Einschlägiger Stand
der Technik
Es
ist eine Hybridfahrzeugs-Antriebsvorrichtung bekannt, die folgende
Merkmale aufweist: (i) ein Leistungsübertragungs-Bauteil; und (ii)
einen Differentialmechanismus mit einem ersten Element, das mit
einem Verbrennungsmotor verbunden ist, einem zweiten Element, das
mit einem ersten Elektromotor mit einer Elektrizitätserzeugungsfunktion
verbunden ist, und einem dritten Element, das mit dem Leistungsübertragungs-Bauteil und einem
zweiten Elektromotor verbunden ist, der mit dem ersten Elektromotor
durch einen elektrischen Weg verbindbar ist, wie in der JP-2000-238555A,
JP-2003-130203A
und der JP 2003-127681A offenbart ist. Der Differentialmechanismus
der Antriebsvorrichtung dient als ein Leistungsverteilungsmechanismus
zum Verteilen einer Antriebsleistung oder Kraft des Motors an den ersten
Elektromotor und das Leistungsübertragungs-Bauteil.
Der Differentialmechanismus besteht aus einem Planetenradsatz, dessen
Differentialwirkung ermöglicht,
daß ein
Hauptanteil der Antriebskraft des Motors mechanisch an die Antriebsräder übertragen
wird, und zudem ermöglicht,
daß der
Rest der Antriebskraft von dem ersten Elektromotor an den zweiten
Elektromotor durch den elektrischen Weg übertragen wird, um als drehzahlvariables
Getriebe zu dienen, das in der Lage ist, sein Übersetzungsverhältnis elektrisch
zu ändern,
wodurch ermöglicht
wird, das Fahrzeug mit einem in einem optimalen Betriebszustand
gehaltenen Motor bei verringertem Kraftstoffverbrauch zu fahren.
Ferner offenbart die JP-H09-98516A als weiterer, sich auf die vorliegende
Erfindung beziehender Stand der Technik eine Technik zum Reduzieren
des Kraftstoffverbrauchs eines Hybridfahrzeugs, und die JP-2001-41073A offenbart
eine Technik zum Verbessern eines Wirkungsgrads einer Elektrizitätserzeugung,
die durch einen von einem Fahrzeugmotor angetriebenen Generator
ausgeführt
wird. Insbesondere lehrt die JP-2001-41073A ein Ausrücken einer Kupplung
während
der Elektrizitätserzeugung,
um eine Übertragung
einer Drehbewegung des Motors auf eine Fluidkupplung (Drehmomentwandler)
zu verhindern, die auf einer von zueinander entgegengesetzten Seiten
der Kupplung, entfernt von dem Motor angeordnet ist, um den Elektrizitätserzeugungs-Wirkungsgrad
zu verbessern.
Bei
der vorstehend beschriebenen Hybridfahrzeugs-Antriebsvorrichtung
muß, wenn
die Absicht der Elektrizitätserzeugung
besteht, wobei die Antriebsvorrichtung in ihre Nichtfahrposition,
wie z. B: eine neutrale Position, versetzt ist, die Drehzahl des
zweiten Elements auf eine solchen Wert erhöht werden, daß es möglich ist,
die Drehzahl des Leistungsübertragungs-Bauteil
auf null zu stellen. Das heißt,
daß die
Drehzahl des ersten Elektromotors, der mit dem zweiten Element verbunden
ist, nicht frei bestimmt werden kann, genauer gesagt, daß der erste
Elektromotor als ein Generator nicht an einem solchen Betriebspunkt
betrieben werden kann, der den Wirkungsgrad der Elektrizitätserzeugung
maximiert. Das heißt,
daß die
bei der vorstehend beschriebenen Hybridfahrzeug-Antriebsvorrichtung
Einschränkungen
in bezug auf eine Verbesserung des Erzeugungswirkungsgrads vorliegen.
Angesichts dessen besteht bei der Fahrzeugan triebsvorrichtung, die
mit dem Differentialmechanismus ausgerüstet ist, der aufgrund seiner
Differentialwirkung als drehzahlvariables Getriebe dient, Bedarf
an einer Steuervorrichtung, die in der Lage ist, den Wirkungsgrad
der beabsichtigten Elektrizitätserzeugung
zu maximieren, während
die Antriebsvorrichtung in die Nichtfahrposition versetzt ist.
KURZFASSUNG
DER ERFINDUNG
Die
vorliegende Erfindung wurde vor dem vorstehend erörterten,
technischen Hintergrunds entwickelt. Es ist daher eine erste Aufgabe
der vorliegenden Erfindung, in der Fahrzeugantriebsvorrichtung,
die mit einem Differentialmechanismus ausgerüstet ist, der aufgrund seiner
Differentialwirkung als ein drehzahlvariables Getriebe dient, eine
Steuervorrichtung zu schaffen, die in der Lage ist, einen Erzeugungswirkungsgrad
einer elektrischen Energie zu maximieren, während eine Fahrzeugantriebsvorrichtung
in ihre Nichtfahrposition versetzt ist. Es ist eine zweite Aufgabe
der Erfindung, ein Fahrzeugantriebssystem zu schaffen, bei dem es
möglich
ist, den Wirkungsgrad der elektrischen Energieerzeugung zu maximieren,
während
die Antriebsvorrichtung in ihre Nichtfahrposition versetzt ist.
Die erste Aufgabe kann gemäß einem
beliebigen des ersten bis achten Aspekts der Erfindung, die nachstehend
beschrieben sind, gelöst
werden. Die zweite Aufgabe kann gemäß einem beliebigen des neunten
bis zwölften
Aspekts der Erfindung gelöst
werden, die nachstehend beschrieben sind.
Der
erste Aspekt der Erfindung sieht eine Steuervorrichtung zum Steuern
einer Fahrzeugantriebsvorrichtung vor, die folgende Merkmale aufweist:
(i) ein Leistungsübertragungs-Bauteil;
(ii) einen Differentialmechanismus, der ein erstes Element aufweist,
das mit einem Motor verbunden ist, ein zweites Element, das mit
einem ersten Elektromotor verbunden ist, und ein drittes Element,
das mit einem zweiten Elektromotor und dem Leistungsübertragungs-Bauteil
verbunden ist und eine Antriebsleistung des Motors an den ersten
Elektromotor und das Leistungsübertragungs-Bauteil
verteilt; (iii) ein Automatikgetriebe, das zumindest aus einem Teil
eines Leistungsübertragungswegs
zwischen dem Leistungsübertragungs-Bauteil
und einem Antriebsrad besteht; und (iv) eine Differentialzustands-Schaltvorrichtung,
die betriebsfähig
ist, um den Differentialmechanismus selektiv in einen Differentialzustand desselben,
in dem zumindest das zweite und das dritte Element bei jeweiligen,
sich von einander unterscheidenden Drehzahlen drehbar sind, und
in einem Nichtdifferentialzustand desselben, in dem zumindest das
zweite und das dritte Element bei jeweiligen, sich voneinander unterscheidenden
Drehzahlen nicht drehbar sind, zu plazieren, wobei die Steuervorrichtung
folgende Merkmale aufweist: eine Schaltvorrichtungssteuerung, die
betriebsfähig
ist, um zu bewirken, daß die
Differentialzustands-Schaltvorrichtung den Differentialmechanismus,
zumindest während
einer Erzeugung von elektrischer Energie durch zumindest entweder
den ersten oder den zweiten Elektromotor, während der Leistungsübertragungsweg
unterbrochen ist, nämlich,
während
die Antriebsvorrichtung oder das Automatikgetriebe in seine Nichtfahrposition
versetzt ist, in den Differentialzustand versetzt.
Gemäß dem zweiten
Aspekt der Erfindung weist die Steuervorrichtung, die in dem ersten
Aspekt der Erfindung definiert ist, ferner eine Leistungsübertragungsweg-Unterbrechungsbestimmungseinrichtung
auf, die betriebsfähig
ist, um zu bestimmen daß der
Leistungsübertragungsweg
unterbrochen ist, wenn die Antriebsvorrichtung oder das Automatikgetriebe
in entweder seine neutrale Position oder seine Parkposition versetzt
ist, wobei die Schaltvorrichtungssteuerung bewirkt, daß die Differentialzustands-Schaltvorrichtung
zumindest während
der Erzeugung der elektrischen Energie, wenn die Leistungsübertragungsweg-Unterbrechungsbestimmungseinrichtung
bestimmt, daß der
Leistungsübertragungsweg
unterbrochen ist, den Differentialmechanismus in den Differentialzustand
versetzt.
Gemäß dem dritten
Aspekt der Erfindung weist die Steuervorrichtung, die in dem ersten
oder zweiten Aspekt der Erfindung definiert ist, ferner eine Erzeugungssteuerung
auf, die betriebsfähig
ist, um den ersten und den zweiten Elektromotor während der
Erzeugung von elektrischer Energie zu steuern, während der Leistungsübertragungsweg
unterbrochen ist, so daß der
erste und der zweite Elektromotor an ihren jeweiligen, sich voneinander
unterscheidenden Betriebspunkten zur Erzeugung von elektrischer
Energie betrieben werden.
Gemäß dem vierten
Aspekt der Erfindung steuert bei der Steuervorrichtung, die in dem
dritten Aspekt der Erfindung definiert ist, die Erzeugungssteuerung
den ersten und den zweiten Elektromotor bei der Erzeugung elektrischer
Energie, während
der Leistungsübertragungsweg
unterbrochen ist, so daß die
elektrische Energie durch die Umdrehungen von jeweils dem ersten
und dem zweiten Elektromotor erzeugt wird, wobei zumindest entweder
die Drehzahl oder das Drehmoment des ersten Elektromotors sich von
dem des zweiten Elektromotors unterscheiden.
Gemäß dem fünften Aspekt
der Erfindung steuert bei der Steuervorrichtung, die in dem dritten oder
vierten Aspekt der Erfindung definiert ist, die Erzeugungssteuerung
den ersten und den zweiten Elektromotor während der Erzeugung elektrischer Energie,
so daß ein
Gesamterzeugungswirkungsgrad des ersten und des zweiten Elektromotors
maximiert wird.
Gemäß dem sechsten
Aspekt der Erfindung weist die Steuervorrichtung, die in einem beliebigen des
ersten bis fünften
Aspekts der Erfindung definiert ist, ferner eine Pumpensteuerung
auf, die betriebsfähig,
um eine elektrisch betriebene, hydraulische Pumpe zu steuern, die
dem Automatikgetriebe ein mit Druck beaufschlagtes Arbeitsfluid
zuführt,
so daß ein
Druck des Arbeitsfluids, das Automatikgetriebe zugeführt wird,
auf im wesentlichen null reduziert ist, zumindest bei der Erzeugung
elektrischer Energie, während
der Leistungsübertragungsweg
unterbrochen ist.
Gemäß dem siebten
Aspekt der Erfindung weist die Steuervorrichtung, die in einem beliebigen des
ersten bis fünften
Aspekts der Erfindung definiert ist, ferner folgende Merkmale auf:
eine Erzeugungsanforderungs-Bestimmungseinrichtung, die betriebsfähig ist,
um, auf Grundlage einer Menge der elektrischen Energie, die in einer
Elektroenergie-Speichervorrichtung zurückbleibt, dahingehend eine
Bestimmung vorzunehmen, ob die Erzeugung elektrischer Energie angefordert
wird oder nicht; eine Leistungsübertragungsweg-Unterbrechungsbestimmungseinrichtung,
die betriebsfähig
ist, um, abhängig
davon, ob die Antriebsvorrichtung oder das Automatikgetriebe entweder
in eine neutrale Position oder in eine Parkposition versetzt ist,
dahingehend eine Bestimmung vorzunehmen, ob der Leistungsübertragungsweg
unterbrochen ist oder nicht, und eine Pumpensteuerung, die betriebsfähig ist,
um eine elektrisch betriebene, hydraulische Pumpe zu steuern, die
einem Automatikgetriebe ein mit Druck beaufschlagtes Arbeitsfluid
zuführt,
so daß ein
Druck des Arbeitsfluids, das dem Automatikgetriebe zugeführt wird,
niedriger eingestellt wird, wenn eine positive Bestimmung bei den
beiden Bestimmungen erhalten wird, die durch die Erzeugungsanforderungs-Bestimmungseinrichtung
bzw. die Leistungsübertragungsweg-Unterbrechungsbestimmungseinrichtung
vorgenommen wird, als wenn eine negative Bestimmung bei zumindest
einer der Bestimmungen erhalten wird, die durch die Erzeugungsanforderungs-Bestimmungseinrichtung
bzw. die Leistungsübertragungsweg-Unterbrechungsbestimmungseinrichtung
vorgenommen werden.
Gemäß dem achten
Aspekt der Erfindung bewirkt bei der in einem beliebigen des ersten
bis siebten Aspekts der Erfindung definierten Steuervorrichtung
die Schaltvorrichtungssteuerung, daß die Differentialzustands-Schaltvorrichtung
den Differentialmechanismus in einen stufenlos variablen Schaltzustand
als den Differentialzustand versetzt, in dem der Differentialmechanismus
als ein stufenlos variables Getriebe funktioniert, das ermöglicht,
daß ein
Verhältnis
zwischen den Drehzahlen des jeweiligen zweiten und dritten Elements
stufenlos variabel sein kann, zumindest bei der Erzeugung der elektrischen Energie,
während
der Leistungsübertragungsweg unterbrochen
ist.
Der
neunte Aspekt dieser Erfindung sieht ein Fahrzeugantriebssystem
mit folgenden Merkmalen vor: (a) eine Fahrzeugantriebsvorrichtung,
die folgende Merkmale aufweist: (a-i) ein Leistungsübertragungsbauteil;
(a-ii) einen Differentialmechanismus, bei dem ein erstes Element
mit einem Motor verbunden ist, ein zweites Element mit einem ersten
Elektromotor verbunden ist und ein drittes Element mit einem zweiten
Elektromotor und dem Leistungsübertragungsbauteil
verbunden ist; und der eine Antriebsleistung des Motors an den ersten
Elektromotor und das Leistungsübertragungsglied überträgt; (a-iii)
ein Automatikgetriebe, das zumindest einen Teil eines Leistungsübertragungswegs
zwischen dem Leistungsübertragungsbauteil
und einem Antriebsrad bildet; und (a-iv) eine Differentialzustands-Schaltvorrichtung,
die betriebsfähig
ist, um den Differentialmechanismus selektiv in dessen Differentialzustand, in
dem zumindest das zweite und das dritte Element mit jeweiligen,
sich voneinander unterscheidenden Drehzahlen drehbar sind, und in
dessen Nicht-Differentialzustand zu versetzen, in dem zumindest
das zweite und das dritte Element nicht mit jeweiligen, sich voneinander
unterscheidenden Drehzahlen drehbar sind; und b) die Steuervorrichtung,
die in einem beliebigen der ersten bis achten Aspekts der Erfindung
definiert ist und zum Steuern der Fahrzeugsantriebsvorrichtung vorgesehen
ist.
Gemäß dem zehnten
Aspekt der Erfindung ist bei dem Fahrzeugantriebssystem, das in
dem neunten Aspekt der Erfindung definiert ist, der Differentialmechanismus
ein schaltbares Getriebe, das zwischen einem stufenvariablen Schaltzustand
wie dem Nicht-Differentialzustand,
in dem der Differentialmechanismus als ein stufenvariables Getriebe funktioniert,
und einem stufenlos variablen Schaltzustand wie dem Differentialzustand
schaltbar ist, in dem der Differentialmechanismus als ein stufenlos variables
Getriebe funktioniert, das ermöglicht,
daß ein
Verhältnis
zwischen den Drehzahlen der jeweiligen zweiten und dritten Elemente
stufenlos variabel ist, wobei die Schaltvorrichtungssteuerung bewirkt, daß die Differentialzustands-Schaltvorrichtung
den Differentialmechanismus, zumindest bei der Erzeugung der elektrischen
Energie, während
der Leistungsübertragungsweg
unterbrochen ist, in den stufenlos variablen Schaltzustand versetzt.
Gemäß dem elften
Aspekt der Erfindung weist beim dem Fahrzeugantriebssystem, das
in dem zehnten Aspekt der Erfindung definiert ist, das schaltbare
Getriebe als der Differentialmechanismus einen Planetenradsatz auf,
so daß das
erste Element, das mit dem Motor verbunden ist, durch einen Träger des Planetenradsatz
vorgesehen ist, so daß das
zweite Element, das mit dem ersten Elektromotor verbunden ist, durch
ein Sonnenrad des Planetenradsatzes vorgesehen ist, und so daß das dritte
Element, das mit dem zweiten Elektromotor verbunden ist, durch ein
Hohlrad des Planetenradsatzes vorgesehen ist, wobei die Differentialzustands-Schaltvorrichtung
zumindest entweder eine Kupplung, die zum Verbinden und Trennen
von zwei der folgenden Elemente, nämlich Träger, Sonnenrad und Hohlrad,
mit- und voneinander selektiv ein- und ausgerückt wird, oder eine Bremse
aufweist, die zum Verbinden und Trennen des Sonnenrads von und mit
einem feststehenden Bauteil selektiv betätigt und gelöst wird,
und wobei von den vorstehend beschriebenen jeweils zumindest die
Kupplung oder die Bremse der Differentialzustands-Schaltvorrichtung
ausgerückt
bzw. losgelassen wird, um den Differentialmechanismus in dessen
stufenlos variablen Schaltzustand zu versetzen, zumindest bei der
Erzeugung der Elektroenergie, während
der Leistungsübertragungsweg
unterbrochen ist.
Gemäß dem zwölften Aspekt
der Erfindung ist bei dem Fahrzeugantriebssystem, das in einem beliebigen
des neunten bis elften Aspekts der Erfindung definiert ist, das
Automatikgetriebe mit dem Leistungsübertragungsbauteil durch zumindest
entweder eine Kupplung, die zwischen dem Automatikgetriebe und dem
Leistungsübertragungsbauteil
angeordnet ist, verbindbar, wobei die vorstehend beschriebene, zumindest
eine Kupplung zum Verbinden und Trennen des Automatikgetriebes mit
und von dem Leistungsübertragungsbauteil
selektiv ein- und ausgerückt
wird, um den Leistungsübertragungsweg
selektiv zu verbinden und zu unterbrechen.
Bei
der Steuervorrichtung oder dem Antriebssystem von jeweils dem ersten
bis zwölften
Aspekt der Erfindung versetzt die Schaltvorrichtungssteuerung der
Steuervorrichtung bei der Erzeugung der elektrischen Energie, während der
Leistungsübertragungsweg
unterbrochen ist, nämlich
während das
Getriebe in seinen Nichtfahrzustand versetzt ist, den Differentialmechanismus
in seinen Differentialzustand, in dem zumindest das zweite und das
dritte Element mit jeweiligen unterschiedlichen Drehzahlen drehbar
sind, und nicht in seinen Nicht-Differentialzustand, in dem zumindest
das zweite und dritte Element mit jeweiligen unterschiedlichen Drehzahlen nicht
drehbar sind, also in dem das erste bis dritte Element als eine
Einheit gedreht werden oder in dem das zweite Element nicht drehbar
ist. Die Versetzung des Differentialmechanismus in seinen Differentialzustand
sieht einen höheren
Freiheitsgrad bei der Bestimmung der Drehzahlen des ersten und des
zweiten Elektromotors vor, die mit dem zweiten bzw. dritten Element
verbunden sind, wodurch dem ersten und dem zweiten Elektromotor ermöglicht wird,
an bevorzugten Betriebspunkten betrieben zu werden. Das heißt, daß die erfindungsgemäß konstruierte Steuervorrichtung
oder das Antriebssystem in der Lage ist, einen Wirkungsgrad einer
geplanten elektrischen Energieerzeugung, während der Leistungsübertragungsweg
unterbrochen ist, in der Fahrzeugantriebsvorrichtung, die mit dem
Differentialmechanismus ausgerüstet
ist, der aufgrund seiner Differentialwirkung als ein drehzahlvariables
Getriebe dient, zu maximieren.
Bei
der Steuervorrichtung eines jeweiligen dritten bis fünften Aspekts
der Erfindung ist die Erzeugungssteuerung vorgesehen, um den ersten
und zweiten Elektromotor während
der Erzeugung elektrischer Energie zu steuern, während der Leistungsübertragungsweg
unterbrochen ist, so daß der
erste und der zweite Elektromotor an jeweiligen Betriebspunkten
betrieben werden, die sich voneinander unterscheiden, wodurch ermöglicht wird,
daß der
erste und der zweite Elektromotor an weiteren bevorzugten Betriebspunkten
betrieben werden können.
Bei
der Steuervorrichtung des fünften
Aspekts der Erfindung ist die Erzeugungssteuerung angeordnet, um
den ersten und zweiten Elektromotor während der Erzeugung der elektrischen
Energie zu steuern, so daß der
Gesamterzeugungswirkungsgrad des ersten und des zweiten Elektromotors
maximiert wird, wodurch ermöglicht
wird, daß erste
und der zweite Elektromotor an optimalen Betriebspunkten betrieben
werden können.
Bei
der Steuervorrichtung des sechsten oder siebten Aspekts der Erfindung
ist die Pumpensteuerung vorgesehen, um die elektrisch betriebene,
hydraulische Pumpe zu steuern, so daß der Druck des Arbeitsfluids,
das dem Automatikgetriebe von der Pumpe zugeführt wird, während der Erzeugung elektrischer
Energie reduziert oder im wesentlichen auf null eingestellt wird,
während
der Leistungsübertragungsweg
unterbrochen ist. Diese Anordnung ist effektiv, um die durch die
Aktivierung der Pumpe verbrauchte elektrische Energie zu reduzieren
und den Kraftstoffverbrauch des Fahrzeugs zu verbessern.
Bei
der Steuervorrichtung oder dem Antriebssystem von jeweils dem achten,
zehnten und elften Aspekt der Erfindung wird bei der Erzeugung der
elektrischen Energie, während
der Leistungsübertragungsweg
unterbrochen ist, der Differentialmechanismus in seinen stufenlos
variablen Schaltzustand als der Differentialzustand versetzt, in
dem der Differentialmechanismus als das stufenlos variable Getriebe
funktioniert, das ermöglicht,
daß das
Verhältnis
zwischen den Drehzahlen des jeweiligen zweiten und dritten Elements
stufenlos variabel ist. Da das Verhältnis zwischen den Drehzahlen
des jeweiligen zweiten und dritten Elements stufenlos variabel ist,
können
bei dieser Anordnung die Drehzahlen von jeweils dem ersten und zweiten
Elektromotor, die mit jeweils dem zweiten und dritten Element verbunden
sind, frei bestimmt werden, wodurch die Betriebe des ersten und
des zweiten Elektromotors an Soll-Betriebspunkten vereinfacht werden.
KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
Die
vorstehenden und weiteren Aufgaben, Merkmale, Vorteile sowie die
technische und industrielle Bedeutung der Erfindung werden nach
Studium der nachfolgenden, ausführlichen
Beschreibung der derzeit bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung
in Verbindung mit den beigefügten
Zeichnungen besser verständlich.
Es zeigen:
1 eine schematische Ansicht,
die eine Grundanordnung einer Antriebsvorrichtung darstellt, die
in ein Hybridfahrzeug-Antriebssystem eingebaut ist, die gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung konstruiert ist;
2 eine Tabelle, die Schaltvorgänge der Antriebsvorrichtung
nach 1 darstellt, die
in einem stufenlos variablen Zustand oder einem stufenvariablen
Schaltzustand in bezug auf unterschiedliche Kombinationen von Betriebszuständen der
hydraulisch betätigten
Reibungskupplungsvorrichtungen betriebsfähig ist, um die jeweiligen
Schaltvorgänge
zu bewirken;
3 ein kollineares Diagramm,
das die relativen Drehzahlen von einer Mehrzahl von Drehelementen,
die in die Antriebsvorrichtung von 1 eingebaut
sind, die in dem stufenvariablen Schaltvorgang betätigt werden,
in unterschiedlichen Antriebspositionen des Antriebssystems darstellt;
4 eine Ansicht, die ein
Beispiel eines Betriebszustands eines Leistungsverteilungsmechanismus
(Differentialabschnitts) der Antriebsvorrichtung darstellt, wenn
derselbe in seinen stufenlos variablen Schaltzustand (Differentialzustand)
geschaltet wird, und die einem Teil des kollinearen Diagramms von 3 entspricht, wobei dieser
Teil den Leistungsverteilungsmechanismus darstellt;
5 eine Ansicht, die einen
Betriebszustand des Leistungsverteilungsmechanismus darstellt, wenn
dieser in seinen stufenvariablen Schaltzustand (Nichtdifferentialzustand)
durch Einrücken einer
Schaltkupplung CO geschaltet wird, und die dem Teil des kollinearen
Diagramms von 3 entspricht,
wobei dieser Teil den Leistungsverteilungsmechanismus darstellt;
6 eine Ansicht, die Eingangs-
und Ausgangssignale einer elektronischen Steuervorrichtung (ECU)
als eine Steuervorrichtung zum Steuern der Fahrzeugantriebsvorrichtung
von 1 darstellt;
7 ein Funktionsblockdiagramm,
das verschiedene Funktionseinrichtungen darstellt, die in die ECU
von 6 eingebaut sind;
8 einen Graphen, der in
einem zweidimensionalen Koordinatensystem, das durch eine horizontale
Achse, die eine Fahrzeug-Fahrtgeschwindigkeit V anzeigt, und durch
eine vertikale Achse, die ein Ausgangsdrehmoment TOUT anzeigt,
definiert ist, ein komplexes Steuerungskennfeld darstellt, das eine
Kombination aus einem gespeicherten stufenvariablen Schaltsteuerungs-Kennfeld
und einem gespeicherten Schaltsteuerungs-Kennfeld ist, wobei das
stufenvariable Schaltsteuerungs-Kennfeld zum Bestimmen eines Schaltvorgangs
für. einen
Automatikgetriebeabschnitt verwendet wird, während das Schaltsteuerkennfeld
zum Bestimmen eines Schaltzustands eines Getriebemechanismus verwendet wird;
9 einen Graphen, der in
dem selben, vorstehend beschriebenen, zweidimensionalen Koordinatensystem
ein Beispiel eines gespeicherten Antriebsleistungsquellen-Auswahlsteuerungskennfeld,
das verwendet wird, um einen Motorantriebszustand und einen Elektromotorantriebszustand
auszuwählen,
gemäß eine Grenzlinie,
die einen Motorantriebsbereich und einen Elektromotorantriebsbereich definiert,
darstellt;
10 eine Ansicht, die einen
Betriebszustand des Leistungsverteilungsmechanismus (Differentialabschnitts)
darstellt, der in seinen stufenlos variablen Schaltzustand (Differentialzustand)
geschaltet ist, in dem die Motordrehzahl im Motorantriebszustand
im wesentlichen auf null reduziert ist, und die einem Teil des kollinearen
Diagramms von 3 entspricht,
wobei dieser Teil den Leistungsverteilungsmechanismus darstellt;
11 einen Graphen, der ein
gespeichertes Kennfeld darstellt, das eine Grenzlinie aufweist, die
einen stufenlos variablen Schaltbereich definiert und einen stufenvariablen
Schaltbereich definiert, und das verwendet wird, um eine Grenzlinie
festzulegen, die durch eine gestrichelte Linie in dem Kennfeld von 8 dargestellt ist;
12 einen Graphen, der ein
Beispiel einer Veränderung
der Motordrehzahl darstellt, die infolge von Hochschaltvorgängen des
Getriebemechanismus bewirkt wird, wenn dieser in den stufenvariablen Schaltzustand
versetzt wird;
13 eine Ansicht, die ein
Beispiel einer Schaltzustands-Auswählvorrichtung darstellt, die,
um den Schaltzustand auszuwählen,
durch den Benutzer manuell betreibbar ist in der Form eines Wippschalters,
der als Wählschalter
dient;
14 eine Ansicht, die ein
Beispiel für
eine manuell bedienbare Schaltvorrichtung darstellt, die einen Schalthebel
aufweist und die verwendet wird, um eine Mehrzahl von Betriebspositionen
auszuwählen;
15 eine Ansicht, die einen
Betriebszustand des Leistungsverteilungsmechanismus (Differentialabschnitts)
darstellt, der in seinen stufenlos variablen Schaltzustand (Differentialzustand)
geschaltet worden ist, in dem die Drehzahl des ersten Hohlrads R1
während
der Elektrizitätserzeugung,
die mit dem in seine Nichtfahrposition versetzten Getriebemechanismus
ausgeführt
wird, im wesentlichen auf null verringert worden ist.
16 Graphen, die ISO-Wirkungsgradkurven
des ersten und des zweiten
17 Elektromotors M1 bzw.
M2 beispielhaft darstellen;
18 ein Flußdiagramm,
das eine Elektrizitätserzeugungs-Steuerroutine
darstellt, das durch die ECU von 6 ausgeführt wird;
19 eine schematische Ansicht,
die eine Grundanordnung einer in ein Hybridfahrzeug-Antriebssystem
eingebauten Antriebsvorrichtung darstellt, die gemäß einer
weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung konstruiert ist;
20 eine Tabelle, die Schaltvorgänge der Antriebsvorrichtung
von 19, die in einem
stufenlos variablen Schaltzustand oder einem stufenvariablen Schaltzustand
betreibbar ist, in bezug auf unterschiedliche Kombinatio nen von
Betriebszuständen von
hydraulisch betätigten
Reibungskupplungen darstellt, um die jeweiligen Schaltvorgänge zu bewirken; und
21 ein kollineares Diagramm,
das relative Drehzahlen von einer Mehrzahl von in die Antriebsvorrichtung
von 19 eingebauten Drehelementen,
wobei die Antriebsvorrichtung in dem stufenvariablen Schaltvorgang
betrieben wird, in unterschiedlichen Fahrpositionen des Antriebssystems darstellt.
AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
Vorerst
wird auf die 1 bis 18 Bezug genommen, wobei
eine erste Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ausführlich
beschrieben wird.
1 ist eine schematische
Ansicht, die einen Getriebemechanismus 10 darstellt, der
einen Teil einer Antriebsvorrichtung für ein Hybridfahrzeug ausbildet.
Der Getriebemechanismus 10 weist folgende Merkmale auf:
ein Antriebs-Drehbauteil in Form einer Antriebswelle 14,
die auf einer gemeinsamen Achse in einem Getriebegehäuse 12 angeordnet
ist, das als ein feststehendes Bauteil funktioniert, das an einer Fahrzeugkarosserie
angebracht ist; einen Differentialabschnitt 11, der mit
der Antriebswelle 14 entweder direkt oder indirekt über einen
pulsationsabsorbierenden Dämpfer
oder Vibrationsdämpfungsvorrichtung
(nicht gezeigt) verbunden ist; einen stufenvariablen oder Mehrstufen-Automatikgetriebeabschnitt 20,
der zwischen einem Differentialabschnitt 11 und einem Paar
von Antriebsrädern 38 angeordnet
ist und über
eine Leistungsübertragungswelle 18 mit denselben
in Reihe geschaltet ist; und ein Abtriebs-Drehbauteil in der Form einer Abtriebswelle 22,
die mit dem Getriebeabschnitt 20 verbunden ist. Bei diesem
Getriebemechanismus 10, sind die Antriebswelle 14,
der Differentialabschnitt 11, ein Getriebeabschnitt 20 und
eine Abtriebswelle 22 miteinander in Reihe geschaltet.
Dieser Getriebemechanismus 10 wird geeigneterweise für ein FR-Fahrzeug (Hinterachsantriebs-Fahrzeug
mit Frontmotor) verwendet und ist zwischen einer Antriebsleistungsquelle
in der Form eines Benzin- oder Dieselmotors 8 und dem Paar
von Antriebsrädern 38 angeordnet,
um eine Antriebsleistung oder -kraft als eine Leistungsabgabe des
Motors 8 an das Paar von Antriebsrädern 38 durch einen
Leistungsübertragungsweg
zu übertragen,
bei dem Teile durch eine Differentialgetriebevorrichtung 36 (Enddrehzahl-Reduktionsgetriebe) und
ein Paar von Antriebsachsen gebildet sind, wie in 7 gezeigt ist. Es ist zu beachten, daß in 1 eine untere Hälfte des
Getriebemechanismus 10, der in bezug auf sein Achse symmetrisch
konstruiert ist, nicht dargestellt ist.
Der
Differentialabschnitt 11 des Getriebemechanismus 10 weist
folgende Merkmale auf: einen ersten Elektromotor M1; einen Leistungsverteilungsmechanismus 16,
der als ein Differentialmechanismus funktioniert, der betriebsfähig ist,
um für
eine mechanische Verteilung der Leistungsabgabe des Motors 8,
die an die Antriebswelle 14 übertragen wird, an den ersten
Elektromotor M1 und das Leistungsübertragungsbauteil 18 zu
sorgen; und einen zweiten Elektromotor M2, der zusammen mit dem Leistungsübertragungsbauteil 18 drehbar
ist. Es ist zu beachten, daß der
zweite Elektromotor M2 in einem beliebigen Teil des Leistungsübertragungswegs zwischen
dem Leistungsübertragungsbauteil 18 und den
Antriebsrädern 38 angeordnet
ist.
Bei
der vorliegenden Ausführungsform
handelt es sich bei dem ersten Elektromotor M1 und dem zweiten Elektromotor
M2 um einen sogenannten Motor/Generator, der auch als ein elektrischer
Generator funktioniert. Der erste Elektromotor M1 kann jedoch so
ausgelegt sein, daß er
in der Lage ist, ausschließlich
als Elektrogenerator zu funktionieren, der betriebsfähig ist,
um eine elektrische Energie zu erzeugen, während eine Reaktionskraft erzeugt
wird, wohingegen der zweite Elektromotor M2 so ausgelegt sein kann,
daß er
in der Lage ist, ausschließlich als
Elektromotor zu funktionieren, der betriebsfähig ist, um eine Fahrzeugantriebskraft
zu erzeugen. Sowohl der erste als auch der zweite Elektromotor M1, M2
wirken mit dem Motor 8 zusammen, um als eine Antriebskraftquelle
zum Antreiben des Fahrzeugs zu funktionieren.
Der
Leistungsverteilungsmechanismus 16 weist als Hauptbauteile
einen ersten Planetenradsatz 24 mit einem einzelnen Zahnrad
mit einem Zähnezahlverhältnis ρ1 von etwa
0,418, eine Schaltkupplung C0 und eine Schaltbremse B1 auf. Der
erste Planetenradsatz 24 weist Drehbauteile bestehend aus einem
ersten Sonnenrad S1; einem ersten Planetenrad P1; einem ersten Träger CA1,
der die ersten Planetenräder
P1 trägt,
so daß die
ersten Planetenräder P1
jeweils um deren Achse und um die Achse des ersten Sonnenrads S1
drehbar sind; und ein erstes Hohlrad R1, das mit dem ersten Sonnenrad
S1 durch die ersten Planetenräder
P1 Eingriff nimmt. Dort wo die Anzahl der Zähne des ersten Sonnenrads S1 bzw.
des ersten Hohlrads R1 durch ZS1 bzw. ZR1 dargestellt sind, wird
das vorstehend angezeigte Zähnezahlverhältnis ρ1 durch ZS1/ZR1
dargestellt.
Bei
dem Leistungsverteilungsmechanismus 16 ist der Träger CA1
mit der Antriebswelle 14, d. h. mit dem Motor 8,
verbunden und bildet ein erstes Drehelement RE1 (erstes Element)
des Mechanismus 16 aus. Das Sonnenrad S 1 ist mit dem ersten Elektromotor
M1 verbunden und bildet ein zweites Drehelement RE2 (zweites Element)
des Mechanismus 16 aus. Das Hohlrad R1 ist mit dem Leistungsübertragungsbauteil 18 verbunden
und bildet ein drittes Drehelement RE3 (drittes Element) des Mechanismus 16 aus.
Der Leistungsverteilungsmechanismus 16 verteilt die Leistungsabgabe
des Motors 8 an den ersten Elektromotor M1 durch das zweite
Drehelement RE2, und an das Leistungsübertragungsbauteil 18 durch
das dritte Drehelement RE3, so daß ein Teil der Leistungsabgabe
des Motors 8 dazu verwendet wird, um den ersten Elektromotor
M1 anzutreiben, um eine elektrische Energie zu erzeugen, die gespeichert
oder verwendet wird, um den zweiten Elektromotor M2 anzutreiben.
Die Schaltbremse B0 ist zwischen dem Sonnenrad S1 und dem Getriebegehäuse 12 angeordnet,
während
die Schaltkupplung C0 zwischen dem Sonnenrad S1 und dem Träger CA1
angeordnet ist. Wenn die Schaltkupplung C0 und die Bremse B0 beide
ausgerückt
bzw. gelöst werden,
wird der Leistungsverteilungsmechanismus 16 in seinen Differentialzustand
versetzt, in dem das Sonnenrad S1, der Träger CA1 und das Hohlrad R1 mit
jeweiligen, sich voneinander unterscheidenden Drehzahlen drehbar
sind, um zu erreichen, daß sie eine
Differentialfunktion ausführen
können,
so daß die
Leistungsabgabe des Motors 8 an den ersten Elektromotor
M1 und das Leistungsübertragungsbauteil 18 mit
einem variablen Verteilungsverhältnis verteilt
werden kann. Das heißt,
wenn der Leistungsverteilungsmechanismus 16 in einen sogenannten stufenlos
variablen Schaltzustand (elektrisch herbeigeführten CVT Zustand) versetzt
wird, in dem die Drehzahl des Leistungsübertragungsbauteils 18,
ungeachtet der Drehzahl des Motors 8, stufenlos variabel
ist, nämlich
in den Differentialzustand, in dem ein Übersetzungsverhältnis γ0 (= Drehzahl
der Antriebswelle 14 / Drehzahl des Leistungsübertragungsbauteils 18)
des Leistungsverteilungsmechanismus 16 von einem minimalen
Wert γ0min
auf einen maximalen Wert γ0max
elektrisch geändert
wird, beispielsweise in den stufenlos variablen Schaltzustand, in dem
der Leistungsverteilungsmechanismus 16 als ein elektrisch
gesteuertes, stufenlos variables Getriebe funktioniert, dessen Übersetzungsverhältnis γ0 vom minimalen
Wert γ0min
bis zum maximalen Wert γ0max
stufenlos variabel ist.
Wenn
die Schaltkupplung C0 oder die Bremse B0 während der Fahrt des Fahrzeugs
mit der Leistungsabgabe des Motors 8 eingerückt wird,
während der
Leistungsverteilungsmechanismus 16 in den stufenlos variablen
Schaltzustand versetzt wird, wird der Mechanismus 16 in
seinen blockierten Zustand oder Nichtdifferential versetzt, in dem
die Differentialfunktion nicht zur Verfügung steht, nämlich in
dem das Sonnenrad S1, der Träger
CA1 und das Hohlrad R1 bei jeweiligen, voneinander unterschiedlichen
Drehzahlen nicht drehbar sind. Genauer gesagt, werden das Sonnenrad
S 1 und der Träger
CA1 miteinander verbunden, wenn die Schaltkupplung C0 eingerückt wird,
wodurch der Leistungsverteilungsmechanismus 16 in den Nichtdifferentialzustand
versetzt wird, in dem die drei Drehelemente RE1-RE3 des ersten Planetenradsatzes 24,
der aus dem Sonnenrad S1, dem Träger
CA1 und dem Hohlrad R1 besteht, als eine Einheit drehbar sind, so
daß die
Drehzahl des Motors 8 und die Drehzahl des Leistungsübertragungsbauteils 18 einander
angepaßt
werden. Das heißt,
daß der
Leistungsverteilungsmechanismus 16 in seinen feststehenden Übersetzungsverhältniszustand
versetzt wird, in dem der Mechanismus 16 als ein Getriebe
mit einem feststehenden Übersetzungsverhältnis γ0 gleich
1 funktioniert. Wenn die Schaltbremse B0 anstelle der Schaltkupplung
CO betätigt
bzw. eingerückt
wird, wird das Sonnenrad S1 an das Getriebegehäuse 12 fixiert, so
das der Leistungsverteilungsmechanismus 16 in den Nichtdifferential zustand
versetzt wird, in dem das Sonnenrad S1 nicht drehbar ist. Da die
Drehzahl des Hohlrads R1 höher
eingestellt wird als die des Trägers
CA1, wird der Leistungsverteilungsmechanismus 16 in einen
anderen Zustand mit einem feststehenden Übersetzungsverhältnis versetzt,
in dem der Mechanismus 16 als ein drehzahlerhöhendes Getriebe
mit einem feststehenden Übersetzungsverhältnis γ0 funktioniert,
das kleiner 1 ist, beispielsweise etwa 0,7. Bei der vorliegenden
Erfindung funktionieren die Schaltkupplung C0 und die Bremse B0
als eine Differentialzustands-Schaltvorrichtung, die betriebsfähig ist,
um den Leistungsverteilungsmechanismus 16 selektiv in den
Differentialzustand (stufenlos variablen Schaltzustand oder nicht
blockierten Zustand), in dem der Mechanismus 16 als das
elektrisch gesteuerte, stufenlos variable Getriebe funktioniert,
dessen Übersetzungsverhältnis stufenlos
variabel ist, und in den blockierten oder Nichtdifferentialzustand
zu versetzen, in dem der Mechanismus 16 nicht als das elektrisch
gesteuerte, stufenlos variable Getriebe funktioniert. Die Schaltkupplung
C0 und die Bremse B0 funktionieren nämlich als die Differentialzustands-Schaltvorrichtung,
die betriebsfähig
ist, um den Leistungsverteilungsmechanismus 16 zwischen einem
Differentialzustand und einem Schaltzustand mit feststehendem Übersetzungsverhältnis zu
schalten, in dem der Mechanismus 16 als ein Getriebe mit einer
einzigen Zahnradposition mit einem Übersetzungsverhältnis oder
mit einer Mehrzahl von Zahnradpositionen mit jeweiligen Übersetzungsverhältnissen
funktioniert. Es ist zudem zu beachten, daß der Differentialabschnitt 11,
der aus dem ersten Elektromotor M1, dem zweiten Elektromotor M2
und dem Leistungsverteilungsmechanismus 16 besteht, kooperiert,
um als ein Schaltabschnitt (Mechanismus) des Typs mit schaltbarem
Schaltzustand zu funktionieren, der zwischen einem stufenlos variablen Schaltzustand
oder einem Zustand, in dem der Schaltabschnitt 11 als ein
elektrisch gesteuertes, stufenlos variables Getriebe betätigt wird,
dessen Übersetzungsverhältnis stufenlos
variabel ist, und einem blockierten Zustand schaltbar ist, in dem
der Schaltabschnitt 11 nicht als das elektrisch gesteuerte,
stufenlos variable Getriebe funktioniert, sondern als ein Getriebe
mit einer einzigen Zahnradposition mit einem Übersetzungsverhältnis oder
mit einer Mehrzahl von Zahnradpositionen mit jeweiligen Übersetzungsverhältnissen
funktioniert. Der vorstehend beschriebene Leistungsverteilungsmechanismus 16 funktioniert
als eine Differential- (Planeten-)
Getriebevorrichtung des schaltbaren Typs, die zwischen einem blockierten
Zustand und einem nichtblockierten Zustand variabel ist.
Der
Automatikgetriebeabschnitt 20 weist einen zweiten Planetenradsatz 26 mit
einzelnem Zahnrad, einen dritten Planetenradsatz 28 mit
einzelnem Zahnrad und einen vierten Planetenradsatz 30 mit einzelnem
Zahnrad auf. Der zweite Planetenradsatz 26 weist folgende
Merkmale auf: ein zweites Sonnenrad S2; zweite Planetenräder P2;
einen zweiten Träger
CA2, der die zweiten Planetenräder
P2 trägt,
so daß ein
jedes der zweiten Planetenräder
P2 um seine Achse und um die Achse des zweiten Sonnenrads S2 drehbar;
und ein zweites Hohlrad R2, das mit den zweiten Sonnenrad S2 durch
die zweiten Planetenräder
P2 Eingriff nimmt. Der zweite Planetenradsatz 26 weist
beispielsweise ein Zähnezahlverhältnis ρ2 von etwa
0,562 auf. Der dritte Planetenradsatz 28 weist folgende
Merkmale auf: ein drittes Sonnenrad S3; dritte Planetenräder P3;
einen dritten Träger
CA3, der die dritten Planetenräder
P3 trägt,
so daß ein
jedes der dritten Planetenräder
P3 um seine Achse und um die Achse des dritten Sonnenrades S3 drehbar ist;
und ein drittes Hohlrad R3, das mit dem dritten Sonnenrad S3 durch
die dritten Planetenräder
P3 Eingriff nimmt. Der dritte Planetenradsatz 28 weist beispielsweise
ein Zähnezahlverhältnis ρ3 von etwa 0,425
auf. Der vierte Planetenradsatz 30 weist folgende Merkmale
auf: ein viertes Sonnenrad S4; vierte Planetenräder P4; einen vierten Träger CA4,
der die vierten Planetenräder
P4 trägt,
so daß ein
jedes der vierten Planetenräder
P4 um seine Achse und um die Achse des vierten Sonnenrads S4 drehbar
ist; und ein viertes Hohlrad R4, das mit dem vierten Sonnenrad S4
durch die vierten Planetenräder
P4 Eingriff nimmt. Der vierte Planetenradsatz 30 weist
beispielsweise ein Zähnezahlverhältnis ρ4 von etwa
0,421 auf. Wenn die Anzahl der Zähne
des zweiten Sonnenrads S2; des zweiten Hohlrads R2, des dritten Sonnenrads
S3, des dritten Hohlrads R3, des vierten Sonnenrads S4 und des vierten
Hohlrads R4 durch ZS2, ZR2, ZS3, ZR3, ZS4 bzw. ZR4 dargestellt werden,
werden die vorstehend angezeigten Zähnezahlverhältnisse ρ2, ρ3 und ρ4 jeweils durch ZS2/ZR2, ZS3/ZR3
bzw. ZS4/ZR4 dargestellt.
In
dem Automatikgetriebeabschnitt 20 sind das zweite Sonnenrad
S2 und das dritte Sonnenrad S3 einstückig als eine Einheit aneinander
befestigt, selektiv mit dem Leistungsübertragungsbauteil 18 durch
eine zweite Kupplung C2 verbunden und selektiv an dem Getriebegehäuse 12 durch
eine erste Bremse B1 befestigt. Das vierte Hohlrad R4 ist selektiv
an dem Getriebegehäuse 12 durch
eine dritte Bremse B3 befestigt. Das zweite Hohlrad R2, der dritte
Träger
CA3 und der vierte Träger
CA4 sind einstükkig
aneinander befestigt und an der Abtriebswelle 22 befestigt.
Das dritte Hohlrad R3 und das vierte Sonnenrad S4 sind einstückig aneinander
befestigt und selektiv mit dem Leistungsübertragungsbauteil 18 durch
eine erste Kupplung C1 verbunden.
Bei
der vorstehend beschriebenen Schaltkupplung C0, der ersten Kupplung
C1, der zweiten Kupplung C2, der Schaltbremse B0, der ersten Bremse
B1, der zweiten Bremse B2 und der dritten Bremse B3 handelt es sich
um hydraulisch betätigte
Reibungskupplungsvorrichtungen, die in einem herkömmlichen
Fahrzeug-Automatikgetriebe verwendet werden. Diese Reibungskupplungsvorrichtungen
bestehen jeweils aus einer im Öl
bzw. einem Fluid laufenden Mehrscheibenkupplung, die eine Mehrzahl von
Reibungsplatten aufweist, die übereinander
liegend angeordnet sind und die durch ein hydraulisches Stellglied
gegeneinander getrieben werden, oder einer Bandbremse, die eine
Drehtrommel und ein Band oder zwei Bänder aufweist, das/die um die äußere Umfangsoberfläche der
Drehtrommel gewickelt ist/sind und an einem Ende durch ein hydraulisches
Stellglied befestigt ist/sind. Die Kupplungen C0-C2 und die Bremsen
B0-B3 werden jeweils
selektiv eingerückt
bzw. betätigt,
um zwei Bauteile miteinander zu verbinden, zwischen denen jede Kupplung oder
Bremse angeordnet ist.
Bei
dem wie vorstehend beschrieben konstruierten Getriebemechanismus 10 wird
entweder eine erste Gangposition (erste Drehzahlposition) bis fünfte Gangposition
(fünfte
Drehzahlposition), eine Rückwärtsgangposition
(Rückfahrposition)
oder eine neutrale Position selektiv durch Einrückvorgänge einer entsprechenden Kombination
der Reibungskupplungsvorrichtungen eingerichtet, die aus den vorstehenden
beschriebenen Elementen Schaltkupplung C0, erste Kupplung C1, zweite
Kupplung C2, Schaltbremse B0, erste Bremse B1, zweite Bremse B2
und dritte Bremse B3 ausgewählt
sind, wie in der Tabelle von 2 angezeigt
ist. Diese Positionen weisen jeweilige Übersetzungsverhältnisse γ (= Antriebswellendrehzahl
NIN / Abtriebswellendrehzahl NOUT)
auf, die sich im geometrischen Verlauf erheblich ändern. Insbesondere
ist zu beachten, daß der
Leistungsverteilungsmechanismus 16, der mit der Schaltkupplung C0
und der Bremse B0 vorgesehen ist, durch Einrücken bzw. Betätigen der
Schaltkupplung C0 oder der Schaltbremse B0 selektiv in den Schaltzustand
mit feststehendem Übersetzungsverhältnis, in
dem der Mechanismus 16 als ein Getriebe mit einer einzigen Zahnradposition
mit einem Übersetzungsverhältnis oder
mit einer Mehrzahl von Zahnradpositionen mit jeweiligen Übersetzungsverhältnissen
betriebsfähig ist,
sowie in den stufenlos variablen Schaltzustand versetzt werden kann,
in dem der Mechanismus 16 als ein stufenlos variables Getriebe
betriebsfähig
ist, wie vorstehend beschrieben. Bei dem vorliegende Getriebemechanismus 10 besteht
daher ein stufenvariables Getriebe aus dem Getriebeabschnitt 20 und
dem Differentialabschnitt 11, der in den Schaltzustand
mit dem feststehenden Übersetzungsverhältnis durch
Einrücken
bzw. Betätigen
der Schaltkupplung C0 oder der Schaltbremse B0 versetzt wird. Ferner
besteht ein stufenlos variables Getriebe aus dem Getriebeabschnitt 20 und
dem Differentialabschnitt 11, der in den stufenlos variablen
Schaltzustand versetzt wird, wobei weder die Schaltkupplung C0 noch die
Bremse B0 eingerückt
bzw. betätigt
wird. In anderen Worten wird der Getriebemechanismus 10 durch Einrücken bzw.
Betätigen
von entweder der Schaltkupplung C0 oder der Schaltbremse B0 in den
stufenvariablen Schaltzustand geschaltet und durch Ausrükken von
sowohl der Schaltkupplung C0 als auch der Bremse B0 in den stufenlos
variablen Schaltzustand geschaltet. Der Getriebemechanismus 10 funktioniert
nämlich
als ein Getriebemechanismus des variablen Typs, der zwischen dem
stufenlos variablen Schaltzustand, in dem der Getriebemechanismus 10 als
ein elektrisch gesteuertes, stufenlos variables Getriebe betriebsfähig ist,
und dem stufenvariablen Schaltzustand, in dem der Getriebemechanismus 10 als
das stufenvariable Getriebe betriebsfähig ist, schaltbar ist. Der
Differentialabschnitt 11 wird ebenfalls als ein Getriebe
betrachtet, das zwischen dem stufenvariablen Schaltzustand und dem stufenlos
variablen Schaltzustand schaltbar ist.
Wenn
der Getriebemechanismus 10 beispielsweise als das stufenvariable
Getriebe funktioniert, wird die erste Gangposition mit dem höchsten Übersetzungsverhältnis γ1 von z.
B. 3,357 durch Einrückvorgänge der
Schaltkupplung C0, der ersten Kupplung C1 und der dritten Bremse
B3 eingerichtet, und die zweite Gangposition mit dem Übersetzungsverhältnis γ2 von z.
B. etwa 2,180, das geringer ist als das Übersetzungsverhältnis γ1, wird durch
Einrückvorgänge der
Schaltkupplung C0, der ersten Kupplung C1 und der zweiten Bremse
B2 eingerichtet, wie in 2 dargestellt
ist. Ferner wird die dritte Gangposition mit dem Übersetzungsverhältnis γ3 von z.
B. etwa 1,424, das geringer ist als das Übersetzungsverhältnis γ2, durch
Eingriffvorgänge
der Schaltkupplung C0, der ersten Kupplung C1 und der ersten Bremse
B1 eingerichtet, und die vierte Gangposition mit dem Übersetzungsverhältnis γ4 von z.
B. etwa 1,000, das geringer ist als das Übersetzungsverhältnis γ3, wird durch
Einrückvorgänge der
Schaltkupplung C0, der ersten Kupplung C1 und der zweiten Kupplung
C2 eingerichtet. Die fünfte
Gangposition mit dem Übersetzungsverhältnis γ5 von etwa
z. B. 0,705, das geringer ist als das Übersetzungsverhältnis γ4, wird durch
Einrückvorgänge der
ersten Kupplung C1, der zweiten Kupplung C2 und der Schaltbremse
B0 eingerichtet. Ferner wird die Rückwärtsgangposition mit dem Übersetzungsverhältnis von γR von z.
B. etwa 3,209, das zwischen dem Übersetzungsverhältnissen γ1 und γ2 liegt,
durch Einrückvorgänge der
zweiten Kupplung C2 und der dritten Bremse B3 eingerichtet. Die
neutrale Position N wird durch Einrücken von nur der Schaltkupplung
C0 oder durch Einrücken
von keiner der Reibungskupplungen eingerichtet. Das heißt, während die
neutrale Position N ausgewählt
ist, ist die Schaltkupplung C0i, ausgenommen während der Erzeugung elektrischer
Energie durch den ersten Elektromotor M1 und/oder den zweiten Elektromotor
M2, eingerückt
und ist während
der Erzeugung der elektrischen Energie ausgerückt (siehe 2).
Wenn
der Getriebemechanismus 10 als das stufenlos variable Getriebe
funktioniert, werden hingegen die Schaltkupplung C0 und die Schaltbremse B0
beide ausgerückt,
wie in 2 angezeigt ist,
so daß der
Differentialabschnitt 11 als das stufenlos variable Getriebe
funktioniert, während
der Getriebeabschnitt 20, der mit dem Differentialabschnitt 11 in
Reihe geschaltet ist, als das stufenvariable Getriebe funktioniert,
wodurch die Drehzahl der Drehbewegung, die an den Getriebeabschnitt 20 übertragen wird,
in entweder die erste Gang-, die zweite Gang-, die dritte Gang-
oder die vierte Gangpositionen versetzt wird, nämlich die Drehzahl des Leistungsübertragungsbauteils 18 kontinuierlich
geändert
wird, so daß das Übersetzungsverhältnis des
Getriebemechanismus 10, wenn der Getriebeabschnitt 20 in
eine der Gangpositionen versetzt ist, über einem vorbestimmten Bereich
stufenlos variabel ist. Dementsprechend ist das Übersetzungsverhältnis des
Getriebeabschnitts 20 bezogen auf die benachbarten Gangpositionen
stufenlos variabel, wodurch das Gesamtübersetzungsverhältnis γT des Getriebemechanismus 10 stufenlos
variabel ist.
3 ist ein kollineares Diagramm,
das durch Geraden eine Beziehung zwischen den Drehzahlen der Drehelemente
in der jeweiligen Gangpositionen des Getriebemechanismus 10 anzeigt,
der aus dem Differentialabschnitt 11 oder dem Leistungsverteilungsmechanismus 16,
der als der stufenlos variable Schaltabschnitt oder erste Schaltabschnitt funktioniert,
und dem Getriebeabschnitt 20, der als der stufenvariable
Schaltabschnitt oder zweite Schaltabschnitt funktioniert, ausgebildet
ist. Das kollineare Diagramm von 3 ist
ein rechteckiges zweidimensionales Koordinatensystem, in dem die Übersetzungsverhältnisse ρ der Planetenradsätze 24, 26, 28, 30 entlang
der horizontalen Achse erstellt wurden, während die relativen Drehzahlen
der Drehelemente entlang der vertikalen Achse erstellt wurden. Eine
untere von drei horizontalen Linien X1, X2, XG, das heißt, die
horizontale Linie X1 zeigt die horizontale Drehzahl von 0 an, während eine
obere von drei horizontalen Linien, das heißt, die horizontale Linie X2
die Drehzahl von 1,0 anzeigt, das heißt eine Betriebsdrehzahl NE des Motors 8, der mit der Antriebswelle 14 verbunden
ist. Die horizontale Linie XG zeigt die Drehzahl des Leistungsübertragungsbauteils 18 an.
Die
drei vertikalen Linien Y1, Y2 und Y3, die dem Leistungsverteilungsmechanismus 16 entsprechen,
der prinzipiell den Differentialabschnitt 11 ausbildet,
stellen jeweils die relativen Drehzahlen des zweiten Drehelements
(zweites Element) RE2 in der Form des ersten Sonnenrads S1, des
ersten Drehelements (erstes Element) RE1 in der Form des ersten Trägers CA1
und des dritten Drehelements (drittes Element) RE3 in der Form des
ersten Hohlrads Rl dar. Die Abstände
zwischen den benachbarten der vertikalen Linien Y1, Y2 und Y3 werden
durch das Zähnezahlverhältnis ρ1 des ersten
Planetenradsatzes 24 bestimmt. Das heißt, daß der Abstand zwischen den
vertikalen Linien Y1 und Y2 "1" entspricht, während der
Abstand zwischen den vertikalen Linien Y2 und Y3 dem Zähnezahlverhältnis ρ1 entspricht. Ferner
stellen fünf
vertikale Linien Y4, Y5, Y6, Y7 und Y8, die dem Getriebeabschnitt 20 entsprechen,
jeweils die relativen Drehzahlen eines vierten Drehelements (viertes
Element) RE4 in Form des zweiten und dritten Sonnenrads S2, S3,
die einstückig
aneinander befestigt sind, eines fünften Drehelements (fünftes Element)
RE5 in der Form des zweiten Trägers
CA2, eines sechsten Drehelements (sechstes Element) RE 6 in der
Form des vierten Hohlrads R4, eines siebten Drehelements (siebtes
Element) RE7 in der Form des zweiten Hohlrads R2 und eines dritten
und vierten Trägers
CA3, CA4, die einstückig
aneinander befestigt sind, und eines achten Drehelements (achtes
Element) RE8 in der Form des dritten Hohlrades R3 und eines vierten
Sonnenrads S4, die einstückig
aneinander befestigt sind, dar. Die Abstände zwischen den benachbarten
der vertikalen Linien Y4-Y8 werden durch die Zähnezahlverhältnisse ρ2, ρ3 und ρ4 des zweiten, dritten und vierten
Planetenradsatzes 26, 28, 30 bestimmt.
Das heißt,
daß die Abstände zwischen
dem Sonnenrad und dem Träger von
jeweils dem zweiten, dritten und vierten Planetenradsatz 26, 28, 30 "1" entsprechen, während die Abstände zwischen
dem Träger
und dem Hohlrad eines jeden Planetenradsatzes 26, 28, 30 dem
Zähnezahlverhältnis ρ1 entsprechen.
Unter
Bezugnahme auf das kollineare Diagramm von 3 ist der Leistungsverteilungsmechanismus
(stufenlos variabler Schaltabschnitt) 16 oder der Differentialabschnitt 11 des
Getriebemechanismus 10 so angeordnet, daß das erste
Drehelement RE1 (erster Träger
CA1) des ersten Planetenradsatzes 24 einstückig an
der Antriebswelle 14 befestigt und selektiv mit dem zweiten
Drehelement RE2 (erstes Sonnenrad S1) durch die Schaltkupplung C0
verbunden ist, so daß das
zweite Drehelement RE2 (erstes Sonnenrad S1) an dem ersten Elektromotor
M1 befestigt und selektiv an dem Getriebegehäuse 12 durch die Schaltbremse
B0 befestigt ist, und derart, daß das dritte Drehelement RE3 (erstes
Hohlrad R1) an dem Leistungsübertragungsbauteil 18 und
dem zweiten Elektromotor M2 befestigt ist, wodurch eine Drehbewegung
der Antriebswelle 14 an den Getriebeabschnitt (stufenvariables Getriebe) 20 durch
das Leistungsübertragungsbauteil übertragen
wird. Eine Beziehung zwischen den Drehzahlen des ersten Sonnen rads
S1 und dem ersten Hohlrad R1 wird durch eine geneigte Gerade L0 dargestellt,
die einen Schnittpunkt zwischen den Linien Y2 und X2 passiert.
Die 3 und 5 entsprechen jeweils einem Teil des
kollinearen Diagramms von 3,
das den Differentialabschnitt 11 oder den Leistungsverteilungsmechanismus 16 darstellt. 4 zeigt ein Beispiel eines
Betriebszustands des Leistungsverteilungsmechanismus 16,
der in den stufenlos variablen Schaltzustand (Differentialzustand)
versetzt ist, wobei sich die Schaltkupplung C0 und die Schaltbremse B0
beide in einem ausgerückten
bzw. gelösten
Zustand befinden. Die Drehzahl des ersten Sonnenrads S 1, die durch
den Schnittpunkt zwischen der Geraden L0 und der vertikalen Linie
Y1 dargestellt wird, wird erhöht
oder gesenkt, indem die durch einen Betrieb des ersten Elektromotors
M1 erzeugte Reaktionskraft zum Erzeugen einer elektrischen Energie gesteuert
wird, so daß die
Drehzahl des ersten Hohlrads R1, die durch den Schnittpunkt zwischen
den Linien L0 und Y3 dargestellt ist, erhöht oder gesenkt wird.
5 zeigt ein Beispiel eines
Betriebszustands des Differentialabschnitts 11 oder des
Leistungsverteilungsmechanismus 15, der in den Schaltzustand
mit feststehendem Übersetzungsverhältnis (stufenvariablen
Schaltzustand) versetzt ist, wobei die Schaltkupplung C0 im eingerückten Zustand
gehalten wird. Wenn das erste Sonnenrad S1 und der erste Träger CA1
in diesem Schaltzustand mit feststehendem Übersetzungsverhältnis miteinander
verbunden werden, wird der Leistungsverteilungsmechanismus 16 in
den Nichtdifferentialzustand versetzt, in dem die drei vorstehend
angezeigten Drehelemente als eine Einheit gedreht werden, so daß die Linie
L0 mit der horizontalen Linie X2 ausgerichtet ist, wodurch das Leistungsübertragungsbauteil 18 mit
einer Drehzahl gleich der Motordrehzahl NE gedreht wird.
Wenn hingegen die Schaltbremse B0 betätigt wird, wird die Drehung
des ersten Sonnenrades S1 angehalten, und der Leistungsverteilungsmechanismus 16 wird
in den Nichtdifferentialzustand versetzt, in dem der Mechanismus 16 als
eine drehzahlerhöhende
Vorrichtung funktioniert, so daß die
Gerade L0 in dem in 3 gezeigten
Zustand geneigt wird, wodurch die Drehzahl des ersten Hohlrads R1,
das heißt
die Drehbewegung des Leistungsübertragungsbauteils 18,
das durch einen Schnittpunkt zwischen der Geraden L0 und einer vertikalen
Linie Y3 darge stellt ist, höher
eingestellt wird als die Motordrehzahl NE und
an den Getriebeabschnitt 20 übertragen wird.
In
dem Getriebeabschnitt 20 wird das vierte Drehelement RE4
selektiv mit dem Leistungsübertragungsbauteil 18 durch
die zweite Kupplung C2 verbunden und durch die erste Bremse B1 selektiv
an dem Gehäuse 12 befestigt.
Das fünfte
Drehelement RE5 wird durch die zweite Bremse B2 selektiv an dem
Gehäuse 12 befestigt.
Das sechste Drehelement RE6 wird durch die dritte Bremse B3 selektiv
an dem Gehäuse 12 befestigt.
Das siebte Drehelement RE7 ist an der Abtriebswelle 22 befestigt.
Das achte Drehelement RE8 wird durch die erste Kupplung C1 selektiv
mit dem Leistungsübertragungsbauteil 18 verbunden.
Wenn
die erste Kupplung C1 und die dritte Bremse B3 eingerückt betätigt werden,
wird der Getriebeabschnitt 20 in die erste Gangposition
versetzt. Die Drehzahl der Abtriebswelle 22 in der ersten Gangposition
wird durch einen Schnittpunkt zwischen der vertikalen Linie Y7,
die die Drehzahl des siebten Drehelements RE7 anzeigt, das an der
Abtriebswelle 22 befestigt ist, und einer geneigten Geraden
L1, die einen Schnittpunkt zwischen der vertikalen Linie Y8, die
die Drehzahl des achten Drehelements RE8 anzeigt, und der horizontalen
Linie X2 passiert, und einen Schnittpunkt zwischen der vertikalen
Linie Y6, die die Drehzahl des sechsten Drehelements RE6 anzeigt,
und der horizontalen Linie X1 dargestellt. Desgleichen wird die
Drehzahl der Abtriebswelle 22 in der zweiten Gangposition,
die durch die Einrückvorgänge der
ersten Kupplung C1 und der zweiten Bremse B2 eingerichtet wird,
durch einen Schnittpunkt zwischen einer geneigten Geraden L2, die
durch jene Einrückvorgänge bestimmt
wird, und der vertikalen Linie Y7, die die Drehzahl des siebten Drehelements
RE7 anzeigt, das an der Abtriebswelle 22 befestigt ist,
dargestellt. Die Drehzahl der Abtriebswelle 22 in der dritten
Gangposition, die durch die Einrück-
bzw. Betätigungsvorgänge der
ersten Kupplung C1 und der ersten Bremse B1 eingerichtet wird, wird
durch einen Schnittpunkt zwischen einer geneigten Geraden L3, die
durch jene Einrückvorgänge bestimmt
wird, und der vertikalen Linie Y7, die die Drehzahl des siebten
Drehelements RE7 anzeigt, das an der Abtriebswelle 22 befestigt
ist, dargestellt. Die Drehzahl der Abtriebswelle 22 in
der vierten Gangposition, die durch die Einrückvorgänge der ersten Kupplung C1
und der zweiten Kupplung C2 eingerichtet wird, wird durch einen
Schnittpunkt zwischen einer horizontalen Linie L4, die durch jene
Einrückvorgänge bestimmt
wird, und der vertikalen Linie Y7 dargestellt, die die Drehzahl
des siebten Drehelements RE7 anzeigt, das an der Abtriebswelle 22 befestigt
ist. In der ersten bis vierten Übersetzungsposition,
in denen die Schaltkupplung CO in den eingerückten Zustand versetzt wird,
wird das achte Drehelement RE8 mit der gleichen Drehzahl wie der
Motordrehzahl NE gedreht, wobei die Antriebskraft
von dem Leistungsverteilungsmechanismus 16 aufgenommen wird.
Wenn die Schaltkupplung B0 anstelle der Schaltkupplung C0 eingerückt wird,
wird das achte Drehelement RE8 mit einer Drehzahl gedreht, die höher ist
als die Motordrehzahl NE, wobei die Antriebskraft
von dem Leistungsverteilungsmechanismus 16 aufgenommen
wird. Die Drehzahl der Abtriebswelle 22 in der fünften Gangposition,
die durch die Eingriff- bzw. Betätigungsvorgänge der
ersten Kupplung C1, der zweiten Kupplung C2 und der Schaltbremse
B0 eingerichtet wird, wird durch einen Schnittpunkt zwischen einer
horizontalen Linie L5, die durch jene Einrückvorgänge bestimmt wird, und der
vertikalen Linie Y7 dargestellt, die die Drehzahl des siebten Drehelements
RE7 anzeigt, das an der Abtriebswelle 22 befestigt ist.
6 stellt Signale dar, die
durch eine elektronische Steuerungseinheit 40 (ECU) empfangen werden,
die als eine Steuervorrichtung zum Steuern der Antriebsvorrichtung
dient, die prinzipiell aus dem Getriebemechanismus 10 besteht,
und Signale, die durch die ECU 40 erzeugt werden. Diese
ECU 40 weist einen sogenannten Mikrocomputer auf, der eine
CPU, einen ROM, einen RAM und eine Eingabe-/Ausgabe-Schnittstelle
beinhaltet, und angeordnet ist, um die Signale gemäß den Programmen,
die in dem ROM gespeichert sind, zu verarbeiten, während eine
temporäre
Datenspeicherfunktion des ROM herangezogen wird, um die Hybridantriebssteuerung
des Motors 8 und der Elektromotoren M1 und M2, die Elektrizitätserzeugungssteuerung
der Elektromotoren M1 und M2 und die Antriebssteuerung, wie z. B.
die Schaltsteuerung des Getriebeabschnitts zu implementieren. Es
ist zu beachten, daß die
ECU 40 als die Steuerungsvorrichtung mit der Antriebsvorrichtung
zusammenwirkt, um ein Fahrzeugantriebssystem auszubilden, das gemäß der Standardausführungsform
der vorliegenden Erfindung konstruiert ist.
Die
ECU 40 ist so angeordnet, daß sie von verschiedenen Sensoren
und Schaltern, die in 6 gezeigt
sind, verschiedene Signale empfängt,
wie z. B. ein Signal, das eine Temperatur eines Kühlwassers
des Motors 8 anzeigt; ein Signal, das eine ausgewählte Betriebsposition
eines Schalthebels anzeigt; ein Signal, das die Betriebsdrehzahl
NE des Motors 8 anzeigt; ein Signal,
das einen Wert anzeigt, der eine ausgewählte Gruppe von Vorwärtsfahr-Positionen
des Antriebssystems anzeigt, ein Signal, das einen M-Modus (E-Motorantriebsmodus)
befiehlt; ein Signal, das einen betriebenen Zustand einer Klimaanlage
anzeigt; ein Signal, das eine Fahrzeugfahrtgeschwindigkeit V entsprechend
der Drehzahl der Abtriebswelle 22 anzeigt, ein Signal,
das eine Temperatur eines Betriebsöls des Getriebeabschnitts 10 anzeigt;
ein Signal, das eine betriebenen Zustand einer Seitenbremse anzeigt;
ein Signal, das einen betriebenen Zustand einer Fußbremse
anzeigt; ein Signal, das eine Temperatur eines Katalysators anzeigt;
ein Signal, das eine Winkel Acc eines Betriebs eines Fahrpedals
anzeigt; ein Signal, das einen Winkel eines Nockens anzeigt; ein
Signal, das die Auswahl eines Schneefahrmodus anzeigt; ein Signal,
das einen Längsbeschleunigungswert
des Fahrzeugs anzeigt; ein Signal, das die Auswahl einer Tempomat-Fahrmodus
anzeigt; ein Signal, das ein Gewicht des Fahrzeugs anzeigt; ein
Signal, das die Drehzahlen der jeweiligen Antriebsräder des
Fahrzeugs anzeigt; ein Signal, das einen Betriebszustand eines stufenvariablen
Schaltungsschalter anzeigt, der dazu vorgesehen ist, den Differentialabschnitt 11 oder
den Leistungsverteilungsmechanismus 16 in den Schaltzustand
mit dem feststehenden Übersetzungsverhältnis (Nichtdifferentialzustand)
zu versetzen, in dem der Getriebemechanismus 10 als ein
stufenvariables Getriebe funktioniert; ein Signal, das einen stufenlos variablen
Schaltungsschalter anzeigt, der dazu vorgesehen ist, den Differentialabschnitt 11 oder
den Leistungsverteilungsmechanismus 16 in dem stufenlos
variablen Schaltzustand zu versetzen, in dem der Getriebemechanismus 10 als
das stufenlos variable Getriebe funktioniert; ein Signal, das eine
Drehzahl NM1 des ersten Elektromotors M1
anzeigt; und ein Signal, das eine Drehzahl NM2 des
zweiten Elektromotors M2 anzeigt:
Die
ECU 40 ist ferner angeordnet, um verschiedene Signale zu
erzeugen, wie z. B.: ein Signal, um ein Drossel-Stellglied zum Steuern
eines Öffnungswinkels
eines Drosselventils anzusteuern, ein Signal, um einen Druck eines
Vorverdichters anzupassen; ein Signal, um die elektrische Klimaanlage zu
betreiben; ein Signal zum Steuern eines Zündsteuerzeitpunkts des Motors 8;
Signale, um die Elektromotoren M1 und M2 zu betreiben; ein Signal,
um eine Schaltbereichsanzeige zum Anzeigen der ausgewählten Betriebsposition
des Schalthebels zu betätigen;
ein Signal, um einen Zähnezahlverhältnisanzeige
zum Anzeigen des Zähnezahlverhältnisses
zu betätigen;
ein Signal, um eine Schneemodusanzeige zum Anzeigen der Auswahl
des Schneefahrmodus zu betätigen;
ein Signal, um ein ABS-Stellglied für ein Antiblockier-Bremssystem
der Räder
zu betätigen; ein
Signal, um eine M-Modusanzeige zum Anzeigen der Auswahl des M-Modus zu betätigen; Signale;
um magnetspulenbetätigte
Ventile zu betätigen,
die in einer hydraulischen Steuereinheit 42 eingebaut sind, die
vorgesehen ist, um die hydraulischen Stellglieder der hydraulisch
betätigten
Reibungskupplungsvorrichtungen des Differentialabschnitts 11 (Leistungsverteilungsmechanismus 16)
und des Getriebeabschnitts 20 zu steuern; ein Signal, um
eine elektrische Ölpumpe 32 zu
betätigen,
die als eine hydraulische Druckquelle für die hydraulische Steuerungseinheit 42 verwendet
wird; ein Signal, um eine elektrische Heizung anzusteuern; und ein
Signal, das an einen Tempomat-Steuerungscomputer angelegt werden
soll.
7 ist ein funktionelles
Blockdiagramm zur Erläuterung
von wichtigen Steuerungsfunktionen, die durch die ECU 40 ausgeführt werden.
Die ECU 40 weist eine stufenvariable Schaltsteuerung 52 auf, die
betriebsfähig
ist, um eine automatische Schaltsteuerung auszuführen, indem bestimmt wird,
ob ein Schaltvorgang in dem Getriebeabschnitt 20 z. B.
gemäß einem
Schaltkennfeld von 8,
das in einem Schaltkennfeldspeicher 54 gespeichert ist,
auf Basis einer Fahrzeugbedingung, die durch die Fahrzeugfahrgeschwindigkeit
V und ein Ausgangsdrehmoment Tour des Getriebeabschnitts 20 dargestellt
wird, ausgeführt
werden soll oder nicht. Es ist zu beachten, daß die Schalt-Grenzlinien des Schaltkennfelds
in 8 durch durchgehende
und Strichpunktlinien dargestellt sind.
Die
ECU 40 weist ferner eine Hybridsteuerung 56 auf,
die angeordnet ist, um den Motor 8 zu steuern, so daß er mit
einem hohen Wirkungsgrad betrieben werden kann, während der
Getriebemechanismus 10 in den stufenlos variablen Schaltzustand
versetzt ist, d. h. während
der Getriebeabschnitt 11 in den Differentialzustand versetzt
ist. Die Hybridsteuerung 56 ist ferner angeordnet, um das Übersetzungsverhältnis γ0 des Differentialabschnitts 11 zu
steuern, der als das elektrisch gesteuerte, stufenlos variable Getriebe
arbeitet, um einen optimalen Anteil der Antriebskräfte, die
durch den Motor 8 und den zweiten Elektromotor M2 erzeugt
werden, herzustellen und um eine Reaktionskraft zu optimieren, die während der
Erzeugung einer elektrischen Energie durch den ersten Elektromotor
M1 und/oder den zweiten Elektromotor M2 erzeugt wird. Die Hybridsteuerung 56 berechnet
beispielsweise die vom Fahrzeuglenker bei der gegenwärtigen Fahrgeschwindigkeit
des Fahrzeugs benötigte
Leistungsabgabe auf Basis eines Betriebsbetrags Acc des Fahrpedals
und der Fahrzeugfahrgeschwindigkeit V und berechnet eine erforderliche
Fahrzeugantriebskraft auf Basis der berechneten Soll-Leistungsabgabe
und einem Soll-Erzeugungsbetrag einer elektrischen Energie. Auf
Basis der berechneten Soll-Fahrzeugantriebskraft berechnet die Hybridsteuerung 56 die Soll-Geschwindigkeit
NE und die Gesamtleistungsabgabe des Motors 8 und
steuert die Ist-Leistungsabgabe des Motors 8 und den Erzeugungsbetrag
der elektrischen Energie durch den ersten Elektromotor M1 und/oder
den zweiten Elektromotor M2 gemäß der berechneten
Sollgeschwindigkeit und der Gesamtleistungsabgabe des Motors.
Die
Hybridsteuerung 56 ist so angeordnet, daß die vorstehend
beschriebene Hybridsteuerung ausgeführt wird, während die momentan ausgewählte Gangposition
des Getriebeabschnitts 20 berücksichtigt wird, um die Kraftstoffersparnis
des Motors zu verbessern. Bei der Hybridsteuerung wird der Differentialabschnitt 11 gesteuert,
um für
eine optimale Koordination der Motordrehzahl NE und
der Fahrzeugfahrgeschwindigkeit V für einen effizienten Betrieb
des Motors 8 und der Drehzahl des Leistungsübertragungsbauteils 18,
die durch die ausgewählte Gangposition
des Getriebeabschnitts 20 bestimmt wird, als das elektrisch
gesteuerte, stufenlos variable Getriebe zu funktionieren. Das heißt, daß die Hybridsteuerung 56 einen
Sollwert des Gesamt-Übersetzungsverhältnisses γT des Getriebemechanismus 10 bestimmt,
so daß der
Mo tor 8 gemäß einer
gespeicherten, höchsten
Kraftstoffersparniskurve betrieben wird, die sowohl den Soll-Betriebswirkungsgrad
als auch die höchste
Kraftstoffersparnis des Motors 8 erfüllt. Die Hybridsteuerung 56 steuert
das Übersetzungsverhältnis γ0 des Differentialabschnitts 11,
um den Sollwert des Gesamt-Übersetzungsverhältnisses γT zu erhalten,
so daß das
Gesamtübersetzungsverhältnis γT innerhalb
eines vorbestimmten Bereiches gesteuert werden kann, beispielsweise zwischen
13 und 0,5.
Bei
der Hybridsteuerung führt
die Hybridsteuerung 56 die durch den ersten Elektromotor
M1 erzeugte elektrische Energie einer Speichervorrichtung 46 für elektrische
Energie und einem zweiten Elektromotor M2 durch einen Wechselrichter 44 zu. Das
heißt,
daß ein
wichtiger Anteil der Antriebskraft, die durch den Motor 8 erzeugt
wird, mechanisch an das Leistungsübertragungsbauteil 18 übertragen wird,
während
der verbleibende Anteil der Antriebskraft durch den ersten Elektromotor
M1 verbraucht wird, um diesen Anteil in die elektrische Energie
umzuwandeln, die dem zweiten Elektromotor M2 durch den Wechselrichter 44 zugeführt wird
oder anschließend
durch den ersten Elektromotor M1 verbraucht wird. Eine Antriebskraft,
die durch einen Betrieb des zweiten Elektromotors M2 oder des ersten
Elektromotors M1 mit der elektrischen Energie erzeugt wird, wird
an das Leistungsübertragungsbauteil 18 übertragen.
Somit wird das Antriebssystem mit einem elektrischen Weg versehen,
durch den eine durch Umwandlung des Anteils der Antriebskraft des
Motors 8 erzeugte elektrisch Energie in eine mechanische
Energie umgewandelt wird. Dieser elektrisch Weg weist Komponenten
auf, die der Erzeugung der elektrischen Energie und dem Verbrauch
der erzeugten elektrischen Energie durch den zweiten Elektromotor
M2 zugeordnet sind. Es ist zudem zu beachten, daß die Hybridsteuerung 56 ferner
vorgesehen ist, um einen Motorantriebsmodus einzurichten, in dem
das Fahrzeug mit nur dem Elektromotor angetrieben wird (z. B. dem
zweiten Elektromotor M2), der als die Antriebsleistungsquelle verwendet
wird, indem die elektrische CVT-Funktion (Differentialfunktion)
des Differentialabschnitts 11 ungeachtet dessen, ob der
Motor 8 sich im nichtbetriebenen Zustand oder im Leerlaufzustand
befindet oder nicht, verwendet wird. Die Hybridsteuerung 56 kann
den E-Motorantriebsmodus durch Betrieb des ersten Elektromotors M1
und/oder des zweiten Elektromotors M2 einrichten, selbst wenn der
Differentialabschnitt 11 in den stu fenvariablen Schaltzustand
(Schaltzustand mit feststehendem Übersetzungsverhältnis) versetzt wird,
während
der Motor 8 sich in seinem nicht betätigten Zustand befindet.
9 zeigt ein Beispiel einer
gespeicherten Beziehung, nämlich
eine Grenzlinie, die einen Motorantriebsbereich und einen E-Motorantriebsbereich definiert
und die verwendet wird, um den Motor 8 oder die Elektromotoren
M1, M2 als die Antriebsleistungsquelle auszuwählen (um entweder den Motorantriebsmodus
oder den E-Motorantriebsmodus
auszuwählen).
Das heißt,
daß die
gespeicherte Beziehung durch ein Antriebsleistungsquellen-Auswählsteuerkennfeld
(Antriebsleistungsquellen-Schaltgrenzlinienkennfeld) in einem rechteckigen,
zweidimensionalen Koordinatensystem mit einer Achse, entlang der
die Fahrzeuggeschwindigkeit V als ein Parameter verwendet wird,
und einer Achse, entlang der auf die Antriebskraft bezogene Wert
in der Form des Ausgangsdrehmoments Tour als ein Parameter verwendet
wird, dargestellt wird. Auch stellt 9 eine
Strichpunktlinie, die innerhalb der durchgehenden Grenzlinie angeordnet
ist, durch einen geeigneten Betrag einer Steuerungshysterese dar.
Das in 9 gezeigte Antriebsleistungsquellen-Auswählsteuerkennfeld
ist in dem Schaltkennfeld-Speicher 54 gespeichert.
Die Hybridsteuerung 56 bestimmt, ob die durch die Fahrzeuggeschwindigkeit
V und das Ausgangsdrehmoment TOUT dargestellte
Fahrzeugbedingung sich in dem Motorantriebsbereich befindet, der
durch das Antriebsleistungsquellen-Auswählsteuerkennfeld
definiert ist. Wie aus 9 hervorgeht,
wählt die
Hybridsteuerung 56 den Motorantriebsmodus aus, wenn das
Ausgangsdrehmoment TOUT vergleichsweise
gering ist, oder wenn die Fahrzeugfahrgeschwindigkeit V vergleichsweise
niedrig ist, das heißt,
wenn die Fahrzeuglast sich in einem vergleichsweise niedrigen Bereich
befindet, in dem der Betriebswirkungsgrad des Motors 8 im
allgemeinen niedriger ist als in einem vergleichsweise hohen Bereich.
Zum
Verringern der Tendenz, daß der
in seinem nichtbetriebenen Zustand gehaltene Motor 8 in den
Elektromotorantriebsmodus gezogen wird, um dadurch die Kraftstoffersparnis
zu verbessern, steuert die Hybridsteuerung 56 den Differentialabschnitt 11 mit
der Differentialfunktion des Differentialabschnitts 11,
so daß die
Motordrehzahl NE im wesentlichen auf null
gehalten wird, daß heißt, auf
null oder nahe null, gehalten wird. 10 ist
eine Ansicht, die dem Abschnitt des kollinearen Diagramms von 3 entspricht, der den Differentialabschnitt 11 darstellt. Das
kollineare Diagramm von 10 zeigt
ein Beispiel des Betriebszustands des Differentialabschnitts 11 an,
der im E-Motorantriebsmodus des Fahrzeugs in seinen stufenlos variablen
Schaltzustand versetzt worden ist. Wenn das Fahrzeug mit dem Ausgangsdrehmoment
des zweiten Elektromotors M2 fährt, wird
der erste Elektromotor M1 in der Umkehrrichtung frei gedreht, so
daß die
Motordrehzahl NE (Drehzahl des ersten Trägers CA1)
im wesentlichen auf null gehalten wird, während der zweite Elektromotor M2
mit einer Drehzahl betrieben wird, die der Fahrzeugfahrgeschwindigkeit
V entspricht.
Die
ECU 40 weist ferner eine Hochgeschwindigkeits-Gangbestimmungseinrichtung 58 und
eine Schaltvorrichtungssteuerung 60 auf, die in 7 gezeigt sind. Die Hochgeschwindigkeits-Gangbestimmungseinrichtung 58 ist
vorgesehen, um zu bestimmen, ob es sich bei der Gangposition, in
die der Getriebemechanismus 10 geschaltet werden soll,
um die hohe Gangposition, beispielsweise die fünfte Gangposition, handelt.
Diese Bestimmung erfolgt auf Basis der Fahrzeugbedingung und gemäß einem Schaltgrenzlinien-Kennfeld
von 8, das in dem Schaltkennfeld-Speicher 54 gespeichert
ist, beispielsweise, um entweder die Schaltkupplung C0 oder die
Bremse B0 zu bestimmen, die eingerückt bzw. betätigt werden
sollen, um den Getriebemechanismus 10 in den stufenvariablen
Schaltzustand zu versetzen.
Die
Schaltvorrichtungssteuerung 60 ist so vorgesehen, um eine
Bedingung des Hybridfahrzeugs auf Basis der Fahrzeugbedingung zu
erfassen, die durch die Fahrzeugfahrgeschwindigkeit V und das Ausgangsdrehmoment
TOUT des Getriebeabschnitts 20 dargestellt
wird, und um gemäß dem Schaltkennfeld
von 8, das in dem Schaltkennfeld-Speicher 54 gespeichert
ist, zu bestimmen, ob die erfaßte
Fahrzeugbedingung sich in einem stufenlos variablen Schaltbereich
zum Versetzen des Getriebemechanismus 10 in den stufenlos
variablen Schaltzustand oder in einem stufenvariablen Schaltbereich
zum Versetzen des Getriebemechanismus 10 in den stufenvariablen
Schaltzustand befindet.
Wenn
die Schaltvorrichtungssteuerung 60 bestimmt, daß die Fahrzeugbedingung
sich in dem stufenvariablen Schaltbereich befindet, deaktiviert die
Schaltvorrichtungssteuerung 60 die Hybridsteuerung 56,
um eine Hybridsteuerung oder eine stufenlos variable Schaltsteuerung
auszuführen,
und ermöglicht
der stufenvariablen Schaltsteuerung 52, daß sie eine
vorbestimmte stufenvariable Schaltsteuerung ausführen kann. In diesem Fall führt die
stufenvariable Schaltsteuerung 52 eine automatische Schaltsteuerung
gemäß dem Schaltkennfeld
von 8 aus, das in dem
Schaltkennfeld-Speicher 54 gespeichert ist. 2 zeigt die Kombinationen
der Betriebszustände
der hydraulisch betätigten
Reibungskupplungsvorrichtungen C0, C1, C2, B0, B1, B2 und B3 an,
die zum Ausführen
der stufenvariablen Schaltsteuerung selektiv eingerückt bzw.
betätigt werden.
In diesem automatischen, stufenvariablen Schaltsteuerungsmodus funktioniert
der Getriebemechanismus 10, das als Ganzes aus dem Differentialabschnitt 11 und
dem Automatikgetriebeabschnitt 20 besteht, als ein sogenanntes "stufenvariables Automatikgetriebe", dessen Gangpositionen
gemäß der in 2 gezeigten Einrücktabelle
der Reibungskupplungsvorrichtungen eingerichtet werden.
Wenn
die Hochgeschwindigkeits-Gangbestimmungseinrichtung 58 bestimmt,
daß die
fünfte Gangposition
als die hohe Gangposition eingerichtet werden soll, befiehlt die
Schaltvorrichtungsteuerung 60 der hydraulischen Steuerungseinheit 42,
die Schaltkupplung C0 auszurücken
und die Schaltbremse B0 zu betätigen,
so daß der
Differentialabschnitt 11 als ein Hilfsgetriebe mit einem
feststehenden Übersetzungsverhältnis γ0, beispielsweise
einem Übersetzungsverhältnis γ0 von 0,7
funktioniert, wodurch der Getriebemechanismus 10 als Ganzes
in eine sogenannte "Schnellgangposition" mit einem Übersetzungsverhältnis von
weniger als 0,1 versetzt wird. Wenn die Hochgeschwindigkeits-Gangbestimmungseinrichtung 58 bestimmt,
daß eine
andere Gangposition als die fünfte
Gangposition eingerichtet werden soll, befiehlt die Schaltvorrichtungssteuerung 60 der
hydraulischen Steuerungseinheit 42, die Schaltkupplung
C0 einzurücken
und die Schaltbremse B0 zu lösen,
so daß der
Differentialabschnitt 11 als ein Hilfsgetriebe mit einem
feststehenden Übersetzungsverhältnis von γ0, beispielsweise
einem Übersetzungsverhältnis γ0 von 1,
funktioniert, wodurch der Getriebemechanismus 10 als Ganzes
in eine niedrige Gangposition versetzt wird, deren Übersetzungsverhältnis nicht
niedriger als 1,0 ist. Somit wird der Getriebemechanismus 10 durch
die Schaltvorrichtungssteuerung 60 in den stufenvariablen
Schaltzustand geschaltet, und der Differentialabschnitt 11, der
in den stufenvariablen Schaltzustand versetzt ist, wird selektiv
in eine der beiden Gangpositionen versetzt, so daß der Differentialabschnitt 11 als
das Hilfsgetriebe funktioniert, während gleichzeitig der Getriebeabschnitt 20,
der mit dem Differentialabschnitt 11 in Reihe geschaltet
ist, als das stufenvariable Getriebe funktioniert, wodurch der Getriebemechanismus 10 als
Ganzes als ein sogenanntes "stufenvariables
Automatikgetriebe" funktioniert.
Wenn
die Schaltvorrichtungssteuerung 60 bestimmt, daß die Fahrzeugfahrbedingung
sich in dem stufenlos variablen Schaltbereich zum Versetzen des
Getriebemechanismus 10 in den stufenlos variablen Schaltzustand
befindet, befiehlt hingegen die Schaltvorrichtungssteuerung 60 der
hydraulischen Steuerungseinheit 42, die Schaltkupplung
C0 und die Schaltbremse B0 zum Versetzen des Differentialabschnitts 11 in
den stufenlos variablen Schaltzustand auszurücken bzw. zu lösen, so
daß der
Getriebemechanismus 10 als Ganzes in den stufenlos variablen
Schaltzustand versetzt wird. Gleichzeitig aktiviert die Schaltvorrichtungssteuerung 60 die
Hybridsteuerung 56, um Hybridsteuerung auszuführen, und
befiehlt der stufenvariablen Schaltsteuerung 52, eine vorbestimmte
der Gangpositionen auszuwählen und
zu halten oder eine automatische Schaltsteuerung gemäß dem Schaltkennfeld
von 8, das in dem Schaltkennfeld-Speicher 54 gespeichert
ist, zuzulassen. In letzterem Fall führt die stufenvariable Schaltsteuerung 52 die
automatische Schaltsteuerung durch angemessenes Auswählen der
Kombinationen von Betriebszuständen
der Reibungskupplungsvorrichtungen aus, die in der Tabelle von 2 angezeigt sind, ausgenommen
die Kombinationen, die das Einrücken
bzw. Betätigen
der Schaltkupplung C0 und der Bremse B0 beinhalten. Somit funktioniert der
Differentialabschnitt 11, der unter der Steuerung der Schaltvorrichtungssteuerung 60 in
den stufenlos variablen Schaltzustand versetzt wurde, als das stufenlos
variable Getriebe, während
der Getriebeabschnitt 20, der mit dem Differentialabschnitt 11 in
Reihe geschaltet ist, als das stufenvariable Getriebe funktioniert,
so daß das
Antriebssystem eine ausreichende Fahrzeugantriebskraft liefert,
so daß die
Geschwindigkeit der Drehbewegung, die an den Automatikgetriebeabschnitt 20 übertragen
wird, der in entweder die erste, zweite, dritte und vierte Gangposition
versetzt ist, d. h. die Drehzahl des Leistungsübertragungsbauteils 18 durchgehend
geändert
wird, so daß das Übersetzungsverhältnis des
Antriebssystems, wenn der Getriebeabschnitt 20 in eine
dieser Gangpositionen versetzt ist, in bezug auf einen vorbestimmten
Bereich stufenlos variabel ist. Dementsprechend ist das Übersetzungsverhältnis des
Automatikgetriebeabschnitts 20 durch die benachbarten Gangpositionen
hindurch stufenlos variabel, wodurch das Gesamtübersetzungsverhältnis γT des Getriebemechanismus 10 als
Ganzes stufenlos variabel ist. In anderen Worten steuert die Schaltvorrichtungssteuerung 60 die
Einrück-
und Ausrückvorgänge bzw.
Betätigungs-
und Lösvorgänge der
Differentialzustands-Schaltvorrichtung in Form der Schaltbremse B0
und der Schaltkupplung B0, um den Leistungsverteilungsmechanismus 16 selektiv
entweder in den Differentialzustand oder den Nichtdifferentialzustand zu
versetzen.
Das
Schaltkennfeld von 8 ist
in dem Schaltkennfeld 54 gespeichert, um dafür verwendet zu
werden, um zu bestimmen, ob ein Schaltvorgang des Getriebeabschnitts 20 ausgeführt werden
soll. Dieses Schaltkennfeld ist ein Beispiel für ein Schaltkennfeld, das eine
Beziehung zwischen zwei Parametern darstellt, d. h. der Fahrzeugfahrgeschwindigkeit
V und dem Ausgangsdrehmoment Tour als den auf die Antriebskraft
bezogen Wert, die entlang der beiden jeweiligen Achsen eines rechteckigen,
zweidimensionalen Koordinatensystems erstellt werden. Die durchgehende
Linie in 8 ist eine
Hochschalt-Grenzlinie, während
die Strichpunktlinie eine Runterschalt-Grenzlinie ist. Eine in 8 gezeigte gestrichelte
Linie zeigt eine obere Fahrzeuggeschwindigkeitsgrenze V1 und eine
obere Ausgangsdrehmomentgrenze T1 an, die verwendet werden, um zu
bestimmen, ob die Fahrzeugbedingung sich in dem stufenvariablen
Schaltbereich oder dem stufenlos variablen Schaltbereich befindet.
Das heißt,
daß die
gestrichelte Linie in 8 eine
vorbestimmte obere Fahrzeuggeschwindigkeits-Grenzlinie ist, die aus
einer Reihe von oberen Geschwindigkeitsgrenzen V1 zum Bestimmen,
ob das Hybridfahrzeug sich in dem Hochgeschwindigkeits-Fahrzustand
befindet oder nicht, besteht, und auch eine vorbestimmte, obere
Leistungsabgabe-Grenzlinie, die aus einer Reihe von oberen Leistungsabgabegrenzen
in der Form von oberen Grenzen T1 des Ausgangsdrehmoments TOUT des Getriebeabschnitts 20 als
der auf die Antriebkraft be zogene Wert besteht zum Bestimmen, ob
das Hybridfahrzeug sich in dem Hochleistungsabgabe-Fahrzustand befindet
oder nicht. Eine Strichpunktlinie mit zwei Punkten, die auch in 8 gezeigt ist, ist eine
Grenzlinie, die in bezug auf die gestrichelte Linie um einen entsprechenden
Betrag einer Steuerungshysterese versetzt ist, so daß die gestrichelte
Linie und die Strichpunktlinie mit zwei Punkten selektiv als die
Grenzlinie verwendet werden, die den stufenvariablen Schaltbereich
und den stufenlos variablen Schaltbereich definiert. Bei dem Schaltkennfeld
von 8 handelt es sich
um ein gespeichertes Schaltgrenzlinien-Kennfeld (Schaltkennfeld
oder Beziehung), das jeweils die obere Fahrzeuggeschwindigkeitsgrenze
V 1 und die obere Ausgangsdrehmomentgrenze T1 aufweist und das durch die
Schaltvorrichtungssteuerung 60 verwendet wird, um auf Basis
der Fahrzeuggeschwindigkeit V und des Ausgangsdrehmoment Tour zu
bestimmen, ob die Fahrzeugbedingung sich in dem stufenvariablen Schaltbereich
oder dem stufenlos variablen Schaltbereich befindet. Dieses Schaltgrenzlinien-Kennfeld kann
in dem Schaltgrenzlinien-Kennfeld, das in dem Schaltkennfeld-Speicher 54 gespeichert
ist, enthalten sein. Das Schaltgrenzlinien-Kennfeld kann zumindest
entweder die obere Fahrzeuggeschwindigkeitsgrenze V1 oder die obere
Ausgangsdrehmomentgrenze T1 aufweisen und kann entweder nur die Fahrzeuggeschwindigkeit
V oder das Ausgangsdrehmoment Tour als ein Steuerparameter verwenden. Das
Schaltgrenzlinien-Kennfeld und das Schaltgrenzlinien-Kennfeld, die
vorstehend beschrieben sind, können
durch Ausdrücke
zum Vergleichen des Istwerts der Fahrzeuggeschwindigkeit V mit der
oberen Fahrzeuggeschwindigkeitsgrenze V1 und Ausdrücke zum
Vergleichen des Istwerts des Ausgangsdrehmoments Tour mit der oberen
Ausgangsdrehmomentgrenze T1 ersetzt werden.
Der
vorstehend beschriebene auf die Antriebskraft bezogene Wert ist
ein Parameter, der der Fahrzeugantriebskraft direkt entspricht,
und kann durch nicht nur ein Antriebsdrehmoment oder eine Antriebskraft
der Antriebsräder 38 dargestellt
werden, sondern auch durch das Ausgangsdrehmoment TOUT des
Getriebeabschnitts 20, das Motordrehmoment TE oder
den Fahrzeugbeschleunigungswert oder einen Istwert des Motordrehmoments
TE, der anhand der Motordrehzahl NE und eines Betriebswinkels eines Fahrpedals
oder eines Öffnungswinkels
eines Drosselventils (Saugluftmenge, Kraft stoff-Luftverhältnis oder
Kraftstoffeinspritzungsmenge) berechnet wird, oder einen geschätzten Werts
einer von einem Fahrzeuglenker angeforderten Fahrzeugantriebskraft,
die anhand eines Verstellwegs eines Fahrpedals oder Öffnungswinkels
des Drosselventils berechnet wird. Das vorstehend beschriebene Antriebsdrehmoment
kann auf Basis des Ausgangsdrehmoments TOUT und
durch Berücksichtigung
des Zähnezahlverhältnisses
der Differentialgetriebevorrichtung, des Radius der Antriebsräder 38 oder
dergleichen berechnet werden oder direkt durch eine Drehmomentsensor
erfaßt
werden. Die anderen Drehmomente können jeweils ebenso auf Basis
eines auf das Drehmoment bezogenen Werts berechnet werden oder durch
einen Drehmomentsensor direkt erfaßt werden.
Die
obere Fahrzeuggeschwindigkeitsgrenze V1 wird bestimmt, so daß der Getriebemechanismus 10 in
den stufenvariablen Schaltzustand versetzt wird, während die
Fahrzeuggeschwindigkeit V höher ist
als die obere Grenze V1. Diese Bestimmung ist effektiv, um eine
Wahrscheinlichkeit zu verringern, daß sich die Kraftstoffersparnis
des Fahrzeugs verschlechtert, wenn der Getriebemechanismus 10 in den
stufenlos variablen Schaltzustand bei einer vergleichsweise hohen
Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs versetzt werden würde. Die
obere Ausgangsdrehmomentgrenze T1 wird abhängig von den Betriebseigenschaften
bzw. dem Betriebsverhalten des ersten Elektromotors M1 bestimmt,
der kleine Abmessungen aufweist und dessen maximale elektrische
Energieleistungsabgabe vergleichsweise gering gehalten wird, so
daß das
Reaktionsdrehmoment des ersten Elektromotors M1 nicht so groß ist, wenn
die Motorleistungsabgabe im Hochleistungs-Fahrzustand des Fahrzeugs
relativ hoch ist.
11 zeigt ein Schaltgrenzlinien-Kennfeld (Schaltkennfeld
oder Beziehung), das in dem Schaltkennfeld-Speicher 54 gespeichert
ist und das eine Schaltgrenzlinie in der Form einer Motorleistungsabgabelinie
aufweist, die einen stufenvariablen Schaltbereich und einen stufenlos
variablen Schaltbereich definiert, von denen einer durch die Schaltvorrichtungssteuerung 60 auf
Basis der Parameter ausgewählt
wird, die aus der Motordrehzahl NE und dem Motordrehmoment
TE bestehen. Die Schaltvorrichtungssteuerung 60 kann
dieses Schaltgrenzlinien-Kennfeld von 11 anstelle
des Schaltgrenzli nien-Kennfelds von 8 verwenden,
um zu bestimmen, ob die Fahrzeugbedingung, die durch die Motordrehzahl
NE und das Motordrehmoment TE dargestellt
wird, sich in dem stufenlos variablen Schaltbereich oder in dem
stufenvariablen Schaltbereich befindet. Die gestrichelten Linien
in 8 können auf Basis
des Schaltgrenzlinien-Kennfelds von 11 erzeugt
werden. In anderen Worten handelt es sich bei den gestrichelten
Linien von 8 um Schaltgrenzlinien,
die auf Basis der Beziehung (des Kennfelds) von 11 in dem rechteckigen, zweidimensionalen
Koordinatensystem definiert sind, das Parameter aufweist, die aus
der Fahrzeugfahrgeschwindigkeit V und dem Ausgangsdrehmoment TOUT bestehen.
Wie
in 8 gezeigt ist, ist
der stufenvariable Schaltbereich so eingestellt, daß er ein
Bereich mit einem hohen Ausgangsdrehmoment ist, in dem das Ausgangsdrehmoment
Tour nicht geringer ist als die obere Ausgangsdrehmomentgrenze T1,
und ein Bereich mit einer hohen Fahrzeuggeschwindigkeit ist, in dem
die Fahrzeugfahrgeschwindigkeit V nicht geringer ist als die obere
Fahrzeuggeschwindigkeitsgrenze V1. Dementsprechend wird die stufenvariable Schaltsteuerung
ausgeführt,
wenn das Fahrzeug sich in einem hohen Leistungsabgabe-Fahrzustand mit
einer relativ hohen Leistungsabgabe des Motors 8 befindet,
oder wenn das Fahrzeug sich in einem Fahrzustand mit hoher Geschwindigkeit
befindet, während
die stufenlos variable Schaltsteuerung ausgeführt wird, wenn das Fahrzeug
sich in einem Fahrzustand mit geringer Leistungsabgabe mit einer
relativ geringen Leistungsabgabe des Motors 8 befindet, oder
wenn das Fahrzeug sich in einem Fahrzustand mit niedriger Geschwindigkeit
befindet, das heißt, wenn
der Motor 8 sich in einem normalen Leistungsabgabezustand
befindet. Desgleichen wird der stufenvariable Schaltbereich, der
in 11 angezeigt ist,
so eingestellt, daß er
ein Bereich mit hohem Ausgangsdrehmoment ist, in dem das Motorausgangsdrehmoment
TE nicht niedriger ist als ein vorbestimmter
Wert TE1, ein Bereich mit hoher Geschwindigkeit, in
dem die Motordrehzahl NE nicht geringer
ist als ein vorbestimmter Wert NE1 ist,
oder ein Bereich mit hoher Leistungsabgabe ist, in dem die Motorleistungsabgabe,
die durch das Ausgangsdrehmoment TE und die
Drehzahl NE des Motors 8 bestimmt
wird, nicht geringer ist als ein vorbestimmter Wert. Dementsprechend
wird die stufenvariable Schaltsteuerung ausgeführt, wenn das Drehmoment, die
Drehzahl oder die Leistungsab gabe des Motors 8 vergleichsweise hoch
ist, während
die stufenlos variable Steuerung ausgeführt wird, wenn das Drehmoment,
die Drehzahl oder die Leistungsabgabe des Motors relativ vergleichsweise
ist, d. h. wenn der Motor sich in einem normalen Leistungsabgabezustand
befindet. Die Schaltgrenzlinie in 11,
die den stufenvariablen Schaltbereich und den stufenlos variablen
Schaltbereich definiert, funktioniert als eine obere Fahrzeuggeschwindigkeits-Grenzlinie,
die aus einer Reihe von oberen Fahrzeuggeschwindigkeitsgrenzen und
einer oberen Leistungsabgabe-Grenzlinie besteht, die aus einer Reihe
von oberen Leistungsabgabegrenzen besteht.
Wenn
sich das Fahrzeug daher in einem niedrigen oder mittleren Geschwindigkeits-Fahrzustand
oder in einem niedrigen oder mittleren Leistungsabgabe-Fahrzustand
befindet, wird der Getriebemechanismus 01 in den stufenlos
variablen Schaltzustand versetzt, wodurch ein hoher Kraftstoffersparnisgrad
des Fahrzeug sichergestellt wird. Wenn sich das Fahrzeug in einem
Hochgeschwindigkeits-Fahrzustand befindet, wobei die Fahrzeuggeschwindigkeit
V die obere Fahrzeuggeschwindigkeitsgrenze V1 überschreitet, wird der Getriebemechanismus 10 hingegen
in den stufenvariablen Schaltzustand versetzt, in dem der Getriebemechanismus 10 als
ein stufenvariables Getriebe betrieben wird und die Leistung des
Motors 8 vorwiegend durch den mechanischen Leistungsübertragungsweg
an die Antriebsräder 38 übertragen
wird, so daß die Kraftstoffersparnis
aufgrund der Verringerung eines Umwandlungsverlusts der mechanischen
Energie in elektrische Energie verbessert wird, was der Fall sein würde, wenn
der Getriebemechanismus 10 als ein elektrisch gesteuertes,
stufenlos variables Getriebe betrieben wird. Wenn sich das Fahrzeug
in einem hohen Leistungsabgabe-Fahrzustand befindet, in dem der
auf die Antriebskraft bezogene Wert in der Form des Ausgangsdrehmoments
TOUT die obere Ausgangsdrehmomentgrenze
T1 überschreitet,
wird der Getriebemechanismus 10 ebenso in den stufenvariablen
Schaltzustand versetzt. Somit wird der Getriebemechanismus 10 nur
in den stufenlos variablen Schaltzustand versetzt oder als das elektrisch
gesteuerte, stufenlos variable Getriebe betätigt, wenn die Fahrzeugfahrgeschwindigkeit
V relativ niedrig oder mittel ist oder wenn die Motorleistung relativ
gering oder mittel ist, so daß der
Sollbetrag der elektrischen Energie, die durch den ersten Elektromotor
M1 erzeugt wird, d. h. der maximale Betrag der elektrischen Energie, der
von dem ersten Elektromotor M1 übertragen
werden muß,
verringert werden kann, wodurch es möglich gemacht wird, die erforderliche Größe des ersten
Elektromotors M1 und die erforderliche Größe der Antriebsvorrichtung
einschließlich des
Elektromotors M1 zu minimieren. In anderen Worten wird der Getriebemechanismus 10 von
dem stufenlos variablen Schaltzustand in den stufenvariablen Schaltzustand
(Schaltzustand mit feststehendem Übersetzungsverhältnis) in
dem hohen Leistungsabgabe-Fahrzustand
des Fahrzeugs geschaltet, in dem der Fahrzeuglenker einen Anstieg
der Fahrzeugantriebskraft und keine Verbesserung der Kraftstoffersparnis
wünscht.
Dementsprechend wird der Fahrzeuglenker mit einer Änderung
der Motordrehzahl NE infolge eines Hochschaltvorgangs
des Automatikgetriebeabschnitts 20 in dem stufenvariablen
Schaltzustand zufriedengestellt, d. h. einer komfortablen, rhythmischen
Veränderung
der Motordrehzahl NE, wie in 12 angezeigt ist.
13 zeigt einen Wippschalter 48,
der als eine manuelle Schaltzustands-Auswählvorrichtung funktioniert,
die durch den Benutzer manuell betätigbar ist, um den Leistungsverteilungsmechanismus 16 selektiv
in seinen Differentialzustand oder Nichtdifferentialzustand zu versetzen,
nämlich
um den Getriebemechanismus 10 in seinen stufenlos variablen Schaltzustand
oder stufenvariablen Schaltzustand zu versetzen. Das heißt, daß entweder
der stufenlos variable Schaltzustand oder der stufenvariable Schaltzustand,
der vom Benutzer gewünscht
wird, durch den manuellen Betrieb des Schalters 48 durch
den Benutzer eingerichtet wird. Der Schalter 48 weist einen
Abschnitt auf, der mit "DIFFERENTIAL" beschriftet ist,
was dem stufenlos variablen Schaltzustand entspricht, und einen
Abschnitt, der mit "SPERRE" beschriftet ist,
was dem stufenvariablen Schaltzustand entspricht. Wenn der Benutzer
den Abschnitt mit der Aufschrift "DIFFERENTIAL" drückt,
wird der Leistungsverteilungsmechanismus 16 in seinen Differentialzustand
versetzt, wodurch der Getriebemechanismus 10 in seinen
stufenlos variablen Schaltzustand versetzt wird, in dem der Getriebemechanismus 10 als
das elektrisch gesteuerte, stufenlos variable Getriebe funktioniert.
Wenn der Benutzer den Abschnitt mit der Aufschrift "SPERRE" drückt, wird der
Leistungsverteilungsmechanismus 16 in seinen Nichtdifferentialzustand
versetzt, wodurch der Getriebemechanismus 10 in seinen
stufenvariablen Schaltzustand versetzt wird, in dem der Getriebeme chanismus 10 als
das stufenvariable Getriebe funktioniert. Der Benutzer des Fahrzeugs
betätigt
z. B. den Schalter 48 manuell, um den Getriebemechanismus 10 in
den stufenlos variablen Schaltzustand zu versetzen, wenn der Benutzer
möchte,
daß der
Getriebemechanismus 10 als das stufenlos variable Getriebe
arbeitet, oder die Kraftstoffersparnis des Motors verbessern möchte, oder
alternativ im stufenvariablen Schaltzustand, wenn der Benutzer eine
Veränderung
der Motordrehzahl infolge eines Schaltvorgangs des als stufenvariables
Getriebe arbeitenden Getriebemechanismus 10 wünscht.
Es
erfolgt nun eine ausführliche
Beschreibung des Betriebs der Schaltvorrichtungssteuerung 60 in
dem Elektromotorantriebsmodus, in dem nur der Elektromotor, beispielsweise
nur der zweite Elektromotor M2, als die Antriebsleistungsquelle
aufgrund der elektrischen CVT-Funktion (Differentialfunktion) des
Differentialabschnitts 11 betrieben wird. Wenn bestimmt
wird, daß sich
die Fahrzeugbedingung in dem Elektromotorantriebsbereich befindet, versetzt
die Schaltvorrichtungssteuerung 60 den Leistungsverteilungsmechanismus 16 in
seinen Differentialzustand, so daß die Motordrehzahl NE, unter der Steuerung der Hybridsteuerung 56,
im wesentlichen auf null gehalten werden kann, wie in 10 angezeigt ist, um eine
Tendenz zu verringern, daß der
Motor 8, der in seinem nicht betriebenen Zustand gehalten
wird, in den E-Motorantriebsmodus
versetzt wird, um dadurch die Kraftstoffersparnis zu verbessern.
Im
E-Motorantriebsmodus versetzt die Schaltvorrichtungssteuerung 60 den
Leistungsverteilungsmechanismus 16 in seinen Differentialzustand, selbst
wenn der stufenvariable Schaltzustand oder Nichtdifferentialzustand
des Leistungsverteilungsmechanismus 16 durch den Schalter 48 ausgewählt wird.
Wie aus dem Antriebsleistungsquellen-Auswählsteuerungskennfeld von 9 hervorgeht, befindet sich
das in dem E-Motorantriebsmodus
fahrende Fahrzeug in einem unteren Teillastzustand, in dem eine
komfortable Änderung
der Motordrehzahl, die in einem Fahrzustand mit hohem Drehmoment
erhalten werden würde,
infolge eines Schaltvorgangs des Automatikgetriebes nicht erhalten
werden kann, und in dem der Fahrzeuglenker eine derart komfortable Änderung
der Motordrehzahl nicht erwartet. In dem E-Motorantriebsmodus versetzt
die Schaltvorrichtungssteuerung 60 daher den Leistungsverteilungsmechanis mus 16 in
den Differentialzustand, um die Kraftstoffersparnis zu verbessern,
selbst wenn der Nichtdifferentialzustand durch den Schalter 48 ausgewählt wird.
Wenn
eine hohe Wahrscheinlichkeit zum Starten des Motors im E-Motorantriebsmodus
besteht, versetzt die Schaltvorrichtungssteuerung 60 den
Leistungsverteilungsmechanismus 16 selbst im E-Motorantriebsmodus
in den Nichtdifferentialzustand, um die Motordrehzahl NE zu
erhöhen,
um die Zündung
des Motors zu erleichtern. Da die Motordrehzahl NE im
E-Motorantriebsmodus im wesentlichen auf null gehalten wird, wie
vorstehend beschrieben, versetzt die Schaltvorrichtungssteuerung 60 den
Leistungsverteilungsmechanismus 16 in den Nichtdifferentialzustand,
indem die Schaltbremse B0 oder die Schaltkupplung C0 zum Erhöhen der
Drehzahl des ersten Sonnenrads S1 betätigt bzw. eingerückt wird,
um die Motordrehzahl NE bei einer höheren Geschwindigkeit
als einer Anstiegsgeschwindigkeit des ersten Sonnenrads S1 durch
den ersten Elektromotor M1 im Differentialzustand des Leistungsverteilungsmechanismus 16 zu
erhöhen.
14 zeigt ein Beispiel einer
manuell betreibbaren Schaltvorrichtung in der Form einer Schaltvorrichtung 50,
die einen Schalthebel 51 aufweist, der z. B. seitlich benachbart
zum Fahrersitz angeordnet ist, und der manuell betätigt wird,
um eine von einer Mehrzahl von Gangpositionen auszuwählen, die
aus einer Parkposition P zum Versetzen des Getriebemechanismus 10 (nämlich des
Getriebeabschnitts 20) in den neutralen Zustand, in dem
ein Leistungsübertragungsweg
sowohl mit der Schaltkupplung C0 als auch der Bremse B0, die in
den ausgerückten
bzw. gelösten
Zustand versetzt sind, unterbrochen wird, während gleichzeitig die Abtriebswelle 22 des
Getriebeabschnitts 20 sich in dem blockierten Zustand befindet;
einer Rückwärtsgangposition
R zum Fahren des Fahrzeugs in der Rückwärtsrichtung; einer neutralen
Position N zum Versetzen des Getriebemechanismus 10 in
den neutralen Zustand; einer automatischen Vorwärtsfahr-Schaltposition D; und
einer manuellen Vorwärtsfahr-Schaltposition
M besteht. Die Parkposition P und die neutrale Position N sind Nichtfahrpositionen,
die ausgewählt werden,
wenn das Fahrzeug nicht gefahren wird, während es sich bei den Rückwärtsfahrposition
R und den automatischen und manuellen Vorwärtsfahr- Schaltpositionen D, M um Fahrpositionen
handelt, die ausgewählt
werden, wenn das Fahrzeug gefahren wird. Die automatische Vorwärtsfahr-Schaltposition
D sieht eine Höchstgeschwindigkeitsposition vor,
und die Positionen "4" bis "L", die in der manuellen Vorwärtsfahr-Schaltposition
M auswählbar
sind, sind Motorbremspositionen, in denen eine Motorbremse in bezug
auf das Fahrzeug betätigt
wird.
Die
manuelle Vorwärtsfahr-Schaltposition
M befindet sich an der gleichen Position wie die automatische Vorwärtsfahr-Schaltposition
D in der Längsrichtung
des Fahrzeugs, und ist von der automatischen Vorwärtsfahr-Schaltposition
D in der lateralen Richtung des Fahrzeugs beabstandet oder zu derselben
benachbart. Der Schalthebel 51 wird in die manuelle Vorwärtsfahr-Schaltposition
M geschaltet, um einen von fünf
Schaltbereichen "D", "4", " 3 ", " 2" und "L" manuell auszuwählen. Wie ausführlich beschrieben
wurde, ist der Schalthebel 51 von der manuellen Vorwärtsfahr-Schaltposition
M in eine Hochschaltposition "+" und eine "Runterschaltposition "-" beweglich, die voneinander in der Längsrichtung
des Fahrzeugs beabstandet sind. Jedesmal wenn der Schalthebel 51 in
die Hochschaltposition "+" oder die Runterschaltposition "-" bewegt wird, wird der momentan ausgewählte Schaltbereich
um einen Bereich verändert.
Die fünf
Schaltbereiche "D" bis "L" weisen jeweils unterschiedliche Untergrenzen
eines Bereichs auf, in dem das Gesamtuntersetzungsverhältnis γT des Getriebemechanismus 10 automatisch
variabel ist, sie weisen nämlich
jeweils unterschiedliche unterste Werte des Gesamtübersetzungsverhältnis γT auf, das
der höchsten
Ausgangsdrehzahl des Getriebemechanismus 10 entspricht.
Das heißt,
daß die fünf Schaltbereiche "D" bis "L" eine
jeweils unterschiedliche Anzahl der Übersetzungs- oder Gangpositionen
des Getriebeabschnitts 20 auswählen, die automatisch auswählbar sind,
so daß das
unterste Gesamtübersetzungsverhältnis γT, das zur
Verfügung
steht, von dem ausgewählten
Schaltbereich abhängig
ist. Der Schalthebel 51 wird durch eine Vorspanneinrichtung,
wie z. B. eine Feder; vorgespannt, so daß der Schalthebel 51 von
der Hochschaltposition "+" und von der Runterschaltposition "-" automatisch in die manuelle Vorwärtsfahr-Schaltposition M zurückversetzt
wird. Die Schaltvorrichtung 50 ist mit einem Schaltpositionssensor
versehen, der betriebsfähig
ist, um die derzeit ausgewählte
Position des Schalthebels 51 zu erfassen, so daß Signale,
die die momentan ausgewählte
Betriebspo sition des Schalthebels 51 anzeigen, und die
Anzahl der Schaltoperationen des Schalthebels 51 in der
manuellen Vorwärtsschaltposition
M an die ECU 40 ausgegeben werden.
Wenn
der Schalthebel 51 in die automatische Vorwärtsfahr-Schaltposition
M gebracht wird, bewirkt die Schaltvorrichtungssteuerung 60 eine
automatische Schaltsteuerung des Getriebemechanismus 10 gemäß dem gespeicherten
Schaltkennfeld, das in 8 angezeigt
ist, und die Hybridsteuerung 56 bewirkt die stufenlos variable
Schaltsteuerung des Leistungsverteilungsmechanismus 16,
während
die stufenvariable Schaltsteuerung 52 eine automatische Schaltsteuerung
des Getriebeabschnitts 20 bewirkt. Wenn der Getriebemechanismus 10 in
den stufenvariablen Schaltzustand versetzt wird, wird z. B. der Schaltvorgang
des Getriebemechanismus 10 automatisch gesteuert, um eine
geeignete von der ersten Gangposition zur fünften Gangposition auszuwählen, die
in 2 angezeigt sind.
Wenn der Getriebemechanismus 10 in den stufenlos variablen
Schaltzustand versetzt wird, wird das Übersetzungsverhältnis des
Leistungsverteilungsmechanismus 16 durchgehend geändert, während der
Schaltvorgang des Getriebeabschnitts 20 automatisch gesteuert
wird, um eine geeignete von der ersten bis fünften Gangposition auszuwählen, so
daß das
Gesamtübersetzungsverhältnis γT des Getriebemechanismus 10 gesteuert
wird, um innerhalb des vorbestimmten Bereichs stufenlos variabel
zu sein. Die automatische Vorwärtsfahrposition
D ist eine Position, die ausgewählt wird,
um einen automatischen Schaltmodus (Automatikmodus) einzurichten,
in dem der Getriebemechanismus 10 automatisch geschaltet
wird.
Wenn
der Schalthebel 51 in die manuelle Vorwärtsfahr-Schaltposition M betätigt wird,
wird hingegen der Schaltvorgang des Getriebemechanismus 10 durch
die stufenvariable Schaltsteuerung 52, die Hybridsteuerung 56 und
die Schaltvorrichtungssteuerung 60 automatisch gesteuert,
so daß das
Gesamtübersetzungsverhältnis γT innerhalb
eines vorbestimmten Bereichs variabel ist, dessen untere Grenze
durch die Gangposition mit dem untersten Übersetzungsverhältnis bestimmt
wird, wobei diese Gangposition durch den manuell ausgewählten der Schaltbereiche "D" bis "L" bestimmt
wird. Wenn der Getriebemechanismus 10 in den stufenvariablen Schaltzustand
versetzt wird, wird beispielsweise der Schaltvorgang des Getriebemechanismus 10 innerhalb
des vorstehend erwähnten
vorbestimmten Bereichs des Gesamtübersetzungsverhältnisses γT automatisch
gesteuert. Wenn der Getriebemechanismus 10 in den stufenvariablen
Schaltzustand versetzt wird, wird das Übersetzungsverhältnis des
Leistungsverteilungsmechanismus 16 stufenlos geändert, während der
Schaltvorgang des Getriebemechanismus 20 automatisch gesteuert
wird, um eine geeignete der Gangpositionen auszuwählen, deren Anzahl
durch den manuell ausgewählten
der Schaltbereiche "D" bis "L" bestimmt wird, so daß das Gesamtübersetzungsverhältnis γT des Getriebemechanismus 10 so
gesteuert wird, daß es
innerhalb des vorbestimmten Bereichs stufenlos variabel ist. Die manuelle
Vorwärtsfahrposition
M ist eine Position, die ausgewählt
wird, um einen manuellen Schaltmodus (manuellen Modus) einzurichten,
in dem die auswählbaren
Gangpositionen des Getriebemechanismus 10 manuell ausgewählt werden.
Die
ECU 40 weist ferner noch eine Leistungsübertragungsweg-Unterbrechungsbestimmungseinrichtung 62,
eine Erzeugungsanforderungs-Bestimmungseinrichtung 64,
eine Erzeugungssteuerung 66 und eine Pumpensteuerung 68 auf,
die in 7 – gezeigt
sind. Die Leistungsübertragungsweg-Unterbrechungsbestimmungseinrichtung 62 ist
vorgesehen, um zu bestimmen, ob der Getriebeabschnitt 20 in
seinen Leistungsübertragungs-Unterbrechungszustand
versetzt worden ist oder nicht, nämlich ob der vorstehend beschriebene
Leistungsübertragungsweg
in dem Getriebemechanismus 10 oder in dem Getriebeabschnitt 20 unterbrochen
worden ist oder nicht. Diese Bestimmung erfolgt beispielsweise auf
Basis des Signals, das von dem Schaltpositionssensor zugeführt wird
und die momentan ausgewählte
Betriebsposition des Schalthebels 51 anzeigt. Bei dieser
Bestimmung wird eine positive Entscheidung (JA) erhalten, wenn die
neutrale Position N oder die Parkposition P in der Schaltvorrichtung 50 ausgewählt wird.
Die
Erzeugungsanforderungs-Bestimmungseinrichtung 64 ist vorgesehen,
um zu bestimmen, ob eine Erzeugung von einer elektrischen Energie
durch den ersten Elektromotor M1 und/oder den zweiten Elektromotor
M2, die als Generatoren dienen, angefordert wird oder nicht, beispielsweise
auf Basis eines Betrags der in der elektrischen Energiespeichervorrichtung 46 verbleibenden
elektrischen Energie. Bei dieser Bestimmung wird eine positive Bestimmung
(JA) erhalten, wenn die verbleibende Menge der elektrischen Energie
nicht größer ist
als ein vorbestimmter Schwellenbetrag ist, während eine negative Entscheidung
(NEIN) erhalten wird, wenn der verbleibende Betrag größer ist
als der vorbestimmten Schwellenbetrag.
Die
Erzeugungssteuerung 66 ist vorgesehen, um dann betrieben
zu werden, wenn eine positive Entscheidung bei der durch die Erzeugungsanforderungs-Bestimmungseinrichtung 64 erfolgenden Bestimmung
erhalten wird, nämlich
wenn die Erzeugung der elektrischen Energie durch den ersten Elektromotor
M1 und/oder den zweiten Elektromotor M2 angefordert wird, um elektrische
Energie zu erzeugen, indem eine Aktivierung des ersten Elektromotors
M1 und/oder des zweiten Elektromotors M2 durch die Hybridsteuerung 56 gesteuert
wird, so daß die
elektrische Energiespeichervorrichtung 46 mit einer erzeugten
elektrischen Energie aufgeladen wird.
Wenn
beabsichtigt wird, elektrische Energie zu erzeugen, wobei der Getriebeabschnitt 20 in
seinen Leistungsübertragungs-Unterbrechungszustand versetzt
wird, nämlich
wenn die positive Entscheidung bei der durch die Leistungsübertragungsweg-Unterbrechungsbestimmungseinrichtung 62 erfolgende
Bestimmung sowie bei der durch die Erzeugungsanforderungs-Bestimmungseinrichtung 64 erfolgende
Bestimmung erhalten wird, bewirkt die Schaltvorrichtungssteuerung 60,
daß der
Leistungsverteilungsmechanismus 16 in seinen Differentialzustand
versetzt wird. Das heißt,
daß die
Differentialzustands-Schaltvorrichtung in der Form der Schaltbremse
B0 und der Schaltkupplung C0 durch die hydraulische Steuerungseinheit 42 durch
die Schaltvorrichtungssteuerung 60 gesteuert wird, so daß der Leistungsverteilungsmechanismus 16 in
seinen Differentialzustand versetzt wird, in dem der erste Träger CA1
als das erste Element, das erste Sonnenrad S1 als das zweite Element
und das erste Hohlrad R1 als das dritte Element mit jeweiligen,
sich voneinander unterscheidenden Drehzahlen drehbar sind. Es ist
zu bevorzugen, daß die
Schaltvorrichtungssteuerung 60 den Leistungsverteilungsmechanismus 16 während der
Elektrizitätserzeugung
in den Differentialzustand versetzt, wobei der Getriebeabschnitt 20 in seinen
Leistungsübertragungs-Unterbrechungszustand versetzt
wird, selbst wenn die stufenvariable Schaltposition (Nichtdifferentialzustand)
durch den Schalter 48 ausgewählt wird.
15 zeigt ein Beispiel eines
Betriebszustands des Differentialabschnitts 11, der in
den stufenlos variablen Schaltzustand (Differentialzustand) versetzt
ist, wobei die Schaltkupplung C0 und die Schaltbremse B0 beide in
dem ausgerückten
bzw. gelösten
Zustand gehalten werden. In einem herkömmlichen Fahrzeug, in dem sein
Getriebemechanismus keinen Getriebemechanismus 20 aufweist und
ausschließlich
aus dem Differentialabschnitt 11 mit der elektrischen CVT-Funktion
besteht, wenn die Erzeugung der elektrischen Energie vorgesehen
ist, wobei der Getriebemechanismus 20 in seine Nichtfahrposition,
wie z. B. eine neutrale Position, versetzt ist, muß die Drehzahl
des Leistungsübertragungs-Bauteils 18 im
wesentlich auf null eingestellt sein. Während das Fahrzeug im Stillstand
gehalten wird, wird zu diesem Zweck die Drehzahl des ersten Sonnenrads
S1 als das zweite Element, d. h. die Drehzahl des ersten Elektromotors
M1, auf einen solchen Wert erhöht,
der bewirkt, daß die
Drehzahl des ersten Hohlrads R1 als das dritte Element, das mit dem
Leistungsübertragungs-Bauteil 18 verbunden ist,
im wesentlichen auf null gehalten wird, wie in 15 gezeigt ist. Somit wird bestimmt,
daß die Drehzahl
des ersten Elektromotors M1 ein eindeutiger Wert ist, der von dem
Fahrzeugfahrzustand abhängig
ist, während
die Drehzahl des zweiten Elektromotors M2 im wesentlichen auf null
eingestellt ist.
16 und 17 sind Graphen, die Iso-Wirkungsgradkurven
des ersten und zweiten Elektromotors M1 bzw. M2 beispielhaft darstellen.
In 16 und 17 ist jeweils ein Wirkungsgrad
des Elektromotors als die Antriebskraftquelle zum Ausgeben der Fahrzeugantriebskraft
auf einer oberen Seite der horizontalen Achse des Graphen gezeigt,
während
ein Wirkungsgrad des Elektromotors als der Generator zum Erzeugen
der Reaktionskraft auf einer unteren Seite der horizontalen Achse
des Graphen gezeigt ist. In jedem der Elektromotoren M1, M2 wird
der Erzeugungswirkungsgrad maximiert, wenn eine Kombination der
Werte des jeweiligen Drehmoment und der jeweiligen Drehzahl in einem
maximierten Bereich liegt, der durch schräge Linien dargestellt wird,
wobei in diesem Bereich eine relativ große elektrische Energie mit
einer relative niedrigen Dreh zahl des Elektromotors erzeugt werden
kann. Der Erzeugungswirkungsgrad des Elektromotors wird mit einem
Anstieg eines Abstands zwischen dem maximierten Bereich und der
Kombination aus Ist-Werten des jeweiligen Drehmoments und der jeweiligen
Drehzahl verringert. Das heißt,
daß der
Erzeugungswirkungsgrad eines jeden der Elektromotore M1, M2 als
der Generator von einem Betriebspunkt abhängig ist, der durch das Drehmoment
und die Drehzahl des Elektromotors abhängig ist. Bei der Antriebsvorrichtung
oder dem -system, das gemäß der vorliegenden
Ausführungsform
der Erfindung konstruiert ist, wird der Leistungsverteilungsmechanismus 16 während der
Erzeugung der elektrischen Energie, wobei der Getriebeabschnitt 20 in
seinen Leistungsübertragungs-Unterbrechungszustand
versetzt ist, unter der Steuerung der Schaltvorrichtungssteuerung 60 in
seinen Differentialzustand versetzt, so daß der Träger CA1 als das erste Element,
das erste Sonnenrad S1 als das zweite Element und das erste Hohlrad
R1 als das dritte Element mit jeweiligen Drehzahlen drehbar sind,
die sich voneinander unterscheiden, wobei die Betriebspunkte des
ersten und des zweiten Elektromotors M1, M2 frei bestimmt werden
können.
Wenn
beabsichtigt wird, elektrische Energie zu erzeugen, wobei der Getriebeabschnitt 20 in
seinen Leistungsübertragungs-Unterbrechungszustand versetzt
ist, nämlich,
wenn die positive Entscheidung bei der durch die Leistungsübertragungsweg-Unterbrechungsbestimmungseinrichtung 62 erfolgenden Bestimmung
sowie bei der durch die Erzeugungsanforderungs-Bestimmungseinrichtung 64 erfolgenden Bestimmung
erhalten wird, steuert die Erzeugungssteuerung 66 den ersten
und den zweiten Elektromotor M1, M2, so daß der erste und der zweite
Elektromotor M1, M2 an jeweiligen, voneinander unterschiedlichen
Betriebspunkten betrieben werden, so daß die elektrische Energie durch
die Drehungen von jeweils dem ersten und dem zweiten Elektromotors M1,
M2 erzeugt wird, wobei zumindest entweder die Drehzahl oder das
Drehmoment von entweder dem ersten oder dem zweiten Elektromotor
M1, M2 sich jeweils von denen des ersten oder zweiten Elektromotor
M1, M2 unterscheiden. Es ist zu bevorzugen, daß der erste und der zweite
Elektromotor M1, M2 durch die Erzeugungssteuerung 66 gesteuert
werden, so daß ein
Gesamterzeugungswirkungsgrad des ersten und des zweiten Elektromotors
M1, M2, d. h. die elektrische Energie, die durch den ersten und zweiten
Elektromotor M1, M2 erzeugt wird, maximiert wird.
Die
Pumpensteuerung 68 ist vorgesehen, um eine Aktivierung
der elektrischen Ölpumpe 32 zu steuern,
um den Druck des mit Druck beaufschlagten Arbeitsfluids, das von
der Pumpe 32 bereitgestellt wird, zu steuern. Wenn die
Absicht besteht, elektrische Energie zu erzeugen, wobei der Getriebeabschnitt 20 in
seinen Leistungsübertragungs-Unterbrechungszustand
versetzt ist, nämlich
wenn die positive Entscheidung bei der durch die Leistungsübertragungsweg-Unterbrechungsbestimmungseinrichtung 62 erfolgenden
Bestimmung sowie bei der durch die Erzeugungsanforderungs-Bestimmungseinrichtung 64 erfolgenden
Bestimmung erhalten wird, wird die Pumpe 32 durch die Pumpensteuerung 68 gesteuert,
so daß ein
Druck des Arbeitsfluids auf im wesentlichen null gesenkt wird, oder
daß der
Druck des Arbeitsfluids gesenkt wird, wenn eine negative Entscheidung
bei der durch die Leistungsübertragungsweg-Unterbrechungsbestimmungseinrichtung 62 erfolgende
Bestimmung und/oder bei der durch die Erzeugungsanforderungs-Bestimmungseinrichtung 64 erfolgende
Bestimmung erhalten wird. Dies ist darin begründet, daß der Druck des Arbeitsfluids,
das jeweils an die hydraulisch betätigten Reibungskupplungsvorrichtungen
geliefert wird, verringert oder im wesentlichen auf null eingestellt
werden kann, wenn der Getriebemechanismus 10 in seine Nichtfahrposition,
wie z. B. die neutrale Position, versetzt ist, nämlich wenn die hydraulisch
betätigten
Reibungskupplungen allesamt ausgerückt sind, wie in 2 gezeigt ist.
18 ist ein Flußdiagramm,
das eine Elektrizitätserzeugungs-Steuerungsroutine
darstellt, die durch die ECU 40 ausgeführt wird, um den ersten und
den zweiten Elektromotor M1, M2 zum Erzeugen einer elektrischen
Energie zu steuern. Diese Steuerungsroutine wird wiederholt bei
einer extrem kurzen Zykluszeit von etwa mehreren Millisekunden bis
zu mehreren Dutzend Millisekunden ausgeführt.
Die
Routine wird bei Schritt S 1 initiiert, der durch die Leistungsübertragungsweg-Unterbrechungsbestimmungseinrichtung 62 implementiert wird,
um auf Basis des Si gnals, das von dem Schaltpositionssensor bereitgestellt
wird und das die aktuell ausgewählte
Betriebsposition des Schalthebels 51 anzeigt, zu bestimmen,
ob der Getriebeabschnitt 20 in seinen Leistungsübertragungs-Unterbrechungszustand
versetzt ist oder nicht, nämlich
ob der vorstehend beschriebene Leistungsübertragungsweg in dem Getriebemechanismus 10 unterbrochen
ist oder nicht. Wenn eine negative Entscheidung (NEIN) bei Schritt
S1 erhalten wird, wird der Steuerungsfluß bei Schritt S6 fortgesetzt,
der durch die Schaltvorrichtungssteuerung 60 implementiert
wird, um den Leistungsverteilungsmechanismus 16 als den
Differentialmechanismus 60 in entweder den Differentialzustand
oder den Nichtdifferentialzustand zu versetzen, je nach dem, welcher
für den
aktuellen Fahrzustand des Fahrzeugs geeignet ist. Nach der Implementierung
von Schritt S6 ist ein Ausführungszyklus
der Steuerungsroutine beendet.
Wenn
bei Schritt S1 eine positive Entscheidung (JA) erhalten wird, wird
Schritt S2 durch die Erzeugungsanforderungs-Bestimmungseinrichtung 64 implementiert,
um auf Basis der Menge der elektrischen Energie, die in der elektrischen
Energiespeichervorrichtung 64 verbleibt, zu bestimmen,
ob die Erzeugung einer elektrischen Energie durch den ersten Elektromotor
M1 und/oder zweiten Elektromotor M2, die als Generatoren dienen,
angefordert wird oder nicht. Bei dieser Bestimmung wird eine positive Entscheidung
(JA) erhalten, wenn die verbleibende Menge der elektrischen Energie
einen vorbestimmten Schwellbetrag nicht überschreitet. Wird eine negative
Entscheidung (NEIN) erhalten, ist ein Ausführungszyklus der Steuerroutine
nach der Implementierung von Schritt S6 beendet. Wird die positive
Entscheidung erhalten, wird Schritt S3 durch die Pumpensteuerung 68 implementiert,
um eine Aktivierung der elektrischen Ölpumpe 32 zu steuern,
so daß der Druck
des Arbeitsfluids, das durch die Pumpe 32 bereitgestellt
wird, reduziert oder im wesentlichen auf null eingestellt wird.
Auf Schritt S3 folgt Schritt S4, der durch die Schaltvorrichtungssteuerung 60 implementiert
wird, um die hydraulische Steuerungseinheit 42 zu steuern,
so daß die
Schaltbremse B0 und die Schaltkupplung C0, die jeweils als die Differentialzustands-Schaltvorrichtung
dienen, jeweils in ihren gelösten
bzw. ausgerückten
Zustand versetzt werden, wodurch der Verteilungsmechanismus 16 in
seinen Differentialzustand versetzt wird, in dem der erste Träger CA1
als das erste Element, das erste Sonnenrad S1 als das zweite Element
und das erste Hohlrad R1 als das dritte Element mit jeweiligen,
voneinander unterschiedlichen Drehzahlen drehbar sind. Auf Schritt
S4 folgt Schritt S5, der durch die Erzeugungssteuerung 60 implementiert
wird, um den ersten und den zweiten Elektromotor M1, M2 zu steuern,
so daß der
erste und der zweite Elektromotor M1, M2 bei jeweiligen Betriebspunkten
betrieben werden, die sich voneinander unterscheiden, so daß der Gesamterzeugungswirkungsgrad
des ersten und des zweiten Elektromotors M1, M2, d. h. die durch
den ersten und den zweiten Elektromotor M1, M2 erzeugte elektrische
Energie, maximiert wird.
Wie
vorstehend beschrieben, besteht das Fahrzeugantriebssystem, das
gemäß der vorliegenden
Ausführungsform
konstruiert ist, aus der Fahrzeugantriebsvorrichtung und der die
Antriebsvorrichtung steuernden Steuervorrichtung. Die Antriebsvorrichtung
besteht prinzipiell aus dem Getriebemechanismus 10, der
folgende Merkmale aufweist: das Leistungsübertragungsbauteil 18;
den Leistungsverteilungsmechanismus 16, bei dem das erste
Element mit dem Motor 8 verbunden ist; das zweite Element mit
dem ersten Elektromotor M1 verbunden ist und das dritte Element
mit dem zweiten Elektromotor M2 und dem Leistungsübertragungsbauteil 18 verbunden
ist; den Automatikgetriebeabschnitt 20, der zwischen dem
Leistungsübertragungsbauteil 18 und
den Antriebsrädern 38 angeordnet
ist; und die Schaltbremse B0 und die Kupplung C0 als die Differentialzustands-Schaltvorrichtung,
die betriebsfähig
ist, um den Leistungsverteilungsmechanismus 16 selektiv
in seinen Differentialzustand, in dem das erste bis dritte Element
mit jeweiligen Drehzahlen, die sich voneinander unterscheiden, drehbar
sind, und in seinen Nichtdifferentialzustand zu versetzen, in dem
das erste bis dritte Element als eine Einheit gedreht werden oder
in dem das zweite Element nicht drehbar ist. Die ECU 40 als
die Steuervorrichtung weist hingegen die Schaltvorrichtungssteuerung 60 auf,
die vorgesehen ist, um die Schritte S4 bis S6 der vorstehend beschriebenen
Elektrizitätserzeugungs-Steuerungsroutine
zu implementieren. Während
der Erzeugung der elektrischen Energie, während der der Leistungsübertragungsweg
unterbrochen ist, nämlich
während der
Getriebeabschnitt 20 in seinen Nichtfahrposition versetzt
ist, bewirkt die Schaltvorrichtungssteuerung 60, daß die Schaltbremse
B0 und die Kupplung C0 als die Differentialzustands-Schaltvorrichtung,
den Leistungsverteilungsmecha nismus 16 in seinen Differentialzustand
versetzen. Das Versetzen des Leistungsverteilungsmechanismus 16 in
seinen Differentialzustand ermöglicht
einen höheren
Freiheitsgrad in bezug auf die Bestimmung der Drehzahlen des ersten
und des zweiten Elektromotors M1, M2, die mit dem zweiten bzw. dritten
Element verbunden sind, wodurch ermöglicht wird, daß der erste
und der zweite Elektromotor M1, M2 an zu bevorzugenden Betriebspunkten
betrieben werden. Das heißt,
daß das vorliegende
Fahrzeugantriebssystem in der Lage ist, einen Wirkungsgrad einer
Elektrizitätserzeugung
zu maximieren, wenn sie in dem mit dem Leistungsverteilungsmechanismus 16 ausgerüsteten Fahrzeug, der
aufgrund seiner Differentialwirkung als drehzahlvariables Getriebe
dient, mit dem unterbrochenen Leistungsübertragungsweg ausgeführt wird.
Ferner
ist in dem Fahrzeugantriebssystem die Erzeugungssteuerung 66 (S5)
vorgesehen, um den ersten und den zweiten Elektromotor M1, M2 während der
Erzeugung der elektrischen Energie zu steuern, während der Leistungsübertragungsweg
unterbrochen ist, so daß der
erste und der zweite Elektromotor M1, M2 an jeweiligen Betriebspunkten,
die sich voneinander unterscheiden, betrieben werden, wodurch ermöglicht wird,
daß der
erste und der zweite Elektromotor M1, M2 an weiteren zu bevorzugenden
Betriebspunkten betrieben werden können.
Ferner
ist die Erzeugungssteuerung 66 vorgesehen, um den ersten
und den zweiten Elektromotor M1, M2 während der Erzeugung der elektrischen Energie
zu steuern, so daß der
Gesamterzeugungswirkungsgrad des ersten und des zweiten Elektromotors
M1, M2 maximiert wird, wodurch ermöglicht wird, daß der erste
und der zweite Elektromotor M1, M2 an optimalen Betriebspunkten
betrieben werden können.
Der Drehzahl des zweiten Elektromotors M2 kann jedoch eine Beschränkung auferlegt
werden, in dem Fall, daß der
Getriebemechanismus 10 von seiner Nichtfahrposition, wie
z. B. der neutralen Position, manuell in die Vorwärtsfahr-Schaltposition
D oder die Rückwärtsfahrposition
R geschaltet wird.
Ferner
ist in dem Fahrzeugantriebssystem die Pumpensteuerung 68 (S3)
vorgesehen, um die elektronische Ölpumpe 32 zu steuern,
so daß der Druck
des Arbeitsfluids, das dem Getriebeabschnitt 20 von der
Pumpe 32 zugeführt
wird, während
der Erzeugung der elektrischen Energie verringert oder im wesentlichen
auf null eingestellt wird, während
der Leistungsübertragungsweg
unterbrochen ist. Diese Anordnung ist wirksam, um die durch die
Aktivierung der Pumpe 32 verbrauchte elektrische Energie
zu verringern und die Kraftstoffersparnis des Fahrzeugs zu verbessern.
Ferner
ist in dem Fahrzeugantriebssystem der Leistungsverteilungsmechanismus 16 durch
das schaltbare Getriebe vorgesehen, das prinzipiell aus dem ersten
Planetenradsatz 24 gebildet ist und das zwischen seinem
stufenvariablen Schaltzustand als dem Nichtdifferentialzustand,
in dem der Differentialmechanismus als das stufenvariable Getriebe
funktioniert, und seinem stufenlos variablen Schaltzustand als der
Differentialzustand schaltbar ist, in dem der Differentialmechanismus
als das stufenlos variable Getriebe funktioniert, das ermöglicht,
daß ein
Verhältnis
zwischen den Drehzahlen des jeweiligen zweiten und dritten Elements
RE2, RE3 stufenlos variabel ist. Während der Erzeugung der elektrischen Energie,
während
der Leistungsübertragungsweg unterbrochen
ist, bewirkt die Schaltvorrichtungssteuerung 60, daß die Schaltbremse
B0 und die Kupplung C0 als die Differentialzustands-Schaltvorrichtung
den Leistungsverteilungsmechanismus 16 in seinen stufenlos
variablen Schaltzustand versetzen. Da das Verhältnis zwischen den Drehzahlen
des jeweiligen zweiten und dritten Elements RE2, RE3 bei dieser Anordnung
stufenlos variabel ist, können
die Drehzahlen des jeweiligen ersten und zweiten Elektromotors M1,
M2, die mit jeweils dem zweiten und dritten Element RE2, RE3 verbunden
sind, frei bestimmt werden, wodurch die Betriebe des ersten und
des zweiten Elektromotors M1, M2 an gewünschten Betriebspunkten vereinfacht
sind.
Unter
anschließender
Bezugnahme auf 19 – 21 wird ein Fahrzeugantriebssystem
beschrieben, das gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der Erfindung konstruiert ist. Dieses Fahrzeugantriebssystem ist
im wesentlichen identisch mit dem Fahrzeugantriebssystem der vorstehend
beschriebenen ersten Ausführungsform
mit Ausnahme, daß der Getriebemechanismus 10 durch
einen Getriebemechanismus 70 ersetzt wird, der sich in
seiner Konstruktion von dem Getriebemechanismus 10 unterscheidet.
In der nachfolgenden Beschreibung in bezug auf die zweite Ausführungsform
werden zur Kennzeichnung von funktionsmäßig einander entsprechenden
Elementen die gleichen Bezugszeichen verwendet wie bei der vorstehend
beschriebenen, ersten Ausführungsform.
19 ist eine schematische
Ansicht zur Erläuterung
einer Anordnung des Getriebemechanismus 70. 20 ist eine Tabelle, die
Gangpositionen des Getriebemechanismus 70 und unterschiedliche Kombinationen
von Einrückungszuständen der
hydraulisch betätigten
Reibungskupplungsvorrichtungen zum jeweiligen Einrichten jener Gangpositionen anzeigt. 21 ist ein kollineares Diagramm
zur Erläuterung
eines Schaltvorgangs des Getriebemechanismus 70.
Der
Getriebemechanismus 70 weist den Leistungsverteilungsmechanismus 16 auf,
der den ersten Planetenradsatz 24 mit einem einzelnen Zahnrad
mit einem Zähnezahlverhältnis ρ1 von etwa 0,418
aufweist und die Schaltkupplung CO und die Schaltbremse B0 wie bei
der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform. Der Getriebemechanismus 70 weist
ferner einen Automatikgetriebeabschnitt 72 auf, der drei
Vorwärtsfahrpositionen
aufweist und der zwischen dem Leistungsverteilungsmechanismus 16 und
der Abtriebswelle 22 angeordnet und mit denselben durch
das Leistungsübertragungs-Bauteil 18 in
Reihe geschaltet ist. Der Getriebeabschnitt 72 weist einen
zweiten Planetenradsatz 26 mit einem einzelnen Zahnrad
mit einem Zähnezahlverhältnis ρ2 von 0,532,
und einen dritten Planetenradsatz 28 mit einem Zähnezahlverhältnis ρ3 von etwa
0,418 auf. Das zweite Sonnenrad S2 des Planetenradsatzes 26 und
das dritte Sonnenrad S3 des dritten Planetenradsatzes 28 sind
als eine Einheit einstückig
aneinander befestigt, selektiv mit dem Leistungsübertragungsbauteil 18 durch
die zweite Kupplung C2 verbunden und selektiv an dem Getriebegehäuse 12 durch
die erste Bremse B1 befestigt. Der zweite Träger CA2 des zweiten Planetenradsatzes 26 und
das dritte Hohlrad R3 des dritten Planetenradsatzes 28 sind
einstückig
aneinander und an der Abtriebswelle 22 befestigt. Das zweite
Hohlrad R2 ist selektiv mit dem Leistungsübertragungsbauteil 18 durch
die erste Kupplung C1 verbunden, und der dritte Träger CA3
ist selektiv am Gehäuse 12 durch die
zweite Bremse B2 befestigt.
In
dem Getriebemechanismus 70, der wie vorstehend beschrieben
konstruiert ist, wird entweder eine erste Gangposition (erste Drehzahlposition) bis
vierte Gangposition (vierte Drehzahlposition), eine Rückwärtsgangposition
(Rückfahrposition)
und eine neutrale Position durch Einrückvorgänge einer entsprechenden Kombination
der Reibungskupplungsvorrichtungen selektiv eingerichtet, die aus
den vorstehend beschriebenen Elementen Schaltkupplung C0, erste
Kupplung C1, zweite Kupplung C2, Schaltbremse B0, erste Bremse B1
und zweite Bremse B2 ausgewählt
werden, wie in der Tabelle von 20 angezeigt
ist. Diese Gangpositionen weisen jeweilige Übersetzungsverhältnisse γ (= Antriebswellendrehzahl
NIN / Abtriebswellendrehzahl NOUT)
auf, die sich im wesentlichen im geometrischen Verlauf ändern. Insbesondere
ist zu beachten, daß der
Differentialabschnitt 11 oder der Leistungsverteilungsmechanismus 16,
die mit der Schaltkupplung C0 und der Bremse B0 versehen sind, durch
Einrücken
der Schaltkupplung C0 oder Betätigen
der Schaltbremse B0 selektiv in den Schaltzustand mit feststehendem Übersetzungsverhältnis versetzt
werden kann, in dem der Mechanismus 16 als ein Getriebe
mit einer einzelnen Zahnradposition mit einem Übersetzungsverhältnis oder
einer Mehrzahl von Gangpositionen mit jeweiligen Übersetzungsverhältnissen
sowie in dem stufenlos variablen Schaltzustand betriebsfähig ist,
in dem der Mechanismus 16 als ein stufenlos variables Getriebe
betriebsfähig
ist, wie vorstehend beschrieben. Bei dem vorliegenden Getriebemechanismus 70 besteht
daher ein stufenvariables Getriebe aus dem Getriebeabschnitt 72 und
dem Leistungsverteilungsmechanismus 16, der in den Schaltzustand
mit einem feststehenden Übersetzungsverhältnis durch
Einrükken
der Schaltkupplung C0 oder der Schaltbremse B0 versetzt wird. Ferner
besteht das stufenlos variable Getriebe aus dem Getriebeabschnitt 72 und
dem Leistungsverteilungsmechanismus 16, der in den stufenlos
variablen Schaltzustand versetzt wird, wobei weder die Schaltkupplung
C0 noch die Bremse B0 eingerückt
sind.
Wenn
der Getriebemechanismus 70 als das stufenvariable Getriebe
funktioniert, wird beispielsweise die erste Gangposition mit dem
höchsten Übersetzungsverhältnis γ1 von etwa
2,804 durch Einrückvorgänge der
Schaltkupplung C0, der ersten Kupplung C1 und der zweiten Bremse
B2 eingerichtet wird, und die zweite Gangposition mit dem Übersetzungsverhältnis γ2 von etwa
1, 531, das beispielsweise niedriger ist als das Übersetzungsverhältnis γ1, wird durch
Einrückvorgänge der
Schaltkupplung C0, der ersten Kupplung C1 und der ersten Bremse B1
eingerichtet, wie in 20 angezeigt
ist. Ferner wird die dritte Gangposition mit dem Übersetzungsverhältnis γ3 von etwa
1,000, das beispielsweise niedriger ist als das Übersetzungsverhältnis γ2, durch
Einrückvorgänge der
Schaltkupplung C0, der ersten Kupplung C1 und der zweiten Kupplung
C2 eingerichtet, und die vierte Gangposition mit dem Übersetzungsverhältnis γ4 von etwa
0,705, die beispielsweise niedriger ist als das Übersetzungsverhältnis γ3 wird durch
Einrückvorgänge der
ersten Kupplung C1, der zweiten Kupplung C2 und der Schaltbremse
B0 eingerichtet. Ferner wird die Rückwärtsgangposition mit dem Übersetzungsverhältnis γR von etwa
2,393, das beispielsweise zwischen den Übersetzungsverhältnissen γ1 und γ2 liegt,
durch Einrückvorgänge der
zweiten Kupplung C2 und der zweiten Bremse B2 eingerichtet. Die
neutrale Position N wird durch Einrücken von nur der Schaltkupplung
CO oder durch Einrücken
von keiner der Reibungskupplungsvorrichtungen wie bei der ersten Ausführungsform
eingerichtet. Das heißt,
daß, während die
neutrale Position ausgewählt
wird, die Schaltkupplung CO eingerückt ist, außer während der Erzeugung der elektrischen
Energie durch den ersten Elektromotor M1 und/oder den zweiten Elektromotor
M2, und während
der Erzeugung der elektrischen Energie ausgerückt ist (siehe 20).
Wenn
der Getriebemechanismus 70 als das stufenlos variable Getriebe
funktioniert, sind hingegen die Schaltkupplung C0 und die Schaltbremse
B0 beide ausgerückt
bzw. gelöst,
so daß der
Differentialabschnitt 11 oder der Leistungsverteilungsmechanismus 16 als
das stufenlos variable Getriebe funktionieren, während der Getriebeabschnitt 72,
der mit dem Leistungsverteilungsmechanismus 16 in Reihe geschaltet
ist, als das stufenvariable Getriebe dient, wodurch die Drehzahl
der Drehbewegung, die an den Getriebeabschnitt 72 übertragen
wird, der in entweder die erste Gang-, die zweite Gang- oder die dritte Gangposition
versetzt worden ist, nämlich
die Drehzahl des Leistungsübertragungsbauteils 18 stufenlos geändert wird,
so daß das Übersetzungsverhältnis der
Antriebsvorrichtung, wenn der Getriebeabschnitt 72 in eine
dieser Gangpositionen versetzt ist, über einem vorbestimmten Bereich
stufenlos variabel ist. Dementsprechend ist das Übersetzungsverhältnis des
Getriebeabschnitts 72 in bezug auf alle benachbarten Gangpositionen
stufenlos variabel, wodurch das Gesamtübersetzungsverhältnis γT des Getriebemechanismus 70 stufenlos
variabel ist.
Das
kollineare Diagramm von 21 zeigt durch
Geraden eine Beziehung zwischen den Drehzahlen der Drehelemente
in jeder der Gangpositionen des Getriebemechanismus 70 an,
der durch den Differentialabschnitt 11 oder den Leistungsverteilungsmechanismus 16,
die als der stufenlos variable Schaltabschnitt oder erste Schaltabschnitt
funktionieren, und den Getriebeabschnitt 72 ausgebildet
ist, der als der stufenvariable Schaltabschnitt oder zweite Schaltabschnitt
funktioniert. Das kollineare Diagramm von 21 zeigt die Drehzahlen der individuellen
Elemente des Leistungsverteilungsmechanismus 16 an, wenn
die Schaltkupplung C0 und die Bremse B0 ausgerückt bzw. gelöst sind,
sowie die Drehzahlen jener Elemente, wenn die Schaltkupplung C0
oder die Bremse B0 eingerückt
bzw. betätigt ist
wie in der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform.
In 21 stellen vier vertikale
Linien Y4, Y5, Y6 und Y7, die dem Getriebeabschnitt 72 entsprechen,
jeweils die relativen Drehzahlen eines vierten Drehelements (vierten
Elements) RE4 in der Form des zweiten und dritten Sonnenrads S2,
S3, die einstückig
aneinander befestigt sind, eines fünften Drehelement (fünftes Element)
RE5 in der Form des dritten Trägers
CA3, eines sechsten Drehelements (sechstes Element) RE6 in der Form
des zweiten Trägers
CA2 und des dritten Hohlrads R3, die einstückig aneinander befestigt sind,
und eines siebten Drehelements (siebtes Element) RE7 in der Form
des zweiten Hohlrads R2 dar. In dem Getriebeabschnitt 72 wird
das vierte Drehelement RE4 selektiv mit dem Leistungsübertragungsbauteil 18 durch
die zweite Kupplung C2 verbunden und selektiv an dem Gehäuse 12 durch
die erste Bremse B1 befestigt. Das fünfte Drehelement RE5 wird selektiv
an den Gehäuse 12 durch
die zweite Bremse B2 befestigt. Das sechste Drehelement RE6 ist
an der Antriebswelle 22 des Getriebeabschnitts 72 befestigt.
Das siebte Drehelement RE7 wird selektiv mit dem Leistungsübertragungsbauteil 18 durch
die erste Kupplung C1 verbunden.
Wenn
die erste Kupplung C1 und die zweite Bremse B2 eingerückt bzw.
betätigt
sind, wird der Getriebeabschnitt 72 in die erste Übersetzungsposition
versetzt. Die Drehzahl der Abtriebswelle 22 in der ersten Übersetzungsposition
wird durch einen Schnittpunkt zwischen der vertikalen Linie Y6,
die die Drehzahl des sechsten Drehelements RE6 anzeigt, das an der
Abtriebswelle 22 befestigt ist, und einer geneigten, Geraden
L1, die einen Schnittpunkt zwischen der vertikalen Linie Y7, die
die Drehzahl des siebten Drehelements RE7 anzeigt, und der horizontalen
Linie X2 passiert, und einen Schnittpunkt zwischen der vertikalen
Linie Y5, die die Drehzahl des fünften
Drehelements RE5 anzeigt, und der horizontalen Linie X1 dargestellt.
Desgleichen wird die Drehzahl der Abtriebswelle 22 in der
zweiten Übersetzungsposition,
die durch die Einrückvorgänge der ersten
Kupplung C1 und der ersten Bremse B1 eingerichtet wird, durch einen
Schnittpunkt zwischen der geneigten Geraden L2, die durch diese
Einrückvorgänge bestimmt
wird, und der vertikalen Linie Y6 dargestellt, die die Drehzahl
des sechsten Drehelements RE6 anzeigt, das an der Abtriebswelle 22 befestigt ist.
Die Drehzahl der Abtriebswelle 22 in der dritten Übersetzungsposition,
die durch die Einrückvorgänge der
ersten Kupplung C1 und der zweiten Kupplung C2 eingerichtet wird,
wird durch einen Schnittpunkt zwischen einer geneigten Geraden L3,
die durch diese Einrückvorgänge bestimmt
wird, und der vertikalen Linie Y6 dargestellt, die die Drehzahl
des sechsten Drehelements RE6 anzeigt, das an der Abtriebswelle 22 befestigt
ist. In der ersten bis dritten Übersetzungsposition,
in der die Schaltkupplung C0 in den eingerückten Zustand versetzt wird,
wird das siebte Drehelement RE7 mit der selben Drehzahl wie die
Motordrehzahl NE mit der Antriebskraft gedreht, die
von dem Leistungsverteilungsmechanismus 16 aufgenommen
wird. Wenn die Schaltkupplung B0 anstelle der Schaltkupplung C0
eingerückt
wird, wird das sechste Drehelement RE6 mit einer Drehzahl, die höher ist
als die Motordrehzahl NE mit der von dem
Differentialabschnitt 11 oder dem Leistungsverteilungsmechanismus 16 aufgenommenen
Antriebskraft gedreht. Die Drehzahl der Abtriebswelle 22 in der
vierten Übersetzungsposition,
die durch die Einrückvorgänge der
ersten Kupplung C1, zweiten Kupplung C2 und der Schaltbremse B0
eingerichtet wird, wird durch einen Schnittpunkt zwischen einer horizontalen
Linie L4, die durch jene Einrückvorgänge bestimmt
wird, und der vertikalen Linie Y6 dargestellt, die die Drehzahl
des sechsten Drehelements RE6 anzeigt, das an der Abtriebswelle 22 befestigt ist.
Die Drehzahl der Abtriebswelle 22 in der Rückwärtsfahrposition
R, die durch die Einrückvorgänge der
zweiten Kupplung C2 und der zweiten Bremse B2 eingerichtet wird,
wird durch einen Schnittpunkt zwischen einer geneigten Geraden LR,
die durch jene Einrückvorgänge bestimmt
wird, und der vertikalen Linie Y6, die die Drehzahl des sechsten
Drehelements RE6 anzeigt, das an der Abtriebswelle 22 befestigt
ist, dargestellt.
Der
Getriebemechanismus 70 der zweiten Ausführungsform besteht ebenfalls
aus dem Differentialabschnitt 11 oder dem Leistungsverteilungsmechanismus 16,
die als der stufenlos variable Schaltabschnitt oder der erste Schaltabschnitt
funktionieren, und dem Getriebeabschnitt 72, der als der stufenvariable
Schaltabschnitt oder zweite Schaltabschnitt funktioniert, so daß der vorliegende
Getriebemechanismus 70 Vorteile ähnlich jenen der ersten Ausführungsform
aufweist.
Obgleich
die Ausführungsformen
der vorliegenden Ausführungsform
vorstehend ausführlich
unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben wurden, kann die
vorliegenden Erfindung anderweitig ausgeführt werden.
Die
Getriebemechanismen 10, 70 sind jeweils gemäß den vorstehend
beschrieben Ausführungsformen
zwischen dem stufenlos variablen Schaltzustand, in dem der Getriebemechanismus
als ein elektrisch gesteuertes, stufenlos variables Getriebe funktioniert,
und dem stufenvariablen Schaltzustand, in dem der Getriebemechanismus
als ein stufenvariables Getriebe funktioniert, durch Schalten des
Differentialabschnitts 11 oder des Leistungsverteilungsmechanismus 16 zwischen
seinem Differentialzustand und seinem Nichtdifferentialzustand schaltbar.
Diese Art und Weise des Schaltens zwischen dem stufenlos variablen
Schaltzustand und dem stufenvariablen Schaltzustand ist ein Modus zum
Schalten des Schaltmodus infolge des Schaltens des Differentialabschnitts 11 oder
des Leistungsverteilungsmechanismus 16 zwischen dem Differential-
und dem Nichtdifferentialzustand. Das Übersetzungsverhältnis des
Differentialabschnitts 11 oder des Leistungsverteilungsmechanismus 16 kann beispielsweise
stufenweise variabel anstatt stufenlos variabel sein, selbst im
Differentialzustand, so daß der
Getriebemecha nismus als ein stufenvariables Getriebe in dem Differentialzustand
des Differentialabschnitts 11 oder des Leistungsverteilungsmechanismus 16 funktioniert.
In anderen Worten entspricht der Differentialzustand und der Nichtdifferentialzustand
eines jeweiligen Getriebemechanismus 10, 70 nicht
notwendigerweise dem stufenlos variablen Schaltzustand bzw. dem
stufenvariablen Schaltzustand, und die Getriebemechanismen 10, 70 sind
jeweils nicht so angeordnet, daß sie
zwischen den stufenlos variablen und stufenvariablen Schaltzuständen schaltbar
sind. Der Grundsatz der vorliegenden Erfindung setzt lediglich das
Schalten zwischen dem Differentialzustand und dem Nichtdifferentialzustand (blockierten
Zustands) des Getriebemechanismus 10, 70 voraus
(Differentialabschnitt 11 oder Leistungsverteilungsmechanismus 16).
Bei
den veranschaulichten Ausführungsformen
ist die Leistungsübertragungsweg-Unterbrechungsbestimmungseinrichtung 62 angeordnet,
um, auf Basis des Signals, das von dem Schaltpositionssensor bereitgestellt
wird und die derzeit ausgewählte
Betriebsposition des Schalthebels 51 anzeigt, zu bestimmen,
ob der Getriebeabschnitt 20, 72 in seinen Leistungsübertragungs-Unterbrechungszustand
versetzt ist oder nicht. Wenn das Fahrzeugantriebssystem jedoch
in der Lage ist, eine sogenannte "neutrale Steuerung" zu bewirken, durch die der Getriebeabschnitt 20, 72 automatisch
in seinen Leistungsunterbrechungszustand versetzt wird, wenn eine
vorbestimmte Bedingung erfüllt
ist (z. B. wenn der Öffnungswinkel
des Drosselventils und die Fahrzeugfahrgeschwindigkeit V beide null
betragen, wobei ein Bremsbetätigungsbauteil,
wie z. B. eine Fußbremse, betätigt wird),
kann die Leistungsübertragungsweg-Unterbrechungsbestimmungseinrichtung 62 angeordnet
sein, um zu bestimmen, daß der
Getriebeabschnitt 20, 72 in seinen Leistungsübertragungs-Unterbrechungszustand
versetzt wird, nicht nur wenn der Schalthebel 51 in die
entsprechende Betriebsposition versetzt ist, sondern auch wenn die vorbestimmte
Bedingung erfüllt
ist, daß der
Leistungsverteilungsmechanismus 16 in seinen Differentialzustand
versetzt ist, wenn beabsichtigt wird, Elektrizität zu erzeugen, wobei die vorbestimmte
Bedingung erfüllt
ist.
Bei
dem Leistungsverteilungsmechanismus 16 in den veranschaulichten
Ausführungsformen
wird der erste Träger
CA1 an dem Motor 8 befestigt, und das erste Son nenrad S1
ist an dem ersten Elektromotor M1 befestigt, während das erste Hohlrad R1
an dem Leistungsübertragungsbauteil 18 befestigt
ist. Diese Verbindungsanordnung ist jedoch nicht essentiell, vorausgesetzt
der Motor 8, der erste elektrische Motor M1 und das Leistungsübertragungsbauteil 18 sind
an den jeweiligen der drei Elemente CA1, S1 und R1 des ersten Planetenradsatzes 24 befestigt.
Obwohl
der Motor 8 in den veranschaulichten Ausführungsformen
direkt an der Antriebswelle 14 befestigt ist, kann der
Motor 8 durch Zahnräder,
einen Riemen oder dergleichen wirksam mit der Antriebswelle 14 verbunden
sein und muß nicht
koaxial mit der Antriebswelle 14 angeordnet sein.
Bei
den veranschaulichten Ausführungsformen
ist der erste Elektromotor M1 und der zweite Elektromotor M2 koxial
mit der Antriebswelle 14 angeordnet, und der erste Elektromotor
M1 ist an dem ersten Sonnenrad S1 befestigt, während der zweite Elektromotor
M2 an dem Leistungsübertragungsbauteil 18 befestigt
ist. Diese Anordnung ist jedoch nicht essentiell. Der erste Elektromotor
M1 kann beispielsweise an dem ersten Sonnenrad S 1 durch Zahnräder, einen
Riemen oder dergleichen befestigt sein, und der zweite Elektromotor
M2 kann an dem Leistungsübertragungsbauteil 18 durch
Zahnräder,
einen Riemen oder dergleichen befestigt sein.
Obwohl
der vorstehend beschriebe Leistungsverteilungsmechanismus 16 mit
der Schaltkupplung C0 und der Schaltbremse B0 versehen ist, muß der Leistungsverteilungsmechanismus 16 nicht mit
sowohl der Schaltkupplung C0 als auch der Bremse B0 versehen sein
und kann mit entweder nur der Schaltkupplung C0 oder nur der Bremse
B0 versehen sein. Obwohl die Schaltkupplung C0 vorgesehen ist, um
das Sonnenrad S1 und den Träger
CA1 selektiv miteinander zu verbinden, kann die Schaltkupplung C0
angeordnet sein, um das Sonnenrad S 1 und das Hohlrad R1 selektiv
miteinander zu verbinden oder um den Träger CA1 und das Hohlrad R1
selektiv miteinander zu verbinden. Die Schaltkupplung C0 ist im
wesentlichen notwendig, um als Schaltvorrichtung zu dienen, die
angeordnet ist, um beliebige zwei der drei Bauteiler des ersten
Planetenradsatzes 24 zu verbinden.
Die
Schaltkupplung C0 ist eingerückt,
um die neutrale Position N in den Getriebemechanismen 10, 70 einzurichten,
ausgenommen während
der Erzeugung der elektrischen Energie durch den ersten Elektromotor
M1 und/oder den zweiten Elektromotor M2. Die neutrale Position N
muß jedoch
nicht dadurch eingerichtet werden, indem die Schaltkupplung C0 eingerückt wird.
Die
hydraulisch betätigten
Reibungskupplungsvorrichtungen, wie z. B. die Schaltkupplung C0 und
die Schaltbremse B0, die in den veranschaulichten Ausführungsformen
verwendet werden, können jeweils
eine Kupplungsvorrichtung des Magnetpulvertyps, eines elektromagnetischen
Typs oder eines mechanischen Typs sein, wie z. B. eine Pulver- (Magnetpulver-)
-Kupplung, eine elektromagnetische Kupplung und eine Klaueneingriffkupplung.
In
den veranschaulichten Ausführungsformen
ist der zweite Elektromotor M2 an dem Leistungsübertragungs-Bauteil 18 befestigt.
Der zweite Elektromotor M2 kann jedoch an der Abtriebswelle 22 oder
einem rotierenden Bauteil des Automatikgetriebeabschnitts 20, 72 befestigt
sein.
In
den veranschaulichten Ausführungsformen
ist der Automatikgetriebeabschnitt 20, 72, der den
Teil des Leistungsübertragungswegs
ausbildet, zwischen den Antriebsrädern 38 und dem Leistungsübertragungsbauteil 18 angeordnet,
bei dem es sich um das Abtriebsbauteil des Differentialabschnitts 11 oder
den Leistungsverteilungsmechanismus 16 handelt. Der Automatikgetriebeabschnitt 20, 72 kann
jedoch durch einen beliebigen anderen Typ einer Leistungsübertragungsvorrichtung
ersetzt werden, wie z. B. ein stufenlos variables Getriebe (CVT)
als eine An von Automatikgetriebe. Wenn ein stufenlose variables
Getriebe bereitgestellt wird, kann der Getriebemechanismus 10, 70 in
den stufenvariablen Schaltzustand versetzt werden, wenn der Leistungsverteilungsmechanismus 16 in
seinen Schaltzustand mit feststehendem Übersetzungsverhältnis versetzt
wird. Der stufenvariable Schaltzustand ist so zu deuten, daß er sich
auf einen Zustand bezieht, in dem eine Fahrzeugantriebsleistung
oder -kraft primär
durch einen me chanischen Leistungsübertragungsweg übertragen
wird, ohne einen elektrischen Weg zu verwenden. Das stufenlos variable
Getriebe (CVT) kann so angeordnet sein, um eine Mehrzahl von vorbestimmten,
feststehenden Übersetzungsverhältnissen
herzustellen, die jenen Zahnradpositionen eines stufenvariablen
Getriebes entsprechen und die in einem Speicher gespeichert sind.
In
den veranschaulichten Ausführungsformen
ist jeder der Getriebeabschnitte 20, 72 in Reihe geschaltet
und koaxial mit dem Differentialabschnitt 11 durch das
Leistungsübertragungsbauteil 18 verbunden.
Der Getriebeabschnitt 20, 72 kann auf einer Vorlegewelle
angeordnet sein, die parallel zur Antriebswelle 14 angeordnet
ist. In diesem Fall sind der Differentialabschnitt 11 und
der Getriebeabschnitt 20, 72 zur Übertragung
einer Antriebskraft zwischen ihnen durch ein Paar Vorgelegeräder oder
eine Leistungsübertragungsvorrichtung,
wie z. B. einen Satz Kettenräder
und eine Kette, verbunden.
Der
Leistungsverteilungsmechanismus 16, der in den veranschaulichten
Ausführungsformen vorgesehen
ist, kann durch eine Differentialgetriebevorrichtung ersetzt werden,
die ein Zahnrad, das durch den Motor gedreht wird, und ein Paar
von Kegelrädern
aufweist, die mit dem Zahnrad Eingriff nehmen und die jeweils mit
dem ersten und dem zweiten Elektromotor M1, M2 wirksam verbunden
sind.
Obwohl
der Leistungsverteilungsmechanismus 16 in den veranschaulichten
Ausführungsformen
aus einem Planetenradsatz besteht, kann er aus zwei oder mehr Planetenradsätzen bestehen
und angeordnet sein, um als ein Getriebe mit drei oder mehr Zahnradpositionen
betriebsfähig
zu sein, wenn es in seinen Schaltzustand mit feststehendem Übersetzungsverhältnis (Nichtdifferentialzustand)
versetzt ist.
In
den veranschaulichten Ausführungsformen
ermöglicht
der Schalthebel 51, der in seine manuelle Position M versetzt
worden ist, die manuelle Auswahl von einem der fünf Schaltbereiche "D", "4", "3 ", " 2" und "L". Der in seine manuelle Position M versetzte
Schalthebel 51 kann eine manuelle Auswahl einer erwünschten
der Zahnradposi tionen ermöglichen,
die den untersten Übersetzungsverhältnissen
der jeweiligen Schaltbereiche entsprechen. Bei dieser modifizierten
Anordnung wird eine von der ersten bis vierten Gangposition durch
manuelles Bewegen des Schalthebels 51 in die Hochschaltposition "+" oder die Runterschaltposition "-" der manuellen Position M ausgewählt.
Obgleich
der Schalter 48 in den veranschaulichten Ausführungsformen
ein Wippschalter ist, kann der Schalter 48 durch einen
einzelnen Druckschalter, zwei Druckschalter, die selektiv in ihre
Bedienpositionen gedrückt
werden, einen Hebelschalter, einen Schiebeschalter oder einen beliebigen
anderen Schaltertyp oder Schaltvorrichtungstyp ersetzt werden, der
betriebsfähig
ist, um einen gewünschten
stufenlos variablen Schaltzustand (Differentialzustand) oder stufenvariablen
Schaltzustand (Nichtdifferentialzustand) auszuwählen. Der Schalter 48 kann
eine neutrale Position aufweisen oder nicht. Wenn der Schalter 48 keine
neutrale Position aufweist, kann ein zusätzlicher Schalter vorgesehen
werden, um den Schalter 48 zu aktivieren oder zu deaktivieren.
Die Funktion dieses zusätzlichen
Schalters entspricht der neutralen Position des Schalters 48.
In
den veranschaulichten Ausführungsformen
bildet die elektrische Ölpumpe 32 die
Hydraulikpumpe zum Zuführen
des mit Druck beaufschlagten Arbeitsfluids an den Getriebemechanismus 10.
Die Hydraulikpumpe kann neben der elektrischen Ölpumpe 32 durch eine
hydraulische Pumpe mit variablem Volumen ausgebildet sein, die angeordnet
ist, um durch den Motor 8 angesteuert zu werden. Auch bei dieser
modifizierten Anordnung kann die elektrische Steuerpumpe 32 gesteuert
werden, so daß der
Druck des Arbeitsfluids verringert oder im wesentlichen auf null
eingestellt wird, wenn während
der Unterbrechung des Leistungsübertragungswegs
in dem Getriebeabschnitt 20, 72 beabsichtigt wird,
elektrische Energie zu erzeugen, um die elektrische Energie, die durch
Aktivieren der Pumpe 32 verbraucht wird, und eine Arbeitsfluidmenge,
die von der Hydraulikpumpe mit variablem Volumen bereitgestellt
wird, zu reduzieren und die Kraftstoffersparnis des Fahrzeugs zu verbessern.
Obgleich
die Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung nur zu Anschauungszwecken beschrieben
worden sind, wird darauf hingewiesen, daß die vorliegende Erfindung
mit verschiedenen, Fachleuten verständlichen Änderungen und Verbesserungen
ausgeführt
sein kann.