DE102005036518A1

DE102005036518A1 - Steuervorrichtung für ein Fahrzeugantriebssystem

Info

Publication number: DE102005036518A1
Application number: DE102005036518A
Authority: DE
Inventors: Atsushi Toyota Tabata; Yutaka Toyota Taga
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2004-08-05
Filing date: 2005-08-03
Publication date: 2006-02-23
Also published as: US7426972B2; JP4155244B2; US20060027413A1; CN1730331A; CN100546854C; JP2006046541A

Abstract

Eine Steuervorrichtung für ein Fahrzeugantriebssystem mit (a) einem Differentialmechanismus (16), geeignet zur Verteilung der Ausgangsleistung eines Verbrennungsmotors (8) auf einen ersten Elektromotor (M1), und einem Leistungsverteilungselement (18), (b) einem in einem Leistungsübertragungspfad zwischen dem Leistungsverteilungselement und einem Antriebsrad (38) des Fahrzeugs angeordneten zweiten Elektromotor (M2) und (c) einer Umschaltvorrichtung (C0, B0) für den Differentialzustand, geeignet, den Differentialmechanismus (16) wahlweise in einen Differentialzustand zu versetzen, in dem der Differentialmechanismus zur Durchführung der Differentialfunktion geeignet ist, oder in einen gesperrten Zustand, in dem der Differentialmechanismus nicht geeignet ist, seine Differentialfunktion durchzuführen, wobei die Steuervorrichtung einen dem Stopp des Verbrennungsmotors zugeordneten Umschaltsteuerabschnitt (50, S5) aufweist, geeignet zur Steuerung der Umschaltvorrichtung (C0, B0) für den Differentialzustand, um beim Stoppen des Verbrennungsmotors den Differentialmechanismus (16) in den Differentialzustand zu versetzen, so daß die Drehzahl des Verbrennungsmotors durch Steuerung des ersten Elektromotors (M1) im Differentialzustand des Differentialmechanismus schnell auf Null abgesenkt werden kann, um die Möglichkeit, daß beim Stoppen des Verbrennungsmotors eine Resonanzerscheinung des Antriebssystems auftritt und eine resultierende Schwingung des Fahrzeugs zu reduzieren.

Description

Die vorliegende Anmeldung basiert auf der japanischen Patentanmeldung Nr. 2004-229913, angemeldet am 5. August 2004, deren Inhalt hier durch Bezugnahme einbezogen wird.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft im allgemeinen eine Steuervorrichtung für ein Fahrzeugantriebssystem, das einen Verbrennungsmotor und einen Differentialmechanismus umfaßt, der als eine elektrisch gesteuerte Differentialvorrichtung wirkt und eine Differentialfunktion aufweist, und insbesondere eine Technik zur Steuerung des Fahrzeugantriebssystems beim Stoppen des Verbrennungsmotors.

Es ist ein Fahrzeugantriebssystem bekannt, das einen Differentialmechanismus enthält, der den Ausgang eines Verbrennungsmotors auf einen ersten Elektromotor und eine Ausgangswelle verteilt; und einen zweiten Elektromotor, der zwischen der Ausgangswelle des Differentialmechanismus und den Antriebsrädern des Fahrzeugs vorgesehen ist. Beispiele dieser Art eines Fahrzeugantriebssystems schließen Antriebssysteme für ein Hybridfahrzeug ein, wie sie in JP 10-306739A, JP 2000-346187A und JP 2000-2327A und typisch in JP 10-306739A offenbart sind. Bei diesen Hybridfahrzeug-Antriebssystemen wird der Differentialmechanismus beispielsweise von einem Planetengetriebesatz gebildet, und ein größerer Teil der vom Verbrennungsmotor erzeugten Antriebsleistung wird mechanisch auf die Antriebsräder übertragen durch die Differentialfunktion des Differentialmechanismus, während der Rest der Antriebsleistung elektrisch vom ersten Elektromotor zum zweiten Elektromotor über einen elektrischen Pfad zwischen ihnen übertragen wird, so daß der Differentialmechanismus als ein Getriebe, wie ein elektrisch gesteuertes, kontinuierlich veränderliches Getriebe, funktioniert, dessen Drehzahlverhältnis elektrisch veränderlich ist, wodurch es möglich wird, das Fahrzeug unter der Steuerung durch eine Steuervorrichtung anzutreiben, wobei der Verbrennungsmotor in einem optimalen Betriebszustand mit einer verbesserten Brennstoffökonomie gehalten wird.

Ein kontinuierlich veränderliches Getriebe ist allgemein bekannt als Leistungsübertragungsmechanismus, der geeignet ist, die Brennstoffökonomie eines Fahrzeugs zu verbessern, während andererseits eine Getriebevorrichtung der Zahnradbauweise, wie ein stufenweise veränderliches automatisches Getriebe, als Leistungsübertragungsmechanismus bekannt ist, der zur Verbesserung des Wirkungsgrades der Leistungsübertragung geeignet ist. Jedoch ist keinerlei Leistungsübertragungsmechanismus bekannt, der für die Verbesserung sowohl der Brennstoffökonomie, als auch des Wirkungsgrades der Leistungsübertragung geeignet ist. Das in der japanischen JP-10-306739A offenbarte Hybridfahrzeug-Antriebssystem weist beispielsweise einen elektrischen Pfad auf, über den eine elektrische Energie vom ersten Elektromotor zum zweiten Elektromotor übertragen wird, das heißt, einen Leistungsübertragungspfad, über den ein Teil der Antriebskraft des Fahrzeugs übertragen wird, der von mechanischer Energie in elektrische Energie umgewandelt worden ist. Das Antriebssystem erfordert einen entsprechend der Zunahme der geforderten Leistungsabgabe des Verbrennungsmotors groß dimensionierten ersten Elektromotor, so daß der mit der vom ersten Elektromotor zugeführten Energie betriebene zweite Elektromotor ebenfalls groß dimensioniert werden muß, wodurch das Antriebssystem dazu tendiert, eine unvorteilhafte Größe anzunehmen. Das gleiche Antriebssystem leidet auch unter dem Risiko einer Verschlechterung der Brennstoffökonomie während des Hochgeschwindigkeitsbetriebs des Fahrzeugs, beispielsweise aufgrund der Umwandlung eines Teils der vom Verbrennungsmotor erzeugten mechanischen Energie in elektrische Energie, die anschließend in mechanische Energie zur Übertragung auf die Antriebsräder des Fahrzeugs umgewandelt wird. Ein ähnliches Problem tritt bei einem Fahrzeugantriebssystem auf, bei welchem der Differentialmechanismus als ein Getriebe benutzt wird, dessen Drehzahlverhältnis elektrisch veränderbar ist, beispielsweise als kontinuierlich veränderliches Getriebe (continuously variable transmission), das ein sogenanntes „elektrisch gesteuertes CVT" ist.

Ein Fahrzeug ist im allgemeinen Gegenstand verschiedener Schwingungsarten oder Vibrationen. Ein Verbrennungsmotor des Fahrzeugs, der eine der Schwingungsquellen ist, weist während seines Betriebs eine Veränderung seines Drehmoments auf, was Torsionsschwingungen eines Leistungsübertragungssystems (Fahrzeugantriebssystem) verursacht, was durch eine Resonanzerscheinung verstärkt wird und auf den Fahrzeugkörper (Karosserie) über ein Dämpfungssystem, beispielsweise eine Motorlagerung, übertragen wird. Wie in der Fachwelt gut bekannt, kann die Resonanzerscheinung in einem speziellen Drehzahlbereich des Verbrennungsmotors auftreten, der als „Resonanzdrehzahlbereich" bezeichnet wird, beispielsweise ein Drehzahlbereich, dessen Obergrenze nicht höher ist als die Leerlaufdrehzahl des Verbrennungsmotors. Wenn eine Bedingung zum Stoppen des Betriebs des Motors erfüllt ist, wird die Brennstoffversorgung des Motors beendet, so daß die Motordrehzahl auf Null absinkt. Während dieses Vorgangs der Absenkung der Motordrehzahl beim Stoppen des Verbrennungsmotors, fällt dessen Drehzahl in den Resonanzbereich ab, in dem die Resonanzerscheinung auftreten kann. Bei dem Hybridfahrzeugsystem, wie es durch die JP-10-306739A offenbart ist, wird der erste Elektromotor benutzt, um die Drehzahl des Verbrennungsmotors mit hoher Geschwindigkeit durch den Resonanzbereich abzusenken, um dadurch das Risiko zu reduzieren, daß die Resonanzerscheinung auftritt.

Es ist erwünscht, das Risiko des Auftretens von Resonanzerscheinungen beim Stoppen des Verbrennungsmotors selbst bei einem Hybridfahrzeug-Antriebssystem weiter zu verringern, das in der oben beschriebenen Weise zur Reduzierung dieses Risikos ausgestaltet ist.

KURZE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung erfolgte im Hinblick auf den oben beschriebenen Stand der Technik. Es ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Steuervorrichtung für eine Fahrzeugantriebssystem zu schaffen, das eine weitere Reduzierung der Resonanzerscheinung beim Stoppen des Verbrennungsmotors ermöglicht, wie auch das Fahrzeugantriebssystem befähigt, eine geringe Größe aufzuweisen und/oder eine Verbesserung der Brennstoffökonomie des Fahrzeugs ermöglicht.
Das vorstehend benannte Ziel kann mit jeder der folgenden Ausführungsformen der Erfindung erreicht werden, deren jede wie der entsprechende der beigefügten Ansprüche numeriert ist und, wo dies zweckmäßig ist, von der anderen Ausführungsform oder den anderen Ausführungsformen abhängig ist, um die in dieser Anmeldung offenbarten technischen Merkmale und mögliche Kombinationen dieser Merkmale leichter zu verstehen. Es ist zu berücksichtigen, daß die vorliegende Erfindung nicht auf diese technischen Merkmale oder deren Kombinationen beschränkt ist.
(1) Eine Steuervorrichtung für ein Fahrzeugantriebssystem, mit (a) einem Differentialmechanismus zur Verteilung der Ausgangsleistung eines Verbrennungsmotors an einen ersten Elektromotor und ein Leistungsübertragungselement, (b) einem zweiten Elektromotor, der sich in einem Leistungsübertragungspfad zwischen dem Leistungsübertragungselement und einem Antriebsrad eines Fahrzeugs befindet, und (c) einer Umschaltvorrichtung für den Differentialzustand, die geeignet ist, den Differentialmechanismus wahlweise entweder in einen Differentialzustand zu versetzen, in dem dieser Differentialmechanismus zur Ausführung einer Differentialfunktion geeignet ist, oder in einen gesperrten Zustand, in dem dieser Differentialmechanismus an der Ausführung der Differentialfunktion gehindert ist, wobei diese Steuervorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, daß sie einen dem Stoppen des Verbrennungsmotors zugeordneten Umschaltsteuerabschnitt umfaßt, der geeignet ist, diese Umschaltvorrichtung für den Differentialzustand zu steuern, um den Differentialmechanismus in den Differentialzustand zu versetzen, wenn der Verbrennungsmotor gestoppt wird.
Bei der Steuervorrichtung gemäß der vorstehend beschriebenen Ausführungsform (1) dieser Erfindung wird der Differentialmechanismus durch die Umschaltvorrichtung für den Differentialzustand derart geschaltet, daß er wahlweise in den Differentialzustand schaltet, in dem der Differentialmechanismus so wirksam wird, daß er eine Differentialfunktion ausführt, und in einen gesperrten Zustand, in dem der Differentialmechanismus nicht zur Ausführung einer Differentialfunktion betrieben werden kann. Deshalb besitzt die vorliegende Steuervorrichtung nicht nur den Vorteil, daß die Brennstoffökonomie aufgrund einer Funktion des Getriebes verbessert wird, dessen Drehzahlverhältnis elektrisch veränderlich ist, sondern auch den Vorteil eines hohen Wirkungsgrads der Vollast-Leistungsübertragung aufgrund einer Funktion des Getriebes der Zahnrad-Bauart, das zur mechanischen Übertragung der Antriebsleistung des Fahrzeugs geeignet ist. Demgemäß wird zur Sicherstellung eines hohen Grades an Brennstoffökonomie des Fahrzeugs der Differentialmechanismus in den Differentialzustand versetzt, wenn der Verbrennungsmotor sich in einem Zustand mit normaler Leistungsabgabe mit einer relativ niedrigen oder mittleren Leistungsabgabe befindet, während das Fahrzeug mit einer relativ niedrigen oder mittleren Geschwindigkeit fährt. Wenn andererseits das Fahrzeug mit relativ hoher Geschwindigkeit fährt, wird der Differentialmechanismus in den gesperrten Zustand versetzt, in dem die Ausgangsleistung des Verbrennungsmotors auf die Antriebsräder primär durch einen mechanischen Leistungsübertragungspfad übertragen wird, so daß die Brennstoffökonomie aufgrund der Verringerung der Verluste bei der Umwandlung von mechanischer in elektrische Energie verbessert wird, die auftreten würden, wenn der Differentialmechanismus als Getriebe betrieben würde, dessen Drehzahlverhältnis elektrisch veränderlich ist. Wenn sich der Verbrennungsmotor in einem Hochleistungszustand befindet, wird der Differentialmechanismus ebenfalls in den gesperrten Zustand versetzt. Deshalb wird der Differentialmechanismus nur dann als das Getriebe betrieben, dessen Drehzahlverhältnis elektrisch veränderlich ist, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit relativ niedrig oder im mittleren Bereich ist oder wenn die vom Verbrennungsmotor ausgegebene Leistung relativ niedrig oder im mittleren Bereich ist, so daß die erforderliche Menge der vom Elektromotor erzeugten elektrischen Energie, d.h. der maximale Betrag der vom Elektromotor zu übertragenden elektrischen Energie, reduziert werden kann, was es ermöglicht, die erforderliche Größe des Elektromotors und die erforderliche Größe des Antriebssystems einschließlich des Elektromotors zu minimieren.
Wenn bei dem Fahrzeugantriebssystem, das den zwischen einem Differentialzustand und einem gesperrten Zustand umschaltbaren Getriebemechanismus einschließt, der Verbrennungsmotor gestoppt wird, versetzt der das Stoppen des Verbrennungsmotors schaltende Steuerabschnitt den Differentialmechanismus in den Differentialzustand, so daß der Differentialmechanismus in einem frei drehbaren Zustand gehalten wird, in dem der Verbrennungsmotor nicht durch die Drehzahl des Leistungsübertragungselements beeinflußt oder geregelt wird, das ein Ausgangselement des Differentialmechanismus ist. Demgemäß kann die Geschwindigkeit, mit der die Drehzahl des Verbrennungsmotors beim Stoppen des Verbrennungsmotors abgesenkt wird, durch die Steuerung des ersten Elektromotors gesteuert werden, während der Differentialmechanismus in den Differentialzustand versetzt ist, wodurch der Verbrennungsmotor sanft gestoppt werden kann.
(2) Die Steuervorrichtung nach der oben beschriebenen ersten Ausführungsform (1), bei welcher das Fahrzeugantriebssystem einen kontinuierlich veränderlichen Getriebeabschnitt umfaßt, der den Differentialmechanismus, den zweiten Elektromotor und die Umschaltvorrichtung für den Differentialzustand einschließt, und weiter einen automatischen Getriebeabschnitt aufweist, der einen Teil des Leistungsübertragungspfades bildet und als ein automatisches Getriebe wirkt, und wobei die Umschaltvorrichtung für den Differentialzustand geeignet ist, den Differentialmechanismus zwischen dem Differentialzustand und dem gesperrten Zustand umzuschalten, um den kontinuierlich veränderlichen Getriebeabschnitt wahlweise entweder in einen kontinuierlich veränderlichen Schaltungszustand zu schalten, in dem der kontinuierlich veränderlichen Getriebeabschnitt als ein elektrisch gesteuertes, kontinuierlich veränderliches Getriebe wirkt, oder in einen stufenweise veränderlichen Schaltungszustand, in dem der kontinuierlich veränderliche Getriebeabschnitt nicht als elektrisch gesteuertes, kontinuierlich veränderliches Getriebe betreibbar ist.
(3) Die Steuervorrichtung nach der oben beschriebenen Ausführungsform (1) oder (2), bei welcher der dem Stoppen des Verbrennungsmotors zugeordnete Umschaltsteuerabschnitt geeignet ist, die Umschaltvorrichtung für den Differentialzustand in einen gelösten Zustand zu versetzen, um den Differentialmechanismus in den Differentialzustand zu versetzen, wenn der Verbrennungsmotor gestoppt wird.
Wenn der Verbrennungsmotor in dem Fahrzeugantriebssystem gestoppt wird, das die Schaltvorrichtung für das kontinuierlich veränderliche Getriebe einschließt, das zwischen den kontinuierlich veränderlichen und dem stufenweise veränderlichen Schaltungszustand umschaltbar ist, wird die Umschaltvorrichtung für den Differentialzustand durch den dem Stoppen des Verbrennungsmotors zugeordneten Umschaltsteuerabschnitt gelöst, so daß der Differentialmechanismus in einem frei drehbaren Zustand gehalten wird, in dem die Drehzahl des Verbrennungsmotors nicht durch die Drehzahl des Leistungsübertragungselements beeinflußt oder geregelt wird, das als das Ausgangselement des kontinuierlich veränderlichen Getriebeabschnitts wirksam ist. Demgemäß kann die Drehzahl des Verbrennungsmotors in geeigneter Weise gesteuert werden, um eine Vibration des Fahrzeugs beim Stoppen des Verbrennungsmotors zu reduzieren.
(4) Die Steuervorrichtung nach einer der oben beschriebenen Ausführungsformen (1) bis (3), die weiter einen dem Stoppen des Verbrennungsmotors zugeordneten Steuerabschnitt umfaßt, der geeignet ist, die Absenkgeschwindigkeit der Drehzahl des Verbrennungsmotors beim Stoppen dieses Verbrennungsmotors zu steuern durch Steuerung des ersten Elektromotors während sich der Differentialmechanismus im Differentialzustand befindet.
Der dem Stoppen des Verbrennungsmotors zugeordnete, bei der Steuervorrichtung nach der oben beschriebenen Ausführungsform (4) vorgesehene Steuerabschnitt ermöglicht es, die Drehzahl des Verbrennungsmotors mit einer geeignet gesteuerten Geschwindigkeit durch Steuerung des ersten Elektromotors abzusenken, um so die Möglichkeit zu reduzieren, daß beim Stoppen des Fahrzeugs eine Resonanzerscheinung des Fahrzeugantriebssystems auftritt und die Möglichkeit zu verhindern, daß eine sogenannte „Unterschreitungserscheinung" auftritt, bei der die Drehzahl des Verbrennungsmotors unter Null absinkt, d.h. der Verbrennungsmotor rückwärts läuft, nachdem seine Drehzahl auf Null abgesunken ist.
(5) Die Steuervorrichtung gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform (4), bei welcher der dem Stoppen des Verbrennungsmotors zugeordneten Steuerabschnitt geeignet ist, die Drehzahl des ersten Elektromotors zu senken, um die Drehzahl des Verbrennungsmotors schnell durch einen vorgegebenen Resonanzdrehzahlbereich auf Null zu senken, in dem andernfalls eine Resonanzerscheinung des Fahrzeugantriebssystems zu erwarten wäre, die eine Schwingung des Fahrzeugs auf einem Pegel verursacht, der höher ist als eine Obergrenze.
Bei der Steuervorrichtung unter Einschluß des dem Stoppen des Verbrennungsmotors zugeordneten Steuerabschnitts nach der oben beschriebenen Ausführungsform (5) kann die Drehzahl des Verbrennungsmotors durch Absenken der Drehzahl des ersten Elektromotors schnell durch den Resonanzdrehzahlbereich auf Null abgesenkt werden, wodurch es möglich ist, die Möglichkeit des Auftretens der Resonanzerscheinung zu reduzieren, die eine Fahrzeugschwingung verursachen würde, deren Niveau höher sein würde als die Obergrenze, sofern die Drehzahl des Verbrennungsmotors nicht schnell durch den Resonanzdrehzahlbereich abgesenkt würde.
(6) Die Steuervorrichtung nach irgend einer der oben beschriebenen Ausführungsformen (1) bis (5), bei welcher die Umschaltvorrichtung für den Differentialzustand eine Kupplungsvorrichtung umfaßt, die geeignet ist, den Leistungsübertragungspfad wahlweise entweder in einen Leistungsübertragungszustand oder einen Leistungsunterbrechungszustand zu versetzen, und eine Schaltvorrichtung, die manuell in eine Fahrstellung versetzbar ist, in der sich der Leistungsübertragungspfad im Leistungsübertragungszustand befindet, und in eine Nicht-Fahr-Stellung, in dem der Leistungsübertragungspfad in den Leistungsunterbrechungszustand versetzt ist, und wobei der dem Stoppen des Verbrennungsmotors zugeordnete Steuerabschnitt geeignet ist, den Differentialmechanismus in den Differentialzustand zu versetzen, wenn sich diese Schaltvorrichtung in dieser Fahrstellung befindet.
Bei der Steuervorrichtung nach der oben beschriebenen Ausführungsform (6) wird der Differentialmechanismus durch den dem Stoppen des Verbrennungsmotors zugeordneten Steuerabschnitt in den Differentialzustand versetzt, wenn der Verbrennungsmotor gestoppt wird, während sich die Umschaltvorrichtung in der Antriebsposition befindet, in der die Drehzahl des Leistungsübertragungselements, das das Ausgangselement des Differentialmechanismus ist, durch die Fahrzeuggeschwindigkeit beeinflußt oder geregelt wird. Demgemäß kann die Drehzahl des Verbrennungsmotors bei dessen Stoppen in geeigneter Weise durch die Steuerung des ersten Elektromotors gesteuert werden.
(7) Die Steuervorrichtung nach irgendeiner der oben beschriebenen Ausführungsformen (1) bis (6), wobei der Differentialmechanismus ein erstes Element einschließt, das fest mit dem Verbrennungsmotor verbunden ist, ein zweites Element, das fest mit dem ersten Elektromotor verbunden ist und ein drittes Element, das fest mit dem Leistungsübertragungselement verbunden ist, und bei welcher die Umschaltvorrichtung für den Differentialzustand geeignet ist, dem ersten, dem zweiten und dem dritten Element eine Drehung relativ zueinander zu gestatten, um dadurch den Differentialmechanismus in den Differentialzustand zu versetzen, und das erste Element, das zweite Element und das dritte Element zu einer Einheit zu verbinden oder das zweite Element stationär zu halten, um dadurch den Differentialmechanismus in den gesperrten Zustand zu versetzen.
Bei der oben beschriebenen Ausführungsform (7) kann der Differentialmechanismus in geeigneter Weise durch die Umschaltvorrichtung für den Differentialzustand zwischen dem Differentialzustand und dem gesperrten Zustand umgeschaltet werden.
(8) Die Steuervorrichtung nach der oben beschriebenen Ausführungsform (7), wobei die Umschaltvorrichtung für den Differentialzustand eine Kupplung umfaßt, die geeignet ist, wenigstens zwei dieser ersten, zweiten und dritten Elemente mit einander zu verbinden, um das erste, zweite und dritte Element als eine Einheit zu drehen, und/oder eine Bremse, die geeignet ist, das zweite Element mit einem stationären Element zu verbinden, um das zweite Element stationär zu halten.
Bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform (8) kann der Differentialmechanismus in geeigneter Weise durch die Umschaltvorrichtung für den Differentialzustand zwischen dem Differential- und dem gesperrten Zustand umgeschaltet werden.
(9) Die Steuervorrichtung nach der oben beschriebenen Ausführungsform (8), wobei die Umschaltvorrichtung für den Differentialzustand sowohl diese Kupplung als auch diese Bremse umfaßt und geeignet ist, diese Kupplung und diese Bremse zu lösen, um dadurch den Differentialmechanismus in den Differentialzustand zu versetzen, in dem das erste, das zweite und das dritte Element relativ zu einander drehbar sind, und die Kupplung in Eingriff zu bringen und die Bremse zu lösen, um dadurch den Differentialmechanismus zu befähigen, als ein Getriebe mit einem Drehzahlverhältnis 1 zu wirken, oder die Bremse in Eingriff zu bringen und die Kupplung zu lösen, um dadurch den Differentialmechanismus zu befähigen, als drehzahlerhöhendes Getriebe mit einem Drehzahlverhältnis unter 1 zu wirken.
Bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform (9) kann der Differentialmechanismus durch die Umschaltvorrichtung für den Differentialzustand in geeigneter Weise zwischen dem Differential- und dem gesperrten Zustand umgeschaltet und als ein Getriebe mit einem einzigen festen Drehzahlverhältnis oder einer Mehrzahl von Drehzahlverhältnissen betrieben werden.
(10) Die Steuervorrichtung nach einer der oben beschriebenen Ausführungsformen (7) bis (9), wobei der Differentialmechanismus ein Planetengetriebesatz ist und das erste, das zweite und das dritte Element ein Träger, ein Sonnenrad bzw. ein Zahnkranz (Hohlrad) dieses Planetengetriebesatzes sind.
Bei der oben beschriebenen Ausführungsform (10) kann die axiale Abmessung des Differentialmechanismus reduziert werden, und der Differentialmechanismus kann einfach durch einen Planetengetriebesatz gebildet werden.
(11) Die Steuervorrichtung nach der vorstehend beschriebenen Ausführungsform (10), wobei der Planetengetriebesatz vom Einritzeltyp ist.
Bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform (11) kann die axiale Abmessung des Differentialmechanismus reduziert werden, und der Differentialmechanismus kann einfach durch einen Planetengetriebesatz der Einritzelbauart gebildet werden.
(12) Die Steuervorrichtung nach einer der oben beschriebenen Ausführungsformen (1) bis (11), wobei das Fahrzeugantriebssystem weiter einen automatischen Getriebeabschnitt umfaßt, der zwischen dem Leistungsübertragungselement und dem Antriebsrad angeordnet ist und ein Gesamtdrehzahlverhältnis aufweist, das durch das Drehzahlverhältnis des Differentialmechanismus und ein Drehzahlverhältnis dieses automatischen Getriebeabschnitts bestimmt ist.
Bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform (12) kann das Drehzahlverhältnis des automatischen Getriebeabschnitts wirksam derart genutzt werden, daß die Antriebskraft des Fahrzeugs über einen weiten Bereich des Drehzahlverhältnisses des Antriebssystems erhalten werden kann, wodurch der Betriebswirkungsgrad des Differentialmechanismus (oder des kontinuierlich veränderlichen Getriebeabschnitts), der als elektrisch gesteuertes kontinuierlich veränderliches Getriebe benutzt werden kann, verbessert werden kann.
(13) Die Steuervorrichtung nach der vorstehend beschriebenen Ausführungsform (12), wobei der automatische Getriebeabschnitt ein stufenweise veränderliches Automatikgetriebe ist.
Bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform (13) wird durch das stufenweise veränderliche automatisches Getriebe und den in seinem Differentialzustand befindlichen Differentialmechanismus ein kontinuierlich veränderliches Getriebe gebildet, während ein stufenweise veränderliches Getriebe durch das stufenweise veränderliche Getriebe und den in seinem gesperrten Zustand befindlichen Differentialmechanismus gebildet wird.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die obigen und weitere Aufgaben, Merkmale, Vorteile und technischen sowie industriellen Kennzeichen der vorliegenden Erfindung werden besser verstanden anhand der folgenden, detaillierten Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung, wenn sie in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen in Betracht gezogen wird. In den Zeichnungen zeigt
1 eine schematische Ansicht, die ein Beispiel der Anordnung eines Getriebemechanismus eines Antriebssystems für ein Hybridfahrzeug zeigt, das durch eine Steuervorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gesteuert wird;
2 eine Betriebstabelle zur Darstellung der Schaltaktionen des Getriebemechanismus des Fahrzeugantriebssystems der 1, der in Abhängigkeit von verschiedenen Kombinationen von Betriebszuständen hydraulisch betätigter Reibungskupplungsvorrichtungen zur Bewirkung der entsprechenden Schaltaktionen entweder in einem kontinuierlich veränderlichen Schaltungszustand oder in einem stufenweise veränderlichen Schaltungszustand betreibbar ist;
3 eine kollineare Tafel zur Anzeige relativer Drehzahlen von Drehelementen des Getriebemechanismus des Fahrzeugantriebssystems der Ausführungsform nach 1 betrieben im stufenweise veränderlichen Schaltungszustand in verschiedenen Gangpositionen des Antriebssystems;
4 eine Diagrammansicht zur Erläuterung von Eingangs- und Ausgangssignalen der zur Steuerung des Fahrzeugantriebssystems der Ausführungsform nach 1 vorgesehenen elektronischen Steuervorrichtung;
5 ein funktionelles Blockdiagramm zur Erläuterung der von der elektronischen Steuervorrichtung nach 4 ausgeführten hauptsächlichen Steuerfunktionen;
6 eine Ansicht zur Darstellung einer gespeicherten Schaltungsgrenzlinientafel (Tafel zur Steuerung der stufenweisen Schaltung), die zur Bestimmung einer Schaltungsaktion eines stufenweise veränderlichen automatischen Getriebeabschnitts des Getriebemechanismus in einem zweidimensionalen Koordinatensystem benutzt wird, das durch eine Achse der Fahrzeuggeschwindigkeit und eine Achse des Ausgangsdrehmoments des automatischen Getriebeabschnitts definiert ist, und einer gespeicherten Schaltungsgrenzlinientafel (Schaltungssteuerungstafel) im gleichen Koordinatensystem, die zur Schaltung des Getriebemechanismus zwischen dem stufenweise veränderlichen Schaltungszustand und dem kontinuierlich veränderlichen Schaltungszustand benutzt wird;
7 eine Ansicht einer Schaltungsbereichsumschalttafel zur Anzeige von Grenzlinien, die einen Bereich der stufenweise Schaltung und einen Bereich der kontinuierlich veränderlichen Schaltung in einem zweidimensionalen Koordinatensystem definieren, das durch eine Achse der Drehzahl des Verbrennungsmotors und eine Achse des Drehmoments des Verbrennungsmotors definiert wird, wobei die Grenzlinien dieser Schaltungsbereiche den in 6 in unterbrochenen Linien dargestellten Grenzlinien der Schaltungssteuerungstafel entsprechen;
8 ein Diagramm, das ein Beispiel der Veränderung einer Drehzahl des Verbrennungsmotors als Ergebnis einer Hochschaltaktion des stufenweise veränderlichen automatischen Getriebeabschnitts zeigt;
9 eine Ansicht eines Beispiels einer manuell betätigbaren Schaltvorrichtung mit mehreren Betriebsstellungen;
10A und 10B Ansichten zur Rückstellung der Drehzahl des Verbrennungsmotors auf Null beim Stoppen des Verbrennungsmotors durch eine Aktion eines ersten Elektromotors des Antriebssystems mit einem Lösen einer Umschaltkupplung eines kontinuierlich veränderlichen Getriebeabschnitts des Getriebemechanismus, um diesen Getriebeabschnitt aus einem Schaltungszustand mit festem Drehzahlverhältnis (stufenweise veränderlicher Schaltungszustand) in einen kontinuierlich veränderlichen Schaltungszustand umzuschalten, wobei die 10A den Fall zeigt, daß der automatische Getriebeabschnitt sich in einer ersten Gangposition befindet, während 10B einen Fall zeigt, in dem der automatische Getriebeabschnitt sich in einer der Rückwärtsfahrt zugeordneten Gangposition befindet;
11 ein Flußdiagramm zur Darstellung einer von der elektronischen Steuervorrichtung der 5 durchgeführten Steuerroutine für das Stoppen des Verbrennungsmotors zur Reduzierung der Schwingungen des Hybridfahrzeugs beim Stoppen des Verbrennungsmotors;
12 eine Zeittafel zur Erläuterung einer in Übereinstimmung mit der Steuerroutine für das Stoppen des Verbrennungsmotors nach dem Flußdiagramm der 11 durchgeführten Aktion zur Reduzierung der Resonanzerscheinung des Antriebssystems beim Stoppen des Verbrennungsmotors infolge einer Freigabe des Gaspedals beim Schaltungszustand mit festem Drehzahlverhältnis eines kontinuierlich veränderlichen Getriebeabschnitts;
13 ist eine schematische, der 1 entsprechende Ansicht, die ein weiteres Beispiel einer Anordnung des Getriebemechanismus eines Hybridfahrzeugantriebssystems zeigt, die durch eine Steuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung gesteuert wird;
14 eine Tafel entsprechend jener in 2, die Schaltungsaktionen des Getriebemechanismus der 13 zeigt;
15 eine kollineare Tafel entsprechend jener in 3, die die relativen Drehzahlen der Drehelemente des Getriebemechanismus der 15 in den verschiedenen Gangpositionen zeigt; und
16 eine perspektivische Ansicht zur Darstellung einer manuell betätigbaren Wählvorrichtung für den Schaltungszustand in Form eines Kippschalters, der als Umschalter für eine stufenweise Schaltung und als Umschalter für eine kontinuierlich veränderliche Schaltung fungiert, wobei der Kippschalter bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung vorgesehen ist und vom Fahrer des Hybridfahrzeugs betätigt wird, um den Getriebemechanismus manuell entweder in den stufenweise veränderlichen oder den kontinuierlich veränderlichen Schaltungszustand zu versetzen.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen wird nun im Detail die bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Es wird zunächst auf die schematische Ansicht der 1 Bezug genommen, die einen Getriebemechanismus 10 erläutert, der einen Teil eines Antriebssystems für ein Hybridfahrzeug bildet, welches Antriebssystem durch eine Steuervorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung gesteuert wird. Der Getriebemechanismus 10 schließt ein: ein Eingangsdrehelement in Form einer Eingangswelle 14, die auf einer gemeinsamen Achse in einem als stationäres Element dienenden, an einem Fahrzeugkörper angebrachten Getriebegehäuse 12 angeordnet ist; einen kontinuierlich veränderlichen Getriebeabschnitt 11, der mit der Eingangswelle 14 entweder direkt oder indirekt über einen nicht gezeigten Pulsationsabsorptionsdämpfer (Schwingungsdämpfer) verbunden ist; einen stufenweise veränderlichen oder mehrstufigen automatischen Getriebeabschnitt 20, der über ein Leistungsübertragungselement 18 (Leistungsübertragungswelle) in Reihe verbunden zwischen dem kontinuierlich veränderlichen Getriebeabschnitt 11 und (in 5 gezeigten) Antriebsrädern 38 des Fahrzeugs eingefügt ist; und ein Ausgangsdrehelement in Form einer mit dem automatischen Getriebeabschnitt 20 verbundenen Ausgangswelle 22. Die Eingangswelle 12, der kontinuierlich veränderliche Getriebeabschnitt 11, der automatische Getriebeabschnitt 20 und die Ausgangswelle 22 sind in Reihe mit einander verbunden. Der Getriebemechanismus 10 ist in geeigneter Weise auf ein FR-Fahrzeug (front engine, rear-drive) mit Frontmotor und damit verbundenem Hinterachsantrieb anwendbar und ist zwischen der Quelle der Antriebsleistung in Form eines Verbrennungsmotors 8 und einem Paar von Antriebsrädern 38 angeordnet, um die Antriebsleistung für das Fahrzeug vom Verbrennungsmotor 8 über einen Differentialgetriebemechanismus (letztes Drehzahlreduziergetriebe) und ein Paar Antriebsachsen auf das Paar der Antriebsräder 38 zu übertragen, wie dies in 5 gezeigt ist. Der Verbrennungsmotor 8 kann ein Benzinmotor oder ein Dieselmotor sein und arbeitet als eine Quelle der Antriebsleistung des Fahrzeugs, die direkt oder indirekt über einen Schwingungsdämpfer mit der Eingangswelle 14 verbunden ist. Es ist zu beachten, daß die untere Hälfte des Getriebemechanismus 10, der in Bezug auf seine Achse symmetrisch gestaltet ist, in 1 weggelassen ist. Dies trifft auch bei den anderen, unten beschriebenen Ausführungsformen zu. Beim gegenwärtigen Getriebemechanismus 10 sind der Verbrennungsmotor 8 und der kontinuierlich veränderlichen Getriebeabschnitt 11, wie oben beschrieben, mit einander direkt oder indirekt über den Schwingungsdämpfer verbunden, aber eine strömumgsmittelbetriebene Leistungsübertragungsvorrichtung, beispielsweise ein Drehmomentwandler oder eine Strömungsmittelkupplung, ist nicht zwischen dem Verbrennungsmotor 8 und dem Getriebeabschnitt 11 eingefügt.
Der kontinuierlich veränderlichen Getriebeabschnitt 11 schließt ein: einen ersten Elektromotor M1; einen Leistungsverteilungsmechanismus 16, der als Differentialmechanismus wirkt und betrieben werden kann zur mechanischen Verteilung einer durch die Eingangswelle 14 erhaltenen Ausgangsleistung des Verbrennungsmotors 8 auf den ersten Elektromotor M1 und das Leistungsübertragungselement 18; und einen zweiten Elektromotor M2, dessen Ausgangswelle gemeinsam mit dem Leistungsübertragungselement 18 rotiert. Der zweite Elektromotor M2 kann an jeder Stelle des Leistungsübertragungspfads zwischen dem Leistungsübertragungselement 18 und den Antriebsrädern 38 angeordnet sein. Sowohl der erste Elektromotor M1 als auch der zweite Elektromotor M2 bei der vorliegenden Ausführungsform sind sog. Motorgeneratoren, die eine Funktion als Elektromotor und eine Funktion als elektrischer Generator besitzen. Jedoch sollte wenigstens der erste Elektromotor M1 als elektrischer Generator fungieren, um eine elektrische Energie und eine Reaktionskraft zu erzeugen, während der zweite Elektromotor M2 wenigstens als Quelle einer Antriebsleistung fungieren sollte, um eine Antriebskraft für das Fahrzeug zu erzeugen.
Der Leistungsverteilungsmechanismus 16 schließt als hauptsächliche Komponenten einen ersten Planetengetriebesatz 24 der Einritzelbauart mit einem Übersetzungsverhältnis ρ1 von beispielsweise etwa 0,418, eine Umschaltkupplung C0 und eine Umschaltbremse B0 ein. Der erste Planetengetriebesatz 24 besitzt Drehelemente, bestehend aus einem ersten Sonnenrad S1, einem ersten Planetenrad P1, einem das erste Planetenrad P1 derart tragenden ersten Träger CA1, daß das erste Planetenrad P1 um seine eigene Achse und die Achse des ersten Sonnenrads S1 drehbar ist, und einem ersten Zahnkranz (Hohlrad) R1, der mit dem ersten Sonnenrad S1 über das erste Planetenrad P1 in Eingriff steht. Wenn die Zähnezahlen der ersten Sonnenrades S1 und des ersten Zahnkranzes R1 durch ZS1 bzw. ZR1 repräsentiert werden, wird das oben genannte Übersetzungsverhältnis durch ZS1/ZR1 repräsentiert.
Im Leistungsverteilungsmechanismus 16 ist der erste Träger CA1 mit der Eingangswelle 14 verbunden, d.h. mit dem Verbrennungsmotor 8, und das erste Sonnenrad S1 ist mit dem ersten Elektromotor M1 verbunden, während der erste Zahnkranz R1 mit dem Leistungsübertragungselement 18 verbunden ist. Die Umschaltbremse B0 ist zwischen dem ersten Sonnenrad S1 und dem Getriebegehäuse 12, und die Umschaltkupplung C0 ist zwischen dem ersten Sonnenrad S1 und dem ersten Träger CA1 angeordnet. Wenn die Umschaltkupplung C0 und die Umschaltbremse B0 beide gelöst sind, befindet sich der Leistungsverteilungsmechanismus 16 in einem Differentialzustand, in dem das erste Sonnenrad S1, der erste Träger CA1 und der erste Zahnkranz R1 des ersten Planetengetriebesatzes 24 relativ zu einander drehbar sind, um eine Differentialfunktion auszuüben, so daß die Ausgangsleistung des Verbrennungsmotors 8 auf den ersten Elektromotor M1 und das Leistungsübertragungselement 18 verteilt wird, wodurch ein Teil der Ausgangsleistung des Verbrennungsmotors 8 benutzt wird, um den ersten Elektromotor M1 anzutreiben und eine elektrische Energie zu erzeugen, die gespeichert oder zum Antrieb des zweiten Elektromotors M2 benutzt wird. Demgemäß ist der Leistungsverteilungsmechanismus 16 in den kontinuierlich veränderlichen Schaltungszustand (elektrisch eingerichteter CVT-Zustand) versetzt, in dem die Drehzahl des Leistungsübertragungselements 18 kontinuierlich veränderbar ist, unabhängig von der Drehzahl des Verbrennungsmotors 8, nämlich in den Differentialzustand, in dem ein Drehzahlverhältnis γ0 (Drehzahl der Eingangswelle 14/Drehzahl des Leistungsübertragungselements 18) des Leistungsverteilungsmechanismus 16 kontinuierlich von einem Minimalwert γ0min zu einem Maximalwert γ0max verändert wird, das heißt, in den kontinuierlich veränderlichen Schaltungszustand, in dem der Leistungsverteilungsmechanismus 16 als ein elektrisch gesteuertes, kontinuierlich veränderliches Getriebe fungiert, dessen Drehzahlverhältnis γ0 kontinuierlich vom Minimalwert γ0min zum Maximalwert γ0max veränderlich ist.
Wenn die Umschaltkupplung C0 oder die Umschaltbremse B0 in Eingriff sind, während der Leistungsverteilungsmechanismus 16 sich in seinem kontinuierlich veränderlichen Zustand befindet, wird der Mechanismus 16 in einen gesperrten oder Nicht-Differentialzustand gebracht, in dem die Differentialfunktion nicht verfügbar ist. Wenn die Umschaltkupplung C0 in Eingriff ist, werden, im Detail beschrieben, das erste Sonnenrad S1 und der erste Träger CA1 mit einander verbunden, so daß der Leistungsverteilungsmechanismus 16 in den gesperrten Zustand oder Nicht-Differentialzustand überführt wird, in dem die drei Drehelemente des aus dem ersten Sonnenrad S1, dem ersten Träger CA1 und dem ersten Zahnkranz R1 bestehenden ersten Planetengetriebesatzes 24 als eine Einheit drehbar sind, so daß der kontinuierlich veränderlichen Getriebeabschnitt 11 sich ebenfalls in einem Nicht-Differentialzustand befindet. In diesem Nicht-Differentialzustand werden die Drehzahl des Verbrennungsmotors 8 und die Drehzahl des Leistungsübertragungselements 18 einander angeglichen, so daß der Leistungsverteilungsmechanismus 16 in einen Zustand mit festem Drehzahlverhältnis oder einen stufenweise veränderlichen Schaltungszustand versetzt wird, in dem der Mechanismus 16 als ein Getriebe mit einem festen Drehzahlverhältnis γ0 gleich 1 fungiert. Wenn die Umschaltbremse B0 anstelle der Umschaltkupplung C0 in Eingriff ist, wird das erste Sonnenrad S1 gegenüber dem Getriebegehäuse 12 festgelegt, so daß der Leistungsverteilungsmechanismus 16 in seinen gesperrten oder Nicht-Differentialzustand versetzt wird, in dem das erste Sonnenrad S1 nicht drehbar ist. Weil die Drehzahl des ersten Zahnkranzes R1 höher ist als die des ersten Trägers CA1, wird der kontinuierlich veränderlichen Getriebeabschnitt 11 in den Zustand mit festem Drehzahlverhältnis oder den stufenweise veränderlichen Schaltungszustand versetzt, in dem der Mechanismus 16 als ein drehzahlerhöhendes Getriebe mit einem festen Drehzahlverhältnis γ0 kleiner als 1, beispielsweise etwa 0,7, fungiert. Somit fungieren die Reibungskupplungsvorrichtungen in Form der Umschaltkupplung C0 und der Umschaltbremse B0 als eine Schaltvorrichtung für den Differentialzustand, die einsetzbar ist, um wahlweise den kontinuierlich veränderlichen Getriebeabschnitt 11 in den kontinuierlich veränderlichen Schaltungszustand (Differentialzustand) zu versetzen, indem der Mechanismus 16 als ein elektrisch gesteuertes, kontinuierlich veränderliches Getriebe einsetzbar ist, dessen Drehzahlverhältnis kontinuierlich veränderlich ist, und in den gesperrten Zustand oder stufenweise veränderlichen Schaltungszustand, in dem der Mechanismus 15 nicht als das elektrisch gesteuerte, kontinuierlich veränderliche Getriebe einsetzbar ist, nämlich im Schaltungszustand mit festen Drehzahlverhältnis (Nicht-Differentialzustand), in dem der Mechanismus 16 als Getriebe mit einer einzigen Getriebeposition mit einem Drehzahlverhältnis oder mit einer Mehrzahl von Getriebepositionen und mit entsprechenden Drehzahlverhältnissen fungiert.
Der automatische Getriebeabschnitt 20 schließt einen zweiten Planetengetriebesatz 26 der Einritzelbauart, einen dritten Planetengetriebesatz 28 der Einritzelbauart und einen vierten Planetengetriebesatz 30 der Einritzelbauart ein. Der zweite Planetengetriebesatz 26 besitzt: ein zweites Sonnenrad S2, ein zweites Planetenrad P2, einen das zweite Planetenrad P2 derart tragenden zweiten Träger CA2, daß das zweite Planetenrad P2 um seine eigene Achse und die Achse des zweiten Sonnenrads S2 drehbar ist, und einen zweiten Zahnkranz R2, der mit dem zweiten Sonnenrad S2 über das zweite Planetenrad P2 in Eingriff steht. Beispielsweise besitzt der zweite Planetengetriebesatz 26 ein Übersetzungsverhältnis ρ2 von etwa 0,562. Der dritte Planetengetriebesatz 28 besitzt: ein drittes Sonnenrad S3, ein drittes Planetenrad P3, einen das dritte Planetenrad P3 derart tragenden dritten Träger CA3, daß das dritte Planetenrad P3 um seine eigene Achse und die Achse des dritten Sonnenrads S3 drehbar ist, und einen dritten Zahnkranz R3, der mit dem dritten Sonnenrad S3 über das dritte Planetenrad P3 in Eingriff steht. Beispielsweise besitzt der dritte Planetengetriebesatz 28 ein Übersetzungsverhältnis ρ3 von etwa 0,425. Der vierte Planetengetriebesatz 30 besitzt: ein viertes Sonnenrad S4, ein viertes Planetenrad P4, einen das vierte Planetenrad P4 derart tragenden vierten Träger CA2, daß das vierte Planetenrad P4 um seine eigene Achse und die Achse des vierten Sonnenrads S4 drehbar ist, und einen vierten Zahnkranz R4, der mit dem vierten Sonnenrad S2 über das vierte Planetenrad P4 in Eingriff steht. Beispielsweise besitzt der vierte Planetengetriebesatz 30 ein Übersetzungsverhältnis ρ4 von etwa 0,421. Wenn die Zähnezahl des zweiten Sonnenrads S2, des zweiten Zahnkranzes R2, des dritten Sonnenrad S3, des dritten Zahnkranzes R3, des vierten Sonnenrads S4 und des vierten Zahnkranzes R4 durch ZS2, ZR2, SR3, ZR3, ZS4 und ZR4 repräsentiert werden, werden die oben benannten Übersetzungsverhältnisse ρ2, ρ3, ρ4 jeweils durch ZS2/ZR2, ZS3/ZR3 bzw. ZS4/ZR4 repräsentiert.
Im automatischen Getriebeabschnitt 20 sind das zweite Sonnenrad S2 und das dritte Sonnenrad S3 integriert als eine Einheit mit einander verbunden, die wahlweise mit dem Leistungsübertragungselement 18 durch eine zweite Kupplung C2 verbunden ist und wahlweise am Getriebegehäuse 12 durch eine erste Bremse B1 festgelegt ist. Der zweite Träger CA2 ist wahlweise am Getriebegehäuse 12 durch eine zweite Bremse B2 festgelegt und der vierte Zahnkranz R4 ist wahlweise am Getriebegehäuse 12 durch eine dritte Bremse B3 festgelegt. Der zweite Zahnkranz R2, der dritte Träger CA3 und der vierte Träger CA4 sind integriert aneinander festgelegt und an der Ausgangswelle 22 festgelegt. Der dritte Zahnkranz R3 und das vierte Sonnenrad S4 sind integriert an einander festgelegt und wahlweise mit dem Leistungsübertragungselement 18 durch eine erste Kupplung C1 verbunden. Somit sind der automatische Getriebeabschnitt 20 und das Leistungsübertragungselement 18 durch die erste Kupplung C1 und die zweite Kupplung C2 wahlweise mit einander verbunden, die zur Einrichtung der Getriebepositionen des automatischen Getriebeabschnitts 20 benutzt wird. Mit anderen Worten, die erste und die zweite Kupplung C1, C2 wirken zusammen, um als Kupplungsvorrichtungen zu fungieren, die betätigbar sind, um einen Leistungsübertragungspfad, der das Leistungsübertragungselement 18 und den automatischen Getriebeabschnitt 20 (der den kontinuierlich veränderlichen Getriebeabschnitt 11 (das Leistungsübertragungselement 18) und die Antriebsräder 38 verbindet) zwischen einem Leistungsübertragungszustand, in dem eine Antriebskraft für das Fahrzeug über den Leistungsübertragungspfad übertragen werden kann, und einem die Leistung abschaltenden Zustand, in dem die Antriebskraft für das Fahrzeug über den Leistungsübertragungspfad nicht übertragen werden kann, umzuschalten. Das heißt, der Leistungsübertragungspfad wird in den Leistungsübertragungszustand geschaltet, wenn wenigstens eine der ersten Kupplung C1 oder der zweiten Kupplung C2 in Eingriff ist, und in den die Leistung abschaltenden Zustand, wenn sowohl die erste als auch die zweite Kupplung C1, C2 gelöst sind.
Die oben beschriebenen Elemente Umschaltkupplung C0, erste Kupplung C1, zweite Kupplung C2, Umschaltbremse B0, erste Bremse B1, zweite Bremse B2 und dritte Bremse B3 sind hydraulisch betätigte Reibungskupplungsvorrichtungen, wie sie in konventionellen automatischen Fahrzeuggetrieben verwendet werden. Jede dieser Reibungskupplungsvorrichtungen wird durch eine nasse Mehrscheibenkupplung gebildet, die eine Mehrzahl von Reibscheiben enthält, die durch ein hydraulisches Stellglied gegeneinander gedrückt werden, oder durch eine Bandbremse, die eine drehbare Trommel und, die äußere Umfangsfläche der drehbaren Trommel umschlingend, ein Band oder zwei Bänder aufweist, die durch ein an deren einem Ende angreifendes hydraulisches Stellglied festgezogen werden können. Jede der Kupplungen C0–C2 und der Bremsen B0–B3 kann wahlweise in Eingriff gebracht werden, um zwei Elemente zu verbinden, zwischen denen die Kupplung oder Bremse eingefügt ist.
Beim wie oben beschrieben konstruierten Getriebemechanismus 10 wird wahlweise eine Gangposition oder Drehzahlposition aus einer eine erste Gangposition (Drehzahlposition) bis fünfte Gangposition (Drehzahlposition), eine Rückwärtsgangposition (Rückfahrtposition) und eine neutrale Position umfassenden Gruppe in Eingriff gebracht durch die Eingriffsaktion einer entsprechenden Kombination von Reibungskupplungsvorrichtungen, die, wie in 2 angezeigt, aus den oben genannten Elementen, Umschaltkupplung C0, erste Kupplung C1, zweite Kupplung C2, Umschaltbremse B0, erste Bremse B1, zweite Bremse B2 und dritte Bremse B3 ausgewählt sind. Diese Positionen haben entsprechende Drehzahlverhältnisse γ (Drehzahl N_IN der Eingangswelle/Drehzahl N_OUT der Ausgangswelle), die sich als geometrische Reihe verändern. Im Einzelnen ist zu beachten, daß der Leistungsverteilungsmechanismus 16 mit der Umschaltkupplung C0 und der Umschaltbremse B0 derart versehen ist, daß der kontinuierlich veränderliche Getriebeabschnitt 11 wahlweise durch den Eingriff der Umschaltkupplung C0 oder der Umschaltbremse B0 in den Schaltungszustand mit festem Drehzahlverhältnis versetzt werden kann, in dem der Mechanismus 16 als ein Getriebe einsetzbar ist, das eine einzige Gangposition mit einem einzigen Drehzahlverhältnis oder eine Mehrzahl von Gangpositionen mit entsprechenden Drehzahlverhältnissen aufweist, wie auch in den kontinuierlich veränderlichen Schaltungszustand, in dem der Mechanismus 16 als ein kontinuierlich veränderliches Getriebe einsetzbar ist, wie vorstehend beschrieben. Beim gegenwärtigen Getriebemechanismus 10 wird deshalb ein stufenweise veränderliches Getriebe durch den automatischen Getriebeabschnitt 20 und den kontinuierlich veränderlichen Getriebeabschnitt 11 gebildet, der durch Eingriff der Umschaltkupplung C0 oder der Umschaltbremse B0 in seinen Schaltungszustand mit festem Drehzahlverhältnis versetzt ist. Weiter wird ein kontinuierlich veränderliches Getriebe durch den automatischen Getriebeabschnitt 20 und den kontinuierlich veränderlichen Getriebeabschnitt 11 gebildet, der dadurch, daß weder die Umschaltkupplung C0 noch die Umschaltbremse B0 in Eingriff sind, in seinen kontinuierlich veränderlichen Schaltungszustand versetzt ist. Mit anderen Worten: der Getriebemechanismus 10 wird durch den Eingriff entweder der Umschaltkupplung C0 oder der Umschaltbremse B0 in den stufenweise veränderlichen Schaltungszustand versetzt, und durch Lösen sowohl der Umschaltkupplung C0 als auch der Umschaltbremse B0 in den kontinuierlich veränderlichen Schaltungszustand. Der kontinuierlich veränderlichen Getriebeabschnitt 11 wird auch als Getriebe angesehen, das zwischen dem stufenweise veränderlichen Schaltungszustand und dem kontinuierlich veränderlichen Schaltungszustand umschaltbar ist.
Wenn der Getriebemechanismus 10 als das stufenweise veränderliche Getriebe fungiert, wird beispielsweise die erste Gangposition mit dem höchsten Drehzahlverhältnis γ1 von beispielsweise etwa 3,357 durch Eingriffsaktionen der Umschaltkupplung C0, der ersten Kupplung C1 und der dritten Bremse B3 eingerichtet, und die zweite Gangposition mit dem Drehzahlverhältnis γ2 von beispielsweise etwa 2,180, das niedriger ist als das Drehzahlverhältnis γ1, durch Eingriffsaktionen der Umschaltkupplung C0, der ersten Kupplung C1 und der zweiten Bremse B2, wie das in 2 dargestellt ist. Weiter wird die dritte Gangposition mit dem Drehzahlverhältnis γ3 von beispielsweise etwa 1,424, das niedriger ist als das Drehzahlverhältnis γ2, durch Eingriffsaktionen der Umschaltkupplung C0, der ersten Kupplung C1 und der ersten Bremse B1 eingerichtet, und die vierte Gangposition mit dem Drehzahlverhältnis γ4 von beispielsweise etwa 1,000, das niedriger ist als das Drehzahlverhältnis γ3, durch Eingriffsaktionen der Umschaltkupplung C0, der ersten Kupplung C1 und der zweiten Kupplung C2. Die fünfte Gangposition mit dem Drehzahlverhältnis γ5 von beispielsweise etwa 0,705, das geringer ist als das Drehzahlverhältnis γ4, wird eingerichtet durch Eingriffsaktionen der ersten Kupplung C1, der zweiten Kupplung C2 und der Umschaltbremse B0. Weiter wird die Rückwärtsgangposition mit dem Drehzahlverhältnis γR von beispielsweise 3,209, das zwischen den Drehzahlverhältnissen γ1 und γ2 liegt, durch Eingriffsaktionen der zweiten Kupplung C2 und der dritten Bremse B3 eingerichtet. Die neutrale Position N wird nur durch den Eingriff der Umschaltkupplung C0 eingerichtet.
Wenn andererseits der Getriebemechanismus 10 als das kontinuierlich veränderlichen Getriebe arbeitet, sind, wie in 2 dargestellt, sowohl die Umschaltkupplung C0 als auch die Umschaltbremse B0 gelöst, so daß der kontinuierlich veränderliche Getriebeabschnitt 11 als das kontinuierlich veränderliche Getriebe fungiert, während der in Reihe mit dem kontinuierlich veränderlichen Getriebeabschnitt 11 verbundene automatischen Getriebeabschnitt 20 als das stufenweise veränderliche Getriebe fungiert, wodurch die Drehzahl der auf den sich in einer der ersten bis vierten Gangpositionen befindlichen automatischen Getriebeabschnitt 20 übertragenen Drehbewegung, nämlich die Drehzahl des Leistungsübertragungselements 18, kontinuierlich verändert wird, so daß das Drehzahlverhältnis des Antriebssystems, wenn der automatische Getriebeabschnitt 20 in eine dieser vier Gangpositionen versetzt ist, sich kontinuierlich über einen vorgegebenen Bereich verändert. Demgemäß ist das Drehzahlverhältnis des automatischen Getriebeabschnitts 20 kontinuierlich über die angrenzenden Gangpositionen veränderlich, wodurch das Gesamtdrehzahlverhältnis γT des Getriebemechanismus kontinuierlich veränderlich ist.
Die kollineare Tafel der 3 zeigt in durchgehenden Linien eine Beziehung zwischen den Drehzahlen der Drehelemente in jeder der Gangstufen des Getriebemechanismus 10, die durch den kontinuierlich veränderlichen Getriebeabschnitt 11 gebildet werden, der als der kontinuierlich veränderliche Schaltabschnitt oder erste Schaltabschnitt wirksam ist und durch den automatischen Getriebeabschnitt 20, der als der stufenweise veränderliche Schaltabschnitt oder zweite Schaltabschnitt wirksam ist. Die kollineare Tafel nach 3 ist ein rechtwinkliges, zweidimensionales Koordinatensystem, in dem die Planetengetriebesätze 24, 26, 28, 30 längs der horizontalen Achse angeordnet sind, während die entsprechenden Drehzahlen der Drehelemente längs der vertikalen Achse angeordnet sind. Eine untere von drei horizontalen Linien X1, X2, XG, das heißt die horizontale Linie X1, zeigt die Drehzahl 0 (Null) an, während eine obere der drei horizontalen Linien, das heißt die horizontale Linie X2, die Drehzahl 1,0 (Eins) anzeigt, d.h. eine Betriebsdrehzahl NE des mit der Eingangswelle 14 verbundenen Verbrennungsmotors 8. Die horizontale Linie XG zeigt die Drehzahl des Leistungsübertragungselements 18 an.
Drei dem Leistungsverteilungsmechanismus 16 des kontinuierlich veränderlichen Getriebeabschnitts 11 entsprechende vertikale Linien Y1, Y2 und Y3 repräsentieren jeweils die relativen Drehzahlen eines zweiten Drehelements (zweiten Elements) RE2 in Form des ersten Sonnenrads S1, eines ersten Drehelements (ersten Elements) RE1 in Form des ersten Trägers CA1, und eines dritten Drehelements (dritten Elements) RE3 in Form des ersten Zahnkranzes R1. Die Abstände zwischen den benachbarten der vertikalen Linien Y1, Y2 und Y3 werden durch das Übersetzungsverhältnis ρ1 des ersten Planetengetriebesatzes 24 bestimmt. Das heißt, der Abstand zwischen den vertikalen Linien Y1 und Y2 entspricht „1", während der Abstand zwischen Y2 und Y3 dem Übersetzungsverhältnis ρ1 entspricht. Weiter repräsentieren fünf dem automatischen Getriebeabschnitt 20 entsprechende, vertikale Linien Y4, Y5, Y6, Y7 und Y8 jeweils die entsprechenden Drehzahlen eines vierten Drehelements (vierten Elements) RE4 in Form des zweiten und des dritten Sonnenrads S2, S3, die integrierend an einander festgelegt sind, eines fünften Drehelements (fünften Elements) RE5 in Form des zweiten Trägers CA2, eines sechsten Drehelements (sechsten Elements) RE6 in Form des vierten Zahnkranzes R4, eines siebten Drehelements (siebten Elements) RE7 in Form des zweiten Zahnkranzes R2 und des dritten und vierten Trägers CA3, CA4, die integrierend aneinander festgelegt sind, und eines achten Drehelements (achten Elements) RE8 in der Form eines dritten Zahnkranzes R3 und des vierten Sonnenrades S4, die integrierend aneinander festgelegt sind. Die Abstände zwischen den einander benachbarten der vertikalen Linien Y4–Y8 werden durch die Übersetzungsverhältnisse ρ2, ρ3 und ρ4 des zweiten, dritten und vierten Planetengetriebesatzes 26, 28, 30 bestimmt. Das heißt, die Abstände zwischen dem Sonnenrad und Träger eines jeden der zweiten, dritten und vierten Planetengetriebesätze entspricht „1", während die Abstände zwischen dem Träger und dem Zahnkranz eines jeden dieser Planetengetriebesätze 26, 28, 30 dem Übersetzungsverhältnis ρ entspricht.
Unter Bezugnahme auf die kollineare Tafel in 3 ist der Leistungsverteilungsmechanismus 11 (der kontinuierlich veränderliche Getriebeabschnitt 11) des Getriebemechanismus 10 so angeordnet, das das erste Drehelement RE1 (erster Träger CA1) des ersten Planetengetriebesatzes 24 integrierend an der Eingangswelle 14 (Verbrennungsmotor 8) festgelegt und wahlweise mit dem zweiten Drehelement RE2 (erstes Sonnenrad S1) durch die Umschaltkupplung C0 verbunden ist und diese zweite Drehelement R2 am ersten Elektromotor M1 festgelegt und wahlweise am Getriebegehäuse 12 durch die Umschaltbremse B0 festgelegt ist, während das dritte Drehelement RE3 (erster Zahnkranz R1) am Leistungsübertragungselement 18 und dem zweiten Elektromotor M2 festgelegt ist, so daß die Drehbewegung der Eingangswelle 14 auf das automatische Getriebe 20 (stufenweise veränderlicher Getriebeabschnitt) durch das Leistungsübertragungselement 18 übertragen wird. Eine Beziehung zwischen den Drehzahlen des ersten Sonnenrads S1 und des ersten Zahnkranzes R1 wird durch eine geneigte, gerade Linie L0 repräsentiert, die einen Schnittpunkt zwischen den Linien Y2 und X2 durchquert.
Wenn der Getriebemechanismus 10 durch Lösen der Umschaltkupplung C0 und der Umschaltbremse B0 in den kontinuierlich veränderlichen Schaltungszustand versetzt wird, wird beispielsweise die durch einen Schnittpunkt zwischen der Linie L0 und der vertikalen Linie Y1 repräsentierte Drehzahl des ersten Sonnenrads S1 angehoben oder abgesenkt durch Steuerung der durch eine Aktion des ersten Elektromotors M1 zur Erzeugung elektrischer Energie entstehenden Reaktionskraft, so daß die durch einen Schnittpunkt zwischen der Linie L0 und der vertikalen Linie durch einen Schnittpunkt zwischen der Linie L0 und der vertikalen Linie 3 repräsentierte Drehzahl des ersten Zahnkranzes R1 angehoben oder gesenkt wird. Wenn die Umschaltkupplung C0 in Eingriff ist, sind das erste Sonnenrad S1 und der erste Träger CA1 mit einander verbunden und der Leistungsverteilungsmechanismus 16 ist in den Nicht-Differentialzustand versetzt, in dem die oben benannten drei Drehelemente als eine Einheit gedreht werden, so daß die Linie L0 auf die horizontale Linie X2 ausgerichtet wird, so daß das Leistungsübertragungselement 19 mit einer Drehzahl rotiert, die gleich der Drehzahl NE des Verbrennungsmotors ist. Wenn andererseits die Umschaltbremse B0 in Eingriff ist, wird die Rotation des ersten Sonnenrads S1 gestoppt und der Leistungsverteilungsmechanismus 16 wird in den Nicht-Differentialzustand versetzt und wirkt als der drehzahlerhöhende Mechanismus, so daß die Linie in den in 3 gezeigten Zustand geneigt wird, wodurch die Drehzahl des ersten Zahnkranzes R1, d.h. die durch einen Schnittpunkt zwischen den Linien L0 und Y3 repräsentierte Umdrehung des Leistungsübertragungselements 18, über die Drehzahl NE des Verbrennungsmotors angehoben und auf den automatischen Getriebeabschnitt 20 übertragen wird.
Im automatischen Getriebeabschnitt 20 wird das vierte Drehelement RE4 wahlweise durch die zweite Kupplung C2 mit dem Leistungsübertragungselement 18 verbunden und durch die erste Bremse B1 wahlweise am Getriebegehäuse 12 festgelegt, und das fünfte Drehelement RE5 wird durch die zweite Bremse B2 wahlweise am Getriebegehäuse 12 festgelegt, während das sechste Drehelement RE6 wahlweise durch die dritte Bremse B3 am Getriebegehäuse 12 festgelegt wird. Das siebte Drehelement RE7 wird an der Ausgangswelle 22 festgelegt, während das achte Drehelement RE8 wahlweise mit dem Leistungsübertragungselement 18 durch die erste Kupplung C1 verbunden wird.
Wenn die erste Kupplung C1 und die dritte Bremse B3 in Eingriff sind, ist der automatischen Getriebeabschnitt 20 in die erste Gangposition versetzt. Die Drehzahl der Ausgangswelle 22 in der ersten Gangposition wird durch einen Schnittpunkt zwischen der vertikalen Linie Y7, die die Drehzahl des an der Ausgangswelle 22 festgelegten siebten Drehelements RE7 anzeigt, und einer geneigten, geraden Linie L1 repräsentiert, die durch den Schnittpunkt zwischen der die Drehzahl des achten Drehelement RE8 anzeigenden vertikalen Linie Y8 und der horizontalen Linie X2 und einen Schnittpunkt zwischen der die Drehzahl des sechsten Drehelements RE6 anzeigenden vertikalen Linie Y6 und der horizontalen Linie X1 verläuft, wie dies in 3 gezeigt ist. In ähnlicher Weise wird die Drehzahl der Ausgangswelle 22 in der zweiten Gangposition, die durch den Eingriff der ersten Kupplung C1 und der zweiten Bremse B2 eingerichtet wird, durch einen Schnittpunkt zwischen einer durch diese Eingriffsaktionen bestimmten, geneigten geraden Linie L2 und der die Drehzahl des siebten, an der Ausgangswelle 22 festgelegten Drehelements RE7 anzeigenden vertikalen Linie Y7 repräsentiert. Die Drehzahl der Ausgangswelle 22 in der dritten Gangposition, die durch den Eingriff der ersten Kupplung C1 und der ersten Bremse B1 eingerichtet wird, wird durch einen Schnittpunkt zwischen einer geneigten, durch diese Eingriffsaktionen bestimmten, geraden Linie L3 und der vertikalen, die Drehzahl des siebten, an der Ausgangswelle 22 festgelegten Drehelements RE7 anzeigenden Linie Y7 repräsentiert. Die Drehzahl der Ausgangswelle 22 in der durch den Eingriff der ersten Kupplung C1 und der zweiten Kupplung C2 eingerichteten vierten Gangposition wird durch einen Schnittpunkt zwischen einer durch diese Eingriffsaktionen bestimmten horizontalen Linie L4 und der die Drehzahl des an der Ausgangswelle 22 festgelegten siebten Drehelements RE7 anzeigenden vertikalen Linie Y7 repräsentiert. In der ersten bis vierten Gangposition, in denen die Umschaltkupplung C0 in Eingriff ist, rotiert das achte Drehelement RE8 mit der gleichen Drehzahl wie die Drehzahl NE des Verbrennungsmotors, wobei die Antriebskraft vom Leistungsverteilungsmechanismus 16 erhalten wird. Wenn die Umschaltbremse B0 anstelle der Umschaltkupplung C0 in Eingriff ist, wird das achte Drehelement RE8 mit einer Drehzahl in Drehung versetzt, die höher ist als die Drehzahl NE des Verbrennungsmotors, wobei die Antriebskraft vom Leistungsverteilungsmechanismus 16 erhalten wird. Die Drehzahl der Ausgangswelle 22 in der durch den Eingriff der ersten Kupplung C1, der zweiten Kupplung C2 und der Umschaltbremse B0 eingerichteten fünften Gangposition wird durch einen Schnittpunkt zwischen einer durch diese Eingriffsaktionen bestimmten horizontalen Linie L5 und der die Drehzahl des an der Ausgangswelle 22 festgelegten, siebten Drehelements anzeigenden vertikalen Linie Y7 repräsentiert.
Die 4 zeigt Signale die von einer elektronischen Steuervorrichtung 40 empfangen werden, die vorgesehen ist, um den Getriebemechanismus 10 zu steuern, und von der elektronischen Steuervorrichtung erzeugte Signale. Diese elektronische Steuervorrichtung 40 schließt einen sogenannten Mikrocomputer ein, der eine CPU, ein ROM und ein RAM und eine Eingang/Ausgang-Schnittstelle einschließt, und der so angeordnet ist, daß er die Signale entsprechend den im ROM gespeicherten Programmen verarbeitet, während eine Funktion des ROM zur zeitweiligen Datenspeicherung genutzt wird, um Hybridantriebssteuerungen des Verbrennungsmotor 8 und der Elektromotoren M1 und M2 sowie Antriebssteuerungen wie Schaltsteuerungen des automatischen Getriebeabschnitts 20 einzurichten.
Die elektronische Steuervorrichtung 40 ist so angeordnet, daß sie von verschiedenen in 4 gezeigten Sensoren und Schaltern verschiedene Signale erhält, wie: ein die Kühlwassertemperatur des Verbrennungsmotors anzeigendes Signal; ein Ausgangssignal eines Schaltpositionssensors 49 (in 5 gezeigt), der eine aktuell ausgewählte Betriebsposition PSH eines Schalthebels 48 (ebenfalls in 5 gezeigt) anzeigt; ein die Betriebsdrehzahl NE des Verbrennungsmotors 8 anzeigendes Signal; ein Signal, das einen Wert anzeigt, der eine ausgewählte Gruppe von der Vorwärtsfahrt zugeordneten Antriebspositionen des Getriebemechanismus 10 darstellt; ein Signal zur Anzeige eines M-Modus (Verbrennungsmotorantriebsmodus); ein Signal zur Anzeige des Betriebszustands einer Klimaanlage; ein Signal zur Anzeige einer dem Drehzahl der Ausgangswelle 22 entsprechenden Fahrzeuggeschwindigkeit; ein Signal zur Anzeige der Temperatur des Getriebeöls des automatischen Getriebeabschnitts 20; ein Signal zur Anzeige des Zustands einer betätigten Feststellbremse; ein Signal zur Anzeige des betätigten Zustands einer Fußbremse; ein Signal zur Anzeige der Temperatur eines Katalysators; ein Signal zur Anzeige des Betätigungswinkels eines Gaspedals; ein Signal zur Anzeige eines Nockenwinkels; ein Signal zur Anzeige des Auswahl einer an Schnee angepaßten Fahrweise; ein Signal zur Anzeige des Wertes der Längsbeschleunigung des Fahrzeugs; eine Signal zur Anzeige eines aktiven Tempomats; ein Signal zur Anzeige des Fahrzeuggewichts; ein Signal zur Anzeige der Drehzahlen der Antriebsräder des Fahrzeugs; ein Signal zur Anzeige des Betriebszustands eines der stufenweisen Schaltung zugeordneten Schalters, der vorgesehen ist, um den kontinuierlich veränderlichen Getriebeabschnitt 11 (Leistungsverteilungsmechanismus 16) in den Schaltungszustand mit festem Drehzahlverhältnis zu versetzen, in dem der Getriebemechanismus 10 als ein stufenweise schaltendes Getriebe arbeitet; ein Signal zur Anzeige des Betriebszustands eines der kontinuierlich veränderlichen Schaltung zugeordneten Schalters, der vorgesehen ist, um den kontinuierlich veränderlichen Getriebeabschnitt 11 (Leistungsverteilungsmechanismus 16) in den kontinuierlich veränderlichen Schaltungszustand zu versetzen, in dem der Getriebemechanismus 10 als ein kontinuierlich veränderliches Getriebe arbeitet; ein Signal zur Anzeige der Drehzahl NM1 des ersten Elektromotors M1 und ein Signal zur Anzeige einer Drehzahl NM2 des zweiten Elektromotors M2.
Die elektronische Steuervorrichtung 40 ist weiter so ausgebildet, daß sie verschiedene Signale erzeugt, wie: ein Signal zur Betätigung des Drosselbetätigungselements zur Steuerung des Öffnungswinkels des Drosselventils; ein Signal zur Steuerung einer Brennstoffeinspritzvorrichtung 45 (gezeigt in 5) zur Steuerung der in den Verbrennungsmotor 8 eingespritzten Brennstoffmenge; ein Signal zur Steuerung der Zündvorrichtung zur Steuerung des Zündzeitpunkts der (nicht gezeigten) Zündvorrichtung des Verbrennungsmotors 8; ein Signal zur Einstellung eines Ladedrucks an einem Lader; ein Signal zur Betätigung der elektrischen Klimaanlage; Signale zur Betriebssteuerung der Elektromotoren M1 und M2; ein Signal zur Betätigung der Schaltbereichsanzeige zur Anzeige der gewählten Betriebsposition des Schalthebels 48; ein Signal zur Betätigung der Übersetzungsverhältnis-Anzeige zur Anzeige des Übersetzungsverhältnisses; ein Signal zum Betrieb einer Anzeige des Schnee-Fahr-Modus, um die Wahl des Schnee-Fahr-Modus anzuzeigen; ein Signal zum Betrieb eines ABS-Stellglieds zur Antiblockierbremsung der Räder; ein Signal zur Betätigung eines M-Modus Anzeigers zur Anzeige der Wahl des M-Modus; Signale zur Betätigung der in eine hydraulische Steuereinheit 42 einbezogenen Magnetventile zur Steuerung der hydraulischen Betätigungselemente der hydraulisch betätigten Reibungskupplungsvorrichtungen des Leistungsverteilungsmechanismus 16 und des automatischen Getriebeabschnitts 20; ein Signal zum Betrieb einer elektrischen Ölpumpe, die als hydraulische Druckquelle für die hydraulische Steuereinheit 42 benutzt wird; ein Signal zur Betätigung einer elektrischen Heizung und ein Signal zur Ausgabe an einen Fahrtsteuerungscomputer.
Es wird nun auf das Blockschaltbild in 5 Bezug genommen, um ein Verfahren zur Steuerung des Getriebemechanismus 10 zu erläutern, das heißt, hauptsächliche Steuerfunktionen ausgeführt von der elektronischen Steuervorrichtung 40. Die elektronische Steuervorrichtung 40 schließt einen Schaltungs-Steuerungsabschnitt 50 ein, einen Hybridsteuerungsabschnitt 52, einen Steuerungsabschnitt 54 für eine stufenweise veränderliche Schaltung, einen Tafelspeicher 56, einen Bestimmungsabschnitt 62 für Hochdrehzahl-Gänge, einen Schaltpositions-Bestimmungsabschnitt 80, einen Bestimmungsabschnitt 82 für eine Motorstopp-Bedingung und einen Bestimmungsabschnitt 86 für einen Motorstopp-Schwingungsbereich. Der Steuerungsabschnitt 54 für eine stufenweise veränderliche Schaltung ist ausgelegt, um zu ermitteln, ob eine Schaltaktion des Getriebemechanismus 10 stattfinden sollte, das heißt, eine der ersten bis fünften Gangpositionen zu bestimmen, in die der Getriebemechanismus 10 geschaltet werden sollte. Diese Bestimmung erfolgt auf der Basis eines festgestellten Fahrzeugzustands in Form der ermittelten Fahrzeuggeschwindigkeit V und eines ermittelten Ausgangsdrehmoments Tour des automatischen Getriebeabschnitts 20 und entsprechend einer Schaltungsgrenzentafel (Tafel zur Steuerung der stufenweisen Schaltung), die im Tafelspeicher 56 gespeichert ist und in 6 in durchgehenden Linien dargestellte Grenzlinien für die Aufwärtsschaltung und in durch Einzelpunkte unterbrochene Linien in 6 dargestellte Grenzlinien für die Abwärtsschaltung repräsentiert. Der Steuerungsabschnitt 54 für eine stufenweise veränderliche Schaltung befiehlt der hydraulischen Steuereinheit 42 den automatischen Getriebeabschnitt 20 automatisch auf die bestimmte Gangposition zu schalten. Im Detail beschrieben, befiehlt der Steuerungsabschnitt 54 für eine stufenweise veränderliche Schaltung der hydraulischen Steuereinheit 42, die hydraulisch betätigten Reibungskupplungsvorrichtungen C1–C2, B1–B3 in Eingriff zu bringen und zu lösen, um die gemäß der Tafel in 2 bestimmten Gangpositionen einzurichten.
Der Hybridsteuerungsabschnitt 52 ist so ausgelegt, daß er den Verbrennungsmotor 8 so steuert, daß er mit hohem Wirkungsgrad betrieben wird, und den ersten und den zweiten Elektromotor M1, M2 so steuert, daß ein Verhältnis zwischen den vom Verbrennungsmotor 9 und dem zweiten Elektromotor M2 erzeugten Antriebskräften und einer durch den ersten Elektromotor M1 während seines Betriebes als elektrischer Generator erzeugten Reaktionskraft optimiert wird, um dadurch das Drehzahlverhältnis γ0 des als elektrisch gesteuertes kontinuierlich veränderliches Getriebe wirkenden kontinuierlich veränderlichen Getriebeabschnitts 11 zu steuern, während der Getriebemechanismus 10 in den kontinuierlich veränderlichen Zustand versetzt wird, das heißt, während der kontinuierlich veränderlichen Getriebeabschnitt 11 in den Differentialzustand versetzt wird. Beispielsweise berechnet der Hybridsteuerungsabschnitt 52 die Ausgangsleistung, die vom Fahrzeugführer bei der aktuellen Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs auf der Basis des Betätigungsbetrags Acc des Gaspedals und der Fahrzeuggeschwindigkeit V angefordert wird, und berechnet eine erforderliche Fahrzeugantriebskraft auf der Basis der berechneten Ausgangsleistung und eines erforderlichen Betrags der vom ersten Elektromotor M1 erzeugten elektrischen Energie. Auf der Basis der berechneten, erforderlichen Fahrzeugantriebskraft berechnet der Hybridsteuerungsabschnitt 52 die gewünschte Drehzahl NE und die gewünschte Gesamtausgangsleistung des Verbrennungsmotors 8 und steuert die aktuelle Ausgangsleistung des Verbrennungsmotors 8 und den Betrag der durch den ersten Elektromotor M1 erzeugten elektrischen Energie entsprechend der berechneten, erwünschten Drehzahl NE und der gewünschten Gesamtausgangsleistung des Verbrennungsmotors 8. Mit anderen Worten, der Hybridsteuerungsabschnitt 52 ist in der Lage, die Drehzahl NE des Verbrennungsmotors für einen gegebenen Wert der Fahrzeuggeschwindigkeit V und für ein gegebenes Drehzahlverhältnis des automatischen Getriebeabschnitts 20 (für eine gegebene Drehzahl des Leistungsübertragungselements 18) durch Steuerung des Betrags der vom ersten Elektromotor M1 erzeugten elektrischen Energie zu steuern.
Der Hybridsteuerungsabschnitt 52 ist so ausgelegt, daß er die oben beschriebene Hybridsteuerung bewirkt, während er die aktuell gewählte Gangposition des automatischen Getriebeabschnitts 20 berücksichtigt, um die Fahreigenschaften des Fahrzeugs und die Wirtschaftlichkeit des Brennstoffverbrauchs des Verbrennungsmotors 8 zu verbessern. Bei der Hybridsteuerung wird der kontinuierlich veränderliche Getriebeabschnitt 11 so gesteuert, daß er als elektrisch gesteuertes kontinuierlich veränderliches Getriebe wirkt, zur optimalen Koordination der Drehzahl NE des Verbrennungsmotors (gewünschte Drehzahl NE* des Verbrennungsmotors) und der Fahrzeuggeschwindigkeit V zum effizienten Betrieb des Verbrennungsmotors 8, und die Drehzahl des Leistungsübertragungselements 18 wird durch die ausgewählte Gangposition des automatischen Getriebeabschnitts 20 bestimmt. Das heißt, der Hybridsteuerungsabschnitt 52 bestimmt einen Zielwert des Gesamtsrehzahlverhältnisses γT des Getriebemechanismus 10, so daß der Verbrennungsmotor 8 gemäß einer gespeicherten, der höchsten Wirtschaftlichkeit des Kraftstoffverbrauchs zugeordneten Kurve (Tafel) betrieben wird. Der Sollwert bzw. Vorgabewert des Gesamtdrehzahlverhältnisses γT des Getriebemechanismus 10 erlaubt die Steuerung der Drehmoments TE und der Drehzahl NE des Verbrennungsmotors, so daß dieser eine Ausgangsleistung abgibt, die erforderlich ist, um das Fahrzeug mit der Antriebskraft anzutreiben, die durch den Fahrer angefordert wird. Die der höchsten Wirtschaftlichkeit des Kraftstoffverbrauchs zugeordneten Kurve wird durch Versuche ermittelt, um sowohl der gewünschten Leistungsfähigkeit des Betriebs als auch der höchsten Wirtschaftlichkeit des Kraftstoffverbrauchs gerecht zu werden, und wird in einem zweidimensionalen, durch eine der Drehzahl NE des Verbrennungsmotors zugeordnete Achse und eine dem Drehmoment TE des Verbrennungsmotors zugeordnete Achse definierten Koordinatensystem definiert. Der Hybridsteuerungsabschnitt 52 steuert das Drehzahlverhältnis γ0 des kontinuierlich veränderlichen Getriebeabschnitts 11, um einen Vorgabewert des Gesamtdrehzahlverhältnisses γT zu erhalten, so daß das Gesamtdrehzahlverhältnis γT in einem vorgegebenen Bereich gesteuert werden kann, beispielsweise zwischen 13 und 0,5.
Bei der Hybridsteuerung steuert der Hybridsteuerungsabschnitt 52 einen Wechselrichter 58, so daß die durch den ersten Elektromotor M1 erzeugte elektrische Energie einer elektrischen Vorrichtung 60 und dem zweiten Elektromotor M2 durch den Wechselrichter 58 zugeführt wird. Das heißt, ein größerer Teil der vom Verbrennungsmotor 8 erzeugten Antriebskraft wird mechanisch auf das Leistungsübertragungselement 18 übertragen, während der verbleibende Teil der Antriebskraft durch den ersten Elektromotor M1 verbraucht wird, um diesen Teil in elektrische Energie umzuwandeln, die durch den Wechselrichter 58 dem zweiten Elektromotor M2 zugeführt wird, so daß der zweite Elektromotor M2 mit der zugeführten elektrischen Energie betrieben wird, um eine auf das Leistungsübertragungselement 18 zu übertragende mechanische Energie zu erzeugen. Somit ist das Antriebssystem mit einem elektrischen Pfad versehen, über den eine durch Umwandlung eines Teils der Antriebskraft des Verbrennungsmotors 8 erzeugte elektrische Energie in mechanische Energie umgewandelt wird. Dieser elektrische Pfad schließt Komponenten ein, die der Erzeugung der elektrischen Energie und dem Verbrauch der erzeugten elektrischen Energie durch den zweiten Elektromotor M2 zugeordnet sind.
Es ist auch festzuhalten, daß der Hybridsteuerungsabschnitt 52 fähig ist, einen sogenannten „Anlaß- und Fahrt"-Modus einzurichten, in dem das Fahrzeug nur durch den Elektromotor (z.B. den Elektromotor M2) als Antriebsenergiequelle gestartet und angetrieben wird durch Benutzung der elektrischen CVT-Funktion des kontinuierlich veränderlichen Getriebeabschnitts 11, unabhängig davon, ob der Verbrennungsmotor 8 sich nicht in Betrieb oder im Leerlaufzustand befindet. Wenn das Fahrzeug mit dem Verbrennungsmotor 8 statt des Elektromotors als Quelle der Antriebsleistung des Fahrzeugs gestartet wird, steuert der Hybridsteuerungsabschnitt 52 die Reaktionskraft des ersten Elektromotors M1, der als elektrischer Generator betrieben wird, um die Drehzahl des Leistungsübertragungselements 18 mittels der Differentialfunktion des Leistungsverteilungsmechanismus 16 anzuheben, um dadurch das Starten des Fahrzeugs durch den Verbrennungsmotor 8 zu steuern. Normalerweise wird das Fahrzeug mittels des Elektromotors gestartet, wird aber während einiger Zustände des Fahrzeugs durch den Verbrennungsmotor gestartet.
Der Hybridsteuerungsabschnitt 52 ist weiter aufgrund der CVT-Funktion des kontinuierlich veränderlichen Getriebeabschnitts 11 fähig, den Verbrennungsmotor 8 in einem Betriebszustand (operated state) zu halten, unabhängig davon, ob das Fahrzeug steht oder mit relativ geringer Geschwindigkeit fährt. Der erste Elektromotor M1 kann es erfordern, als elektrischer Generator betrieben zu werden, während das Fahrzeug steht, um die elektrische Energiespeichervorrichtung 60 zu laden, wenn ein in der Speichervorrichtung 60 gespeicherter Energiebetrag SOS unter einen vorgegebenen Grenzwert abgesunken ist. In diesem Falle kann die Drehzahl NE des Verbrennungsmotors 8, der in Betrieb ist, um den ersten Elektromotor M1 als den elektrischen Generator mit relativ hoher Drehzahl zu betreiben, hoch genug gehalten werden, um aufgrund der Differentialfunktion des Leistungsverteilungsmechanismus 16 den Betrieb des Verbrennungsmotors 8 durch sich selbst zu ermöglichen, selbst wenn die durch die Fahrzeuggeschwindigkeit bestimmte Betriebsdrehzahl des zweiten Elektromotors M2 im wesentlichen Null ist, wenn das Fahrzeug steht.
Der Hybridsteuerungsabschnitt 52 ist weiter in der Lage, die Drehzahl NE des Verbrennungsmotors mittels der elektrischen CVT-Funktion des kontinuierlich veränderlichen Getriebeabschnitts 11 durch Steuerung der Betriebsdrehzahl NM1 des ersten Elektromotors M1 und/oder der Betriebsdrehzahl NM2 des zweiten Elektromotors konstant zu halten, unabhängig davon, ob das Fahrzeug steht oder mit einer relativ geringen Geschwindigkeit fährt. Mit anderen Worten, der Hybridsteuerungsabschnitt 52 ist so angeordnet, daß er, wie gewünscht, die Betriebsdrehzahl NM1 des ersten Elektromotors M1 oder der Betriebsdrehzahl NM2 des zweiten Elektromotors steuert, während er die Drehzahl NE des Verbrennungsmotors konstant hält. Wenn beispielsweise die Betriebsdrehzahl NM2 des zweiten Elektromotors M2 absinkt, steuert der Hybridsteuerungsabschnitt 52 den ersten Elektromotor M1 so, daß er seine Betriebsdrehzahl NM1 erhöht, während die Betriebsdrehzahl NM2 des zweiten Elektromotors M2 abgesenkt und die Drehzahl NE des Verbrennungsmotors konstant gehalten wird, wie aus der kollinearen Tafel der 3 ersichtlich ist.
Der Hybridsteuerungsabschnitt 52 ist weiter fähig, den kontinuierlich veränderlichen Getriebeabschnitt 11 in einen leistungstrennenden Zustand zu versetzen, in dem der Leistungsübertragungspfad innerhalb des Getriebeabschnitts 11 getrennt wird, um die Übertragung eines Antriebsdrehmoments zu verhindern. Dieser leistungstrennende Zustand wird eingerichtet, indem der erste Elektromotor M1 und der zweite Elektromotor M2 in einem frei drehbaren Zustand gehalten werden, das heißt dadurch, daß die Elektromotoren M1, M2 an der Erzeugung eines Reaktionsmoments gehindert werden.
Der Bestimmungsabschnitt 62 für Hochdrehzahl-Gänge ist so ausgelegt, daß er feststellt, ob die Gangposition, in die der Getriebemechanismus 10 beim festgestellten Zustand des Fahrzeugs und gemäß der in dem Tafelspeicher 56 gespeicherten Tafel der Gangschaltungsgrenzlinien geschaltet werden sollte, eine Hochdrehzahl-Gangposition ist, beispielsweise die fünfte Gangposition. Diese Feststellung erfolgt, um festzustellen, ob die Umschaltkupplung C0 oder die Umschaltbremse B0 in Eingriff gebracht werden sollte, um den Getriebemechanismus 10 in den stufenweise veränderlichen Schaltungszustand zu versetzen.
Der Umschaltsteuerabschnitt 50 ist so angeordnet, daß er feststellt, ob der Getriebemechanismus 10 vom kontinuierlich veränderlichen Schaltungszustand in den stufenweise veränderlichen Schaltungszustand oder umgekehrt geschaltet werden sollte, das heißt, ob der festgestellte, durch die Fahrzeuggeschwindigkeit V und das Ausgangsdrehmoment Tour des automatischen Getriebeabschnitts 20 repräsentierte Fahrzeugzustand sich in einem kontinuierlich veränderlichen Schaltungsbereich befindet, um den Getriebemechanismus 10 in den kontinuierlich veränderlichen Schaltungszustand zu versetzen, oder in einem stufenweise veränderlichen Schaltungsbereich, um den Getriebemechanismus 10 in den stufenweise veränderlichen Schaltungszustand zu versetzen. Diese Feststellung erfolgt auf der Basis des festgestellten Fahrzeugzustands und gemäß einer in dem Tafelspeicher 56 gespeicherten Tafel der Umschaltgrenzlinien (Umschaltsteuertafel). Ein Beispiel der Umschaltgrenzlinientafel ist in durch sich wiederholende zwei Punkte unterbrochenen Linien in 6 gezeigt. Der Umschaltsteuerabschnitt 50 versetzt wahlweise den Getriebemechanismus 10 in den kontinuierlich veränderlichen Schaltungszustand oder den stufenweise veränderlichen Schaltungszustand, abhängig davon, ob der aktuelle Fahrzeugzustand sich im kontinuierlich veränderlichen Schaltungsbereich oder dem stufenweise veränderlichen Schaltungsbereich befindet.
Wenn der Umschaltsteuerabschnitt 50 feststellt, daß der ermittelte Fahrzeugzustand sich im stufenweise veränderlichen Schaltungsbereich befindet, versetzt der Umschaltsteuerabschnitt 50 den Hybridsteuerungsabschnitt 52 in einen Zustand, in dem er nicht in der Lage ist, eine Hybridsteuerung oder eine kontinuierlich veränderliche Schaltungssteuerung auszuführen, und befähigt den stufenweiseveränderlichen Schaltungsabschnitt 54 eine vorgegebene stufenweise veränderliche Schaltungssteuerung auszuführen, in der der automatischen Getriebeabschnitt 20 automatisch geschaltet wird entsprechend der Gangschaltungsgrenzlinientafel der 6, die im Tafelspeicher 56 gespeichert ist. Bei dieser stufenweisen Schaltungssteuerung wird eine der Gangpositionen des automatischen Getriebeabschnitts 20, die entsprechend der Gangschaltungsgrenzlinientafel der 6 ausgewählt wird, eingerichtet durch den Eingriff der entsprechenden hydraulische betätigten Reibungskupplungsvorrichtung C0, C1, C2, B0, B1, B2 und B3, wie es in der in 2 dargestellten Tabelle gezeigt ist, die eine vorgegebene Beziehung zwischen jeder Gangposition des Getriebemechanismus 10 und der entsprechenden Kombination von Reibungskupplungsvorrichtungen anzeigt. Diese Beziehung wird ebenfalls im Tafelspeicher 56 gespeichert. Es werden nämlich der kontinuierlich veränderliche Getriebeabschnitt 11 und der automatische Getriebeabschnitt 20 als ein stufenweise veränderliches automatisches Getriebe betrieben, das automatisch auf der Basis des ermittelten Fahrzeugzustands und gemäß der Gangschaltungsgrenzlinientafel der 6 und der vorgegebenen Beziehung der 2 geschaltet wird.
Wenn der den Hochdrehzahl-Gang bestimmende Abschnitt 62 festgestellt hat, daß der Getriebemechanismus 10 in die fünfte Gangposition geschaltet werden sollte, befiehlt der Umschaltsteuerabschnitt 50 der hydraulischen Steuereinheit 42 die Umschaltkupplung C0 zu lösen und die Umschaltbremse B0 in Eingriff zu bringen, um den kontinuierlich veränderlichen Getriebeabschnitt 11 zu befähigen, als ein Hilfsgetriebe zu arbeiten, das ein festes Drehzahlverhältnis γ0 von beispielsweise 0,7 aufweist, so daß der Getriebemechanismus 10 als Ganzes in eine als „Overdrive-Gangposition" bezeichnete Hochdrehzahl-Gangposition versetzt wird, die ein Drehzahlverhältnis von über 1,0 aufweist. Wenn der den Hochdrehzahl-Gang bestimmende Abschnitt 62 nicht festgestellt hat, daß der Getriebemechanismus 10 in die fünfte Gangposition geschaltet werden sollte, befiehlt der Umschaltsteuerabschnitt 50 der hydraulischen Steuereinheit 42 die Umschaltkupplung C0 in Eingriff zu bringen und die Umschaltbremse B0 zu lösen, um den kontinuierlich veränderlichen Getriebeabschnitt 11 zu befähigen, als ein Hilfsgetriebe zu arbeiten, das ein festes Drehzahlverhältnis γ0 von beispielsweise 1,0 aufweist, so daß der Getriebemechanismus 10 als Ganzes in eine die Drehzahl reduzierende Gangposition versetzt wird, die ein Drehzahlverhältnis nicht geringer als 1,0 aufweist. Somit wird der als das Hilfsgetriebe einsetzbare, kontinuierlich veränderliche Getriebeabschnitt 11 unter der Steuerung durch den Umschaltsteuerabschnitt 50 in eine ausgewählte von zwei Gangpositionen versetzt, während der Getriebemechanismus 10 in den stufenweise veränderlichen Schaltungszustand versetzt wird, in dem der in Reihe mit dem kontinuierlich veränderlichen Getriebeabschnitt 11 verbundene automatische Getriebeabschnitt 20 als ein stufenweise veränderliches Getriebe fungiert. Während der Fahrzeugzustand sich im stufenweise veränderlichen Schaltungsbereich befindet, wirkt deshalb der Getriebemechanismus 10 als Ganzes als ein stufenweise veränderliches automatisches Getriebe.
Wenn der Umschaltsteuerabschnitt 50 festgestellt hat, daß der ermittelte Fahrzeugzustand sich in dem kontinuierlich veränderlichen Schaltungsbereich befindet, um den Getriebemechanismus 10 in den kontinuierlich veränderlichen Schaltungszustand zu versetzen, befiehl der Umschaltsteuerabschnitt 50 der hydraulischen Steuereinheit 42 sowohl die Umschaltkupplung C0 als auch die Umschaltbremse B0 zu lösen, um den kontinuierlich veränderlichen Getriebeabschnitt 11 in den kontinuierlich veränderlichen Schaltungszustand zu versetzen. Gleichzeitig gestattet des Umschaltsteuerabschnitt 50 dem Hybridsteuerungsabschnitt 52 die Hybridsteuerung auszuführen, und befiehlt dem Steuerungsabschnitt 54 für eine stufenweise veränderliche Schaltung, eine vorgegebene der Gangpositionen auszuwählen und festzuhalten, oder eine automatische Schaltungssteuerung zuzulassen, gemäß der in dem Tafelspeicher 56 gespeicherten Tafel der Gangschaltungsgrenzlinien. In letzterem Falle bewirkt der Steuerungsabschnitt 54 für eine stufenweise veränderliche Schaltung die automatische Schaltungssteuerung durch eine geeignete Auswahl der in der Tabelle in 2 angezeigten Kombinationen der Arbeitszustände der Reibungskupplungsvorrichtungen, ausgenommen die Kombinationen, die einen Eingriff der Umschaltkupplung C0 und der Umschaltbremse B0 einschließen. Somit fungiert der kontinuierlich veränderliche Getriebeabschnitt 11 als das kontinuierlich veränderliche Getriebe, während das in Reihe mit dem kontinuierlich veränderlichen Getriebeabschnitt 11 verbundene automatische Getriebe als das stufenweise veränderliche Getriebe fungiert, so daß der Getriebemechanismus 10 eine ausreichende Antriebskraft für das Fahrzeug zur Verfügung stellt, daß die Drehzahl der auf den in einer der ersten bis vierten Gangpositionen befindlichen automatischen Getriebeabschnitt 20 übertragenen Drehbewegung, nämlich die Drehzahl des Leistungsübertragungselements 18, kontinuierlich verändert wird, so daß, wenn der automatischen Getriebeabschnitt 20 in eine jener Gangpositionen versetzt ist, das Drehzahlverhältnis des Getriebemechanismus 10 kontinuierlich über einen vorgegebenen Bereichs verändert wird. Demgemäß ist das Drehzahlverhältnis des automatischen Getriebeabschnitts 20 über die angrenzenden Gangpositionen kontinuierlich veränderlich, wodurch das Gesamtdrehzahlverhältnis γT des Getriebemechanismus 10 kontinuierlich veränderlich ist.
Die Tafel der Gangschaltungsgrenzlinien und die Tafel der Umschaltgrenzlinien nach 6 werden nun im Detail beschrieben. Die Tafel der Gangschaltungsgrenzlinien, die im Tafelspeicher 56 gespeichert ist und zur Bestimmung benutzt wird, ob der automatischen Getriebeabschnitt 20 geschaltet werden sollte, repräsentiert Gangschaltungsgrenzlinien, die in einem rechtwinkligen Koordinatensystem definiert sind, das eine Achse aufweist, längs der die Fahrzeuggeschwindigkeit V aufgetragen ist, und eine Achse, längs der ein auf die Antriebskraft bezogener Wert in Form des Ausgangsdrehmoments T_OUT des automatischen Getriebeabschnitts 20 aufgetragen ist. In 6 bezeichnen die durchgehenden Linien die Hochschaltungs-Grenzlinien, während die wiederholt durch einen Punkt durchbrochenen Linien die Abwärtsschaltungs-Grenzlinien darstellen. Die unterbrochenen Linien in 6 bezeichnen Umschaltgrenzlinien, die durch die Tafel der Umschaltgrenzlinien repräsentiert sind und den Bereich der stufenweisen Gangschaltung und den Bereich der kontinuierlich veränderlichen Gangschaltung definieren, die vom Umschaltsteuerabschnitt 50 benutzt werden. Diese Umschaltgrenzlinien repräsentieren die obere Grenze V1 der Fahrzeuggeschwindigkeit und die obere Grenze des Ausgangsdrehmoments T1, oberhalb deren festgestellt wird, daß sich das Fahrzeug im Hochgeschwindigkeitsbereich oder im Fahrzustand mit hoher Ausgangsleistung befindet. Die 6 zeigt auch wiederholt durch zwei Punkte unterbrochene Linien, die einen durch einen geeigneten Betrag der Steuerungshysterese bestimmten Abstand von den unterbrochene Linien aufweisen, so daß die unterbrochenen Linien und die wiederholt durch zwei Punkte unterbrochene Linien wahlweise als die Grenzlinien benutzt werden. Die in 6 gezeigte Tafel der Umschaltgrenzlinien wird durch den Umschaltsteuerabschnitt 50 benutzt, um festzustellen, ob sich das Fahrzeug im stufenweisen Schaltungszustand oder im kontinuierlich veränderlichen Schaltungszustand befindet, abhängig davon, ob die Fahrzeuggeschwindigkeit V und das Ausgangsdrehmoment Tour höher sind als die vorgegebenen oberen Grenzwerte V1, T1. Die Tafel der Gangschaltungsgrenzlinien und die Tafel der Umschaltgrenzlinien können als komplexe Tafel im Tafelspeicher 56 gespeichert werden. Die Tafel der Umschaltgrenzlinien kann wenigstens eine der Grenzlinien enthalten, die für die Obergrenze V1 der Fahrzeuggeschwindigkeit und die Obergrenze T1 des Ausgangsdrehmoments repräsentativ sind und können auch nur einen der zwei Parameter V und Tour anwenden.
Die Tafel der Gangschaltungsgrenzlinien und die Tafel der Umschaltgrenzlinien können durch gespeicherte Gleichungen für den Vergleich der aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit V mit dem Grenzwert und den Vergleich des aktuellen Ausgangsdrehmoments Tour mit dem Grenzwert T1 ersetzt werden. In diesem Falle schaltet der Umschaltsteuerabschnitt 50 den Getriebemechanismus 10 in den stufenweise veränderlichen Schaltungszustand, wenn die ermittelte aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit V die obere Grenze V1 überschritten hat oder wenn das ermittelte aktuelle Ausgangsdrehmoment Tour des automatischen Getriebeabschnitts 20 die obere Grenze T1 überschritten hat. Der Umschaltsteuerabschnitt 50 kann so angeordnet werden, daß der Getriebemechanismus 10 selbst dann in den stufenweisen Schaltungszustand versetzt wird, wenn der Fahrzeugzustand sich im kontinuierlich veränderlichen Schaltungsbereich befindet, wenn irgendeine Funktionsstörung oder ein Defekt der Komponenten festgestellt wird, wie des ersten oder zweiten Elektromotors M1, M2, des Wechselrichters 58 und der elektrischen Energiespeichervorrichtung 60, die dem oben beschriebenen elektrischen Pfad zugeordnet und einsetzbar sind, um den kontinuierlich veränderlichen Getriebeabschnitt 11 als das elektrisch gesteuerte, kontinuierlich veränderliche Getriebe zu betreiben.
Der oben benannte, der Antriebskraft zugeordnete Wert ist ein Parameter, der der Antriebskraft des Fahrzeugs entspricht, der das Ausgangsdrehmoment Tour des automatischen Getriebeabschnitts 20, das Ausgangsdrehmoment TE des Verbrennungsmotors 8 oder ein Beschleunigungswert des Fahrzeugs, wie auch ein Antriebsdrehmoment oder eine Antriebskraft der Antriebsräder 38 sein kann. Das Drehmoment TE des Verbrennungsmotors kann ein aktueller Wert sein, der auf der Basis des Betätigungswertes Acc des Gaspedals bzw. Fahrpedals oder des Öffnungswinkels des Drosselventils (oder der aufgenommenen Luftmenge, des Luft/Brennstoffverhältnisses oder der eingespritzten Brennstoffmenge) und der Drehzahl NE des Verbrennungsmotors berechnet ist, oder ein geschätzter Wert des Drehmoments TE des Verbrennungsmotors oder eine gewünschte Antriebskraft, die auf der Basis des Betätigungsbetrags Acc des Gaspedals durch den Fahrer oder des Öffnungswinkels des Drosselventils berechnet wird. Das Fahrzeugantriebsdrehmoment kann auf der Basis des Ausgangsdrehmoments Tour etc. berechnet werden, aber auch auf der Basis des Verhältnisses des Differentialgetriebemechanismus 36 und des Radius der Antriebsräder 38, oder es kann direkt durch einen Drehrmomentsensor oder dergl. ermittelt werden.
Beispielsweise wird die obere Grenze V1 der Fahrzeuggeschwindigkeit so bestimmt, daß der Getriebemechanismus 10 in den stufenweisen veränderlichen Schaltungszustand versetzt wird, während die Fahrzeuggeschwindigkeit V höher ist als die obere Grenze V1. Diese Festlegung ist wirkungsvoll, um die Möglichkeit einer Verschlechterung der Wirtschaftlichkeit des Brennstoffverbrauchs des Fahrzeugs zu minimieren, falls der Getriebemechanismus 10 bei einer relativ hohen Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs in den kontinuierlich veränderlichen Schaltungszustand versetzt würde. Die obere Grenze T1 des Ausgangsdrehmoments T_OUT wird in Abhängigkeit von den Betriebscharakteristika des ersten Elektromotors M1 bestimmt, der eine geringe Größe aufweist und dessen maximaler Leistungsabgabe relativ klein gehalten ist, so daß das Reaktionsdrehmoment des ersten Elektromotors M1 nicht so groß ist, wenn die Ausgangsleistung des Verbrennungsmotors im Laufzustand des Fahrzeugs mit hoher Leistungsausgabe relativ hoch ist.
Unter Bezugnahme auf 7 wird eine Umschalttafel des Schaltungsbereichsgezeigt, die Grenzlinien darstellt, die den Bereich der stufenweise veränderlichen Gangschaltung und den Bereich der kontinuierlich veränderlichen Gangschaltung in einem zweidimensionalen Koordinatensystem definieren, das durch eine Achse der Drehzahl NE des Verbrennungsmotors und eine Achse des Drehmoments TE des Verbrennungsmotors definiert ist. Die Grenzlinien der Tafel des Schaltungsbereichs der Gangschaltung werden als die durch die Drehzahl NE und das Drehmoment TE des Verbrennungsmotors definierten Ausgangskennlinien des Verbrennungsmotors 8 angesehen. Die Tafel der Umschaltgrenzlinien, die durch unterbrochene Linien in 6 angezeigt ist und durch den Umschaltsteuerabschnitt 50 benutzt wird, um festzustellen, ob sich der Fahrzeugzustand im kontinuierlich veränderlichen oder im stufenweise veränderlichen Bereich befindet, basiert auf der Tafel in 8. Der Umschaltsteuerabschnitt 50 kann die Umschalttafel des Schaltungsbereichs in 7 anstelle der Tafel der Schaltungsgrenzlinien in 6 benutzen, um festzustellen, ob der ermittelte Fahrzeugzustand sich im kontinuierlich veränderlichen oder im stufenweise veränderlichen Schaltungsbereich befindet.
Der durch die Tafel der Schaltungsgrenzlinien der 6 definierte stufenweise veränderliche Schaltungsbereich ist als ein Bereich mit hohem Drehmoment (Antriebsbereich mit hoher Leistungsausgabe) definiert, in dem das Ausgangsdrehmoment Tour des automatischen Getriebeabschnitts 20 nicht niedriger ist als die vorgegebene obere Grenze T1, oder ein Hochgeschwindigkeitsbereich, in dem die Fahrzeuggeschwindigkeit V nicht niedriger ist als die vorgegebene obere Grenze V1. Demgemäß wird die stufenweise veränderliche Schaltungssteuerung durchgeführt, wenn das Drehmoment TE des Verbrennungsmotors 8 vergleichsweise hoch ist oder wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit V vergleichsweise hoch ist, während die kontinuierlich veränderliche Schaltungssteuerung durchgeführt wird, wenn das Drehmoment TE des Verbrennungsmotors 8 vergleichsweise niedrig ist oder wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit V vergleichsweise niedrig ist, d.h. wenn sich der Verbrennungsmotor 8 in einem normalen Leistungsausgabezustand befindet. In ähnlicher Weise ist der Bereich der stufenweise veränderlichen Schaltung durch die Umschalttafel für die Schaltungsbereiche nach 7 als ein Bereich mit hohem Drehmoment definiert, in dem das Drehmoment TE des Verbrennungsmotors nicht niedriger ist als der vorgegebene obere Grenzwert TE1, oder ein Hochgeschwindigkeitsbereich, in dem die Drehzahl NE des Verbrennungsmotors nicht niedriger ist als die vorgegebene obere Grenze NE1, oder alternativ definiert als ein Bereich mit hoher Ausgangsleistung, in dem die Ausgangsleistung des Verbrennungsmotors 8, berechnet auf der Basis des Drehmoments TE und der Drehzahl NE des Verbrennungsmotors, nicht niedriger ist als ein vorgegebene Grenzwert. Demgemäß wird die stufenweise veränderliche Schaltungssteuerung ausgeführt, wenn das Drehmoment TE, die Drehzahl NE oder die Ausgangsleistung des Verbrennungsmotors 8 vergleichsweise hoch ist, während die kontinuierlich veränderliche Schaltungssteuerung ausgeführt wird, wenn das Drehmoment TE, die Drehzahl NE oder die Ausgangsleistung des Verbrennungsmotors 8 vergleichsweise niedrig ist, d.h. wenn sich der Verbrennungsmotor in dem normalen Leistungsausgabezustand befindet. Die Grenzlinien der Umschalttafel für den Schaltungsbereich nach 7 können als Hochgeschwindigkeits-Schwellenlinien oder als einer hohen Motorausgangsleistung zugeordnete Schwellenlinien betrachtet werden, die die obere Grenze der oben beschriebenen Fahrzeuggeschwindigkeit V oder der Ausgangsleistung des oben beschriebenen Verbrennungsmotors definieren.
Bei der gegenwärtig beschriebenen Ausführungsform ist der Getriebemechanismus 10 bei einem Fahrzustand des Fahrzeugs mit einer niedrigen oder mittleren Geschwindigkeit oder einem Fahrzustand des Fahrzeugs mit niedriger oder mittlerer Leistungsabgabe in den kontinuierlich veränderlichen Schaltungszustand versetzt, der einen hohen Grad an Wirtschaftlichkeit der Brennstoffverbrauchs des Hybridfahrzeugs gewährleistet. Bei einer hohen Fahrgeschwindigkeit V des Fahrzeugs, die höher ist als die obere Grenze V1, wird der Getriebemechanismus 10 in den stufenweise veränderlichen Schaltungszustand versetzt, in dem die Ausgangsleistung des Verbrennungsmotors 8 in erster Linie über den mechanischen Leistungsübertragungspfad an die Antriebsräder 38 übertragen wird, so daß die Wirtschaftlichkeit des Brennstoffverbrauchs aufgrund einer Reduzierung des Leistungsverlusts bei der Umwandlung von mechanischer Energie in elektrische Energie verbessert wird, der auftreten würden, wenn der kontinuierlich veränderlichen Getriebeabschnitt 11 (der Leistungsverteilungsmechanismus 16) als das elektrisch gesteuerte, kontinuierlich veränderlichen Getriebe wirksam ist. Bei einem Fahrzustand des Fahrzeugs mit hoher Leistungsabgabe, bei dem das Ausgangsdrehmoment Tour höher ist als die obere Grenze T1, wird der Getriebemechanismus 10 ebenfalls in den stufenweise veränderlichen Schaltungszustand versetzt. Deshalb wird der Getriebemechanismus 10 in den kontinuierlich veränderlichen Schaltungszustand nur versetzt, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit V relativ niedrig oder im mittleren Bereich ist oder wenn die Leistungsabgabe des Verbrennungsmotors relativ gering oder im mittleren Bereich ist, so daß die erforderliche Menge an vom ersten Elektromotor M1 erzeugter elektrischer Energie, d.h. die maximale Menge elektrischer Energie, die vom ersten Elektromotor M1 übertragen werden muß, reduziert werden kann, wodurch die erforderliche elektrische Reaktionskraft des ersten Elektromotors M1 reduziert werden kann, wodurch es möglich wird, die erforderlichen Größen des ersten Elektromotors M1 und des zweiten Elektromotors M2 und die erforderliche Größe des diese Elektromotoren einschließenden Antriebsmechanismus zu minimieren. Alternativ wird im Fahrzustand des Fahrzeugs mit hoher Leistungsabgabe der Getriebemechanismus 10 in den stufenweise veränderlichen Schaltungszustand (Schaltungszustand mit festem Drehzahlverhältnis) versetzt, so daß die Drehzahl NE des Verbrennungsmotors sich mit einer Hochschaltaktion des automatischen Getriebeabschnitts 20 verändert, wodurch ein angenehmer, rhythmischer Wechsel der Drehzahl NE des Verbrennungsmotors sichergestellt ist, wenn der automatischen Getriebeabschnitt 20 hochgeschaltet wird, wie das in 8 gezeigt ist. In anderer Weise dargelegt, wenn der Verbrennungsmotor sich in einem Zustand mit hoher Ausgangsleistung befindet, ist es wichtiger, den Fahrerwunsch nach einer Verbesserung des Fahrkomforts zu befriedigen als den Fahrerwunsch nach einer Verbesserung des Brennstoffverbrauchs. Dies berücksichtigend wird der Getriebemechanismus 10 vom kontinuierlich veränderlichen Schaltungszustand in den stufenweisen Schaltungszustand (Schaltungszustand mit festem Drehzahlverhältnis) versetzt, wenn die Ausgangsleistung des Verbrennungsmotors relativ hoch wird. Demgemäß ist der Fahrer durch einen komfortablen, rhythmischen Wechsel der Drehzahl NE des Verbrennungsmotors während dessen Betriebs mit hoher Leistungsausgabe zufriedengestellt, wie dies in 8 dargestellt ist.
Die 9 zeigt ein Beispiel einer von Hand bedienbaren Form einer Schaltvorrichtung 46 einschließlich des oben beschriebenen Schalthebels 48, der beispielsweise seitlich neben dem Fahrersitz angeordnet ist, und von Hand bedienbar ist, um eine aus einer Mehrzahl von Schaltpositionen auszuwählen, die eine Parkposition P umfassen, zur Überführung des Getriebemechanismus 10 (nämlich das automatischen Getriebe 20) in einen neutralen Zustand, in dem ein Leistungsübertragungspfad unterbrochen ist, wobei beide Kupplungen C1 und C2 sich im gelösten Zustand befinden, während gleichzeitig die Ausgangswelle 22 des automatischen Getriebes 20 sich im gesperrten Zustand befindet; eine Rückwärtsfahrtposition R, um das Fahrzeug in einer rückwärts gerichteten Richtung zu bewegen; eine neutrale Position N, um den Getriebemechanismus 10 in den neutralen Zustand zu versetzen; eine Position für die automatische Vorwärtsfahrt und eine manuell gesteuerte Vorwärtsfahrt-Schaltposition M.
Die hydraulische Steuereinheit 42 schließt ein manuell betätigbares Ventil ein, das betriebsmäßig mit dem Schalthebel 48 verbunden ist. Wenn der Schalthebel 48 in eine ausgewählte der Positionen P, R, N, D und M verstellt wird, wird das manuell verstellbare Ventil betätigt, um den entsprechenden Zustand der hydraulischen Steuereinheit 42 einzustellen. In der Position D für die automatische Vorwärtsfahrt oder der Position M für die manuell gesteuerte Vorwärtsfahrt wird eine der in der Tabelle der 2 angezeigten ersten bis vierten Gangpositionen (1st bis 5th) dadurch eingerichtet, daß eine entsprechende Kombination der Kupplungen C0–C2 und Bremsen B0–B3 durch Ansteuerung der in die hydraulische Steuereinheit 42 einbezogenen Magnetventile in Eingriff gebracht wird.
Die Parkposition P und die neutrale Position N sind dem Stillstand des Fahrzeugs zugeordnete Positionen, die gewählt werden, wenn das Fahrzeug nicht in Fahrt ist, während die der Rückwärtsfahrt zugeordnete Position R und die der automatisch gesteuerten und der manuell gesteuerten Fahrt zugeordneten Positionen D, M gewählt werden, wenn das Fahrzeug durch den Antrieb bewegt werden soll. In den Stillstandspositionen P, N befindet sich der Leistungsübertragungspfad des automatischen Getriebeabschnitts 20 in einem durch das Lösen der beiden Kupplungen C1 und C2 eingerichteten, die Leistungsübertragung unterbrechenden Zustand, wie dies in der Tabelle der 2 gezeigt ist. In den Fahrpositionen R, D, M befindet sich der Leistungsübertragungspfad im automatischen Getriebeabschnitt 20 in einem leistungsübertragenden Zustand, der durch den Eingriff wenigstens einer der Kupplungen C1 und C2 eingerichtet wird, wie ebenfalls in der Tabelle der 2 zu sehen ist.
Im Detail beschrieben, veranlaßt eine manuelle Überführung des Schalthebels 48 aus der Parkposition P oder der neutralen Position N in die der Rückwärtsfahrt zugeordnete Position R den Eingriff der zweiten Kupplung C2 zur Umschaltung des Leistungsübertragungspfades im automatischen Getriebeabschnitt 20 aus dem leistungsunterbrechenden Zustand in den leistungsübertragenden Zustand. Eine manuelle Überführung des Schalthebels 48 aus der neutralen Position N in die der automatischen Vorwärtsfahrt zugeordnete Position D veranlaßt den Eingriff wenigstens der ersten Kupplung C1 zur Umschaltung des Leistungsübertragungspfades im automatischen Getriebeabschnitt 20 aus dem leistungsunterbrechenden Zustand in den leistungsübertragenden Zustand. Die der automatischen Vorwärtsfahrt zugeordnete Position D stellt die der Höchstgeschwindigkeit zugeordnete Position dar, und die in der der manuell gesteuerten Vorwärtsfahrt zugeordneten Schaltpositionen „4" „L" sind Motorbremspositionen, in denen eine Bremswirkung durch den Verbrennungsmotor auf das Fahrzeug ausgeübt wird.
Die Schaltposition M für die manuell gesteuerte Vorwärtsfahrt befindet sich in Bezug auf die Längsrichtung des Fahrzeugs in der gleichen Position wie die der automatischen Vorwärtsfahrt zugeordnete Schaltposition D und ist in Bezug auf die Längsrichtung des Fahrzeugs der der automatischen Vorwärtsfahrt zugeordneten Schaltposition D mit seitlichem Abstand oder benachbart zugeordnet. Der Schalthebel 48 wird in die der manuellen Steuerung der Vorwärtsfahrt zugeordnete Position M überführt, um manuell eine der oben genannten Positionen „D" bis „L" auszuwählen. Im Detail beschrieben ist der Schalthebel 48 aus der der manuell gesteuerten Vorwärtsfahrt zugeordneten Schaltposition „M" in eine Aufwärtsschaltposition „+" und eine Abwärtsschaltposition „–" beweglich, die einen Abstand in Längsrichtung des Fahrzeugs voneinander aufweisen. Jedesmal, wenn der Schalthebel 48 in die Aufwärtsschaltposition „+" oder die Abwärtsschaltposition „–" bewegt wird, wird die vorher ausgewählte Position um eine Position verändert. Die fünf Positionen „D" bis „L" haben jeweils unterschiedliche Untergrenzen eines Bereichs, in dem das Gesamtdrehzahlverhältnis γT des Getriebemechanismus 10 automatisch veränderbar ist, das heißt, entsprechend unterschiedliche unterste Werte des Gesamtdrehzahlverhältnisses γT, das der höchsten Ausgangsdrehzahl des Getriebemechanismus 10 entspricht. Es wählen nämlich die fünf Positionen „D" bis „L" entsprechend unterschiedliche Zahlen der Geschwindigkeitspositionen oder Gangpositionen des automatischen Getriebes 20 aus, die automatisch wählbar sind, so daß das niedrigste zur Verfügung stehende Gesamtdrehzahlverhältnis γT durch die ausgewählte Nummer der Gangpositionen bestimmt wird. Der Schalthebel 48 ist durch ein Vorspannelement, wie eine Feder, vorgespannt, so daß er automatisch aus der Aufwärtsschaltposition „+" und der Abwärtsschaltposition „–" in die Schaltposition „M" für die manuell gesteuerte Vorwärtsfahrt zurückkehrt. Die Schaltvorrichtung 46 ist mit Schaltpositionssensoren versehen, die betreibbar sind, um die aktuelle Position des Schalthebels 48 festzustellen, so daß die aktuelle Betriebsstellung des Schalthebels 48 und die Anzahl der Schaltbewegungen des Schalthebels 48 in der der manuell gesteuerten Vorwärtsfahrt zugeordneten Schaltposition M anzeigende Signale der elektronischen Steuervorrichtung 40 zugeleitet werden.
Wenn der Schalthebel 48 in die der automatischen Vorwärtsbewegung zugeordnete Schaltposition „D" bewegt wird, bewirkt der Umschaltsteuerabschnitt 50 eine automatische Schaltsteuerung des Getriebemechanismus 10 gemäß der gespeicherten, in 6 gezeigten Tafel der Umschaltgrenzlinien und der Hybridsteuerungsabschnitt 52 bewirkt die kontinuierlich veränderliche Schaltsteuerung des Leistungsverteilungsmechanismus 16, während der Steuerungsabschnitt 54 für eine stufenweise veränderliche Schaltung eine automatischen Schaltsteuerung des automatischen Getriebes 20 bewirkt. Wenn der Getriebemechanismus 10 beispielsweise in den stufenweise veränderlichen Schaltungszustand versetzt ist, wird die Schaltungsaktion des Getriebemechanismus 10 automatisch gesteuert, um eine geeignete der ersten bis fünften, in 2 gezeigten Gangpositionen auszuwählen. Wenn das Antriebssystem in den kontinuierlich veränderlichen Schaltungszustand versetzt ist, wird das Drehzahlverhältnis des Leistungsverteilungsmechanismus 16 kontinuierlich verändert, während die Schaltungsaktion des automatischen Getriebes 20 automatisch gesteuert wird, um eine geeignete der ersten bis vierten Gangpositionen derart auszuwählen, daß das Gesamtdrehzahlverhältnis γT des Getriebemechanismus 10 so gesteuert wird, daß es kontinuierlich innerhalb des vorgegebenen Bereichs veränderlich ist. Die der automatisch gesteuerten Vorwärtsfahrt zugeordnete Schaltposition D ist eine Position, die gewählt wird, um einen automatischen Schaltungsmodus (automatischer Modus) einzurichten, in dem der Getriebemechanismus 10 automatisch geschaltet wird.
Wenn andererseits der Schalthebel 48 in die der manuellen Steuerung der Vorwärtsfahrt zugeordnete Schaltposition M bewegt wird, wird die Schaltungsaktion des Getriebemechanismus 10 automatisch durch den Umschaltsteuerabschnitt 50, den Hybridsteuerungsabschnitt 52 und den Steuerungsabschnitt 54 für eine stufenweise veränderliche Schaltung derart gesteuert, daß das Gesamtdrehzahlverhältnis γT innerhalb eines vorgegebenen Bereichs veränderlich ist, dessen untere Grenze durch die Gangposition mit dem niedrigsten Drehzahlverhältnis bestimmt ist, die durch die manuell gewählte der Positionen „D" bis „L" bestimmt ist. Wenn sich der Getriebemechanismus 10 beispielsweise in der der stufenweise veränderlichen Steuerung zugeordneten Schaltposition befindet, wird die Umschaltaktion des Getriebemechanismus 10 innerhalb des oben bezeichneten Bereichs des Gesamtdrehzahlverhältnisses γT automatisch gesteuert. Wenn der Getriebemechanismus 10 sich in der der stufenweise veränderlichen Steuerung zugeordneten Schaltposition befindet, wird das Drehzahlverhältnis des Leistungsverteilungsmechanismus 16 kontinuierlich verändert, während die Schaltungsaktion des automatischen Getriebeabschnitts 20 automatisch gesteuert wird, um eine geeignete der Gangpositionen auszuwählen, deren Zahl durch die manuell gewählte der Positionen „D" bis „L" bestimmt ist, so daß das Gesamtdrehzahlverhältnis innerhalb des vorgegebenen Bereichs veränderlich ist. Die manuell steuerbare, der Vorwärtsfahrt zugeordnete Schaltposition M ist eine Position, die gewählt wird, um einen manuellen Schaltungsmodus (manuellen Modus) einzurichten, in dem die auswählbaren Gangpositionen des Getriebemechanismus 10 manuell ausgewählt werden.
Zurückkehrend zum Blockschaltbild der 5 ist der die Schaltposition feststellende Abschnitt 80 so angeordnet, daß er die aktuell gewählte Schaltposition P_SH des Schalthebels 48 auf der Basis des Ausgangssignals des Schaltpositionssensors 49 ermittelt. Beispielsweise ist der die Schaltposition feststellende Abschnitt 80 so angeordnet, daß er feststellt, ob der Schalthebel 48 sich in der Parkposition P oder in der neutralen Position N befindet, das heißt, sich in einer der Nicht-Fahr-Positionen (Stillstandspositionen) befindet. Alternativ ist der die Schaltposition feststellende Abschnitt 80 so angeordnet, daß er feststellt, ob der Schalthebel 48 sich in der Rückwährtsfahrtposition R, in der der automatisch steuerbaren Vorwärtsfahrt zugeordneten Schaltposition D oder in der der manuell steuerbaren Vorwärtsfahrt zugeordneten Schaltposition M befindet, das heißt, in einer der Fahrtpositionen. In jedem dieser Fälle wird die Feststellung durch den die Schaltposition feststellenden Abschnitt 80 auf der Basis des Ausgangssignals des Schaltpositionssensors 49 getroffen.
Der die Bedingung für den Stopp des Verbrennungsmotors feststellende Abschnitt 82 ist angeordnet, um festzustellen, ob irgendeine vorgegebene Bedingung für den Stopp des Verbrennungsmotors 8 durch Beendigung der Brennstoffversorgung des Verbrennungsmotors 8 erfüllt ist. Der die Bedingung für den Stopp des Verbrennungsmotors feststellende Abschnitt 82 ist beispielsweise so angeordnet, daß er feststellt, daß die Stoppbedingung für den Verbrennungsmotor in einem der folgenden Fälle erfüllt ist: 1) wenn das Fahrzeugantriebssystem sich in einem Modus für den Antrieb mittels Elektromotor befindet; 2) wenn das Fahrzeug sich im Stillstand befindet; 3) wenn ein Warmlaufbetrieb des Verbrennungsmotor 8 vollendet worden ist und 4) wenn das Fahrzeug sich in einem Verzögerungszustand befindet, in dem das Gaspedal sich im unbetätigten Zustand befindet.
Im Detail beschrieben, speichert der Tafelspeicher 56 auch eine Umschalttafel für die Quelle der Antriebsleistung, die eine Grenzlinie aufweist, die einen Verbrennungsmotorantriebsbereich für den Antrieb des Fahrzeugs in einem Antriebsmodus mittels des Verbrennungsmotors 8 und einen Elektromotorantriebsbereich für den Antrieb des Fahrzeugs im oben benannten Modus für den Antrieb mittels Elektromotor definiert. Der Verbrennungsmotorbereich und der Elektromotorbereich sind in einem zweidimensionalen Koordinatensystem definiert, das eine Achse aufweist, längs der die Fahrzeuggeschwindigkeit V aufgetragen ist, und eine Achse, längs der das Ausgangsdrehmoment T_OUT des automatischen Getriebeabschnitts 20 aufgetragen ist. Einer des dem Verbrennungsmotor zugeordneten Antriebsmodus und des dem Elektromotor zugeordneten Antriebsmodus wird in Abhängigkeit davon ausgewählt, ob sich der durch die ermittelte Fahrzeuggeschwindigkeit V und das Ausgangsdrehmoment Tour repräsentierte Fahrzeugzustand sich im Verbrennungsmotorantriebsbereich oder dem Elektromotorantriebsbereich befindet. Der die Bedingung für den Stopp des Verbrennungsmotors feststellende Abschnitt 82 stellt fest, daß die Bedingung für den Stopp des Verbrennungsmotors erfüllt ist, wenn festgestellt wird, daß sich gemäß der Umschalttafel für die Quelle der Antriebsleistung der Fahrzeugzustand im Elektromotorantriebsbereich befindet.
Der die Bedingung für den Stopp des Verbrennungsmotors feststellende Abschnitt 82 stellt auch fest, daß die Bedingung für den Stopp des Verbrennungsmotors erfüllt ist, wenn ermittelt wird, daß die in der elektrischen Energiespeichervorrichtung 60 gespeicherte Energiemenge SOC größer ist als die vorgegebene obere Grenze, oberhalb der eine Aktion des Verbrennungsmotors 8 zum Antrieb des ersten Elektromotors M1 zur Aufladung der elektrischen Energiespeichervorrichtung 60 während des Stillstands des Fahrzeugs verhindert ist. Diese Feststellung wird getroffen auf der Basis der für die Fahrzeuggeschwindigkeit V und die gespeicherte elektrische Energiemenge SOC kennzeichnenden Signale, die durch die elektronische Steuervorrichtung 40 erhalten werden.
Der die Bedingung für den Stopp des Verbrennungsmotors feststellende Abschnitt 82 stellt auch fest, daß die Bedingung für den Stopp des Verbrennungsmotors erfüllt ist, wenn festgestellt ist, daß der Warmlaufbetrieb des Verbrennungsmotors 8 vollendet ist. Diese Feststellung wird getroffen auf der Basis der für die Kühlwassertemperatur des Verbrennungsmotors oder die Katalysatortemperatur kennzeichnenden Signale, die durch die elektronische Steuervorrichtung 40 erhalten werden.
Der die Bedingung für den Stopp des Verbrennungsmotors feststellende Abschnitt 82 stellt auch fest, daß die Bedingung für den Stopp des Verbrennungsmotors erfüllt ist, wenn festgestellt ist, daß das Fahrzeug sich in einem Verzögerungszustand befindet, in dem das Gaspedal sich im unbetätigten Zustand befindet. Diese Feststellung wird getroffen auf der Basis des für den Betätigungsgrad Acc des Gaspedals bzw. Fahrpedals kennzeichnenden Signals, das durch die elektronische Steuervorrichtung 40 erhalten wird.
Der den Stopp des Verbrennungsmotors steuernde Abschnitt 84 ist angeordnet, um die (in 5 gezeigte) Steuerungsvorrichtung 43 für den Leistungsausgang des Verbrennungsmotor zu steuern, um eine Brennstoffunterbrechungssteuerung zum Beenden der Brennstoffversorgung des Verbrennungsmotors 8 durch die Brennstoffeinspritzvorrichtung 45 zu bewirken, wenn die Bedingung zum Stopp des Verbrennungsmotors erfüllt ist. Wenn der Verbrennungsmotor 8 durch die Brennstoffunterbrechungssteuerung gestoppt ist, beträgt das Drehmoment TE des Verbrennungsmotors Null und der erste Elektromotor M1 befindet sich in einem freien Zustand ohne Erzeugung eines Reaktionsmoments, so daß die Drehzahl NE des Verbrennungsmotors auf Null gesenkt ist, wie in der Zeittafel der 12 angezeigt.
Das Fahrzeug ist Gegenstand verschiedener Arten von Vibrationen, die für den Fahrer und Mitfahrer unangenehme Geräusche verursachen und ökologisch unerwünscht sind. In dieser Hinsicht ist es erwünscht, das Niveau der Vibration zu minimieren. Beispielsweise weist der Verbrennungsmotor 8, der eine Schwingungsquelle ist, eine Veränderung seines Drehmoments TE auf, die eine Torsionsschwingung des Getriebemechanismus 10 (Antriebssystem) verursachen kann, die die Kurbelwelle des Verbrennungsmotors 8 und die Motorwellen des ersten und des zweiten Elektromotors M1, M2 einschließt. Die Torsionsschwingung wird verstärkt durch eine Resonanzerscheinung und wird durch eine Dämpfungsvorrichtung, wie Motorlager, auf den Fahrzeugkörper übertragen. Diese Schwingung und die resultierenden Geräusche sind für die Fahrzeuginsassen unangenehm, wenn die Schwingungen und die Geräusche ein gewisses Niveau erreichen.
Beispielsweise kann die Resonanzerscheinung in einem spezifischen, „Resonanzdrehzahlbereich" genannten Drehzahlbereich des Verbrennungsmotors 8 auftreten, das heißt, ein Drehzahlbereich, dessen Obergrenze nicht höher ist als eine Leerlaufdrehzahl N_IDL des Verbrennungsmotors. Die Drehzahl NE des Verbrennungsmotors kann während des Vorgangs der Absenkung der Drehzahl NE des Verbrennungsmotors auf Null, als Folge des Stoppens des Verbrennungsmotors 8, in den Bereich der Resonanzdrehzahl absinken, falls irgendeine Bedingung für das Stoppen des Verbrennungsmotors erfüllt ist.
Um die Resonanz des Leistungsübertragungssystems zu reduzieren, das ein hohes Niveau der Schwingungen des Fahrzeugkörpers verursacht, ist die der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung entsprechende Steuervorrichtung darauf eingerichtet, den Getriebemechanismus 10 so zu steuern, daß die Drehzahl NE des Verbrennungsmotors derart auf Null gesenkt wird, daß sie den Resonanzbereich mit hoher Geschwindigkeit durchläuft. Das heißt, die Drehzahl NE des Verbrennungsmotors wird durch Steuerung des ersten Elektromotors M1 so gesteuert, daß sie mit hoher Veränderungsgeschwindigkeit den Resonanzdrehzahlbereich von etwa 400 U/min durchläuft, in dem die Schwingungen des Fahrzeugkörpers aufgrund der Resonanzerscheinung des Antriebssystems höher als eine Toleranzgrenze liegen.
Der Resonanzdrehzahlbereich des Verbrennungsmotors 8 ist ein Drehzahlbereich, in dem erwartet wird, daß die Resonanz des Antriebssystems eine Schwingung des Fahrzeugkörpers verursacht, die höher ist als eine Obergrenze. Wenn das durch die Resonanz verursachte Schwingungsniveau höher als die Obergrenze ist, wird diese Schwingung als unangenehm für die Fahrzeuginsassen angesehen. Der Resonanzdrehzahlbereich wird durch Versuche erhalten und im ROM der elektronischen Steuervorrichtung 40 gespeichert. Der Resonanzdrehzahlbereich kann experimentell für jeden von unterschiedlichen Fahrzeugzuständen erhalten werden, die durch die Fahrzeuggeschwindigkeit V, die Anzahl der einsetzbaren Zylinder des Verbrennungsmotors 8 (falls der Verbrennungsmotor mit Zylinderabschaltung ausgestattet ist bzw. eine variable Zylinderzahl aufweist), die Zahl der Zyklen des Verbrennungsmotors 8 (wenn der Verbrennungsmotor 8 ein Verbrennungsmotor mit variablem Zyklus, ausgestattet mit Magnetventilen ist) usw. bestimmt sind, wie auch durch die Drehzahl NE des Verbrennungsmotors 8. In diesem Zusammenhang ist zu bemerken, daß die Resonanz bei gegebenen Werten der Motordrehzahl NE und der Fahrzeuggeschwindigkeit V auftreten oder nicht auftreten kann, abhängig von den anderen, oben beschriebenen Bedingungen. Im Hinblick auf diese Tatsache können Resonanzdrehzahlbereiche für die entsprechenden unterschiedlichen Fahrzeugbedingungen erhalten werden, die die Möglichkeit des Auftretens von Resonanz beeinflussen. Es wird im Detail eine Steuermethode für den Getriebemechanismus 10 (Fahrzeugantriebssystem) beschrieben, um die Resonanz des Antriebssystems aufgrund oder infolge des Stoppens des Verbrennungsmotors 8 zu reduzieren.
Wenn der die Bedingung zum Stopp des Verbrennungsmotors feststellende Abschnitt 82 festgestellt hat, daß die Bedingung für den Stopp des Verbrennungsmotors erfüllt ist, wird der Steuerabschnitt 84 für den Motorstopp so eingerichtet, daß nicht nur die Brennstoffunterbrechungssteuerung ausgeführt wird, sondern auch der Hybridsteuerungsabschnitt 52 so angesteuert wird, daß er den ersten Elektromotor M1 so steuert, daß die Drehzahl NE des Verbrennungsmotors derart gesenkt wird, daß sie schnell durch den speziellen Resonanzdrehzahlbereich abgesenkt wird, in dem das Auftreten von Resonanz erwartet wird, die Schwingungen des Fahrzeugs verursacht, die höher sind als der obere Grenzwert. In Reaktion auf diesen vom Steuerabschnitt 84 für den Motorstopp erhaltenen Befehl, schaltet der Hybridsteuerungsabschnitt 52 den ersten Elektromotor M1 vom freien Zustand in den Antriebszustand und senkt die Betriebsdrehzahl NM1 des ersten Elektromotors, um dadurch die Drehzahl NE des Verbrennungsmotors mit hoher Geschwindigkeit zu senken. Die Geschwindigkeit, mit der die Drehzahl NM1 des ersten Elektromotors M1 durch den Hybridsteuerungsabschnitt 52 gesenkt wird, wird experimentell derart erhalten, so daß die Geschwindigkeit, mit der die Drehzahl NE des Verbrennungsmotors gesenkt wird, höher ist als die normale Geschwindigkeit, wenn der Verbrennungsmotor 8 auf die normale Weise gestoppt wird, ohne die Aktion des Steuerabschnitts 84 für den Motorstopp. Durch die Absenkung der Drehzahl NM1 mit der vorgegebenen hohen Geschwindigkeit, wird die Drehzahl NE des Verbrennungsmotors mit einer Geschwindigkeit abgesenkt, die groß genug ist, um die Möglichkeit des Auftretens von Schwingungen des Fahrzeugkörpers zu reduzieren, deren Niveau höher ist als die Obergrenze.
Nach dem Stoppen des Verbrennungsmotors 8 unter der Steuerung durch den Steuerabschnitt 84 für den Motorstopp, das eingeleitet wird, wenn der den Stopp des Verbrennungsmotors feststellende Abschnitt 82 festgestellt hat, daß die Bedingung für den Motorstopp erfüllt ist, kann der Verbrennungsmotor 8 an einer so genannten „Unterschreitungserscheinung" („undershoot" phenomenon) leiden, bei der die Drehzahl NE unter Null absinkt, d.h. der Verbrennungsmotor 8 in Gegenrichtung rotiert, nachdem die Drehzahl NE auf Null gesenkt ist. Diese „Unterschreitungserscheinung" kann abhängig von der Sinkgeschwindigkeit der Drehzahl NE des Verbrennungsmotors durch Absenkung der Drehzahl NM1 des ersten Elektromotors M1 und/oder der Geschwindigkeit der Absenkung der Drehzahl NE des Verbrennungsmotors bei der normalen Weise des Abstoppens des Verbrennungsmotors 8 stattfinden. Im Hinblick auf diese Tendenz zur Unterschreitungserscheinung wird der Steuerabschnitt 84 für den Motorstopp so gestaltet, daß er den Hybridsteuerungsabschnitt 52 veranlaßt, die Drehzahl NM1 des ersten Elektromotors M1 so zu steuern, daß die Drehzahl NE des Verbrennungsmotors mit einer Geschwindigkeit gesenkt wird, die nicht höher ist, als ein Wert, über dem die Unterschreitungserscheinung nicht stattfindet. Das heißt, der Steuerabschnitt 84 für den Motorstopp wird so ausgelegt, daß der Verbrennungsmotor 8 derart gestoppt wird, daß das Auftreten einer Unterschreitungserscheinung verhindert wird.
Der kontinuierlich veränderliche Getriebeabschnitt 11 ist, wie oben beschrieben, zwischen dem kontinuierlich veränderlichen Schaltungszustand und dem stufenweise veränderlichen Schaltungszustand (Schaltungszustand mit festem Drehzahlverhältnis) umschaltbar. Im kontinuierlich veränderlichen Schaltungszustand des kontinuierlich veränderlichen Getriebeabschnitts 11 kann die Drehzahl NE aufgrund der elektrischen, kontinuierlich veränderlichen Schaltungsfunktion des kontinuierlich veränderlichen Getriebeabschnitts 11 ohne eine Beeinflussung oder eine Regelung durch die Fahrzeuggeschwindigkeit V oder die Drehzahl des Leistungsübertragungselements 18 gesteuert werden. Demgemäß kann im kontinuierlich veränderlichen Schaltungszustand des kontinuierlich veränderlichen Getriebeabschnitts 11 die Drehzahl NE des Verbrennungsmotors mit großer Geschwindigkeit durch den Bereich der Resonanzdrehzahl auf Null gesenkt werden durch Absenkung der Drehzahl NM1 des ersten Elektromotors M1 unter der Steuerung des Steuerabschnitts 84 für den Motorstopp. Wenn der die Schaltposition feststellende Abschnitt 80 festgestellt hat, daß der Schalthebel 48 sich in einer der Fahrpositionen D, M befindet und der kontinuierlich veränderlichen Getriebeabschnitt 11 in den stufenweise veränderlichen Schaltungszustand (Schaltungszustand mit festem Drehzahlverhältnis) versetzt ist, ist jedoch der Verbrennungsmotor 8 wirkungsmäßig mit den Antriebsrädern 38 verbunden, so daß die Drehzahl NE des Verbrennungsmotors durch die Fahrzeuggeschwindigkeit V beeinflußt oder geregelt wird und nicht, wie erforderlich, durch die Steuerung des Abschnitts 84 für den Motorstopp gesteuert werden kann. Somit kann im stufenweise veränderlichen Schaltungszustand des kontinuierlich veränderlichen Getriebeabschnitts 11 die Drehzahl NE des Verbrennungsmotors nicht schnell durch den Bereich der Resonanzdrehzahl dadurch abgesenkt werden, daß man unter der Steuerung durch den Abschnitt 84 für den Motorstopp die Drehzahl NM1 des ersten Elektromotors M1 absenkt.
Im Hinblick auf diesen Nachteil hält der Umschaltsteuerabschnitt 50 den kontinuierlich veränderlichen Getriebeabschnitt 11 im aktuell eingerichteten kontinuierlich veränderlichen Schaltungszustand oder schaltet den Getriebeabschnitt 11 von stufenweise veränderlichen Schaltungszustand in den kontinuierlich veränderlichen Schaltungszustand durch Lösen der Umschaltkupplung C0 oder der Umschaltbremse B0, um dem Hybridsteuerungsabschnitt 52 zu gestatten, die Drehzahl NE des Verbrennungsmotors schnell durch den Bereich der Resonanzdrehzahl zu senken durch Absenkung der Drehzahl NM1 des ersten Elektromotors M1, wenn der die Bedingung für den Stopp des Verbrennungsmotors feststellende Abschnitt 82 ermittelt hat, daß die Bedingung für den Motorstopp erfüllt ist und wenn der Abschnitt 80 zur Feststellung der Schaltungsposition festgestellt hat, daß der Schalthebel 48 sich in der Fahrposition D oder M befindet. Somit fungiert der Umschaltsteuerabschnitt 50 als ein Umschaltsteuerabschnitt für den Motorstopp, der betätigbar ist, um den kontinuierlich veränderlichen Getriebeabschnitt 11 in den kontinuierlich veränderlichen Schaltungszustand umzuschalten, wenn die Drehzahl NE des Verbrennungsmotors unter der Steuerung durch den Steuerabschnitt 84 für den Motorstopp beim Stoppen des Verbrennungsmotors 8 abgesenkt wird.
Somit wird die Drehzahl NE des Verbrennungsmotors beim Stoppen des Verbrennungsmotors 8 schnell oder mit einer vorgegebenen hohen Geschwindigkeit unter der Steuerung durch den Steuerabschnitt 84 durch den Bereich der Resonanzdrehzahl abgesenkt, wie in der Zeittafel der 12 gezeigt, wobei der kontinuierlich veränderliche Getriebeabschnitt 11 vom stufenweise veränderlichen Schaltungszustand in den kontinuierlich veränderlichen Schaltungszustand umgeschaltet wird durch das Lösen der Umschaltkupplung C0, die zum Einrichten des stufenweise veränderlichen Schaltungszustands in den Eingriffszustand versetzt wurde. Die 10A zeigt den Zustand, wenn der automatischen Getriebeabschnitt 20 in die erste Gangposition versetzt ist, während die 10B den Zustand zeigt, in dem der automatischen Getriebeabschnitt 20 in die der Rückwärtsfahrt zugeordnete Position versetzt ist. In jedem dieser zwei Fälle wird die Drehzahl NM1 des ersten Elektromotors NM1 (angezeigt längs der vertikalen, geraden Linie Y1) abgesenkt, um die Drehzahl NE des Verbrennungsmotors (angezeigt längs der vertikalen, geraden Linie Y2) auf Null zu senken. Nachdem die Drehzahl NE des Verbrennungsmotors auf Null gesenkt wurde, wird der erste Elektromotor M1 in den freien Zustand versetzt.
Wenn der Fahrzeugkörper nicht unter einer Resonanz leidet, die das Niveau der Fahrzeugschwingungen veranlaßt, beim Stoppen des Verbrennungsmotors 8 einen oberen Grenzwert zu überschreiten, muß der Umschaltsteuerabschnitt 50 den kontinuierlich veränderlichen Getriebeabschnitt 11 nicht in den kontinuierlich veränderlichen Schaltungszustand versetzen.
Der Bestimmungsabschnitt 86 für einen Motorstopp-Resonanzbereich ist so ausgebildet, daß er ermittelt, ob bei einem Stoppen des Verbrennungsmotors 8 eine Resonanz des Antriebssystems zu erwarten ist, die dazuführt, daß das Schwingungsniveau des Fahrzeugs die Obergrenze übersteigt. Diese Feststellung erfolgt in Abhängigkeit davon, ob die Drehzahl NE des Verbrennungsmotors beim Stoppen des Verbrennungsmotors 8 durch den Bereich der Resonanzdrehzahl abgesenkt wird. Genauer beschrieben stellt der Bestimmungsabschnitt 86 für einen Motorstopp-Resonanzbereich fest, daß die Resonanz erwartet wird, die die Schwingungen des Fahrzeugs über die Obergrenze ansteigen läßt, wenn die durch das von der elektronischen Steuervorrichtung 40, bei der Ermittlung durch den Bestimmungsabschnitt 82 für eine Motorstopp-Bedingung, daß die Motorstopp-Bedingung erfüllt ist, erhaltene Motordrehzahlsignal repräsentierte Drehzahl NE des Verbrennungsmotors höher ist als die Obergrenze des vorgegebenen Bereichs der Resonanzdrehzahl.
Falls der Bestimmungsabschnitt 86 für einen Motorstopp-Resonanzbereich nicht feststellt, daß zu erwarten ist, daß eine Resonanz eintreten wird, bei der der Pegel der Fahrzeugschwingung höher ist als die Obergrenze, schaltet der Umschaltsteuerabschnitt 50 den kontinuierlich veränderlichen Getriebeabschnitt 11 (Getriebemechanismus 10) nicht vom stufenweise veränderlichen Schaltungszustand (Schaltungszustand mit festem Drehzahlverhältnis) in den kontinuierlich veränderlichen Schaltungszustand, selbst wenn der Bestimmungsabschnitt 82 für eine Motorstopp-Bedingung festgestellt hat, daß die Motorstopp-Bedingung erfüllt ist und wenn der die Schaltposition feststellende Abschnitt 80 festgestellt hat, daß der Schalthebel 48 in der Fahrposition D, M ist.
Falls der die Schaltposition feststellende Abschnitt 80 feststellt, daß der Schalthebel 48 sich in der Nicht-Fahr-Position P, N befindet, ist der Leistungsübertragungspfad im automatischen Getriebeabschnitt 20 in dem die Leistungsübertragung unterbrechenden Zustand, so daß die Drehzahl NE des Verbrennungsmotors ohne Beeinflussung oder Regelung durch die Fahrzeuggeschwindigkeit V gesteuert werden kann, selbst während der kontinuierlich veränderliche Getriebeabschnitt 11 sich in dem stufenweise veränderlichen Schaltungszustand befindet. In diesem Falle muß deshalb beim Stoppen des Verbrennungsmotors 8 der Getriebeabschnitt 11 nicht vom stufenweise veränderlichen Schaltungszustand in den kontinuierlich veränderlichen Schaltungszustand umgeschaltet werden.
Unter Bezugnahme auf das Flußdiagramm der 11 wird eine von der elektronischen Steuervorrichtung 40 beim Stoppen des Verbrennungsmotors 8 derart ausgeführte Routine zum Stoppen des Verbrennungsmotors beschrieben, um die Möglichkeit des Auftretens einer Resonanzerscheinung beim Getriebemechanismus 10 des Antriebssystems des Hybridfahrzeugs zu reduzieren. Diese Routine zum Stoppen des Verbrennungsmotors wird mit einer extrem kurzen Zykluszeit von etwa mehreren Mikrosekunden oder mehreren zehn Mikrosekunden wiederholt ausgeführt. Die Zeittafel der 12 zeigt ein Beispiel für die Veränderung verschiedener Parameter, wenn die Routine, aufgrund des Stoppens des Verbrennungsmotors 8 infolge einer Freigabe des Gaspedals im stufenweise veränderlichen Schaltungszustand (gesperrtem Zustand) des kontinuierlich veränderlichen Getriebeabschnitts 11, ausgeführt wird, um das Auftreten einer Resonanzerscheinung zu verhindern, die ein höheres Niveau der Fahrzeugschwingung als die Obergrenze verursacht.
Die Steuerroutine für den Motorstopp der 11 wird mit dem Schritt S1 eingeleitet, der dem Abschnitt 82 zur Feststellung der Bedingung für das Stopp des Verbrennungsmotors zugeordnet ist, um festzustellen, ob die vorgegebene Bedingung zum Stoppen des Verbrennungsmotors 8 durch Beenden der Brennstoffzufuhr zum Verbrennungsmotor 8 durch die Brennstoffeinspritzvorrichtung 45 erfüllt ist oder nicht. Beispielsweise wird diese Feststellung im Schritt S1 auf der Basis des ermittelten Betätigungsgrades Acc des Gaspedals durchgeführt, der durch das durch die elektronische Steuervorrichtung 40 erhaltene Signal repräsentiert wird. Beispielsweise ist die Bedingung für das Stoppen des Verbrennungsmotors erfüllt, d.h. eine bestätigende Entscheidung (JA) wird beim Schritt S1 zu einem in der Zeittafel der 12 gezeigten Zeitpunk t1 erhalten, wenn festgestellt wird, daß das Fahrzeug sich in einem Verzögerungszustand befindet, wobei sich das Gaspedal in einem unbetätigten Zustand befindet. In diesem Falle befiehlt der Steuerabschnitt 84 für das Stoppen des Verbrennungsmotors zum Zeitpunkt t1 der Steuervorrichtung 43 für die Ausgangsleistung des Verbrennungsmotors die Steueraktion zur Unterbrechung der Brennstoffzufuhr (im Diagramm der 11 nicht gezeigt).
Wenn beim Schritt S1 eine negative Entscheidung (NEIN) erhalten wird, ist ein Zyklus der gegenwärtigen Steuerroutine zum Stoppen des Motors beendet. Wenn beim Schritt S1 die bestätigende Entscheidung (JA) erhalten wird, verläuft die Steuerung weiter zum Schritt S2. der dem die Schaltposition feststellenden Abschnitt 80 zugeordnet ist, um festzustellen, ob der Schalthebel 48 sich in der Nicht-Fahrposition, nämlich in der Parkposition P oder der neutralen Position N befindet. Diese Feststellung im Schritt S2 erfolgt auf der Basis der gegenwärtig gewählten Position SSH repräsentiert durch das vom Schaltpositionssensor 49 erhaltene Schaltpositionssignal.
Wenn beim Schritt S2 eine negative Entscheidung (NEIN) erhalten wird, verläuft die Steuerung weiter zum Schritt S3, der dem Umschaltsteuerabschnitt 50 zugeordnet ist, um festzustellen, ob der Getriebemechanismus 10 in den stufenweise veränderlichen Schaltungszustand versetzt ist. Diese Ermittlung beim Schritt S3 erfolgt beispielsweise auf der Basis der ermittelten Fahrzeuggeschwindigkeit V und des Ausgangsdrehmoments Tour des automatischen Getriebeabschnitts 20 und in Übereinstimmung mit der Tafel der Schaltungsgrenzlinien in 6. Wenn beim Schritt S3 eine bestätigende Entscheidung (JA) erhalten wird, verläuft die Steuerung weiter zum Schritt S4, der dem Bestimmungsabschnitt 86 für einen Motorstopp-Resonanzbereich zugeordnet ist, um festzustellen, ob eine Resonanz des Getriebemechanismus 10 (Antriebssystem) zu erwarten ist, die eine Schwingung des Fahrzeugs verursacht, deren Niveau höher ist als die Obergrenze. Beispielsweise erfolgt diese Ermittlung beim Schritt 4 um festzustellen, ob die Drehzahl NE des Verbrennungsmotors beim Verfahren zum Stoppen des Verbrennungsmotors durch den vorgegebenen Resonanzdrehzahlbereich abgesenkt wird. Wenn beim Schritt S4 die bestätigende Entscheidung (JA) erhalten wird, verläuft die Steuerung weiter zum Schritt S5, der dem Umschaltsteuerabschnitt 50 für den Motorstopp zugeordnet ist, um den kontinuierlich veränderlichen Getriebeabschnitt 11 durch Lösen der Umschaltkupplung C0 oder der Umschaltbremse B0 in den kontinuierlich veränderlichen Schaltungszustand umzuschalten, so daß die Drehzahl NE des Verbrennungsmotors durch Absenken der Drehzahl NM1 des ersten Elektromotors M1 schnell durch den vorgegebenen Resonanzdrehzahlbereich auf Null abgesenkt werden kann, in dem andernfalls beim Stoppen des Verbrennungsmotors 8 aufgrund der Resonanz des Getriebemechanismus 10 eine Fahrzeugschwingung mit höherem Niveau als die Obergrenze erwartet werden würde. Bei dem in 12 gezeigten Beispiel wird der kontinuierlich veränderliche Getriebeabschnitt 11 zu einem in der Zeittafel gezeigten Zeitpunkt t2 in den kontinuierlich veränderlichen Schaltungszustand umgeschaltet.
Wenn beim Schritt S2 eine bestätigende Entscheidung (JA) erhalten wird, oder wenn bei den Schritten S3 oder S4 eine negative Entscheidung (NEIN) erhalten wird, oder wenn beim Schritt S5 der kontinuierlich veränderliche Getriebeabschnitt 11 in den kontinuierlich veränderlichen Schaltungszustand umgeschaltet wird, verläuft die Steuerung weiter zum Schritt S6, der dem Abschnitt 84 zur Steuerung des Stopps des Verbrennungsmotors zugeordnet ist, um den Hybridsteuerungsabschnitt 52 anzuweisen, den ersten Elektromotor M1 so zu steuern, daß die Drehzahl NE des Verbrennungsmotors mit einer hohen Geschwindigkeit durch den Bereich der Resonanzdrehzahl abgesenkt wird, um dadurch die Möglichkeit zu reduzieren, daß eine Resonanz des Getriebemechanismus 10 auftritt, die den Pegel der Fahrzeugschwingung veranlaßt, die obere Grenze zu überschreiten. Auf diesen Befehl vom Abschnitt 84 zur Steuerung des Stopps des Verbrennungsmotors ansprechend, schaltet der Hybridsteuerungsabschnitt 52 den. ersten Elektromotor M1 von seinem freien Zustand in den Antriebszustand um, um seine Drehzahl NM1 abzusenken und dadurch die Drehzahl NE des Verbrennungsmotors mit hoher Geschwindigkeit durch den vorgegebenen Bereich der Resonanzdrehzahl abzusenken. Beim in 12 gezeigten Beispiel wird die Drehzahl NE des Verbrennungsmotors während einer Zeitspanne zwischen den Zeitpunkten t2 und t4 abgesenkt.
Die Steuervorrichtung gemäß der vorliegenden Ausfürungsform dieser Erfindung ist so gestaltet, daß sie den Getriebemechanismus 10 einschließlich des zwischen dem kontinuierlich veränderlichen Schaltungszustand und dem schrittweise veränderlichen Schaltungszustand umschaltbaren kontinuierlich veränderlichen Getriebeabschnitts 11 so steuert, daß beim Stoppen des Verbrennungsmotors 8 die Umschaltkupplung C0 oder die Umschaltbremse B0 durch den Umschaltsteuerabschnitt 50 gelöst wird, so daß der kontinuierlich veränderliche Getriebeabschnitt 11 in den frei drehbaren Zustand versetzt wird, in dem die Drehzahl NE des Verbrennungsmotors nicht durch die Drehzahl des Leistungsübertragungselements 18 beeinflußt wird. Entsprechend kann beim Stoppen des Verbrennungsmotors 8 die Drehzahl NE des Verbrennungsmotors durch Steuerung des ersten Elektromotors M1 gesteuert (d.h. gesenkt) werden, wodurch der Verbrennungsmotor 8 gestoppt werden kann, ohne eine unerwünschte Resonanzerscheinung des Getriebemechanismus 10 beim Verfahren zur Absenkung der Drehzahl NE des Verbrennungsmotors auf Null.
Genauer beschrieben steuert der Abschnitt 84 zur Steuerung des Stopps des Verbrennungsmotors den Hybridsteuerungsabschnitt 52, um den ersten Elektromotor M1 derart zu steuern, daß die Drehzahl NE des Verbrennungsmotors schnell durch den vorgegebenen Bereich der Resonanzdrehzahl abgesenkt wird, in dem andernfalls beim Vorgang der Absenkung der Drehzahl NE des Verbrennungsmotors auf Null erwartet würde, daß die Resonanz des Getriebemechanismus 10 auftritt, welche die Schwingung des Fahrzeugs verursacht, deren Niveau höher ist als die Obergrenze, wenn der Verbrennungsmotor 8 durch Beendigung der Brennstoffzufuhr zum Verbrennungsmotor 8 gestoppt oder abgeschaltet wird. Demgemäß ist die vorliegende Anordnung wirksam, um die Möglichkeit zu reduzieren, daß eine Resonanz auftritt, die einen Schwingungspegel des Fahrzeugs höher als die Obergrenze verursacht, und die Möglichkeit des Auftretens der sogenannten „Unterschreitungserscheinung" der Drehzahl NE des Verbrennungsmotors zu reduzieren, nämlich der Möglichkeit einer gegenläufigen Drehung des Verbrennungsmotors 8 nachfolgend auf das Absenken der Drehzahl NE des Verbrennungsmotors 8 auf Null beim Stoppen des Verbrennungsmotors 8.
Die schematische Ansicht der 13 zeigt die Anordnung eines Getriebemechanismus 70 eines Fahrzeugantriebssystems, das durch die Steuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung steuerbar ist. Obwohl sich der Getriebemechanismus 70 von dem unter Bezugnahme auf die 1 bis 12 beschriebenen Getriebemechanismus 10 unterscheidet, wird der Getriebemechanismus 70 durch eine elektronische Steuervorrichtung gesteuert, die im wesentlichen mit der oben beschriebenen elektronischen Steuervorrichtung 40 identisch ist. Die 14 ist eine Tafel zur Darstellung der Gangpositionen des Getriebemechanismus 70 und verschiedener Kombinationen der im Eingriffszustand befindlichen Reibungskupplungsvorrichtungen zur Einrichtung der jeweiligen Gangpositionen; während die 15 eine kollineare Tafel zur Erläuterung einer Schaltaktion des Getriebemechanismus 70 ist.
Der Getriebemechanismus 70 schließt den kontinuierlich veränderlichen Getriebeabschnitt 11 ein, der den ersten Elektromotor M1, den Leistungsverteilungsmechanismus 16 und den zweiten Elektromotor M2 aufweist. Der Getriebemechanismus 70 umfaßt weiter einen automatischen Getriebeabschnitt 72, der drei Vorwärtsfahrtpositionen besitzt. Der automatischen Getriebeabschnitt 72 ist zwischen dem kontinuierlich veränderlichen Getriebeabschnitt 11 und der Ausgangswelle 22 angeordnet und über das Leistungsübertragungselement 18 in Reihe mit dem kontinuierlich veränderlichen Getriebeabschnitt 11 und der Ausgangswelle 22 verbunden. Der Leistungsverteilungsmechanismus 16 schließt den ersten Planetengetriebesatz 24 der Einritzelbauart ein, das wie bei der ersten Ausführungsform ein Übersetzungsverhältnis ρ1 von beispielsweise etwa 0,418, sowie die Umschaltkupplung C0 und die Umschaltbremse B0 aufweist. Der automatische Getriebeabschnitt 72 schließt einen zweiten Planetengetriebesatz 26 der Einritzelbauart ein, der ein Übersetzungsverhältnis ρ2 von beispielsweise etwa 0,532 aufweist, und einen dritten Planetengetriebesatz 28, der ein Übersetzungsverhältnis ρ3 von beispielsweise etwa 0,418 aufweist. Das zweite Sonnenrad S2 des zweiten Planetengetriebesatzes 26 und das dritte Sonnenrad S3 des dritten Planetengetriebesatzes 28 sind integrierend als Einheit an einander befestigt und wahlweise mit dem Leistungsübertragungselement 18 durch die zweite Kupplung C2 verbunden, und wahlweise am Getriebegehäuse 12 durch die erste Bremse B1 festgelegt. Der zweite Träger CA2 des zweiten Planetengetriebesatzes 26 und der dritte Zahnkranz R3 des dritten Planetengetriebesatzes 28 sind integrierend an einander befestigt und fest mit der Ausgangswelle 22 verbunden. Der zweite Zahnkranz R2 ist wahlweise durch die erste Kupplung C1 mit dem Leistungsübertragungselement 18 verbunden und der dritte Träger CA3 ist wahlweise durch die zweite Bremse B2 mit dem Getriebegehäuse 12 verbunden.
Im wie oben beschrieben konstruierten Getriebemechanismus 70 wird eine Getriebeposition aus einer Gruppe, die die erste Getriebeposition (erste Gangposition) bis vierte Getriebeposition (vierte Gangposition), eine Rückwärtsgangposition (Rückwärtsfahrtposition) und eine neutrale Position umfaßt, wahlweise durch Eingriffsaktionen einer entsprechenden Kombination von Reibungskupplungsvorrichtungen eingerichtet, die, wie in 16 gezeigt, aus einer Gruppe ausgewählt werden, die die Umschaltkupplung C0, die erste Kupplung C1, die zweite Kupplung C2, die Umschaltbremse B0, die erste Bremse B1 und die zweite Bremse B2 umfaßt, die oben beschrieben wurden. Diese Getriebepositionen weisen jeweils entsprechende Drehzahlverhältnisse γ (Drehzahl N_IN der Eingangswelle/Drehzahl N_OUT der Ausgangswelle) auf, die sich als geometrische Reihen verändern. Insbesondere ist zu beachten, daß der mit der Umschaltkupplung C0 und der Umschaltbremse B0 versehene Leistungsverteilungsmechanismus 16 wahlweise durch den Eingriff der Umschaltkupplung C0 oder der Umschaltbremse B0 in den Schaltungszustand mit festem Drehzahlverhältnis versetzt werden, in dem der Mechanismus 16 als ein Getriebe betätigbar ist, das ein festes Drehzahlverhältnis oder feste Drehzahlverhältnisse aufweist, wie auch in den kontinuierlich veränderlichen Schaltungszustand, in dem der Mechanismus 16 als ein oben beschriebenes kontinuierlich veränderliches Getriebe betätigbar ist. Beim vorliegenden Getriebemechanismus 70 wird deshalb ein stufenweise veränderliches Getriebe durch den automatischen Getriebeabschnitt 20 gebildet, und der kontinuierlich veränderliche Getriebeabschnitt 11, der sich im Schaltungszustand mit festem Drehzahlverhältnis befindet, durch den Eingriff der Umschaltkupplung C0 oder der Umschaltbremse B0. Weiter wird ein kontinuierlich veränderliches Getriebe durch den automatischen Getriebeabschnitt 20 gebildet und der kontinuierlich veränderliche Getriebeabschnitt 11, der sich im kontinuierlich veränderlichen Schaltungszustand befindet, dadurch, daß weder die Umschaltkupplung C0 noch die Umschaltbremse B0 in Eingriff ist. Mit anderen Worten, der Getriebemechanismus 70 wird in den stufenweise veränderlichen Schaltungszustand durch den Eingriff entweder der Umschaltkupplung C0 oder der Umschaltbremse B0 und in den kontinuierlich veränderlichen Schaltungszustand durch Lösen sowohl der Umschaltkupplung C0 als auch der Umschaltbremse B0 versetzt.
Wenn der Getriebemechanismus 70 beispielsweise als das stufenweise veränderliche Getriebe fungiert, wird die erste Gangposition, die das höchste Drehzahlverhältnis γ1 von beispielsweise etwa 2,804 aufweist, durch Eingriffsaktionen der Umschaltkupplung C0, der ersten Kupplung C1 und der zweiten Bremse B2 eingerichtet, und die zweite Gangposition, die ein Drehzahlverhältnis γ2 von beispielsweise etwa 1,531 aufweist, das geringer ist als das Drehzahlverhältnis γ1, durch Eingriffsaktionen der Umschaltkupplung C0, der ersten Kupplung C1 und der ersten Bremse B1, wie in 14 gezeigt. Weiter wird beispielsweise die dritte Gangposition, die ein Drehzahlverhältnis γ3 von beispielsweise etwa 1,000 aufweist, das geringer ist als das Drehzahlverhältnis γ2, durch Eingriffsaktionen der Umschaltkupplung C0, der ersten Kupplung C1 und der zweiten Kupplung C2 eingerichtet, und die vierte Gangposition, die das Drehzahlverhältnis γ4 von beispielsweise etwa 0,705 aufweist, das geringer ist als das Drehzahlverhältnis γ3, wird durch Eingriffsaktionen der ersten Kupplung C1, der zweiten Kupplung C2 und der Umschaltbremse B0 eingerichtet. Weiter wird die Rückwärtsgangposition mit dem Drehzahlverhältnis γR von beispielsweise etwa 2,393, das zwischen den Drehzahlverhältnissen von γ1 und γ2 liegt, durch Eingriffsaktionen der zweiten Kupplung C2 und der zweiten Bremse B2 eingerichtet. Die neutrale Position N wird durch den Eingriff nur der Umschaltkupplung C0 eingerichtet.
Wenn andererseits der Getriebemechanismus 70 als das kontinuierlich veränderliche Getriebe wirksam ist, werden sowohl die Umschaltkupplung C0, wie auch die Umschaltbremse B0 gelöst, so daß der kontinuierlich veränderliche Getriebeabschnitt 11 als kontinuierlich veränderliches Getriebe wirkt, während der in Reihe mit dem kontinuierlich veränderlichen Getriebeabschnitt 11 verbundene automatische Getriebeabschnitt 72 als das stufenweise veränderliche Getriebe fungiert, wodurch die Drehzahl der auf den sich in einer der ersten bis dritten Gangpositionen befindenden automatischen Getriebeabschnitt 72 übertragenen Drehbewegung, nämlich die Drehzahl des Leistungsübertragungselements 18, kontinuierlich verändert wird, so daß das Drehzahlverhältnis des Getriebemechanismus 70 über einen gegebenen Bereich kontinuierlich veränderlich ist, wenn der automatischen Getriebeabschnitt 72 sich in einer dieser Gangpositionen befindet. Demgemäß ist das Drehzahlverhältnis des automatischen Getriebeabschnitts 72 über die angrenzenden Gangpositionen hinweg kontinuierlich veränderlich, wodurch das Gesamtdrehzahlverhältnis γT des Getriebemechanismus 70 kontinuierlich veränderlich ist.
Die kollineare Tafel der 15 zeigt in geraden Linien eine Beziehung zwischen den Drehzahlen der Drehelemente in jeder der Gangpositionen des Getriebemechanismus 70, der durch den kontinuierlich veränderlichen Getriebeabschnitt 11 gebildet wird, der als der kontinuierlich veränderliche Schaltabschnitt oder erste Schaltabschnitt wirkt, und durch den automatischen Getriebeabschnitt 72, der als der stufenweise veränderliche Schaltabschnitt oder zweite Schaltabschnitt wirkt. Die kollineare Tafel der 15 zeigt die Drehzahlen der einzelnen Elemente des kontinuierlich veränderlichen Getriebeabschnitts 11, wenn sowohl die Umschaltkupplung C0 als auch die Umschaltbremse B0 gelöst sind, und die Drehzahlen jener Elemente, wenn die Umschaltkupplung C0 oder die Umschaltbremse B0 in Eingriff sind, wie bei den vorangehenden Ausführungsformen.
In der 15 stellen vier vertikale Linien Y4, Y5, Y6 und Y7, die dem automatischen Getriebeabschnitt 72 zugeordnet sind, jeweils die entsprechenden Drehzahlen eines vierten Drehelements (viertes Element) RE4 in Form des zweiten und dritten Sonnenrads S2, S3, die integrierend an einander befestigt sind, eines fünften Drehelements (fünftes Element) RE5 in Form des dritten Trägers CA3, eines sechsten Drehelements (sechstes Element) RE6 in Form des zweiten Trägers CA2 und des dritten Zahnkranzes R3, die integrierend an einander befestigt sind, und eines siebten Drehelement (siebtes Element) RE7 in Form des zweiten Zahnkranzes R2, dar. Im automatischen Getriebeabschnitt 72 wird das vierte Drehelement RE4 wahlweise mit dem Leistungsübertragungselement 18 durch die zweite Kupplung C2 verbunden und ist wahlweise am Getriebegehäuse 12 durch die erste Bremse B1 festgelegt, und das fünfte Drehelement RE5 ist wahlweise durch die zweite Bremse B2 am Getriebegehäuse 12 festgelegt. Das sechste Drehelement RE6 ist an der Ausgangswelle 22 des automatischen Getriebeabschnitts 72 befestigt und das siebte Drehelement RE7 wird wahlweise durch die erste Kupplung C1 mit dem Leistungsübertragungselement 18 verbunden.
Wenn die erste Kupplung C1 und die zweite Bremse B2 in Eingriff sind, ist der automatischen Getriebeabschnitt 72 in die erste Gangposition versetzt. Die Drehzahl der Ausgangswelle 22 in der ersten Gangposition wird durch einen Schnittpunkt zwischen der die Drehzahl des an der Ausgangswelle 22 befestigten sechsten Drehelements RE6 anzeigenden, vertikalen Linie Y6 und einer geneigten geraden Linie L1 repräsentiert, die durch einen Schnittpunkt zwischen der die Drehzahl des siebten Drehelements RE7 (R2) anzeigenden, vertikalen Linie Y7 und der horizontalen Linie X2 und einem Schnittpunkt zwischen der die Drehzahl des fünften Drehelements RE5 (CA3) anzeigenden, vertikalen Linie Y5 und der horizontalen Linie X1 verläuft. In ähnlicher Weise wird die Drehzahl der Ausgangswelle 22 in der durch die Eingriffsaktionen der ersten Kupplung C1 und der ersten Bremse B1 eingerichteten zweiten Gangposition durch einen Schnittpunkt zwischen einer durch diese Eingriffsaktionen definierten, geneigten geraden Linie L2 und der vertikalen Linie und der die Drehzahl des sechsten, an der Ausgangswelle 22 befestigten Drehelements RE6 (CA2, R3) anzeigenden, vertikalen Linie Y6 repräsentiert. Die Drehzahl der Ausgangswelle 22 in der durch die Eingriffsaktionen der ersten Kupplung C1 und der zweiten Kupplung C2 eingerichteten dritten Gangposition wird durch einen Schnittpunkt zwischen einer durch diese Eingriffsaktionen definierten, geneigten geraden Linie L3 und der die Drehzahl des an der Ausgangswelle 22 befestigten sechsten Drehelements RE6 anzeigenden vertikalen Linie Y6 repräsentiert. In der ersten bis dritten Gangposition, in der die Umschaltkupplung C0 in den Eingriffszustand versetzt ist, dreht das siebte Drehelement RE7 mit der gleichen Drehzahl wie der Drehzahl NE des Verbrennungsmotors, wobei die Antriebskraft vom kontinuierlich veränderlichen Getriebeabschnitt 11 erhalten wird. Wenn die Umschaltbremse B0 anstelle der Umschaltkupplung C0 in Eingriff ist, dreht das sechste Drehelement RE6 mit einer Drehzahl, die höher ist als die Drehzahl NE des Verbrennungsmotors, wobei die Antriebskraft vom kontinuierlich veränderlichen Getriebeabschnitt 11 erhalten wird. Die Drehzahl der Ausgangswelle 22 in der durch die Eingriffsaktionen der ersten Kupplung C1, der zweiten Kupplung C2 und der Umschaltbremse B0 eingerichteten vierten Gangposition wird durch einen Schnittpunkt zwischen einer durch diese Eingriffsaktionen definierten, horizontalen Linie L4 und der die Drehzahl des an der Ausgangswelle 22 befestigten sechsten Eingriffselements RE6 anzeigenden, vertikalen Linie Y6 repräsentiert.
Der Getriebemechanismus 70 wird auch durch den kontinuierlich veränderlichen Getriebeabschnitt 11 gebildet, der als der kontinuierlich veränderliche Schaltungsabschnitt fungiert, und durch den automatischen Getriebeabschnitt 72, der als der stufenweise veränderliche Schaltungsabschnitt oder der zweite Schaltungsabschnitt fungiert, so daß der vorliegende Getriebemechanismus 70 ähnliche Vorteile wie bei der ersten Ausführungsform aufweist.
Die 16 zeigt einen Kippschalter 44, der als eine Wählvorrichtung für den Schaltungszustand funktioniert, die manuell betätigbar ist, um den Differentialzustand oder den Nicht-Differentialzustand des Leistungsverteilungsmechanismus auszuwählen, d.h. den kontinuierlich veränderlichen Schaltungszustand oder den schrittweise veränderlichen Schaltungszustand des Getriebemechanismus 10. Der Kippschalter 44 hat, wie in 16 gezeigt, einen mit „STUFENWEISE VERÄNDERLICH" beschrifteten ersten Abschnitt und einen zweiten, mit „KONTINUIERLICH VERÄNDERLICH" beschrifteten Abschnitt, und wird durch Niederdrücken des Kippschalters 44 an seinem ersten Abschnitt in die stufenweise veränderliche Schaltungsposition versetzt und in die kontinuierlich veränderliche Schaltungsposition durch Niederdrücken des zweiten Abschnitts.
In der vorhergehenden Ausführungsform wird der Schaltungszustand des Getriebemechanismus 10, 70 automatisch auf der Basis des ermittelten Fahrzeugzustands und gemäß der Tafel der Umschaltungsgrenzlinien in 6 oder der in 7 gezeigten Schaltbereichs-Umschaltungstafel umgeschaltet. Jedoch kann der Schaltungszustand des Getriebemechanismus 10, 70 auch manuell durch eine Handbetätigung des Kippschalters 44 umgeschaltet werden. Es kann nämlich der Umschaltsteuerabschnitt 50 so eingerichtet werden, daß er wahlweise den Getriebemechanismus 10, 70 in den kontinuierlich veränderlichen Schaltungszustand oder in den stufenweise veränderlichen Schaltungszustand schaltet, abhängig davon, ob der Kippschalter 44 in die kontinuierlich veränderliche Schaltungsposition oder die stufenweise veränderliche Schaltungsposition gebracht ist. Beispielsweise bedient der Fahrer den Kippschalter 44, um den Getriebemechanismus 10, 70 in den kontinuierlich veränderlichen Schaltungszustand zu versetzen, wenn der Fahrer gern den Getriebemechanismus 10, 70 in einem kontinuierlich veränderlichen Schaltungszustand betreiben oder die Wirtschaftlichkeit des Brennstoffverbrauchs des Verbrennungsmotors verbessern will, oder alternativ in den stufenweise veränderlichen Schaltungszustand, wenn der Fahrer eine Änderung der Drehzahl des Verbrennungsmotors als Ergebnis einer Schaltaktion des als stufenweise veränderliches Getriebe wirkenden automatischen Getriebeabschnitts 20 wünscht. Der Kippschalter 44 kann eine neutrale Position zusätzlich zu der kontinuierlich veränderlichen Schaltungsposition und der stufenweise veränderlichen Schaltungsposition aufweisen. In diesem Falle kann der Kippschalter 44 in seine neutrale Stellung überführt werden, wenn der Fahrer keinen gewünschten Schaltungszustand ausgewählt hat oder wünscht, daß der Getriebemechanismus 10, 70 automatisch in den kontinuierlich veränderlichen oder den stufenweise veränderlichen Schaltungszustand versetzt wird.
Wenn der Getriebemechanismus 10 sich in dem durch den Kippschalter 44 gewählten, stufenweise veränderlichen Schaltungszustand befindet, während durch den Bestimmungsabschnitt 82 für eine Motorstopp-Bedingung festgestellt wird, daß die vorgegebene Motorstopp-Bedingung erfüllt ist, und während durch den die Schaltposition feststellende Abschnitt 80 festgestellt wird, daß der Schalthebel 48 sich in einer der Fahrpositionen D, M befindet, d.h., wenn die bestätigende Entscheidung (JA) beim Schritt S3 des Flußdiagramms der 11 erhalten wird, wird der kontinuierlich veränderliche Getriebeabschnitt 11 beim Schritt S5 durch Lösen der Umschaltkupplung C0 oder der Umschaltbremse B0 durch den Umschaltsteuerabschnitt 50 in den stufenweise veränderlichen Schaltungszustand versetzt wird, wenn zu erwarten ist, daß die Resonanz des Getriebemechanismus 10 dazu führt, daß der Pegel der Fahrzeugschwingung höher als der obere Grenzwert ist, das heißt, wenn die bestätigende Entscheidung (JA) beim Schritt S4 erhalten wird.
Während vorstehend die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung durch Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen im Detail beschrieben wurden, sollte doch verstanden werden, daß die vorliegende Erfindung auch auf andere Weise verkörpert werden kann.
Bei der durch das Flußdiagramm der 11 dargestellten Routine zur Steuerung des Stoppens des Verbrennungsmotors wird die Feststellung im Schritt S3, ob der Getriebemechanismus 10 sich im stufenweise veränderlichen Schaltungszustand befindet, auf der Basis des ermittelten Fahrzeugzustands getroffen, der durch die Fahrzeuggeschwindigkeit V und das Ausgangsdrehmoment Tour des automatischen Getriebeabschnitts 20 repräsentiert wird, und entsprechend der in 6 gezeigten Tafel der Umschaltgrenzlinien. Jedoch kann diese Feststellung beim Schritt S3 auch auf der Basis des Ausgangssignals des Kippschalters 44 erfolgen, wie dies oben bezüglich des Kippschalters 44 beschrieben ist.
Bei den dargestellten Ausführungsformen wird der Getriebemechanismus 10, 70 selektiv entweder in den kontinuierlich veränderlichen Getriebeabschnitt oder den stufenweise veränderlichen Schaltungszustand versetzt, wenn der kontinuierlich veränderliche Getriebeabschnitt 11 (Leistungsverteilungsabschnitt 16) wahlweise in seinen Differentialzustand versetzt wird, in dem der kontinuierlich veränderliche Getriebeabschnitt 22 als das elektrisch gesteuerte, kontinuierlich veränderliche Getriebe betreibbar ist, und in seinen Nicht-Differentialzustand, in dem der kontinuierlich veränderliche Getriebeabschnitt 11 nicht als das elektrisch gesteuerte, kontinuierlich veränderlichen Getriebe betrieben werden kann. Jedoch kann der Getriebemechanismus 10, 70 als der stufenweise veränderliche Getriebeabschnitt fungieren, während das Drehzahlverhältnis des kontinuierlich veränderlichen Getriebeabschnitts 11 stufenweise statt kontinuierlich veränderlich ist, während der Getriebeabschnitt 11 in seinem Differentialzustand verbleibt. Mit anderen Worten, der Differentialzustand und der Nicht-Differentialzustand des kontinuierlich veränderlichen Getriebeabschnitts 11 müssen nicht jeweils mit dem kontinuierlich veränderlichen und dem stufenweise veränderlichen Schaltzustand des Getriebemechanismus 10, 70 übereinstimmen, und der kontinuierlich veränderlichen Getriebeabschnitt 11 muß nicht zwischen dem kontinuierlich veränderlichen und dem stufenweise veränderlichen Schaltungszustand umschaltbar sein. Das Prinzip der vorliegenden Erfindung ist auf jeden Getriebemechanismus (seinen kontinuierlich veränderlichen Getriebeabschnitt 11 oder Leistungsverteilungsmechanismus 16) anwendbar, der zwischen dem Differentialzustand und dem Nicht-Differentialzustand umschaltbar ist.
Beim Leistungsverteilungsmechanismus 16 der beschriebenen Ausführungsformen, ist der erste Träger CA1 fest mit dem Verbrennungsmotor 8 verbunden und das erste Sonnenrad S1 ist fest mit dem ersten Elektromotor M1 verbunden, während der erste Zahnkranz R1 am Leistungsübertragungselement 18 befestigt ist. Jedoch ist diese Anordnung nicht zwingend erforderlich. Der Verbrennungsmotor 8, der erste Elektromotor M1 und das Leistungsübertragungselement 18 können an jedem anderen Element aus den drei Elementen CA1, S1 und R1 des ersten Planetengetriebesatzes 24 befestigt sein.
Während der Verbrennungsmotor 8 bei den dargestellten Ausführungsbeispielen direkt mit der Eingangswelle 14 fest verbunden ist, kann der Verbrennungsmotor 8 wirkungsmäßig mit der Eingangswelle 14 durch jedes geeignete Element, beispielsweise Zahnräder oder ein Riemen, verbunden sein, und muß nicht koaxial zur Eingangswelle ausgerichtet sein.
Bei den gezeigten Ausführungsformen sind der erste Elektromotor M1 und der zweite Elektromotor M2 koaxial zur Eingangswelle 14 angeordnet und fest mit dem ersten Sonnenrad S1 bzw. dem Leistungsübertragungselement 18 verbunden. Jedoch ist diese Anordnung nicht zwingend erforderlich. Beispielsweise können der erste und der zweite Elektromotor M1, M2 mit dem ersten Sonnenrad S1 bzw. dem Leistungsübertragungselement 18 jeweils über Zahnräder oder Riemen wirkungsmäßig verbunden sein.
Obwohl der Leistungsverteilungsmechanismus 16 bei den gezeigten Ausführungsformen mit der Umschaltkupplung C0 und der Umschaltbremse B0 versehen ist, muß der Leistungsverteilungsmechanismus 16 nicht mit diesen beiden Elementen, der Umschaltkupplung C0 und der Umschaltbremse B0, versehen sein. Während die Umschaltkupplung C0 dafür vorgesehen ist, wahlweise das erste Sonnenrad S1 und den ersten Träger CA1 mit einander zu verbinden, kann die Umschaltkupplung C0 auch verwendet werden, um wahlweise das erste Sonnenrad S1 und den ersten Zahnkranz oder den ersten Träger CA1 und den ersten Zahnkranz R1 mit einander zu verbinden, d.h. die Umschaltkupplung C0 kann verwendet werden um beliebige zwei der drei Elemente des ersten Planetengetriebesatzes 24 mit einander zu verbinden.
Während die Umschaltkupplung C0 in Eingriff gebracht wird, um bei den Getriebemechanismen 10, 70 der gezeigten Ausführungsformen die neutrale Position N einzurichten, muß zur Einrichtung der neutralen Position N die Umschaltkupplung C0 nicht in Eingriff gebracht werden.
Die bei den gezeigten Ausführungsformen als Umschaltkupplung C0, Umschaltbremse B0, etc. benutzten, hydraulisch betätigbaren Reibungskupplungsvorrichtungen können durch eine Kupplungsvorrichtung der magnetische-Leistung Bauart, eine elektromagnetische Bauart oder eine mechanische Bauart, wie eine Pulverkupplung (Magnetpulverkupplung), eine elektromagnetische Kupplung und eine Kupplung mit einander zum Eingriff zugeordneten Klauen ersetzt werden.
Bei den gezeigten Ausführungsformen ist der zweite Elektromotor M2 fest mit dem Leistungsübertragungselement 18 verbunden. Jedoch kann der zweite Elektromotor M2 fest mit der Ausgangswelle 22 oder einem Drehelement des automatischen Getriebeabschnitts 20, 72 verbunden sein.
Beim oben beschriebenen Getriebemechanismus 10, 70 wird der Leistungsübertragungspfad durch die Reibungskupplungsvorrichtungen in Form der zwischen dem automatischen Getriebeabschnitt 20, 72 und dem kontinuierlich veränderlichen Getriebeabschnitt 11 angeordneten ersten und der zweiten Kupplung C1, C2 zwischen dem leistungsübertragenden Zustand und dem Zustand umgeschaltet, in dem die Leistungsübertragung unterbrochen ist. Jedoch sind diese beiden Kupplungen C1, C2 nicht zwingend erforderlich und können durch wenigstens eine Kupplungsvorrichtung ersetzt werden, die so angeordnet ist, daß sie den Leistungsübertragungspfad wahlweise entweder in den leistungsübertragenden Zustand oder den Zustand versetzt, in dem die Leistungsübertragung unterbrochen ist, und die mit der Ausgangswelle 22 oder einem der Drehelemente des automatischen Getriebeabschnitts 20, 72 verbunden sein kann. Die Kupplungsvorrichtung oder -vorrichtungen muß bzw. müssen keinen Teil des automatischen Getriebeabschnitts 20, 72 bilden und können getrennt vom automatischen Getriebeabschnitt 20, 72 vorgesehen sein.
Bei den gezeigten Ausführungsformen ist der automatische Getriebeabschnitt 20, 72 im Leistungsübertragungspfad zwischen den Antriebsrädern 38 und dem Leistungsübertragungselement 18 vorgesehen, das das Ausgangselement des kontinuierlich veränderlichen Getriebeabschnitts 11 oder des Leistungsverteilungsmechanismus 16 ist. Jedoch kann der automatische Getriebeabschnitt 20, 72 durch jede andere Bauart einer Leistungsübertragungsvorrichtung ersetzt werden, wie beispielsweise ein kontinuierlich veränderliches Getriebe (CVT), das eine Bauart eines automatischen Getriebes ist. Wenn das kontinuierlich veränderliche Getriebe (CVT) vorgesehen ist, wird der Getriebemechanismus als Ganzes in den stufenweise veränderlichen Schaltungszustand versetzt, wenn der Leistungsverteilungsmechanismus 16 in den Schaltungszustand mit festem Drehzahlverhältnis versetzt ist. Der Schaltungszustand mit festem Drehzahlverhältnis ist als ein Zustand definiert, in dem die Leistung primär über einen mechanischen Leistungsübertragungspfad ohne Leistungsübertragung über einen elektrischen Pfad übertragen wird. Das kontinuierlich veränderliche Getriebe kann angeordnet werden, um eine Mehrzahl von vorgegebenen festen Drehzahlverhältnissen einzurichten, die unter der Steuerung durch einen Steuerabschnitt für die stufenweise veränderliche Schaltung, der für die vorgegebenen Drehzahlverhältnisse kennzeichnende Daten speichert, jenen der Gangpositionen des automatischen Getriebeabschnitts 20, 72 entsprechen. Es sei auch angemerkt, daß das Prinzip der vorliegenden Erfindung auf ein Fahrzeugantriebssystem angewandt werden kann, das keinen automatischen Getriebeabschnitt 20, 72 aufweist. Das Prinzip der vorliegenden Erfindung ist auf ein Antriebssystem anwendbar, das keinen automatischen Getriebeabschnitt 20, 72 aufweist. Wenn das Antriebssystem ein kontinuierlich veränderliches Getriebe (CVT) anstelle des automatischen Getriebeabschnitts 20, 72 aufweist oder keinen automatischen Getriebeabschnitt 20, 72 umfaßt, sind in einem Leistungsübertragungspfad zwischen dem Leistungsübertragungselement 18 und den Antriebsrädern 38 Kupplungsvorrichtungen derart vorgesehen, daß der Leistungsübertragungspfad durch wahlweises Eingreifen oder Lösen der Kupplungsvorrichtungen wahlweise entweder in den leistungsübertragenden Zustand oder den Zustand versetzt wird, in dem die Leistungsübertragung unterbrochen ist.
Während der automatische Getriebeabschnitt 20, 72 bei den gezeigten Ausführungsformen durch das Leistungsübertragungselement 18 in Reihe mit dem kontinuierlich veränderlichen Getriebeabschnitt 11 verbunden ist, kann der automatische Getriebeabschnitt 20, 72 auf und koaxial zu einer zur Eingangswelle 14 parallelen Gegenwelle abgeordnet werden. In diesem Falle sind der kontinuierlich veränderliche Getriebeabschnitt 11 und der automatische Getriebeabschnitt 20, 72 wirkungsmäßig mit einander durch eine geeignete Kraftübertragungsvorrichtung oder einen Satz von zwei Kraftübertragungselementen, wie einem Paar von Vorgelegerädern und einer Kombination eines Kettenrads und einer Kette verbunden.
Der Leistungsverteilungsmechanismus 16, der bei den gezeigten Ausführungsformen ist als ein Differentialmechanismus ausgebildet ist, kann durch eine Differentialgetriebevorrichtung ersetzt werden, die ein durch den Verbrennungsmotor 8 in Drehung versetztes Ritzel umfaßt und ein Paar von Kegelradgetrieben, die jeweils mit dem ersten bzw. dem zweiten Elektromotor M1, M2 wirkungsmäßig verbunden sind.
Obwohl bei den gezeigten Ausführungsformen der Leistungsverteilungsmechanismus durch einen Planetengetriebesatz gebildet ist, kann der Leistungsverteilungsmechanismus 16 durch zwei oder mehr Planetengetriebesätze gebildet und so angeordnet werden, daß er als Getriebe betreibbar ist, das drei oder mehr Gangpositionen aufweist, wenn er in seinen Nicht-Differentialzustand (Schaltungszustand mit festem Drehzahlverhältnis) versetzt ist.
Die gezeigten Fahrzeugantriebssysteme benutzen die manuell betätigbare, mit einem Schalthebel 48 versehene Schaltvorrichtung 46 zur manuellen Auswahl einer von mehreren Schaltpositionen. Jedoch kann der Schalthebel 48 durch Druckknopfschalter, einen Schieber oder jede andere Art einer manuell betätigbaren Schaltvorrichtung zur Auswahl einer gewünschten Gangposition ersetzt werden. Obwohl der Schalthebel 48 eine manuell einstellbare Vorwärtsfahrtposition M zur Auswahl einer Anzahl von für die automatische Schaltung des automatischen Getriebeabschnitts 20, 72 zu Verfügung stehenden Gangpositionen besitzt, kann der in der manuellen Vorwärtsfahrtposition M positionierte Schalthebel 48 benutzt werden, den automatischen Getriebeabschnitt 20, 72 innerhalb des Bereichs von der ersten bis zur vierten Gangposition aufwärts und abwärts zu schalten, indem der Schalthebel 48 aus der Position M in die Aufwärts-Schaltposition „+" oder die Abwärts-Schaltposition „–" bewegt wird.
Während der Schalter 44 bei den dargestellten Ausführungsformen ein Kippschalter ist. kann der Kippschalter 44 durch einen einzigen Druckknopfschalter, zwei Druckknopfschalter, die wahlweise in ihre Betriebsposition gedrückt werden können, einen Schalter des Hebeltyps, einen Schalter des Schiebertyps oder jede andere Art von Schalter oder Schaltvorrichtung ersetzt werden, der bzw. die geeignet ist, einen gewünschten Schaltungszustand auszuwählen, nämlich entweder den kontinuierlich veränderlichen Schaltungszustand (Differentialzustand) oder den stufenweise veränderlichen Schaltungszustand (Nicht-Differentialzustand). Der Kippschalter 44 kann eine neutrale Position aufweisen oder nicht aufweisen. Wenn der Kippschalter keine neutrale Position aufweist, kann ein zusätzlicher Schalter vorgesehen sein, um den Kippschalter 44 zu aktivieren oder zu deaktivieren. Die Funktion dieses zusätzlichen Schalters entspricht der neutralen Position des Kippschalters 44.
Es ist zu berücksichtigen, daß andere Veränderungen und Abwandlungen an der vorliegenden Erfindung vorgenommen werden können, die sich für Fachleute im Lichte der vorstehenden Ausführungen ergeben.

Claims

Steuervorrichtung für ein Fahrzeugantriebssystem, mit (a) einem Differentialmechanismus (16) zur Verteilung der Ausgangsleistung eines Verbrennungsmotors (8) an einen ersten Elektromotor (M1) und ein Leistungsübertragungselement (18), (b) einem zweiten Elektromotor (M2), der sich in einem Leistungsübertragungspfad zwischen dem Leistungsübertragungselement und einem Antriebsrad (38) eines Fahrzeugs befindet, und (c) einer Umschaltvorrichtung (C0, B0) für den Differentialzustand, die geeignet ist, den Differentialmechanismus (16) wahlweise entweder in einen Differentialzustand zu versetzen, in dem dieser Differentialmechanismus zur Ausführung einer Differentialfunktion geeignet ist, oder in einen gesperrten Zustand, in dem dieser Differentialmechanismus an der Ausführung der Differentialfunktion gehindert ist, wobei diese Steuervorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, daß sie einen dem Stoppen des Verbrennungsmotors zugeordneten Umschaltsteuerabschnitt (50, S5) umfaßt, der geeignet ist, diese Umschaltvorrichtung (C0, B0) für den Differentialzustand zu steuern, um den Differentialmechanismus (16) in den Differentialzustand zu versetzen, wenn der Verbrennungsmotor (8) gestoppt wird.
Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dieses Fahrzeugantriebssystem einen kontinuierlich veränderlichen Getriebeabschnitt (11) umfaßt, der den Differentialmechanismus (16), den zweiten Elektromotor (M2) und die Umschaltvorrichtung (C0, B0) für den Differentialzustand einschließt, und weiter einen automatischen Getriebeabschnitt (20, 72) umfaßt, der einen Teil des Leistungsübertragungspfades bildet und als ein automatisches Getriebe wirkt, und wobei die Umschaltvorrichtung für den Differentialzustand geeignet ist, den Differentialmechanismus zwischen dem Differentialzustand und dem gesperrten Zustand umzuschalten, um den kontinuierlich veränderlichen Getriebeabschnitt wahlweise entweder in einen kontinuierlich veränderlichen Schaltungszustand zu schalten, in dem der kontinuierlich veränderliche Getriebeabschnitt als ein elektrisch gesteuertes, kontinuierlich veränderliches Getriebe wirkt, oder in einen stufenweise veränderlichen Schaltungszustand, in dem der kontinuierlich veränderliche Getriebeabschnitt nicht als elektrisch gesteuertes, kontinuierlich veränderliches Getriebe betreibbar ist.
Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der dem Stoppen des Verbrennungsmotors zugeordnete Umschaltsteuerabschnitt (50, S5) geeignet ist, die Umschaltvorrichtung (C0, B0) für den Differentialzustand in einen gelösten Zustand zu versetzen, um den Differentialmechanismus (16) in den Differentialzustand zu versetzen, wenn der Verbrennungsmotor (8) gestoppt wird.
Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie weiter einen dem Stoppen des Verbrennungsmotors zugeordneten Steuerabschnitt (84, S6) umfaßt, der geeignet ist, die Absenkgeschwindigkeit der Drehzahl des Verbrennungsmotors (8) beim Stoppen dieses Verbrennungsmotors zu steuern durch Steuerung des ersten Elektromotors (M1), während sich der Differentialmechanismus (16) im Differentialzustand befindet.
Steuervorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der dem Stoppen des Verbrennungsmotors zugeordneten Steuerabschnitt (84, S6) geeignet ist, die Drehzahl des ersten Elektromotors zu senken, um die Drehzahl des Verbrennungsmotors schnell durch einen vorgegebenen Resonanzdrehzahlbereich auf Null zu senken, in dem andernfalls eine Resonanzerscheinung des Fahrzeugantriebssystems zu erwarten wäre, die eine Schwingung des Fahrzeugs auf einen Pegel verursacht, der höher ist als eine Obergrenze.
Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Umschaltvorrichtung für den Differentialzustand eine Kupplungsvorrichtung (C0, B0) umfaßt, die geeignet ist, den Leistungsübertragungspfad wahlweise entweder in einen Leistungsübertragungszustand oder einen Leistungsunterbrechungszustand zu versetzen, und eine Schaltvorrichtung (46), die manuell in einen Fahrzustand versetzbar ist, in der sich der Leistungsübertragungspfad im Leistungsübertragungszustand befindet, und in einen Nicht-Fahr-Zustand, in dem der Leistungsübertragungspfad in den Leistungsunterbrechungszustand versetzt ist, und wobei der dem Stoppen des Verbrennungsmotors zugeordnete Steuerabschnitt (84, S6) geeignet ist, den Differentialmechanismus in den Differentialzustand zu versetzen, wenn sich diese Schaltvorrichtung in diesem Fahrzustand befindet.
Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Differentialmechanismus (16) ein erstes Element (CA1) einschließt, das fest mit dem Verbrennungsmotor (8) verbunden ist, ein zweites Element (S1), das fest mit dem ersten Elektromotor verbunden ist und ein drittes Element (R1), das fest mit dem Leistungsübertragungselement (18) verbunden ist, und daß die Umschaltvorrichtung (C0, B0) für den Differentialzustand geeignet ist, dem ersten, dem zweiten und dem dritten Element eine Drehung relativ zueinander zu gestatten, um dadurch den Differentialmechanismus in den Differentialzustand zu versetzen, und das erste Element, das zweite Element und das dritte Element zu verbinden, um als eine Einheit zu rotieren, oder das zweite Element stationär zu halten, um dadurch den Differentialmechanismus in den gesperrten Zustand zu versetzen.
Steuervorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Umschaltvorrichtung für den Differentialzustand eine Kupplung (C0) umfaßt, die geeignet ist, wenigstens zwei dieser ersten, zweiten und dritten Elemente mit einander zu verbinden, um daß erste, zweite und dritte Element als eine Einheit zu drehen, und/oder eine Bremse (B0), die geeignet ist, das zweite Element mit einem stationären Element zu verbinden, um das zweite Element stationär zu halten.
Steuervorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Umschaltvorrichtung für den Differentialzustand sowohl diese Kupplung (C0) als auch diese Bremse (B0) umfaßt und geeignet ist, diese Kupplung und diese Bremse zu lösen, um dadurch den Differentialmechanismus (16) in den Differentialzustand zu versetzen, in dem das erste, das zweite und das dritte Element relativ zu einander drehbar sind, und die Kupplung in Eingriff zu bringen und die Bremse zu lösen, um dadurch den Differentialmechanismus zu befähigen, als ein Getriebe mit einem Drehzahlverhältnis 1 zu wirken, oder die Bremse in Eingriff zu bringen und die Kupplung zu lösen, um dadurch den Differentialmechanismus zu befähigen, als drehzahlerhöhendes Getriebe mit einem Drehzahlverhältnis unter 1 zu wirken.
Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Differentialmechanismus ein Planetengetriebesatz (24) ist und das erste, das zweite und das dritte Element jeweils ein Träger (CA1), ein Sonnenrad (S1) und ein Zahnkranz (R1) dieses Planetengetriebesatzes sind.
Steuervorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Planetengetriebesatz vom Einritzeltyp ist.
Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11 dadurch gekennzeichnet, daß das Fahrzeugantriebssystem weiter einen automatischen Getriebeabschnitt (20, 72) umfaßt, der zwischen dem Leistungsübertragungselement (18) und dem Antriebsrad (38) angeordnet ist und ein Gesamtdrehzahlverhältnis aufweist, das durch das Drehzahlverhältnis des Differentialmechanismus (16) und ein Drehzahlverhältnis dieses automatischen Getriebeabschnitts bestimmt ist.
Steuervorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der automatische Getriebeabschnitt ein stufenweise veränderliches Automatikgetriebe (20, 72) ist.