um die Fahrgeschwindigkeit V des Fahrzeugs mit Hilfe einer Wirkung zu erhöhen, die durch die Niedrig-μ-Straßen-Motorsteuereinrichtung 74 zur Betätigung des MG 28 zum Antrieb der Hinterräder 34 bereitgestellt ist. Auf den Schritt TA3 folgt der Schritt TA4 um zu bestimmen, ob die Niedrig-μ-Straßen-Unterstützungssteuerung des MG 28 durch die Niedrig-μ-Straßen-Motorsteuereinrichtung 74 beendet wurde. Wenn eine negative Entscheidung (NEIN) in dem Schritt TA4 erhalten wird, wird ein Zyklus des Ausführens der Traktionssteuerungskompensationsroutine von 15 beendet, ohne einen Schritt TA5 zu durchlaufen, wodurch die modifizierte Traktionssteuerung der Vorderräder 20, die in dem Schritt TA3 begonnen hat, fortgesetzt wird. Wenn eine bestätigende Entscheidung (JA) in dem Schritt TA4 erhalten wird, geht der Steuerungsablauf zu dem Schritt TA5 über, um die normale Traktionssteuerung mit der ursprünglich reduzierten Antriebskraft der Vorderräder 20 wiederherzustellen.
Wenn eine bestätigende Entscheidung (JA) in dem Schritt TA1 erhalten wird, bedeutet dies, daß die Traktionssteuerung der Vorderräder 20 nicht wirksam durch die Traktionssteuereinrichtung 60 ausgeführt wird, wobei die Fahrzeuggeschwindigkeit V weiterhin extrem niedrig ist. In diesem Fall geht der Steuerungsablauf zu einem Schritt TA6 über, der der Antriebskraftverminderungsintensivierungseinrichtung 104 entspricht, um den Reduktionsbetrag der Antriebskraft der Vorderräder 20 durch die Traktionssteuereinrichtung 60 zu erhöhen, d.h. die Antriebskraft der Vorderräder 20 weiter zu vermindern. Beispielsweise wird die durch die vorderen Radbremsen 44 erzeugte Bremskraft weiter erhöht, um die Antriebskraft der Vorderräder 20 weiter zu reduzieren, um die Traktionssteuerung zu optimieren, so daß der Durchrutschbetrag der Vorderräder 20 unmittelbar nach dem Anfahren des Fahrzeugs auf der Straßenoberfläche mit einem niedrigen Reibungskoeffizienten reduziert werden kann, mit dem Ergebnis eines Anstiegs der Fahrzeugfahrgeschwindigkeit V von einem extrem niedrigen Wert auf den Grenzwert V_TRCO.
Auf den Schritt TA6 folgt ein Schritt TA7, der mit der Dauerdurchrutscherfassungseinrichtung 116 übereinstimmt, um zu bestimmen, ob der Durchrutschzustand der Vorderräder 20 für mehr als eine vorbestimmte Zeitspanne andauert, auch wenn die Bremskraft der vorderen Radbremsen 44 erhöht wird. Wenn eine negative Entscheidung (NEIN) in dem Schritt TA7 erhalten wird, bedeutet dies, daß der Anstieg der Bremskraft der vorderen Radbremsen 44 wirksam ist, um die Durchrutschneigung der Vorderräder 20 zu vermindern. In diesem Fall geht der Steuerungsablauf zu oben bezeichneten Schritt TA4 über. Wenn eine bestätigende Entscheidung (JA) in dem Schritt TA7 erhalten wird, bedeutet dies, daß der Anstieg der Bremskraft der vorderen Radbremsen 44 wirkungslos ist. In diesem Fall geht der Steuerungsablauf zu einem Schritt TA8 über, der der Belastungserhöhungseinrichtung 118 für die Brennkraftmaschine entspricht, um die Antriebskraft der Vorderräder 20 zu vermindern, indem die auf die Brennkraftmaschine 10 wirkende Belastung erhöht wird und/oder ein partielles Durchrutschen der Bremse des Getriebes 14 ausgeführt wird, welche in Eingriff gebracht wurde, um ein Reaktionselement des Getriebes festzuhalten, um die derzeit gewählte Betriebsstellung einzustellen. Die Maschinenbelastung kann durch mindestens eine der nachfolgenden Vorgehensweisen erhöht werden: Aktivieren einer nicht aktivierten brennkraftmaschinenbetriebenen Vorrichtung wie der Klimaanlage, die durch die Brennkraftmaschine angetrieben wird, Maximieren der Belastung der bereits aktivierten brennkraftmaschinenbetriebenen Vorrichtung, Hochschalten des Getriebes 14, Ausführen eines partiellen Durchrutschens einer Reibungskupplungsvorrichtung des Getriebes 14, welche in Eingriff sein muß, um eine Betriebsstellung des Getriebes 14 einzustellen, die von der derzeit eingestellten Betriebsstellung abweicht, und Erhöhen der durch den Generator 24 erzeugten Menge an elektrischer Energie. Die Betätigung der Antriebskraftverminderungseinrichtung 118 bewirkt eine Verminderung des Durchrutschbetrags der Vorderräder 20, die durch die Brennkraftmaschine 10 angetrieben sind.
In dem gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Erfindung aufgebauten Steuergerät zum Steuern des Hybridallradfahrzeugs ist eine Speichervorrichtung für elektrische Energie in Form eines Kondensators 48 als eine zweite Leistungsquelle zum Zuführen einer elektrischen Energie zu dem Mg 28 vorgesehen, zusätzlich zu dem elektrischen Generator 24, der durch die Brennkraftmaschine 10 betrieben wird und als eine erste Leistungsquelle zum Betrieb des MG 28 vorgesehen ist. Wenn der MG 28 betätigt wird, um die Hinterräder 34 anzutreiben, um eine die Brennkraftmaschine unterstützende Antriebskraft zur Unterstützung der Brennkraftmaschine 10, die betätigt wird, um die Vorderräder 20 beim Anfahren des Fahrzeugs anzutreiben, bereitzustellen, wird die kooperative Energiezuführeinrichtung 84 in dem Schritt M8-6 betrieben, um elektrische Energie von dem Kondensator 48 zu dem MG 28 zuzuführen, gleichzeitig mit der Zuführung elektrischer Energie von dem elektrischen Generator 24 zu dem MG 28. Diese Anordnung gestattet eine ausreichend hohe Anstiegsrate oder Anstieg des die Brennkraftmaschine unterstützenden Antriebsdrehmoments des MG 28, der als ein Elektromotor funktioniert, auch wenn einige Verzögerung in dem Anstieg oder der Zunahme der Menge an elektrischer Energie vorliegt, die dem MG 28 von dem Generator 24 zugeführt wird, der durch die Brennkraftmaschine 10 angetrieben ist. Folglich kann das Fahrzeug ohne wesentliches Durchrutschen der Vorderräder 20, die als die primären Antriebsräder dienen, sanft anfahren.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Kondensator 48 aufgebaut, elektrische Energie durch Polarisation eines dielektrischen Materials zu speichern, und er hat ein Energiespeichervermögen, das ausreicht, eine anfängliche Verknappung der elektrischen Energie zum Betrieb des MG 28 zu kompensieren, wobei die anfänglich Verknappung sich aus dem verzögerten Anstieg der Menge an elektrischer Energie, die von dem elektrischen Generator 24 dem MG 28 zugeführt wird, ergeben würde, wenn der MG 28 mit lediglich der elektrischen Energie, die von dem Generator 24 zugeführt wird, betrieben wird. Der Kondensator 48 des oben angegebenen Typs gestattet eine höhere Anstiegsrate oder Zunahme der dem MG 28 zuzuführenden elektrischen Energie, als eine herkömmliche Batterie, welche eine elektrische Energie elektrochemisch speichert. Folglich stellt die Bereitstellung des Kondensators 48 einen weiteren Anstieg in der Anstiegsrate des die Brennkraftmaschine unterstützenden Antriebsdrehmoments des MG 28 sicher.
Das Steuergerät gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel umfaßt den Straßengradientensensor 52 als einen Detektor zur Erfassung des Gradienten α der Straßenoberfläche, auf der das Fahrzeug anfährt oder fährt, und eine elektrische Leistungsquellensteuereinrichtung in Form der elektrischen Leistungsquellenschalteinrichtung 86, welche in dem Schritt M8-7 betätigt wird, in Abhängigkeit von dem Gradienten α, der durch den Gradientensensor 52 erfaßt ist, um das Verhältnis der elektrischen Energiemenge, die von dem Kondensator 48 zu dem MG 28 zuzuführen ist, bezüglich der elektrischen Energiemenge, die von dem Generator 24 dem MG 28 zuzuführen, ist zu steuern. Genauer gesagt, die elektrische Leistungsquellenschalteinrichtung 86 ist ausgelegt, die Zuführung elektrischer Energie von dem Kondensator 48 zu dem MG 28 zu verhindern, wenn der erfaßte Straßenoberflächengradient α niedriger ist als der vorbestimmte Grenzwert α0. Jedoch kann die elektrische Leistungsquellensteuereinrichtung ausgelegt sein, das vorgenannte Verhältnis der elektrischen Energiemenge, die von dem Kondensator 48 zu dem MG 28 zuzuführen ist, zu reduzieren, wenn der erfaßte Straßenoberflächengradient α vermindert ist. Diese Anordnung bewirkt eine Verminderung des Verbrauchs an elektrischer Energie, die in dem Kondensator 48 gespeichert ist.
Das Steuergerät gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel hat ferner die Kondensatorladeeinrichtung 102, welche in dem Schritt M15 betrieben wird, unmittelbar nachdem die unterstützende Steuerung des MG 28 beendet ist, um den Kondensator 48 mit der elektrischen Energie zu laden, die durch den Generator 24 erzeugt ist, in Abhängigkeit von der Restmenge SOC an elektrischer Energie, die in dem Kondensator 48 gespeichert ist. Diese Anordnung gestattet eine ausreichend hohe Anstiegsrate des die Brennkraftmaschine unterstützenden Antriebsdrehmoments des MG 28, auch wenn die die Brennkraftmaschine unterstützende Steuerung des MG 28 wiederholt auf der Straßenoberfläche mit einem relativ niedrigen Reibungskoeffizienten μ ausgeführt wird.
Das Steuergerät gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel umfaßt ferner die Antriebskraftverminderungseinrichtung 118, welche in dem Schritt TA8 betätigt wird, um die Antriebskraft der Vorderräder 20 zu reduzieren, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit V, infolge Durchrutschens der Vorderräder 20, die durch die Brennkraftmaschine 10 angetrieben sind, trotz eines die Brennkraftmaschine unterstützenden Betriebs des MG 28 nicht auf den vorbestimmten Grenzwert V_TRCO angehoben werden kann. Um die Antriebskraft der Vorderräder 20 zu vermindern, kann die Antriebskraftverminderungseinrichtung 118 eine Belastungserhöhungseinrichtung für die Brennkraftmaschine aufweisen, um die auf die Brennkraftmaschine 10 wirkende Belastung zu erhöhen, und/oder eine Einrichtung zum Ausführen eines teilweisen Durchrutschens einer Bremse des Getriebes 14 haben, welche in Eingriff gebracht wurde, um ein Reaktionselement des Getriebes 14 festzuhalten, um die derzeit gewählte Betriebsstellung einzustellen. Um die auf die Brennkraftmaschine 10 wirkende Belastung zu erhöhen, hat die Belastungserhöhungseinrichtung für die Brennkraftmaschine mindestens eine der folgenden Einrichtungen: eine Einrichtung zur Aktivierung einer nicht aktivierten brennkraftmaschinengetriebenen Vorrichtung, wie der Klimaanlage, die durch die Brennkraftmaschine 10 angetrieben ist, eine Einrichtung zur Maximierung der Belastung der bereits aktivierten brennkraftmaschinengetriebenen Vorrichtung, eine Einrichtung zum Hochschalten des Getriebes 14, eine Einrichtung zum Bewirken eines teilweise Durchrutschen einer Reibungskupplungsvorrichtung des Getriebes 14, die in Eingriff gebracht werden soll, um eine Betriebsstellung des Getriebes 14 einzustellen, die von der derzeit eingestellten Betriebsstellung abweicht, und eine Einrichtung zur Erhöhung der durch den Generator 24 erzeugten Menge an elektrischer Energie. Die Antriebskraftverminderungseinrichtung 118 bewirkt eine Verminderung des Betrags des Durchrutschens der Vorderräder 20, um dadurch die Traktionskraft des Fahrzeugs beim Anfahren des Fahrzeugs zu erhöhen.
Als nächstes wird unter Bezugnahme auf 17 und 18 ein Steuergerät gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung zur Steuerung eines Hybridallradfahrzeugs beschrieben, wobei das Getriebe 14 ein automatisches Getriebe ist. Die Motorsteuervorrichtung 46, die in dem Steuergerät dieses zweiten Ausführungsbeispiels vorgesehen ist, umfaßt ebenfalls die Motorantriebssteuereinrichtung 70. Wie in 17 gezeigt ist, umfaßt die Motorantriebssteuereinrichtung 70 die Hoch-μ-Straßen-Motorsteuereinrichtung 72 und die Niedrig-μ-Straßen-Motorsteuereinrichtung 74, wie sie in dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß 4 vorgesehen sind. Jedoch ist die Motorsteuervorrichtung 46 nicht ausgelegt, die Schritte M14 bis M16 der Hauptroutine von 10 auszuführen, die in dem ersten Ausführungsbeispiel vorgesehen sind, um den Kondensator 48 durch Betrieb des elektrischen Generators 24 aufzuladen, wenn die restliche elektrische Energiemenge SOC, die in dem Kondensator 48 gespeichert ist, nach der Niedrig-μ-Straßen-Unterstützungsbetätigung des MG 28 nicht größer ist als der vorbestimmte Grenzwert SOCo.
Die Motorsteuervorrichtung 46 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel hat eine Restenergiemengenerfassungseinrichtung 120, die während der Hoch-μ- oder Niedrig-μ-Straßen-Unterstützungssteuerung des MG 28 (zweite Antriebskraftquelle) betrieben wird, um zu bestimmen, ob die restliche elektrische Energiemenge SOC, die in einer Speichervorrichtung für elektrische Energie in Form des Kondensators 48 gespeichert ist, größer ist als die vorbestimmte untere Grenze SOCo, die experimentell derart bestimmt ist, daß die elektrische Energiemenge SOC, die größer als die untere Grenze SOCo ist, ausreicht, um einen die Brennkraftmaschine unterstützenden Betrieb des MG 28 auszuführen. Die Motorsteuervorrichtung 46 umfaßt ferner eine Ladesteuereinrichtung 122, welche betätigt wird, wenn die elektrische Restenergiemengenerfassungseinrichtung 120 bestimmt, daß die restliche elektrische Energie SOC nicht größer ist als die untere Grenze SOCo. Die Ladesteuereinrichtung 122 ist ausgelegt, den Kondensator 48 mit einer elektrischen Energie zu laden, die durch den MG 28 erzeugt ist, der mit einer kinetischen Energie des Fahrzeugs während der nichtverzögernden Fahrt des Fahrzeugs bei niedergedrücktem Beschleunigerpedal betrieben wird.
Die Motorsteuervorrichtung 46 des Steuergeräts gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel umfaßt ferner eine Erfassungseinrichtung 124 für den Fahrzeugbeschleunigungsbetrieb, um zu bestimmen, ob ein Vorgang zur Beschleunigung des Fahrzeugs durch den Fahrer des Fahrzeugs ausgeführt wurde, um das Fahrzeug zu beschleunigen, genauer gesagt, ob das Beschleunigerpedal durch den Fahrer des Fahrzeugs niedergedrückt wurde. Diese Bestimmung durch die Erfassungseinrichtung 124 für die Fahrzeugbeschleunigung wird ausgeführt, indem bestimmt wird, ob der Beschleunigerbetätigungsbetrag θ_tx+1, der in dem derzeitigen Steuerzyklus erfaßt wird, größer ist als der Beschleunigerbetätigungsbetrag θ_tx, der in dem vorhergehenden Steuerzyklus erfaßt wurde. Die Motorsteuervorrichtung 46 umfaßt ferner eine Erhöhungseinrichtung 126 für das Getriebeübersetzungsverhältnis, welche betrieben wird, wenn die Restenergiemengenerfassungseinrichtung 120 bestimmt, daß die Restenergiemenge SOC nicht größer ist als die unter Grenze SOC0 und wenn die Erfassungseinrichtung 124 für den Fahrzeugbeschleunigungsbetrieb bestimmt, daß ein Fahrzeugbeschleunigungsvorgang ausgeführt wurde. Die Getriebeherunterschalteinrichtung 126 ist ausgelegt, ein Übersetzungsverhältnis γ des automatischen Getriebes 14 einzustellen, welches zwischen der ersten Antriebsleistungsquelle in Form der Brennkraftmaschine 10 und den primären Rädern in Form der Vorderräder 20, die durch die erste Antriebsleistungsquelle angetrieben sind, angeordnet ist.
Das Übersetzungsverhältnis γ des automatischen Getriebes 14 ist ein Verhältnis der Drehzahl Nin der Eingangswelle des Getriebes zu der Drehzahl Nout der Ausgangswelle des Getriebes. Wenn das automatische Getriebe 14 eine Vielzahl von Betriebsstellungen mit verschiedenen Übersetzungsverhältnissen Nin/Nout hat, kann die Erhöhungseinrichtung 126 für das Getriebeübersetzungsverhältnis ausgelegt sein, das automatische Getriebe um eine Stellung herunter zu schalten. Wenn das automatische Getriebe ein kontinuierlich verstellbares Getriebe (CVT) ist, kann die Erhöhungseinrichtung 126 für das Getriebeübersetzungsverhältnis ausgelegt sein, das Übersetzungsverhältnis γ des CVT um einen passenden Betrag zu erhöhen, um einen Sollwert N_E* der Drehzahl der Brennkraftmaschine N_E zu erhöhen.
Die Motorsteuervorrichtung 46 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel ist ausgelegt, eine Kondensatorladesteuerungsroutine auszuführen, die in dem Flußdiagramm von 18 gezeigt ist, während die die Brennkraftmaschine unterstützende Steuerung des MG 28 ausgeführt wird. Die Kondensatorladesteuerroutine von 18 beginnt mit einem Schritt SA1, der der Restenergiemengenerfassungseinrichtung 120 entspricht, um zu bestimmen, ob die restliche elektrische Energiemenge SOC, die in dem Kondensator 48 gespeichert ist, größer ist, als die untere Grenze SOCo. Wenn eine bestätigende Entscheidung (JA) in dem Schritt SA1 erhalten wird, bedeutet dies, daß der Kondensator 48 nicht geladen werden muß. In diesem Fall geht der Steuerungsablauf zu einem Schritt SA3 über, der der Ladesteuereinrichtung 122 entspricht, um das Laden des Kondensators 48 durch den MG 28 zu verhindern oder zu beenden. Wenn eine negative Entscheidung (NEIN) in dem Schritt SA1 erhalten wird, bedeutet dies, daß der Kondensator 48 geladen werden muß. In diesem Fall geht der Steuerungsablauf zunächst zu einem Schritt SA2 über, der der Erfassungseinrichtung 124 für den Fahrzeugbeschleunigungsbetrieb entspricht, um zu bestimmen, ob der Vorgang der Beschleunigung des Fahrzeugs durch den Fahrer des Fahrzeugs ausgeführt wurde, d.h. ob der Beschleunigerbetätigungsbetrag θ erhöht wurde.
Wenn eine negative Entscheidung (NEIN) im Schritt SA2 erhalten wird, geht der Steuerungsablauf zu einem Schritt SA3 über, um das Laden des Kondensators 48 durch den MG 28 zu verhindern oder zu beenden. Wenn eine bestätigende Entscheidung (JA) in dem Schritt SA2 erhalten wird, bedeutet dies, daß das Fahrzeug im Vorgang der Beschleunigung ist. In diesem Fall geht der Steuerungsablauf zu einem Schritt SA4 über, der der Erhöhungseinrichtung 126 für das Getriebeübersetzungsverhältnis entspricht, um das Übersetzungsverhältnis γ des automatischen Getriebes 14 um einen passenden Betrag zu erhöhen, so daß die Brennkraftmaschinendrehzahl N_E entsprechend angehoben wird, wodurch die Ausgangsleistung der Brennkraftmaschine 10 erhöht wird. Auf den Schritt SA4 folgt ein Schritt SAS, der der Ladesteuereinrichtung 122 entspricht, wobei der MG 28 als ein elektrischer Generator durch eine zusätzliche kinetische Energie des Fahrzeugs unter Beschleunigung betrieben wird, wobei die zusätzliche kinetische Energie als ein Ergebnis der Erhöhung des Übersetzungsverhältnisses γ (ein Herunterschaltvorgang) des automatischen Getriebes 14 erzeugt ist, und wobei ein regeneratives Bremsdrehmoment entsprechend der zusätzlichen kinetischen Energie durch den MG 28 erzeugt wird und der Kondensator 48 mit einer durch den MG 28 erzeugten elektrischen Energie geladen wird. Das Laden des Kondensators 48 in dem Schritt SA5 wird fortgesetzt, bis die elektrische Energiemenge SOC, die in dem Kondensator 48 gespeichert ist, auf die untere Grenze SOCo angehoben wurde.
In dem zweiten Ausführungsbeispiel von 17 und 18 wird die Ladesteuereinrichtung 122 in dem Schritt SA5 betrieben, um den Kondensator 48 durch Betätigung des MG 28 zu laden, wenn die Restenergiemengenerfassungseinrichtung 120 in dem Schritt SA1 bestimmt, daß die in dem Kondensator 48 gespeicherte elektrische Energiemenge SOC nicht größer ist als die untere Grenze SOCo. Dies bedeutet, daß der Kondensator 48 mit einer elektrischen Energie geladen wird, die durch den MG 28 erzeugt wird, der als der elektrische Generator mit einer kinetischen Energie des Fahrzeugs in einem nicht verzögerten Fahrzustand betrieben wird. Somit wird, solange die elektrische Restenergiemenge SOC, die in dem Kondensator 48 gespeichert ist, nicht größer ist als die untere Grenze SOCo, der Kondensator mit einer elektrischen Energie geladen, die durch Umwandlung einer kinetischen Energie des Fahrzeugs erzeugt wird, auch wenn das Fahrzeug sich nicht im Vorgang der Verzögerung befindet, d.h. auch wenn das Fahrzeug im wesentlichen mit einer konstanten Geschwindigkeit fährt oder im Vorgang der Beschleunigung ist. Dies Anordnung ist wirksam, eine ausreichende Menge an elektrischer Energie, die in dem Kondensator 48 gespeichert ist, sicherzustellen, bevor der MG 28 als der Elektromotor betrieben wird, um ein die Brennkraftmaschine unterstützendes Drehmoment zum Antrieb der Hinterräder 34 zu erzeugen. Mit anderen Worten, die vorliegende Anordnung ist wirksam, eine Verknappung der elektrischen Energie zum Ausführen des die Brennkraftmaschine unterstützenden Betriebs des MG 28 zu vermeiden.
Ferner wird die Erfassungseinrichtung 124 für den Fahrzeugbeschleunigungsbetrieb in einem Schritt SA2 betätigt, um zu bestimmen, ob ein Vorgang zur Beschleunigung des Fahrzeugs durch den Fahrer des Fahrzeugs ausgeführt wurde. Die Ladesteuereinrichtung 122 wird nur dann betrieben, wenn die Restenergiemengenerfassungseinrichtung 120 bestimmt, daß die Restmenge an elektrischer Energie, die in dem Kondensator 48 gespeichert ist, größer ist als die untere Grenze und wenn die Erfassungseinrichtung 124 für den Fahrzeugbeschleunigungsbetrieb bestimmt, daß ein Vorgang zur Beschleunigung des Fahrzeugs durch den Fahrer des Fahrzeugs ausgeführt wurde. Entsprechend wird der Kondensator 48 mit einer elektrischen Energie geladen, die durch den MG 28 erzeugt ist, der mit einem Teil einer Fahrzeugantriebskraft betätigt wird, die durch den Vorgang zur Beschleunigung des Fahrzeugs angehoben wurde. Weil das Fahrzeug beschleunigt wird, wird der Betrieb des MG 28 zum Laden des Kondensators 48 nicht bewirken, daß der Fahrer des Fahrzeugs einen merklichen Abfall der Fahrzeugantriebskraft spüren wird.
In dem zweiten Ausführungsbeispiel, wobei das automatische Getriebe 14 zwischen der Brennkraftmaschine 10 und den Vorderrädern 20 angeordnet ist, wird die Erhöhungseinrichtung 126 für das Getriebeübersetzungsverhältnis in einem Schritt SA4 betätigt, um das Übersetzungsverhältnis γ des automatischen Getriebes 14 zu erhöhen, wenn die Erfassungseinrichtung 124 für den Fahrzeugbeschleunigungsbetrieb in dem Schritt SA2 bestimmt, daß der Fahrzeugbeschleunigungsvorgang durch den Fahrer des Fahrzeugs ausgeführt wurde. Eine Zunahme des Übersetzungsverhältnisses γ des automatischen Getriebes wird ein zusätzliches Fahrzeugantriebsdrehmoment schaffen, so daß die Menge an kinetischer Energie des Fahrzeugs, die zum Laden des Kondensators 48 verwendet werden kann, erhöht wird. Folglich wird der Betrieb des MG 28 zum Laden des Kondensators 48 nicht bewirken, daß der Fahrer des Fahrzeugs einen merklichen Abfall der Fahrzeugantriebskraft spüren wird.
Bezugnehmend auf 19 und 20 wird ein drittes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben, welches sich von dem zweiten Ausführungsbeispiel gemäß 17 und 18 lediglich dahingehend unterscheidet, daß ein automatisches kontinuierlich verstellbares Riemengetriebe (CVT) 128 in dem dritten Ausführungsbeispiel anstelle des automatischen Getriebes 14, welches in dem zweiten Ausführungsbeispiel gesehen ist, verwendet ist, so daß eine Steuereinrichtung für das kontinuierlich verstellbare Getriebe 130 und eine Beziehungsänderungseinrichtung 132 in dem dritten Ausführungsbeispiel vorgesehen sind, anstelle der Erhöhungseinrichtung 126 für das Getriebeübersetzungsverhältnis, die in dem zweiten Ausführungsbeispiel vorgesehen ist.
Die Steuereinrichtung für das kontinuierlich verstellbare Getriebe 130 (nachfolgend als "CVT-Steuereinrichtung 130" bezeichnet) ist ausgelegt, eine Solldrehzahl N_E* der Brennkraftmaschine 10 auf der Basis der erfaßten Fahrzeugfahrgeschwindigkeit V und einem Beschleunigerbetätigungsbetrag θ sowie gemäß einer gespeicherte vorbestimmten Sollwertbestimmungsbeziehung zwischen der Solldrehzahl N_E* der Brennkraftmaschine 10, der Fahrzeugfahrgeschwindigkeit V und dem Beschleunigerbetätigungsbetrag θ zu bestimmen und das Übersetzungsverhältnis γ des kontinuierlichen verstellbaren Getriebes 128 (nachfolgend als "CVT 128" bezeichnet) kontinuierlich zu steuern, so daß die tatsächliche Drehzahl N_E der Brennkraftmaschine 10 mit dem bestimmten Brennkraftmaschinendrehzahlsollwert N_E* übereinstimmt. Die Beziehungsänderungseinrichtung 132 wird betätigt, wenn die Erfassungseinrichtung 124 für den Fahrzeugbeschleunigungsbetrieb bestimmt, daß der Beschleunigungsvorgang durch den Fahrer des Fahrzeugs ausgeführt worden ist. Die Beziehungsänderungseinrichtung 132 ändert die Sollwertbestimmungsbeziehung, die durch die CVT-Steuereinrichtung 130 verwendet wird, so daß die Brennkraftmaschine 10 bei maximaler Kraftstoffersparnis der Brennkraftmaschine 10 betrieben wird, wenn die Brennkraftmaschinensolldrehzahl N_E* gemäß der geänderten Beziehung bestimmt wird. Normalerweise bestimmt die CVT-Steuereinrichtung 130 die Brennkraftmaschinensolldrehzahl N_E* gemäß einer ausgewählten von mehreren Sollwertbestimmungsbeziehungen, die verschiedene Kraftstoffverbrauchs- und Fahrbarkeitseigenschaften des Fahrzeugs beinhalten. Eine dieser Sollwertbestimmungsbeziehungen wird entweder automatisch oder manuell ausgewählt. Wenn das Beschleunigerpedal durch den Fahrer des Fahrzeugs niedergedrückt wird, um das Fahrzeug zu beschleunigen, ändert die Beziehungsänderungseinrichtung 132 die derzeit gewählte Sollwertbestimmungsbeziehung in eine Beziehung maximaler Kraftstoffersparnis, die eine andere ist als die vorgenannte normalerweise verwendete Sollwertbestimmungsbeziehung. Wenn das Übersetzungsverhältnis γ des CVT 128 durch die CVT-Steuereinrichtung 130 gesteuert wird, so daß die Brennkraftmaschinendrehzahl N_E mit der Brennkraftmaschinensolldrehzahl N_E* übereinstimmt, welche entsprechend der Beziehung maximaler Kraftstoffersparnis bestimmt ist, wird die Brennkraftmaschine 10 betrieben, so daß das Ausgangsdrehmoment T_E und die Drehzahl N_E der Brennkraftmaschine 10 sich entlang der maximalen Kraftstoffersparniskurve in einem zweidimensionalen Koordinatensystem verändern, wobei das Ausgangsdrehmoment T_E und die Drehzahl N_E an den entsprechenden beiden Achsen aufgetragen sind.
Die Motorsteuervorrichtung 46 in dem dritten Ausführungsbeispiel ist ausgelegt, eine Kondensatorladesteuerungsroutine, die in dem Flußdiagramm von 20 gezeigt ist, auszuführen, während die die Brennkraftmaschine unterstützende Steuerung des MG 28 ausgeführt wird. Die Kondensatorladesteuerungsroutine von 20 beginnt mit einem Schritt SB1, der der Restenergiemengenerfassungseinrichtung 120 entspricht, um zu bestimmen, ob die elektrische Restenergiemenge SOC, die in den Kondensator 48 gespeichert ist, größer ist als die untere Grenze SOCo, wie in Schritt SA1. Wenn eine bestätigende Entscheidung (JA) in dem Schritt SB1 erhalten wird, bedeutet dies, daß der Kondensator 48 nicht geladen werden muß. In diesem Fall geht der Steuerungsablauf zu einem Schritt SB3 über, der der Ladesteuereinrichtung 122 entspricht, um das Laden des Kondensators 48 durch den MG 28 zu verhindern oder zu beenden, wie in dem Schritt SA3. Wenn eine negative Entscheidung (NEIN) in dem Schritt SB1 erhalten wird, bedeutet dies, daß der Kondensator 48 geladen werden muß. In diesem Fall geht der Steuerungsablauf zunächst zu einem Schritt SB2 über, der der Erfassungseinrichtung 124 für den Fahrzeugbeschleunigungsbetrieb entspricht, um zu bestimmen, ob der Vorgang zur Beschleunigung des Fahrzeugs durch den Fahrer des Fahrzeugs ausgeführt worden ist, d.h. ob der Beschleunigerbetätigungsbetrag θ erhöht wurde, wie in dem Schritt SA2.
Wenn eine negative Entscheidung (NEIN) in dem Schritt SB2 erhalten wird, geht der Steuerungsablauf zu dem Schritt SB3 über, um das Laden des Kondensators 48 durch den MG 28 zu verhindern oder zu beenden. Wenn eine bestätigende Entscheidung (JA) in dem Schritt SB2 erhalten wird, bedeutet dies, daß das Fahrzeug im Vorgang der Beschleunigung ist. In diesem Fall geht der Steuerungsablauf zu einem Schritt SB4 über, der der Beziehungsänderungseinrichtung 132 entspricht, um die derzeit gewählte Sollwertbestimmungsbeziehung in die Beziehung maximaler Kraftstoffersparnis zu ändern, so daß die Solldrehzahl der Brennkraftmaschine N_E* entsprechend der Beziehung maximaler Kraftstoffersparnis durch die CVT-Steuereinrichtung 130 bestimmt wird, und so daß das CVT 128 durch die CVT-Steuereinrichtung 130 derart gesteuert wird, daß die tatsächliche Brennkraftmaschinendrehzahl N_E mit dem somit bestimmten Sollwert N_E* übereinstimmt. Entsprechend wird die Brennkraftmaschine 10 so betrieben, daß eine maximale Kraftstoffersparnis sichergestellt ist. Auf den Schritt SB4 folgt ein Schritt SB5, der der Ladesteuereinrichtung 122 entspricht, wobei der MG 28 mit einer kinetischen Energie des beschleunigenden Fahrzeugs betrieben wird, um den Kondensator 48 zu laden. Das Laden des Kondensators 48 wird fortgesetzt, bis die in dem Kondensator 48 gespeicherte elektrische Energiemenge SOC auf die untere Grenze SOCo angestiegen ist.
Wie das zweite Ausführungsbeispiel ist das vorliegende dritte Ausführungsbeispiel gemäß 19 und 20 derart ausgelegt, daß die Ladesteuereinrichtung 122 in dem Schritt SB5 betrieben wird, um den Kondensator 48 durch Betrieb des MG 28 zu laden, wenn die Restenergiemengenerfassungseinrichtung 120 in dem Schritt SB1 bestimmt, daß die elektrische Energiemenge SOC, die in dem Kondensator 48 gespeichert ist, nicht größer ist als die untere Grenze SOCo. Dies bedeutet, daß der Kondensator 48 mit einer elektrischen Energie geladen wird, die durch den MG 28 erzeugt ist, der mit einer kinetischen Energie des Fahrzeugs betrieben wird, wenn das Fahrzeug in einem nichtverzögerten Fahrzustand ist. Solange somit die elektrische Restenergiemenge SOC, die in dem Kondensator 48 gespeichert ist, nicht größer ist als die untere Grenze SOCo, wird der Kondensator 48 mit einer elektrischen Energie geladen, die durch Umwandlung einer kinetischen Energie des Fahrzeugs erzeugt ist, auch wenn das Fahrzeug nicht in einem Verzögerungsvorgang ist. Dies Anordnung ist wirksam, eine ausreichende in dem Kondensator 48 gespeicherte elektrische Energiemenge sicherzustellen, bevor der MG 28 als der Elektromotor zur Erzeugung eines die Brennkraftmaschine unterstützenden Drehmoments betrieben wird, um die Hinterräder 34 anzutreiben. Entsprechend ist die vorliegende Anordnung wirksam, eine Verknappung der elektrischen Energie zur Ausführung des die Brennkraftmaschine unterstützenden Betriebs des MG 28 zu verhindern.
Ferner wird das Übersetzungsverhältnis γ des CVT 128 kontinuierlich durch die CVT-Steuereinrichtung 130 verändert, so daß die tatsächliche Brennkraftmaschinendrehzahl N_E mit dem Sollwert N_E* übereinstimmt, wenn er normalerweise auf der Basis der tatsächlichen Fahrzeuggeschwindigkeit V und dem Beschleunigerbetätigungsbetrag θ sowie entsprechend der gewählten Sollwertbestimmungsbeziehung zwischen diesen Parametern γ, V und θ bestimmt ist. Wenn die Erfassungseinrichtung 124 für den Fahrzeugbeschleunigungsbetrieb in dem Schritt SB2 bestimmt, daß der Fahrzeugbeschleunigungsvorgang durch den Fahrer des Fahrzeugs ausgeführt worden ist, ändert die Beziehungsänderungseinrichtung 132 in dem Schritt SB4 die derzeit gewählte Sollwertbestimmungsbeziehung in die Beziehung maximaler Kraftstoffersparnis, so daß die Brennkraftmaschine 10 mit maximaler Kraftstoffersparnis betrieben wird. In diesem Zustand wird der Kondensator 48 mit einer elektrischen Energie geladen, die durch Umwandlung einer kinetischen Energie des Fahrzeugs erzeugt ist. Folglich ist die Kraftstoffersparnis des Fahrzeugs verbessert.
Als nächstes wird bezugnehmend auf 21 und 22 ein viertes Ausführungsbeispiel dieser Erfindung beschrieben, welches sich von dem zweiten Ausführungsbeispiel von 17 und 18 dahingehend unterscheidet, daß ein Verdichter 140 für eine Klimaanlage in der Brennkraftmaschine 10 als eine brennkraftmaschinengetriebene Vorrichtung, die durch die Brennkraftmaschine 10 betrieben ist, in dem vierten Ausführungsbeispiel mit der Brennkraftmaschine verbunden ist, und ferner dahingehend, daß eine Verdichterbelastungsverminderungseinrichtung 142 zur Verminderung einer auf den Verdichter 140 wirkenden Belastung vorgesehen ist, und in dem vierten Ausführungsbeispiel als eine Belastungsverminderungseinrichtung zur Verminderung einer auf die brennkraftmaschinengetriebene Vorrichtung wirkenden Belastung dient, anstelle der Erhöhungseinrichtung 126 für das Getriebeübertragungsverhältnis, die in dem zweiten Ausführungsbeispiel vorgesehen ist.
Die Verdichterbelastungsverminderungseinrichtung 142 wird betätigt, um die Belastung des Verdichters 140 zu vermindern, wenn die in dem Kondensator 48 gespeicherte Restmenge SOC an elektrischer Energie nicht größer ist als die unter Grenze SOCo. Beispielsweise ist die Verdichterbelastungsverminderungseinrichtung 142 ausgelegt, die Belastung des Verdichters 140 auf einen vorbestimmten Wert, beispielsweise ein 50%-Wert seiner vollen Belastbarkeit zu reduzieren. Jedoch kann die Verdichterbelastungsverminderungseinrichtung 142 auch ausgelegt sein, den Verdichter 140 abzuschalten.
Die Motorsteuervorrichtung 46 in dem vierten Ausführungsbeispiel ist ausgelegt, eine Kondensatorladesteuerungsroutine, die in dem Flußdiagramm von 22 gezeigt ist, auszuführen, während die die Brennkraftmaschine unterstützende Steuerung des MG 28 ausgeführt wird. Die Kondensatorladesteuerungsroutine von 22 beginnt mit einem Schritt SC1, der der Restenergiemengenerfassungseinrichtung 120 entspricht, um zu bestimmen, ob die restliche elektrische Energiemenge SOC, die in dem Kondensator 48 gespeichert ist, größer ist als die untere Grenze SOCo, entsprechend dem Schritt SA1. Wenn eine bestätigende Entscheidung (JA) in dem Schritt SC1 erhalten wird, bedeutet dies, daß der Kondensator 48 nicht geladen werden muß. In diesem Fall geht der Steuerungsablauf zu einem Schritt SC2 über, der der Ladesteuereinrichtung 122 entspricht, um das Laden des Kondensators 48 durch den MG 28 zu verhindern oder zu beenden, wie in dem Schritt SA3. Wenn eine negative Entscheidung (NEIN) in dem Schritt SC1 erhalten wird, bedeutet dies, daß der Kondensator 48 geladen werden muß. In diesem Fall geht der Steuerungsablauf zunächst zu einem Schritt SC3 über, der der Verdichterbelastungsverminderungseinrichtung 140 entspricht, um die auf den Verdichter 140 für die Klimaananlage wirkende Belastung zu reduzieren. Auf den Schritt SC3 folgt ein Schritt SC4, der der Ladesteuereinrichtung 122 entspricht, wobei der MG 28 mit einer kinetischen Energie des beschleunigenden Fahrzeugs betrieben wird, um den Kondensator 48 zu laden. Die Menge an kinetischer Energie, die zum Laden des Kondensators 48 durch regenerativen Bremsvorgang des MG 28 verwendet wird, entspricht dem Verminderungsbetrag der Belastung des Verdichters 140. Das Laden des Kondensators 48 wird fortgesetzt, bis die in dem Kondensator 48 gespeicherte elektrische Energiemenge SOC auf die untere Grenze SOCo angehoben wurde.
Wie das zweite und dritte Ausführungsbeispiel ist das vierte Ausführungsbeispiel gemäß 21 und 22 so ausgelegt, daß die Ladesteuereinrichtung 122 in dem Schritt SC4 betrieben wird, um den Kondensator 48 durch Betätigung des MG 28 zu laden, wenn die Restenergiemengenerfassungseinrichtung 120 in dem Schritt SC1 bestimmt, daß die in dem Kondensator 48 gespeicherte elektrische Energiemenge SOC nicht größer ist als die unter Grenze SOCo. Dies bedeutet, daß der Kondensator 48 mit einer elektrischen Energie geladen wird, die durch den MG 28 erzeugt ist, welcher mit einer kinetischen Energie des Fahrzeugs in einem nicht verzögertem Fahrzeugstand betrieben wird. Solange somit die elektrische Restenergiemenge SOC, die in dem Kondensator 48 gespeichert ist, nicht größer ist als die unter Grenze SOCo, wird der Kondensator 48 mit einer elektrischen Energie geladen, die durch Umwandlung einer kinetischen Energie des Fahrzeugs erzeugt ist, auch wenn das Fahrzeug nicht im Vorgang der Verzögerung ist. Diese Anordnung ist wirksam, eine ausreichende Menge an elektrischer Energie, die in dem Kondensator 48 gespeichert ist, sicherzustellen, bevor der MG 28 als der Elektromotor betrieben wird, um ein die Brennkraftmaschine unterstützendes Drehmoment bereitzustellen, um die Hinterräder 34 anzutreiben. Folglich ist die vorliegende Anordnung wirksam, eine Verknappung der erforderlichen elektrischen Energie zur Ausführung des die Brennkraftmaschine unterstützenden Betriebs des MG 28 zu verhindern.
Ferner ist das vierte Ausführungsbeispiel so ausgelegt, daß die auf den Verdichter 140 für die Klimaanlage wirkende Belastung in dem Schritt SC3 durch die Verdichterbelastungsverminderungseinrichtung 142 vermindert wird, wenn die Restenergiemengenerfassungseinrichtung 120 in dem Schritt SC1 bestimmt, daß die restliche elektrische Energiemenge SOC, die in dem Kondensator 58 gespeichert ist, nicht größer ist, als die vorbestimmte unter Grenze SOC0. Eine Verminderung der Belastung des durch die Brennkraftmaschine 10 angetriebenen Verdichters 140 wird ein zusätzliches Fahrzeugantriebsdrehmoment bereitstellen, so daß die Menge an kinetischer Energie des Fahrzeugs, die durch den MG 28 zur Erzeugung einer elektrischen Energie zum Laden des Kondensators 48 verwendet werden kann, erhöht ist. Entsprechend wird der Betrieb des MG 28 zum Laden des Kondensators 48 nicht bewirken, daß der Fahrer des Fahrzeugs einen merklichen Abfall der Fahrzeugsantriebskraft wahrnimmt.
Ferner ist die Ladesteuereinrichtung 122 ausgelegt, den Kondensator 48 derart zu laden, daß eine Menge an elektrischer Energie, die in dem Kondensator 48 gespeichert ist, einem Verminderungsbetrag der Belastung des Verdichters 140 durch die Verdichterbelastungsverminderungseinrichtung 142 entspricht. Weil der Betrag an zusätzlichem Fahrzeugantriebsdrehmoment, welches durch die Verminderung der Belastung des Verdichters 140 bereitgestellt wird, gleich dem Betrag an elektrischer Energie ist, die durch das regenerative Bremsdrehmoment des MG 28 erzeugt wird und in dem Kondensator 48 gespeichert wird, wird die Fahrzeugantriebskraft nicht unerwarteter Weise für den Fahrer des Fahrzeugs vermindert, wenn die Speichervorrichtung für elektrische Energie geladen wird.
Während die derzeit bevorzugten Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung zuvor unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung, die lediglich erläuternden Zwecken dienen, genau beschrieben wurden, ist anzumerken, daß die vorliegende Erfindung auch anderweitig verkörpert werden kann. Die Steuergeräte gemäß den gezeigten Ausführungsbeispielen der Erfindung werden für das Front- und Heckantriebskraftfahrzeug in Form eines Hybrid-Vierradantriebsfahrzeug oder Hybridallradfahrzeugs verwendet, wobei die Vorderräder 20 durch die Brennkraftmaschine 10 als primäre Antriebsräder angetrieben sind, und die Hinterräder 34 durch den MG 28 als Hilfsantriebsräder bedarfsweise angetrieben werden. Jedoch kann das Steuergerät gemäß der vorliegenden Erfindung für Hybrid-Vierradantriebsfahrzeug verwendet werden, in denen die Hinterräder 24 durch die Brennkraftmaschine 10 als primäre Antriebsräder angetrieben werden, und die Vorderräder 20 durch den MG 28 als Hilfsantriebsräder bedarfsweise angetrieben werden.
Während die gezeigten Ausführungsbeispiele als die Speichervorrichtung für elektrische Energie den Kondensator 48 verwenden, welcher eine elektrische Energie durch Polarisation eines dielektrischen Materials speichert, kann eine Batterie oder eine Zelle als die Speichervorrichtung für elektrische Energie verwendet werden, die eine elektrische Energie elektrochemisch speichert. Eine solche Batterie gestattet eine höhere Anstiegsrate der dem MG zugeführten elektrischen Energie und eine höhere Anstiegsrate des die Brennkraftmaschine unterstützenden Drehmoments des MG 28, als der elektrische Generator 24 alleine.
Der elektrische Generator 24, der in den gezeigten Ausführungsbeispielen vorgesehen ist, kann durch einen Elektromotor/Generator ersetzt werden, der zudem als Anlassermotor zum Anlassen der Brennkraftmaschine 10, als ein Elektromotor zum Anfahren des Fahrzeugs sowie als ein elektrischer Generator zur Erzeugung einer elektrischen Energie verwendet werden kann. Dieser Motor/Generator, welcher mit einer elektrischen Energie betrieben wird, die von einer passenden Batterie zugeführt wird, kann ausgelegt sein, den Verdichter für eine Klimaanlage, eine Ölpumpe für eine Servolenkeinrichtung und/oder andere Vorrichtungen anzutreiben, während das Fahrzeug steht und/oder die Brennkraftmaschine 10 abgestellt ist.
Obwohl die gezeigten Ausführungsbeispiele so ausgelegt sind, daß die kooperative Energiezuführeinrichtung 84 eine elektrische Energie von dem Kondensator 48 zu dem MG 28 zusammen mit der Zuführung einer elektrischen Energie von dem elektrischen Generator 24 zu dem MG 28 zuführt, kann die Zuführung der elektrischen Energie von dem elektrischen Generator 24 eine kurze Zeit nachdem die Zuführung der elektrischen Energie von dem Kondensator 48 begonnen hat, beginnen.
Während die Hauptroutine von 10 in dem ersten Ausführungsbeispiel so angeordnet ist, daß der Steuerungsablauf zum Schritt M9 übergeht, wenn die bestätigende Entscheidung (JA) in dem Schritt M1 erhalten wird, kann die Hauptroutine derart modifiziert werden, daß der Steuerungsablauf zu dem Schritt M8 übergeht, wenn die bestätigende Entscheidung in dem Schritt M1 erhalten wird.
In dem zweiten, dritten und vierten Ausführungsbeispiel können die Brennkraftmaschine 10 und der MG 28 durch andere Arten von Antriebskraftquellen, wie einen Hydraulikmotor ersetzt werden.
Wenn ein Hydraulikmotor zum Antrieb der Hilfsantriebsräder verwendet wird, kann die kinetische Energie des Fahrzeugs in einen hydraulischen Druck eines Arbeitsfluids umgewandelt werden, welches durch den Hydraulikmotor bedruckt und in einem passenden hydraulischen Sammler gespeichert wird. Ferner können andere Kraftübertragungseinrichtungen als die in den gezeigten Ausführungsbeispielen verwendeten zwischen den Rädern 20, 34 und den Antriebsleistungsquellen angeordnet werden.

Claims

Hybridfahrzeug mit Front- und Heckantrieb, mit einem Vorderrad (20) und einem Hinterrad (34), einer Brennkraftmaschine (10), einem durch die Brennkraftmaschine betätigten elektrischen Generator (24), einem mit einer durch den elektrischen Generator erzeugten elektrischen Energie betreibbaren Elektromotor ( ), einer Speichervorrichtung (48) für elektrische Energie, einem Steigungsdetektor (52) zur Erfassung einer Steigung, einer Straßenoberfläche, auf welcher das Fahrzeug aufliegt, und wobei das Vorderrad (20) durch die Brennkraftmaschine (10) angetrieben ist, und einer Energiezuführeinrichtung (84) zum Zuführen eines elektrischen Stroms von der Speichervorrichtung (48) für elektrische Energie zu dem Elektromotor (28) gleichzeitig mit einer Zuführung von elektrischer Energie von dem elektrischen Generator (24) zu dem Elektromotor (28), um den Elektromotor (28) zum Antrieb des Hinterrads (34) zu betreiben, wenn die durch den Steigungsdetektor (52) erfasste Steigung oberhalb eines vorbestimmten Grenzwerts liegt, und wobei die Zufuhr elektrischer Energie von der Speichervorrichtung (48) für elektrische Energie zu dem Elektromotor (28) verhindert ist, wenn die durch den Steigungsdetektor erfasste Steigung kleiner ist als der Grenzwert.
Hybridfahrzeug mit Front- und Heckantrieb, mit einem Vorderrad (20) und einem Hinterrad (34), einer Brennkraftmaschine (10), einem durch die Brennkraftmaschine betätigten elektrischen Generator (24), einem mit einer durch den elektrischen Generator erzeugten elektrischen Energie betreibbaren Elektromotor (28), einer Speichervorrichtung (48) für elektrische Energie, einem Steigungsdetektor (52) zur Erfassung einer Steigung einer Straßenoberfläche, auf welcher das Fahrzeug aufliegt, und wobei das Hinterrad (34) durch die Brennkraftmaschine (10) angetrieben ist, und einer Energiezuführeinrichtung (84) zum Zuführen eines elektrischen Stroms von der Speichervorrichtung (10) für elektrische Energie zu dem Elektromotor (28) gleichzeitig mit einer Zuführung von elektrischer Energie von dem elektrischen Generator (24) zu dem Elektromotor (28), um den Elektromotor (28) zum Antrieb des Vorderrads (20) zu betreiben, wenn die durch den Steigungsdetektor (52) erfasste Steigung oberhalb eines vorbestimmten Grenzwerts liegt, und wobei die Zufuhr elektrischer Energie von der Speichervorrichtung (48) für elektrische Energie zu dem Elektromotor (28) verhindert ist, wenn die durch den Steigungsdetektor erfasste Steigung kleiner ist als der Grenzwert.
Fahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, ferner mit einer Ladeeinrichtung (102), die unmittelbar nach Beendigung eines Betriebs des Elektromotors (28) betrieben wird, um die Speichervorrichtung (48) für elektrische Energie mit der durch den elektrischen Generator (24) erzeugten elektrischen Energie zu laden, in Abhängigkeit von der Menge an elektrischer Energie, die in der Speichervorrichtung (48) für elektrische Energie unmittelbar nach der Beendigung des Betriebs des Elektromotors (28) gespeichert ist.
Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, ferner mit einer Antriebskraftverminderungseinrichtung (118) zur Verminderung der Antriebskraft des Vorderrads (20), wenn eine Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs trotz einer Betätigung des Elektromotors (28), infolge des Durchrutschens des durch die Brennkraftmaschine (10) angetriebenen Vorderrades (20) nicht auf einen vorbestimmten Grenzwert angehoben werden kann.
Fahrzeug nach Anspruch 4, wobei die Antriebskraftverminderungseinrichtung (118) eine Belastungserhöhungseinrichtung für die Brennkraftmaschine (10) zur Erhöhung einer auf die Brennkraftmaschine wirkenden Belastung aufweist.
Fahrzeug nach Anspruch 5, wobei das Fahrzeug ein Automatikgetriebe (14) hat, durch welches eine Ausgangsleistung der Brennkraftmaschine (10) auf das von der Brennkraftmaschine angetriebene Rad (20, 34) übertragen wird, wobei die Belastungserhöhungseinrichtung für die Brennkraftmaschine (10) mindestens eine von den folgenden Einrichtungen aufweist: eine Einrichtung zur Betätigung einer brennkraftmaschinenbetriebenen Vorrichtung, welche durch die Brennkraftmaschine betrieben wird und die ausgeschaltet war, eine Einrichtung zur Maximierung einer Belastung, die auf die brennkraftmaschinenbetriebene Vorrichtung wirkt, die bereits eingeschaltet wurde, eine Einrichtung zum Hochschalten des Automatikgetriebes (14), eine Einrichtung zur Ausführung eines teilweisen Durchrutschens einer Reibungskupplungsvorrichtung des Automatikgetriebes (14), welche in Eingriff sein soll, um eine Betriebsstellung des Automatikgetriebes (14) einzustellen, die von einer derzeit eingestellten Betriebsstellung des Automatikgetriebes (14) verschieden ist, und eine Einrichtung zur Erhöhung der durch den elektrischen Generator (24) erzeugten Menge an elektrischer Energie.
Fahrzeug nach Anspruch 4, wobei das Fahrzeug ein Automatikgetriebe (14) hat, durch welches eine Ausgangsleistung der Brennkraftmaschine (10) auf das von der Brennkraftmaschine angetriebene Rad (20, 34) übertragen wird, wobei die Antriebskraftverminderungseinrichtung (118) eine Einrichtung zum Bewirken eines teilweisen Durchrutschens einer Bremse des Automatikgetriebes (14) aufweist, die in Eingriff gebracht war, um ein stationäres Reaktionselement des Automatikgetriebes festzuhalten, um eine derzeit gewählte Betriebsstellung des Getriebes einzustellen.
Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1, 2 und 4 bis 7, ferner mit: einer Restenergiemengenerfassungseinrichtung (120) zur Bestimmung, ob eine Restmenge an elektrischer Energie, die in der Speichervorrichtung (48) für elektrische Energie gespeichert ist, größer ist als eine vorbestimmte untere Grenze, und einer Ladesteuereinrichtung (122), die betreibbar ist, wenn die Restenergiemengenerfassungseinrichtung (120) bestimmt, dass die Restmenge an elektrischer Energie nicht größer ist als die vorbestimmte untere Grenze, um die Speichervorrichtung (48) für elektrische Energie mit einer elektrischen Energie aufzuladen, die durch Umwandlung einer kinetischen Energie des Fahrzeugs erzeugt wird, während das Fahrzeug in einem unverzögerten Zustand fährt.
Fahrzeug nach Anspruch 8, ferner mit einer Erfassungseinrichtung (124) für einen Fahrzeugbeschleunigungsbetrieb zur Bestimmung, ob ein Beschleunigungsbetrieb zur Beschleunigung des Fahrzeugs durch einen Fahrer des Fahrzeugs ausgeführt wurde, wobei die Ladesteuereinrichtung (122) betrieben wird, um die Speichervorrichtung (48) für elektrische Energie zu laden, wenn die Restenergiemengenerfassungseinrichtung (120) bestimmt, dass die Restmenge an elektrischer Energie, die in der Speichervorrichtung (48) für elektrische Energie gespeichert ist, nicht größer ist als die vorbestimmte untere Grenze, und wenn die Erfassungseinrichtung (124) für einen Fahrzeugbeschleunigungsbetrieb bestimmt, dass der Fahrzeugbeschleunigungsbetrieb durch den Fahrer des Fahrzeugs ausgeführt wurde.
Fahrzeug nach Anspruch 9, wobei das Fahrzeug ein automatisches Getriebe (14) zwischen der Brennkraftmaschine (10) und dem von der Brennkraftmaschine angetriebenen Rad (20, 34) hat, wobei das Fahrzeug ferner eine Erhöhungseinrichtung (126) für das Getriebeübersetzungsverhältnis zur Erhöhung eines Übersetzungsverhältnisses des automatischen Getriebes (14) hat, die das Übersehungsverhältniserhöht, wenn die Erfassungseinrichtung (124) für einen Fahrzeugbeschleunigungsbetrieb bestimmt, dass der Beschleunigungsbetrieb durch den Fahrer des Fahrzeugs ausgeführt wurde, und wobei das Übersetzungsverhältnis des automatischen Getriebes (14) ein Verhältnis einer Eingangsdrehzahl des automatischen Getriebes zu einer Ausgangsdrehzahl des automatischen Getriebes ist.
Fahrzeug nach Anspruch 8, wobei das Fahrzeug ferner ein automatisches kontinuierlich verstellbares Getriebe (128) hat, welches zwischen der Brennkraftmaschine (10) und dem von der Brennkraftmaschine (10) angetriebenen Rad (20, 34) angeordnet ist, wobei das Fahrzeug ferner aufweist: eine Steuereinrichtung (130) für das kontinuierlich verstellbare Getriebe (128) zur kontinuierlicher Steuerung eines Übersetzungsverhältnisses des kontinuierlich verstellbaren Getriebes (128), so dass eine tatsächliche Drehzahl der Brennkraftmaschine (10) mit einem Sollwert übereinstimmt, welcher auf der Basis einer tatsächlichen Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs und einer derzeit erforderlichen Ausgangsleistung der Brennkraftmaschine (10) sowie gemäß einer gespeicherten vorbestimmten Sollwertbestimmungsbeziehung unter den Sollwerten für die tatsächliche Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs und die derzeit geforderte Ausgangsleistung der Brennkraftmaschine (10) bestimmt ist, und eine Beziehungsänderungseinrichtung (132), die betätigbar ist, wenn die Erfassungseinrichtung (124) für einen Fahrzeugbeschleunigungsbetrieb bestimmt, dass der Beschleunigungsbetrieb zur Beschleunigung des Fahrzeugs durch den Fahrer des Fahrzeugs ausgeführt wurde, um die gespeicherte vorbestimmte Sollwertsbestimmungsbeziehung auf eine maximale Kraftstoffersparnisbeziehung zu ändern, so dass die Brennkraftmaschine (10) mit der maximalen Kraftstoffersparnis betrieben wird, wobei das Übersetzungsverhältnis kontinuierlich gesteuert wird, so dass die tatsächliche Drehzahl der Brennkraftmaschine mit dem Sollwert übereinstimmt, der gemäß der Beziehung für maximale Kraftstoffersparnis bestimmt ist.
Fahrzeug nach Anspruch 8, wobei das Fahrzeug ferner eine brennkraftmaschinengetriebene Vorrichtung (140) hat, die durch die Brennkraftmaschine (10) angetrieben ist, wobei das Fahrzeug ferner eine Belastungsreduziereinrichtung (142) zur Reduzierung einer auf die brennkraftmaschinengetriebene Vorrichtung (140) wirkenden Belastung hat, wenn die Restenergiemengenerfassungseinrichtung (120) bestimmt, dass die Restmenge an elektrischer Energie, die in der Speichervorrichtung (48) für elektrische Energie gespeichert ist, nicht größer ist als die vorbestimmte untere Grenze, wobei die Ladesteuereinrichtung (122) betrieben wird, wenn die auf die brennkraftmaschinenbetriebene Vorrichtung (140) wirkende Belastung durch die Belastungsreduziereinrichtung reduziert wird.
Fahrzeug nach Anspruch 12, wobei die Ladesteuereinrichtung (122) die Speichervorrichtung (48) für elektrische Energie lädt, so dass eine in der Speichervorrichtung (48) für elektrische Energie gespeicherte elektrische Energiemenge einem Reduktionsbetrag der Belastung der brennkraftmaschinenbetriebenen Vorrichtung durch die Belastungsredziereinrichtung (142) entspricht.