DE102007000667B4 - Steuervorrichtung für ein Fahrzeugantriebssystem - Google Patents

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Abstract

Steuervorrichtung für ein Fahrzeugantriebssystem (10) mit einem elektrischen Differenzialabschnitt (11) und einem mechanischen Leistungsübertragungsabschnitt (20), die in Reihe in einem Leistungsübertragungspfad zwischen einem Verbrennungsmotor (8) und einem Antriebsrad (34) eines Fahrzeugs angeordnet sind, wobei die Steuervorrichtung konfiguriert ist, um eine Abgabe des Verbrennungsmotors (8) gemäß einer Drehzahldifferenz (ΔNIN) zwischen einer Ist-Drehzahl (NIN1) des mechanischen Leistungsübertragungsabschnitts (20) und einer theoretischen Drehzahl (NIN2) zu begrenzen, die aus einer Drehzahl (NOUT) einer Ausgangswelle (22) des mechanischen Leistungsübertragungsabschnitts (20) und einem gegenwärtig gebildeten Drehzahlverhältnis (γ) des mechanischen Leistungsübertragungsabschnitts (20) berechnet wird, wobei der elektrische Differenzialabschnitt (11) einen Differenzialmechanismus (16), der betreibbar ist, um die Abgabe des Verbrennungsmotors (8) auf einen ersten Elektromotor (M1) und eine Eingangswelle (18) des mechanischen Leistungsübertragungsabschnitts (20) zu verteilen, und einen zweiten Elektromotor (M2) aufweist, der mit der Eingangswelle (18) verbunden ist, und wobei die Steuervorrichtung eine erste Elektromotordrehzahlsteuereinrichtung (92) aufweist, die konfiguriert ist, um eine Drehzahl des ersten Elektromotors (M1) zu steuern, so dass eine Drehzahl des zweiten Elektromotors (M2) eine vorbestimmte obere Grenze (NM2max) nicht übersteigt.

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • 1. Bereich der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung für ein Fahrzeugantriebssystem mit einem elektrischen Differenzialabschnitt und einem mechanischen Leistungsübertragungsabschnitt, die in Reihe miteinander in einem Leistungsübertragungspfad zwischen einem Verbrennungsmotor und einem Antriebsrad eines Fahrzeugs angeordnet sind, und bezieht sich insbesondere auf Technologien zum Begrenzen von Drehzahlen von Eingangselementen des mechanischen Leistungsübertragungsabschnitts in dem Fall einer Fehlfunktion einer Kopplungsvorrichtung des mechanischen Leistungsübertragungsabschnitts während der Fahrt des Fahrzeugs und zum Sicherstellen einer hohen Haltbarkeit dieser Eingangselemente.
  • 2. Diskussion des Stands der Technik
  • Es ist ein Fahrzeugantriebssystem mit einem elektrischen Differenzialabschnitt und einem mechanischen Leistungsübertragungsabschnitt bekannt, die in einer Reihe miteinander in einem Leistungsübertragungspfad angeordnet sind, die zum Übertragen einer Abgabe eines Verbrennungsmotors auf ein Antriebsrad des Fahrzeugs angeordnet sind. Das Dokument JP-2005-264762 A offenbart ein Beispiel eines solchen Antriebssystems für ein Hybridfahrzeug. Dieses Fahrzeugantriebssystem weist ein Leistungsübertragungselement zum Übertragen einer Fahrzeugantriebskraft von einem Verbrennungsmotor auf den mechanischen Leistungsübertragungsabschnitt durch den elektrischen Differenzialabschnitt und einen zweiten Elektromotor auf, der in einem Leistungsübertragungspfad zwischen dem Leistungsübertragungselement und dem Antriebsrad angeordnet ist. Der mechanische Leistungsübertragungsabschnitt ist ein gestuft variabler Automatikgetriebemechanismus, der zum gestuften Verändern der Drehzahl seines Eingangsdrehelements angeordnet ist, während die Fahrzeugantriebskraft durch das Eingangsdrehelement von dem Verbrennungsmotor durch das Leistungsübertragungselement aufgenommen wird.
  • Das Fahrzeugantriebssystem, das in der vorstehend genannten Offenlegungsschrift offenbart ist, verwendet den mechanischen Leistungsübertragungsabschnitt, der mit einer Kopplungsvorrichtung, wie zum Beispiel einer Eingangskupplung versehen ist, durch die die Fahrzeugantriebskraft, die von dem elektrischen Differenzialabschnitt aufgenommen wird, auf das Antriebsrad von dem mechanischen Leistungsübertragungsabschnitt übertragen wird.
  • Wenn eine Drehmomentkapazität der Kopplungsvorrichtung, wie zum Beispiel der Eingangskupplung, in dem Fall einer Fehlfunktion der Kopplungsvorrichtung oder irgendeines Bauteils, das zum Steuern der Kopplungsvorrichtung vorgesehen ist, während der Fahrt des Fahrzeugs bei einer vergleichsweise hohen Geschwindigkeit verringert wird, besteht die Möglichkeit, dass ein Eingangsdrehelement des mechanischen Leistungsübertragungsabschnitts, das an einer Seite der Kopplungsvorrichtung angeordnet ist, die näher an dem Verbrennungsmotor liegt, mit einer übermäßig hohen Drehzahl gedreht wird.
  • Weitere Steuervorrichtungen für Fahrzeugantriebssysteme sind aus DE 10 2004 059 430 A1 und DE 196 06 068 A1 bekannt.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf den vorstehend diskutierten zugehörigen Stand der Technik gemacht. Es ist daher eine Aufgabe dieser Erfindung, eine Steuervorrichtung für ein solches Fahrzeugantriebssystem zu schaffen, das vorstehend beschrieben ist, die konfiguriert ist, um die Drehzahl des Eingangsdrehelements des mechanischen Leistungsübertragungselements zu begrenzen, der an der Seite der Kopplungsvorrichtung angeordnet ist, die näher an dem Verbrennungsmotor liegt, wenn die Drehmomentkapazität der Kopplungsvorrichtung des Leistungsübertragungsabschnitts in dem Fall einer Fehlfunktion der Kopplungsvorrichtung während der Fahrt des Fahrzeugs verringert wird.
  • Erfindungsgemäß wird die vorstehend angegebene Aufgabe mit einer Steuervorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1, 3 und 5 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Die Steuervorrichtung gemäß Anspruch 1, die zum Begrenzen der Abgabe des Verbrennungsmotors gemäß der Differenz zwischen der Ist-Drehzahl des mechanischen Leistungsübertragungsabschnitts und der vorstehend angegebenen theoretischen Drehzahl konfiguriert ist, ist wirksam, einen übermäßigen Anstieg der Drehzahl eines Drehelements des mechanischen Leistungsübertragungsabschnitts, das an einer Seite einer Kopplungsvorrichtung angeordnet ist, die näher an dem Verbrennungsmotor liegt, und übermäßige Anstiege der Drehzahlen eines Lagers, das mit dem Drehelement und einem Elektromotor gedreht wird, der mit dem Drehelement verbunden ist, auch in dem Fall einer Verringerung der Drehmomentkapazität der Kopplungsvorrichtung aufgrund einer Abnormität der Kopplungsvorrichtung zu verringern oder zu verhindern, um dadurch eine hohe Haltbarkeit dieses Drehelements, Lagers und Elektromotors sicherstellen zu können.
  • Die erfindungsgemäße Steuervorrichtung bei der der elektrische Differenzialabschnitt einen Differenzialmechanismus, der zum Verteilen der Abgabe des Verbrennungsmotors auf einen ersten Elektromotor und eine Eingangswelle des mechanischen Leistungsübertragungsabschnitts betreibbar ist, und einen zweiten Elektromotor aufweist, der mit der Eingangswelle verbunden ist, wobei die Steuervorrichtung eine Steuereinrichtung für die erste Elektromotordrehzahl aufweist, die konfiguriert ist, um die Drehzahl des ersten Elektromotors zu steuern, so dass eine Drehzahl des zweiten Elektromotors eine vorbestimmte obere Grenze nicht übersteigt, verringert oder verhindert die Steuervorrichtung mit der ersten Elektromotordrehzahlsteuereinrichtung wirksamer den übermäßigen Anstieg der Drehzahl des Drehelements des mechanischen Leistungsübertragungsabschnitts, das an einer Seite der Kopplungsvorrichtung angeordnet ist, die näher an dem Verbrennungsmotor liegt, und die übermäßigen Anstiege der Drehzahlen des Lagers, das mit dem Drehelement gedreht wird, und des Elektromotors, der mit dem Drehelement verbunden ist, um dadurch eine hohe Haltbarkeit dieses Drehelements, Lagers und Elektromotors sicherstellen zu können.
  • Bei der Steuervorrichtung gemäß Anspruch 2, die die Verbrennungsmotorabgabebegrenzungseinrichtung aufweist, verringert diese Verbrennungsmotorabgabebegrenzungseinrichtung den übermäßigen Anstieg der Drehzahl des Drehelements des mechanischen Leistungsübertragungsabschnitts, das an einer Seite der Kopplungsvorrichtung angeordnet ist, die näher an dem Verbrennungsmotor liegt, und die übermäßigen Anstiege der Drehzahlen des Lagers, das mit dem Drehelement gedreht wird, und des Elektromotors, der mit dem Drehelement verbunden ist, um dadurch eine hohe Haltbarkeit dieses Drehelements, Lagers und Elektromotors sicherzustellen.
  • Bei der Steuervorrichtung gemäß Anspruch 3, die konfiguriert ist, um die Abgabe des Verbrennungsmotors gemäß dem Verhältnis der Ist-Drehzahl des mechanischen Leistungsübertragungsabschnitts zu der vorstehend angegebenen theoretischen Drehzahl zu begrenzen, ist wirksam, um einen übermäßigen Anstieg der Drehzahl eines Drehelements des mechanischen Leistungsübertragungsabschnitts, das an einer Seite einer Kopplungsvorrichtung angeordnet ist, die näher an dem Verbrennungsmotor liegt, und übermäßige Anstiege der Drehzahlen eines Lagers, das mit dem Drehelement gedreht wird, und eines Elektromotors, der mit dem Drehelement verbunden ist, auch in dem Fall einer Verringerung der Drehmomentkapazität der Kopplungsvorrichtung aufgrund einer Abnormität der Kopplungsvorrichtung zu verringern oder zu verhindern, um dadurch eine hohe Haltbarkeit dieses Drehelements, Lagers und Elektromotors sicherstellen zu können.
  • Die erfindungsgemäße Steuervorrichtung bei der der elektrische Differenzialabschnitt einen Differenzialmechanismus, der zum Verteilen der Abgabe des Verbrennungsmotors auf einen ersten Elektromotor und eine Eingangswelle des mechanischen Leistungsübertragungsabschnitts betreibbar ist, und einen zweiten Elektromotor aufweist, der mit der Eingangswelle verbunden ist, wobei die Steuervorrichtung eine Steuereinrichtung für die erste Elektromotordrehzahl aufweist, die konfiguriert ist, um die Drehzahl des ersten Elektromotors zu steuern, so dass eine Drehzahl des zweiten Elektromotors eine vorbestimmte obere Grenze nicht übersteigt, verringert oder verhindert die Steuervorrichtung mit der ersten Elektromotordrehzahlsteuereinrichtung wirksamer den übermäßigen Anstieg der Drehzahl des Drehelements des mechanischen Leistungsübertragungsabschnitts, das an einer Seite der Kopplungsvorrichtung angeordnet ist, die näher an dem Verbrennungsmotor liegt, und die übermäßigen Anstiege der Drehzahlen des Lagers, das mit dem Drehelement gedreht wird, und des Elektromotors, der mit dem Drehelement verbunden ist, um dadurch eine hohe Haltbarkeit dieses Drehelements, Lagers und Elektromotors sicherstellen zu können.
  • Bei der Steuervorrichtung gemäß Anspruch 4, bei der die Steuervorrichtung die Verbrennungsmotorabgabebegrenzungseinrichtung aufweist, verringert oder verhindert diese Verbrennungsmotorabgabebegrenzungseinrichtung wirksam den übermäßigen Anstieg der Drehzahl des Drehelements des mechanischen Leistungsübertragungsabschnitts, das an einer Seite der Kupplungsvorrichtung angeordnet ist, die näher an dem Verbrennungsmotor liegt, und die übermäßigen Anstiege der Drehzahlen des Lagers, das mit dem Drehelement gedreht wird, und des Elektromotors, der mit dem Drehelement verbunden ist, um dadurch eine hohe Haltbarkeit dieses Drehelements, Lagers und Elektromotors sicherstellen zu können.
  • Die Steuervorrichtung gemäß Anspruch 5, die konfiguriert ist, um die Abgabe des Verbrennungsmotors gemäß der Differenz zwischen dem Ist-Drehzahlverhältnis und dem theoretischen Drehzahlverhältnis des mechanischen Leistungsübertragungsabschnitts zu begrenzen, ist wirksam, um einen übermäßigen Anstieg der Drehzahl eines Drehelements des mechanischen Leistungsübertragungsabschnitts, das an einer Seite einer Kopplungsvorrichtung angeordnet ist, die näher an dem Verbrennungsmotor liegt, und übermäßige Anstiege der Drehzahlen eines Lagers, das mit dem Drehelement gedreht wird, und eines Elektromotors, der mit dem Drehelement verbunden ist, auch in dem Fall einer Verringerung der Drehmomentkapazität der Kopplungsvorrichtung aufgrund einer Abnormität der Kopplungsvorrichtung zu verringern oder zu verhindern, wodurch eine hohe Haltbarkeit dieses Drehelements, Lagers und Elektromotors sichergestellt werden kann.
  • Die erfindungsgemäße Steuervorrichtung bei der der elektrische Differenzialabschnitt einen Differenzialmechanismus, der zum Verteilen der Abgabe des Verbrennungsmotors auf einen ersten Elektromotor und eine Eingangswelle des mechanischen Leistungsübertragungsabschnitts betreibbar ist, und einen zweiten Elektromotor aufweist, der mit der Eingangswelle verbunden ist, wobei die Steuervorrichtung eine Steuereinrichtung für die erste Elektromotordrehzahl aufweist, die konfiguriert ist, um die Drehzahl des ersten Elektromotors zu steuern, so dass eine Drehzahl des zweiten Elektromotors eine vorbestimmte obere Grenze nicht übersteigt, verringert oder verhindert die Steuervorrichtung mit der ersten Elektromotordrehzahlsteuereinrichtung wirksamer den übermäßigen Anstieg der Drehzahl des Drehelements des mechanischen Leistungsübertragungsabschnitts, das an einer Seite der Kopplungsvorrichtung angeordnet ist, die näher an dem Verbrennungsmotor liegt, und die übermäßigen Anstiege der Drehzahlen des Lagers, das mit dem Drehelement gedreht wird, und des Elektromotors, der mit dem Drehelement verbunden ist, um dadurch eine hohe Haltbarkeit dieses Drehelements, Lagers und Elektromotors sicherstellen zu können.
  • Bei der Steuervorrichtung gemäß Anspruch 6, die die Verbrennungsmotorabgabebegrenzungsrichtung aufweist, verringert oder verhindert diese Verbrennungsmotorabgabebegrenzungseinrichtung wirksam den übermäßigen Anstieg der Drehzahl des Drehelements des mechanischen Leistungsübertragungsabschnitts, das an einer Seite der Kopplungsvorrichtung angeordnet ist, die näher an dem Verbrennungsmotor gelegen ist, und die übermäßigen Anstiege der Drehzahlen des Lagers, das mit dem Drehelement gedreht wird, und des Elektromotors, der mit dem Drehelement verbunden ist, wodurch eine hohe Haltbarkeit dieses Drehelements, Lagers und Elektromotors sichergestellt werden kann.
  • Bei der Steuervorrichtung gemäß Anspruch 7 ist das Drehzahlverhältnis des elektrischen Differenzialabschnitts stufenlos variabel, so dass das Drehzahlverhältnis des Fahrzeugantriebssystems im Ganzen stufenlos variabel ist.
  • Bei der Steuervorrichtung gemäß Anspruch 8 verringert oder verhindert die Verbrennungsmotorabgabebegrenzungseinrichtung wirksam den übermäßigen Anstieg der Drehzahl des Drehelements der gestuft variablen oder stufenlos variablen Getriebevorrichtung, das an einer Seite der Kopplungsvorrichtung angeordnet ist, die näher an dem Verbrennungsmotor liegt, und die übermäßigen Anstiege der Drehzahlen des Lagers, das mit dem Drehelement gedreht wird, und des Elektromotors, der mit dem Drehelement verbunden ist, auch in dem Fall einer Verringerung der Drehmomentkapazität der Kopplungsvorrichtung aufgrund einer Abnormität der Kopplungsvorrichtung der Getriebevorrichtung, um dadurch eine hohe Haltbarkeit dieses Drehelements, Lagers und Elektromotors sicherstellen zu können.
  • Der mechanische Leistungsübertragungsabschnitt kann eine Leistungsübertragungsvorrichtung mit Reibungskopplungsvorrichtungen oder eine Reibungsleistungsübertragungsvorrichtung sein, dessen Drehzahlverhältnis fixiert ist. Vorzugsweise ist jedoch der mechanische Leistungsübertragungsabschnitt ein Automatikgetriebe, das aus Folgendem ausgewählt wird: Ein gestuft variables Automatikgetriebe mit zumindest einem Planetengetriebesatz, der jeweils eine Vielzahl von Drehelementen hat, und einer Vielzahl von Reibungskopplungsvorrichtungen, die zum Verbinden der Drehelemente miteinander oder einem stationären Element betreibbar sind; ein stufenlos variables Getriebe der Riemen-Riemenscheiben-Bauart mit einem Paar Riemenscheiben mit variablem Durchmesser und einem Riemen, der die Riemenscheiben verbindet, um eine Fahrzeugantriebskraft durch Reibung zu übertragen; und ein stufenlos variables Getriebe der Toroidalbauart mit einem Paar Konuselementen und einer Vielzahl von Rollen, die jeweilige Achsen haben und die zwischen den zwei Konuselemente gehalten werden, um eine Fahrzeugantriebskraft über Reibung zu übertragen. Das vorstehend genannte Paar Riemenscheiben mit variablem Durchmesser und der Übertragungsriemen und das vorstehend genannte Paar Konuselemente und die Rollen werden als Art einer Reibungskopplungsvorrichtung betrachtet.
  • Vorzugsweise kann die Abgabe des Verbrennungsmotors durch Steuern eines Kraftstoffeinspritzventils begrenzt werden, um eine Kraftstoffabschaltung zum Abschalten einer Zufuhr von Kraftstoff zum Verbrennungsmotor zu bewirken, oder durch Steuern eines Drosselventils, um eine Menge einer Zufuhr eines Luft-Kraftstoff-Gemischs zu dem Verbrennungsmotor zu verringern.
  • Vorzugsweise weist die Steuervorrichtung ferner eine Antriebspositionswählbestimmungseinrichtung auf, die konfiguriert ist, um zu bestimmen, ob ein Schalthebel des Fahrzeugs in einer von Fahrzeugantriebspositionen angeordnet ist, und weist ferner eines von Folgendem auf: eine Drehzahldifferenzbestimmungseinrichtung, die konfiguriert ist, um zu bestimmen, ob die vorstehend angegebene Differenz zwischen der Ist-Drehzahl des mechanischen Leistungsübertragungsabschnitts und der theoretischen Drehzahl größer als der vorbestimmte Schwellwert ist; eine Drehzahlverhältnisbestimmungseinrichtung, die konfiguriert ist, um zu bestimmen, ob das vorstehend genannte Verhältnis der Ist-Drehzahl des mechanischen Leistungsübertragungsabschnitts zu der theoretischen Drehzahl höher als der vorbestimmte Schwellwert ist; und eine Drehzahlverhältnisdifferenzbestimmungseinrichtung, die konfiguriert ist, um zu bestimmen, ob die vorstehend angegebene Differenz des Ist-Drehzahlverhältnisses des mechanischen Leistungsübertragungsabschnitts von dem theoretischen Drehzahlverhältnis größer als der vorbestimmte Schwellwert ist. In diesem Fall begrenzt die vorstehend beschriebene Verbrennungsmotorabgabebegrenzungseinrichtung die Abgabe des Verbrennungsmotors, wenn eine der vorstehend beschriebenen drei Bestimmungseinrichtungen eine zustimmende Bestimmung erhalten hat, während die Antriebspositionswählbestimmungseinrichtung eine zustimmende Bestimmung erhält. Wenn die Steuervorrichtung die Steuereinrichtung der ersten Elektromotordrehzahl aufweist, steuert die Steuereinrichtung der ersten Elektromotordrehzahl die Drehzahl des ersten Elektromotors, wenn eine der vorstehend beschriebenen drei Bestimmungseinrichtungen die zustimmende Bestimmung erhalten hat, während die Antriebspositionswählbestimmungseinrichtung die zustimmende Bestimmung erhält.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Die vorstehend genannte und weitere Aufgaben, Merkmale sowie Vorteile und die technische sowie industrielle Bedeutung dieser Erfindung werden aus dem Studium der folgenden genauen Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen erkennbar.
  • 1 ist eine schematische Ansicht, die eine Anordnung eines Fahrzeugantriebssystems in der Form eines Getriebemechanismus eines Hybridfahrzeugs zeigt, auf das die vorliegende Erfindung anwendbar ist;
  • 2 ist eine Tabelle, die Schaltvorgänge eines gestuft variablen Automatikgetriebeabschnitts, der in dem Getriebemechanismus von 1 vorgesehen ist, in Beziehung zu verschiedenen Kombinationen von Betätigungszuständen der hydraulisch betätigten Reibungskopplungsvorrichtungen angibt, um die jeweiligen Schaltvorgänge zu bewirken;
  • 3 ist ein Liniendiagramm, das relative Drehzahlen von Drehelementen eines Differenzialabschnitts und des gestuft variablen Automatikgetriebeabschnitts des Getriebemechanismus von 1 in einem stufenlos variablen Schaltzustand des Differenzialabschnitts und einem gestuft variablen Schaltzustand des gestuft variablen Automatikgetriebeabschnitts zeigt;
  • 4 ist eine Ansicht, die Eingangs- und Ausgangssignale einer elektronischen Steuervorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel dieser Erfindung zum Steuern des Getriebemechanismus von 1 angibt;
  • 5 ist eine Ansicht, die einen Hauptabschnitt einer Hydrauliksteuereinheit zeigt, die zum Bewirken von gestuft variablen Schaltvorgängen des gestuft variablen Automatikgetriebeabschnitts des Getriebemechanismus von 1 angeordnet ist;
  • 6 ist eine Ansicht, die ein Beispiel einer manuell betätigten Schaltvorrichtung zeigt, die einen Schalthebel aufweist und zum Auswählen von einer aus einer Vielzahl von Schaltpositionen betreibbar ist;
  • 7 ist ein Funktionsblockdiagramm, das Hauptsteuerfunktionen der elektronischen Steuervorrichtung von 4 darstellt;
  • 8 ist eine Ansicht, die ein Beispiel eines gespeicherten Schaltgrenzlinienkennfelds, das zum Bestimmen eines Schaltvorgangs des gestuft variablen Automatikgetriebeabschnitts verwendet wird, und ein Beispiel eines gespeicherten Antriebsleistungsquellenumschaltgrenzlinienkennfelds, das Grenzlinien zwischen einer Verbrennungsmotorantriebsregion und einer Motorantriebsregion zum Umschalten zwischen einem Verbrennungsmotorantriebsmodus und einem Motorantriebsmodus definiert, in dem selben zweidimensionalen Koordinatensystem darstellt, das durch Steuerparameter in der Form einer Fahrgeschwindigkeit und eines Ausgangsdrehmoments des Fahrzeugs definiert ist, so dass diese Kennfelder sich aufeinander beziehen;
  • 9 ist eine Ansicht, die ein Beispiel eines Kraftstoffverbrauchkennfelds darstellt, das eine Kurve mit höchster Kraftstoffwirtschaftlichkeit eines Verbrennungsmotors definiert, der durch die in 7 gezeigte Hybridsteuereinrichtung gesteuert wird;
  • 10 ist eine Ansicht, die eine Beziehung zwischen einer Obergrenze eines Verbrennungsmotorausgangsdrehmoments, die durch die Verbrennungsmotorabgabebegrenzungseinrichtung verwendet wird, die in 7 gezeigt ist, und einer Drehzahldifferenz angibt;
  • 11 ist ein Ablaufdiagramm, das eine Drehzahlbegrenzungssteuerroutine darstellt, die durch die in 4 gezeigte elektronische Steuervorrichtung ausgeführt wird;
  • 12 ist eine Ansicht, die eine Beziehung zwischen der Obergrenze des Verbrennungsmotorausgangsdrehmoments, die durch die Verbrennungsmotorabgabebegrenzungseinrichtung verwendet wird, und der Drehzahldifferenz in einem weiteren Ausführungsbeispiel dieser Erfindung angibt;
  • 13 ist ein Funktionsblockdiagramm entsprechend demjenigen von 7, das Hauptsteuerfunktionen einer elektronischen Steuervorrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel dieser Erfindung darstellt;
  • 14 ist ein Ablaufdiagramm, das eine Drehzahlbegrenzungssteuerroutine darstellt, die durch die in 13 gezeigte elektronische Steuervorrichtung ausgeführt wird;
  • 15 ist eine Ansicht, die einen Schwellwert, der von der Drehzahlverhältnisbestimmungseinrichtung in dem Ausführungsbeispiel von 13 verwendet wird, und einen Schwellwert, der von der Drehzahlverhältnisdifferenzbestimmungseinrichtung in noch einem weiteren Ausführungsbeispiel von 16 verwendet wird, im Vergleich mit einem Schwellwert, der durch die Drehzahldifferenzbestimmungseinrichtung in dem Ausführungsbeispiel von 7 verwendet wird, in einem zweidimensionalen Koordinatensystem angibt, wobei die Fahrzeuggeschwindigkeit entlang einer horizontalen Achse aufgetragen ist, während die Drehzahl des zweiten Elektromotors entlang einer vertikalen Achse aufgetragen ist;
  • 16 ist ein Funktionsblockdiagramm entsprechend demjenigen von 7, das Hauptsteuerfunktionen einer elektronischen Steuervorrichtung gemäß dem vorstehend angegebenen noch weiteren Ausführungsbeispiel dieser Erfindung darstellt;
  • 17 ist ein Ablaufdiagramm, das eine Drehzahlbegrenzungssteuerroutine darstellt, die durch die in 16 gezeigte elektronische Steuervorrichtung ausgeführt wird; und
  • 18 ist eine Ansicht entsprechend derjenigen von 15, die noch ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt.
  • GENAUE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
  • (Erstes Ausführungsbeispiel)
  • Unter Bezugnahme auf die schematische Ansicht von 1 ist ein Getriebemechanismus 10 gezeigt, der einen Teil eines Antriebssystems für ein Hybridfahrzeug bildet, wobei das Antriebssystem durch eine Steuervorrichtung gesteuert wird, die gemäß dieser Erfindung aufgebaut ist. Wie in 1 gezeigt ist, weist der Getriebemechanismus 10 Folgendes auf: Ein Eingangsdrehelement in der Form einer Eingangswelle 14; einen stufenlos variablen Getriebeabschnitt in der Form eines elektrischen Differenzialabschnitts 11, der mit der Eingangswelle 14 entweder direkt oder indirekt über einen pulsationsabsorbierenden Dämpfer (Schwingungsdämpfungsvorrichtung) verbunden ist, der nicht gezeigt ist; einen mechanischen Leistungsübertragungsabschnitt in der Form eines Automatikgetriebeabschnitts 20, der zwischen dem elektrischen Differenzialabschnitt 11 und Antriebsrädern 34 (in 7 gezeigt) des Fahrzeugs angeordnet ist, und der in Reihe mit einem Leistungsübertragungselement 18 (Leistungsübertragungswelle) mit dem Differenzialabschnitt 11 und den Antriebsrädern 34 verbunden ist; und ein Ausgangsdrehelement in der Form einer Ausgangswelle 22, die mit dem Automatikgetriebeabschnitt 20 verbunden ist. Die Eingangswelle 12, der Differenzialabschnitt 11, der Automatikgetriebeabschnitt 20 und die Ausgangswelle 22 sind koaxial an einer gemeinsamen Achse in einem Getriebegehäuse 12 (im Folgenden einfach als „Gehäuse 12” bezeichnet) angeordnet, das als stationäres Element funktioniert, das an einer Karosserie des Fahrzeugs angebracht ist, und sind in Reihe miteinander verbunden. Dieser Getriebemechanismus 10 wird geeignet für ein FR-Querfahrzeug (Fahrzeug mit Frontverbrennungsmotor und Hinterradantrieb) verwendet und ist zwischen einer Antriebsleistungsquelle in der Form einer Brennkraftmaschine 8 und einem Paar Antriebsrädern 34 angeordnet, um eine Fahrzeugantriebskraft von dem Verbrennungsmotor 8 auf das Paar Antriebsräder 34 durch eine Differenzialgetriebevorrichtung 32 (Enddrehzahlreduktionsgetriebe) und ein Paar Antriebsachsen zu übertragen, wie in 7 gezeigt ist. Der Verbrennungsmotor 8 kann ein Benzinverbrennungsmotor oder ein Dieselverbrennungsmotor sein und funktioniert als Fahrzeugantriebsleistungsquelle, die direkt mit der Eingangswelle 14 oder indirekt über einen pulsationsabsorbierenden Dämpfer verbunden ist.
  • Bei dem vorliegenden Getriebemechanismus 10 sind der Verbrennungsmotor 8 und der Differenzialabschnitt 11 direkt miteinander verbunden. Diese direkte Verbindung bedeutet, dass der Verbrennungsmotor 8 und der Getriebeabschnitt 11 miteinander ohne eine Fluid betriebene Leistungsübertragungsvorrichtung, wie zum Beispiel einen Drehmomentwandler oder eine Fluidkupplung miteinander verbunden sind, die dazwischen angeordnet ist, aber können auch miteinander durch den pulsationsabsorbierenden Dämpfer verbunden werden, wie vorstehend beschrieben ist. Es ist anzumerken, dass eine untere Hälfte des Getriebemechanismus 10, der symmetrisch mit Bezug auf seine Achse aufgebaut ist, in 1 weggelassen ist. Das gilt ebenso für die anderen Ausführungsbeispiele der Erfindung, die nachstehend beschrieben sind.
  • Der Differenzialabschnitt 11 ist mit Folgendem versehen: Einem ersten Elektromotor M1; einem Leistungsverteilungsmechanismus 16, der als Differenzialmechanismus funktioniert, der betreibbar ist, um eine Abgabe des Verbrennungsmotors 8, die durch die Eingangswelle 14 aufgenommen wird, mechanisch auf den ersten Elektromotor M1 und eine Eingangswelle des Automatikgetriebeabschnitts 20 in der Form des Leistungsübertragungselements 18 zu verteilen; und einen zweiten Elektromotor M2, der wirksam mit der Ausgangswelle 22 verbunden ist und mit dieser gedreht wird. Der erste und zweite Elektromotor M1 und M2, die in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel verwendet werden, sind jeweils ein sogenannter Motorgenerator mit einer Funktion eines Elektromotors und einer Funktion eines elektrischen Generators. Jedoch sollte der erste Elektromotor M1 zumindest als elektrischer Generator funktionieren, der zum Erzeugen einer elektrischen Energie und einer Reaktionskraft betreibbar ist, während der zweite Elektromotor M2 zumindest als Antriebsleistungsquelle funktionieren sollte, die zum Erzeugen einer Fahrzeugantriebskraft betreibbar ist.
  • Der Leistungsverteilungsmechanismus 16 weist als Hauptbestandteil einen ersten Planetengetriebesatz 24 der Einzelritzelbauart mit beispielsweise einem Übersetzungsverhältnis ρ1 von ungefähr 0,481 auf. Der erste Planetengetriebesatz 24 hat Drehelemente, die aus Folgendem bestehen: Einem ersten Sonnenrad S1, einem ersten Planetenrad P1; einem ersten Träger CA1, der das erste Planetenrad P1 so stützt, dass das erste Planetenrad P1 um seine Achse und um die Achse des ersten Sonnenrads S1 drehbar ist; und einem ersten Zahnkranz R1, der mit dem ersten Sonnenrad S1 durch das erste Planetenrad P1 kämmend eingreift. Wenn die Anzahlen der Zähne des ersten Sonnenrads S1 und des ersten Zahnkranzes R1 durch ZS1 bzw. ZR1 dargestellt werden, wird das vorstehend angegebene Übersetzungsverhältnis ρ1 durch ZS1/ZR1 dargestellt.
  • Bei dem Leistungsverteilungsmechanismus 16 ist der erste Träger CA1 mit der Eingangswelle 14, nämlich mit dem Verbrennungsmotor 8 verbunden und ist das erste Sonnenrad S1 mit dem ersten Elektromotor M1 verbunden, während der erste Zahnkranz R1 mit dem Leistungsübertragungselement 18 verbunden ist. Der Leistungsverteilungsmechanismus 16 wird in einem Differenzialzustand betrieben, in dem die drei Elemente des ersten Planetengetriebesatzes 24, die aus dem ersten Sonnenrad S1, dem ersten Träger CA1 und dem ersten Zahnkranz R1 bestehen, relativ zueinander drehbar sind, um eine Differenzialfunktion zu haben. In dem Differenzialzustand wird die Abgabe des Verbrennungsmotors 8 auf den ersten Elektromotor M1 und das Leistungsübertragungselement 18 geteilt, wodurch ein Abschnitt der Abgabe des Verbrennungsmotors 8 zum Antreiben des ersten Elektromotors M1 zum Erzeugen einer elektrischen Energie verwendet wird, die gespeichert wird oder zum Antreiben des zweiten Elektromotors M2 verwendet wird. Somit funktioniert der Differenzialabschnitt 11 (der Leistungsverteilungsmechanismus 16) als elektrische Differenzialvorrichtung, die in einem stufenlos variablen Schaltzustand (einem elektrisch gebildeten CVT-Zustand) betreibbar ist, indem die Drehzahl des Leistungsübertragungselements 18 ungeachtet der Drehzahl des Verbrennungsmotors 8 stufenlos variable ist, nämlich in dem Differenzialzustand angeordnet ist, in dem ein Drehzahlverhältnis γ0 (Drehzahl der Eingangswelle 14/Drehzahl des Leistungsübertragungselements 18) des Leistungsverteilungsmechanismus 16 stufenlos von einem minimalen Wert γ0min zu einem maximalen Wert γ0max verändert wird, nämlich in dem stufenlos variablen Schaltzustand, in dem der Differenzialabschnitt 11 als elektrisch gesteuertes stufenlos variables Getriebe funktioniert, dessen Drehzahlverhältnis γ0 stufenlos variabel von dem minimalen Wert γ0min bis zu dem maximalen Wert γ0max stufenlos variabel ist.
  • Der Automatikgetriebeabschnitt 20 weist einen zweiten Einzelritzelplanetengetriebesatz 26, einen dritten Einzelritzelgetriebesatz 28 und einen vierten Einzelritzelplanetengetriebesatz 30 auf. Der Automatikgetriebeabschnitt 20 ist ein Mehrstufengetriebe, das als gestuft variables Automatikgetriebe, ein mechanischer Getriebeabschnitt oder ein mechanischer Leistungsübertragungsabschnitt betreibbar ist. Der zweite Planetengetriebesatz 26 hat Folgendes: Ein zweites Sonnenrad S2; ein zweites Planetenrad P2; einen zweiten Träger CA2, der das zweite Planetenrad P2 so stützt, dass das zweite Planetenrad P2 um seine Achse und um die Achse des zweiten Sonnenrads S2 drehbar ist; und einen zweiten Zahnkranz R2, der mit dem zweiten Sonnenrad S2 durch das zweite Planetenrad P2 kämmend eingreift. Beispielsweise hat der zweite Planetengetriebesatz 26 ein Übersetzungsverhältnis ρ2 von ungefähr 0,562. Der dritte Planetengetriebesatz 28 hat Folgendes: Ein drittes Sonnenrad S3; ein drittes Planetenrad P3; einen dritten Träger CA3, der das dritte Planetenrad P3 so stützt, dass das dritte Planetenrad P3 um seine Achse und um die Achse des dritten Sonnenrads S3 drehbar ist; und einen dritten Zahnkranz R3, der mit dem dritten Sonnenrad S3 durch das dritte Planetenrad P3 kämmend eingreift. Beispielsweise hat der dritte Planetengetriebesatz 28 ein Übersetzungsverhältnis ρ3 von ungefähr 0,425. Der vierte Planetengetriebesatz 30 hat Folgendes: Ein viertes Sonnenrad S4; ein viertes Planetenrad P4; einen vierten Träger CA4, der das vierte Planetenrad P4 so stützt, dass das vierte Planetenrad P4 um seine Achse und um die Achse des vierten Sonnenrads S4 drehbar ist; und einen vierten Zahnkranz R4, der mit dem vierten Sonnenrad S4 durch den vierten Planetenträger P4 kämmend eingreift. Beispielsweise hat der vierte Planetengetriebesatz 30 ein Übersetzungsverhältnis ρ4 von ungefähr 0,421. Die Anzahlen der Zähne des zweiten Sonnenrads S2, des zweiten Zahnkranzes R2, des dritten Sonnenrads S3, des dritten Zahnkranzes R3, des vierten Sonnenrads S4, und des vierten Zahnkranzes R4 durch ZS2, ZR2, ZS3, ZR3, ZS4 bzw. ZR4 dargestellt werden, werden die vorstehend angegebenen Übersetzungsverhältnisse ρ2, ρ3 und ρ4 durch ZS2/ZR2, ZS3/ZR3 bzw. ZS4/ZR4 dargestellt.
  • Bei dem Automatikgetriebeabschnitt 20 sind das zweite Sonnenrad S2 und das dritte Sonnenrad S3 integral miteinander als eine Einheit fixiert, werden selektiv mit dem Leistungsübertragungselement 18 durch die zweite Kupplung C2 verbunden und werden selektiv mit dem Gehäuse 12 durch eine erste Bremse B1 fixiert. Der zweite Träger CA2 wird selektiv mit dem Gehäuse 12 durch eine zweite Bremse B2 fixiert und der vierte Zahnkranz R4 wird selektiv mit dem Gehäuse 12 durch eine dritte Bremse B3 fixiert. Der zweite Zahnkranz R2, der dritte Träger CA3 und der vierte Träger CA4 sind integral miteinander fixiert und mit der Ausgangswelle 22 fixiert. Der dritte Zahnkranz R3 und das vierte Sonnenrad S4 sind integral miteinander fixiert und werden selektiv mit dem Leistungsübertragungselement 18 durch eine erste Kupplung C1 verbunden.
  • Somit werden der Automatikgetriebeabschnitt 20 und der Differenzialabschnitt 11 (das Leistungsübertragungselement 18) selektiv miteinander durch die erste Kupplung C1 oder die zweite Kupplung C2 verbunden, die zum Schalten des Automatikgetriebeabschnitts 20 vorgesehen ist. Demgemäß wird die Abgabe des Verbrennungsmotors 8 auf den Automatikgetriebeabschnitt 20 durch den Differenzialabschnitt 11 und die erste Kupplung C1 und/oder die zweite Kupplung C2 übertragen. Die erste Kupplung C1 und die zweite Kupplung C2 funktionieren als Eingangskupplungen des Automatikgetriebeabschnitts 20. Wenn zumindest eine der ersten und zweiten Kupplung C1 und C2 in dem eingerückten Zustand angeordnet ist, wird der Leistungsübertragungspfad zwischen dem Leistungsübertragungselement 18 und dem Automatikgetriebeabschnitt 20 in einem Leistungsübertragungszustand angeordnet, in dem eine Fahrzeugantriebskraft durch den Leistungsübertragungspfad übertragen werden kann. Wenn sowohl die erste als auch die zweite Kupplung C1, C2 in dem ausgerückten Zustand angeordnet sind, wird der Leistungsübertragungspfad in einem Leistungsabschaltzustand angeordnet, in dem die Fahrzeugantriebskraft durch den Leistungsübertragungspfad nicht übertragen werden kann. Somit funktionieren die erste und die zweite Kupplung C1, C2 als Kopplungsvorrichtungen, die betreibbar sind, um den Leistungsübertragungspfad zwischen dem Leistungsübertragungselement 18 und dem Automatikgetriebeabschnitt 20, nämlich zwischen dem Differenzialabschnitt 11 (dem Leistungsübertragungselement 18) und den Antriebsrädern 34 selektiv in einen des Leistungsübertragungszustands, in dem die Fahrzeugantriebskraft durch den Leistungsübertragungspfad übertragen werden kann, und des Leistungsabschaltzustands, in dem die Fahrzeugsantriebskraft durch den Leistungsübertragungspfad nicht übertragen werden kann, anzuordnen.
  • Der Automatikgetriebeabschnitt 20 ist ein gestuft variables Getriebe, das betreibbar ist, um eine sogenannte „Kupplung-zu-Kupplung-Schaltwirkung” durchzuführen, um eine von ausgewählten Gangpositionen durch einen Einrückvorgang von einer der Kopplungsvorrichtungen und einen Ausrückvorgang von einer anderen Kopplungsvorrichtung zu bilden. Die vorstehend angegebenen Positionen haben jeweilige Drehzahlverhältnisse γ (Drehzahl N18 des Leistungsübertragungselements 18/Drehzahl NOUT der Ausgangswelle 22), die sich als geometrische Reihe ändern. Wie in der Tabelle von 2 angegeben ist, wird die erste Gangposition mit dem höchsten Drehzahlverhältnis γ1 von beispielsweise ungefähr 3,357 durch Einrückvorgänge der ersten Kupplung C1 und der dritten Bremse B3 gebildet und wird die zweite Gangposition mit dem Drehzahlverhältnis γ2 von beispielsweise ungefähr 2,180, das niedriger als das Drehzahlverhältnis γ1 ist, durch Einrückvorgänge der ersten Kupplung C1 und der zweiten Bremse B2 gebildet. Ferner wird die dritte Gangposition mit dem Drehzahlverhältnis γ3 von beispielsweise ungefähr 1,424, das niedriger als das Drehzahlverhältnis γ2 ist, durch Einrückvorgänge der ersten Kupplung C1 und der ersten Bremse B1 gebildet und wird die vierte Gangposition, die das Drehzahlverhältnis γ4 von beispielsweise ungefähr 1,000 hat, das niedriger als das Drehzahlverhältnis γ3 ist, durch Einrückvorgänge der ersten Kupplung C1 und der zweiten Kupplung C2 gebildet. Die Rückwärtsgangposition mit dem Drehzahlverhältnis γR von beispielsweise ungefähr 3,209, das zwischen den Drehzahlverhältnissen γ1 und γ2 liegt, wird durch Einrückvorgänge der zweiten Kupplung C2 und der dritten Bremse B3 gebildet und die Neutralposition N wird gebildet, wenn die erste Kupplung C1, die zweite Kupplung C2, die erste Bremse B1, die zweite Bremse B2 und die dritte Bremse B3 alle in ihrem ausgerückten Zustand angeordnet werden.
  • Die vorstehend beschriebene erste Kupplung C1, zweite Kupplung C2, erste Bremse B1, zweite Bremse B2 und dritte Bremse B3 (im Folgenden gemeinsam als Kupplungen C und Bremsen B bezeichnet, außer es ist anders angegeben) sind hydraulisch betätigte Reibungskopplungsvorrichtungen, die bei einem herkömmlichen Fahrzeugautomatikgetriebe verwendet werden. Jede dieser Reibungskopplungsvorrichtungen ist durch eine Mehrscheibennasskupplung mit einer Vielzahl von Reibungsplatten, die durch ein Hydraulikstellglied gegeneinander getrieben werden, oder eine Bandbremse mit einer Drehtrommel und einem oder zwei Bändern gebildet, die an der äußeren Umfangsfläche der Drehtrommel gewunden sind und an einem Ende durch ein Hydraulikstellglied festgezogen werden. Jede der Kupplungen C1, C2 und der Bremsen B1–B3 wird selektiv zum Verbinden von zwei Elementen eingerückt, zwischen die die Kupplung oder Bremse zwischengesetzt ist.
  • Bei dem Getriebemechanismus 10, der aufgebaut ist, wie vorstehend beschrieben ist, wirken der Differenzialabschnitt 11, der als das stufenlos variable Getriebe funktioniert, und der Automatikgetriebeabschnitt 20, der als das gestuft variable Getriebe funktioniert, zusammen, um ein stufenlos variables Getriebe zu bilden, dessen Drehzahlverhältnis stufenlos variabel ist. Während der Differenzialabschnitt 11 gesteuert wird, so dass er sein Drehzahlverhältnis konstant hält, wirken der Differenzialabschnitt 11 und der Automatikgetriebeabschnitt 20 zusammen, um ein gestuft variables Getriebe zu bilden, dessen Drehzahlverhältnis in Stufen variabel ist.
  • Wenn der Differenzialabschnitt 11 als das stufenlos variable Getriebe funktioniert, während der Automatikgetriebeabschnitt 20, der in Reihe mit dem Differenzialabschnitt 11 verbunden ist, als das gestuft variable Getriebe funktioniert, wird die Drehzahl der Drehbewegung, die auf den Automatikgetriebeabschnitt 20 übertragen wird, der in einer von ausgewählten Gangpositionen M angeordnet ist (im Folgenden als „Eingangsdrehzahl des Automatikgetriebeabschnitts 20” bezeichnet), nämlich die Drehzahl des Leistungsübertragungselements 18 (im Folgenden als „Übertragungselementsdrehzahl N18” bezeichnet) stufenlos geändert, so dass das Drehzahlverhältnis des Antriebssystems, wenn der Automatikgetriebeabschnitt 20 in der ausgewählten Gangposition M angeordnet ist, über einen vorbestimmten Bereich stufenlos variabel ist. Demgemäß ist ein Gesamtdrehzahlverhältnis γT des Getriebemechanismus 10 (Drehzahl NIN der Eingangswelle 14/Drehzahl NOUT der Ausgangswelle 22) stufenlos variabel. Somit ist der Getriebemechanismus 10 im Ganzen als ein stufenlos variables Getriebe betreibbar. Das Gesamtdrehzahlverhältnis γT wird durch das Drehzahlverhältnis γ0 des Differenzialabschnitts 11 und das Drehzahlverhältnis γ des Automatikgetriebeabschnitts 20 bestimmt.
  • Beispielsweise ist die Übertragungselementdrehzahl N18 stufenlos variabel über den vorbestimmten Bereich, wenn der Differenzialabschnitt 11 als das stufenlos variable Getriebe funktioniert, während der Automatikgetriebeabschnitt 20 in einer ausgewählten Position der ersten bis vierten Gangpositionen und der Rückwärtsgangposition angeordnet ist, wie in der Tabelle von 2 angegeben ist. Demgemäß ist das Gesamtdrehzahlverhältnis γT des Getriebemechanismus 10 stufenlos variabel über die angrenzenden Gangpositionen.
  • Wenn das Drehzahlverhältnis γ0 des Differenzialabschnitts 11 konstant gehalten wird, während die Kupplungen C und die Bremsen B selektiv eingerückt werden, um die ausgewählte Position der ersten bis vierten Gangpositionen und der Rückwärtsgangposition zu bilden, ist das Gesamtdrehzahlverhältnis γT des Getriebemechanismus 10 in Stufen als geometrische Reihe variabel. Somit ist der Getriebemechanismus 10 wie ein gestuft variables Getriebe betreibbar.
  • Wenn das Drehzahlverhältnis γ0 des Differentialabschnitts 11 beispielsweise auf 1 konstant gehalten wird, ändert sich das Gesamtdrehzahlverhältnis γT des Getriebemechanismus 10, wenn der Automatikgetriebeabschnitt 20 von einer Position der ersten bis vierten Gangpositionen und der Rückwärtsgangposition zu einer anderen Position geschaltet wird, wie in der Tabelle von 2 angegeben ist. Wenn das Drehzahlverhältnis γ0 des Differenzialabschnitts 11 auf einem Wert konstant gehalten wird, der beispielsweise kleiner als 1 ist, nämlich ungefähr 0,7, während der Automatikgetriebeabschnitt 20 in der vierten Gangposition angeordnet ist, wird das Gesamtdrehzahlverhältnis γT des Getriebemechanismus 10 auf ungefähr 0,7 gesteuert.
  • Das Liniendiagramm von 3 gibt durch Geraden eine Beziehung zwischen den Drehzahlen der Drehelemente in jeder der Gangpositionen des Getriebemechanismus 10 an, der durch den Differenzialabschnitt 11 und den Automatikgetriebeabschnitt 20 gebildet wird. Die unterschiedlichen Gangpositionen entsprechen den jeweils unterschiedlichen Zuständen der Verbindung der Drehelemente. Das Liniendiagramm von 3 ist ein rechtwinkliges zweidimensionales Koordinatensystem, in dem die Übersetzungsverhältnisse ρ der Planetengetriebesätze 24, 26, 28, 30 entlang der horizontalen Achse aufgetragen sind, während die relativen Drehzahlen der Drehelemente entlang der vertikalen Achse aufgetragen sind. Die horizontale Linie X1 gibt die Drehzahl von 0 an, während die horizontale Linie X2 die Drehzahl von 1,0 angibt, nämlich eine Betriebsdrehzahl NE des Verbrennungsmotors 8, der mit der Eingangswelle 14 verbunden ist. Die horizontale Linie XG gibt die Drehzahl des Leistungsübertragungselements 18 an.
  • Drei vertikale Linien Y1, Y2, Y3 entsprechend dem Leistungsverteilungsmechanismus 16 des Differenzialabschnitts 11 stellen die relativen Drehzahlen eines zweiten Drehelements (zweiten Elements) RE2 in der Form des ersten Sonnenrads S1, eines ersten Drehelements (ersten Elements) RE1 in der Form des ersten Trägers CA1 bzw. eines dritten Drehelement (dritten Elements) RE3 in der Form des ersten Zahnkranzes R1 dar. Die Abstände zwischen den angrenzenden Linien der vertikalen Linien Y1, Y2 und Y3 werden durch das Übersetzungsverhältnis ρ1 des ersten Planetengetriebesatzes 24 bestimmt. Der Abstand zwischen den vertikalen Linien Y1 und Y2 entspricht nämlich „1”, während der Abstand zwischen den vertikalen Linien Y2 und Y3 dem Übersetzungsverhältnis ρ1 entspricht. Ferner stellen fünf vertikale Linien Y4, Y5, Y6, Y7 und Y8 entsprechend dem Getriebeabschnitt 20 die relativen Drehzahlen eines vierten Drehelements (vierten Elements) RE4 in der Form des zweiten und dritten Sonnenrads S2, S3, die integral miteinander fixiert sind, eines fünften Drehelements (fünften Elements) RE5 in der Form des zweiten Trägers CA2, eines sechsten Drehelements (sechsen Elements) RE6 in der Form des vierten Zahnkranzes R4, eines siebten Drehelements (siebten Elements) RE7 in der Form eines zweiten Zahnkranzes R2 sowie eines dritten und vierten Trägers CA3, CA4, die integral miteinander fixiert sind, bzw. eines achten Drehelements (achten Elements) RE8 in der Form des dritten Zahnkranzes R3 und des vierten Sonnenrads S4 dar, die integral miteinander fixiert sind. Die Abstände zwischen den angrenzenden Linien der vertikalen Linien werden durch die Übersetzungsverhältnisse ρ2, ρ3 und ρ4 des zweiten, dritten und vierten Planetengetriebesatzes 26, 28, 30 bestimmt. In der Beziehung zwischen den vertikalen Linien des Liniendiagramms entsprechen die Abstände zwischen dem Sonnenrad und dem Träger des jeweiligen Planetengetriebesatzes „1”, während die Abstände zwischen dem Träger und dem Zahnkranz des jeweiligen Planetengetriebesatzes dem Übersetzungsverhältnis ρ entsprechen. Bei dem Differentialabschnitt 11 entspricht der Abstand zwischen den vertikalen Linien Y1 und Y2 „1”, während der Abstand zwischen den vertikalen Linien Y2 und Y3 dem Übersetzungsverhältnis ρ entspricht. Bei dem Automatikgetriebeabschnitt 20 entspricht der Abstand zwischen dem Sonnenrad und dem Träger von dem jeweiligen zweiten, dritten und vierten Planetengetriebesatz 26, 28, 30 „1”, während der Abstand zwischen dem Träger und dem Zahnkranz des jeweiligen Planetengetriebesatzes 26, 28, 30 dem Übersetzungsverhältnis ρ entspricht.
  • Unter Bezugnahme auf das Liniendiagramm von 3 ist der Leistungsverteilungsmechanismus 16 (Differenzialabschnitt 11) des Getriebemechanismus 10 so angeordnet, dass das ersten Drehelement RE1 (der erste Träger CA1) des ersten Planetengetriebesatzes 24 integral mit der Eingangswelle 14 (dem Verbrennungsmotor 8) fixiert ist, und ist das zweite Drehelement RE2 mit dem ersten Elektromotor M1 fixiert, während das dritte Drehelement RE3 (erster Zahnkranz R1) mit dem Leistungsübertragungselement 18 und dem zweiten Elektromotor M2 fixiert ist, so dass eine Drehbewegung der Eingangswelle 14 zu dem Automatikgetriebeabschnitt 20 durch das Leitungsübertragungselement 18 übertragen (eingegeben) wird. Die Beziehung zwischen den Drehzahlen des ersten Sonnenrads S1 und des ersten Zahnkranzes R1 wird durch eine geneigte Gerade L0 dargestellt, die durch einen Schnittpunkt zwischen den Linien Y2 und X2 verläuft.
  • In dem Differenzialzustand des Differenzialabschnitts 11, in dem das erste bis vierte Drehelement RE1–RE3 relativ zueinander drehbar sind, wird die Drehzahl des ersten Sonnenrads S1, nämlich die Drehzahl des ersten Elektromotors M1, die durch einen Schnittpunkt zwischen der Geraden L0 und der vertikalen Linie Y1 dargestellt wird, durch Steuern der Verbrennungsmotordrehzahl NE angehoben oder abgesenkt, so dass die Drehzahl des ersten Trägers CA1, die durch einen Schnittpunkt zwischen der Geraden L0 und der vertikalen Linie Y2 dargestellt wird, wenn die Drehzahl des ersten Zahnkranzes R1 durch eine Schnittpunkt der Geraden L0 und der vertikalen Linie Y3 dargestellt wird, im Wesentlichen konstant gehalten wird.
  • Wenn die Drehzahl des ersten Elektromotors M1 so gesteuert wird, dass das Drehzahlverhältnis γ0 des Differenzialabschnitts 11 auf 1 gehalten wird, so dass die Drehzahl des ersten Sonnenrads S1 gleich der Verbrennungsmotordrehzahl NE gemacht wird, wird die Gerade L0 mit der horizontalen Linie X2 ausgerichtet, so dass der erste Zahnkranz R1, nämlich das Leistungsübertragungselement 18 mit der Verbrennungsmotordrehzahl NE gedreht wird. Wenn die Drehzahl des ersten Elektromotors M1 so gesteuert wird, dass das Drehzahlverhältnis γ0 des Differenzialabschnitts 11 andererseits auf einem Wert von weniger als 1, beispielsweise auf 0,7 gehalten wird, so dass die Drehzahl des ersten Sonnenrads S1 zu null gemacht wird, wird das Leistungsübertragungselement 18 mit einer Drehzahl N18 gedreht, die höher als die Verbrennungsmotordrehzahl NE ist.
  • Bei dem Automatikgetriebeabschnitt 20 wird das vierte Drehelement RE4 selektiv mit dem Leistungsübertragungselement 18 durch die zweite Kupplung C2 verbunden und selektiv mit dem Gehäuse 12 durch die erste Bremse B1 fixiert, und wird das fünfte Drehelement RE5 selektiv mit dem Gehäuse 12 durch die zweite Bremse B2 fixiert, während das sechste Drehelement RE6 selektiv mit dem Gehäuse 12 durch die dritte Bremse B3 fixiert wird. Das siebte Drehelement RE7 wird mit der Ausgangswelle 22 fixiert, während das achte Drehelement RE8 selektiv mit dem Leistungsübertragungselement 18 durch die erste Kupplung C1 verbunden wird.
  • Der Automatikgetriebeabschnitt 20 wird in der ersten Gangposition angeordnet, wenn die erste Kupplung C1 und die dritte Bremse B3 in dem Zustand des Differenzialabschnitts 11 eingerückt werden, in dem eine Drehbewegung des Differenzialabschnitt 11 bei einer Drehzahl, die gleich der Verbrennungsmotordrehzahl NE ist, zu dem achten Drehelement RE8 des Automatikgetriebeabschnitts 20 eingegeben wird. Die Drehzahl der Ausgangswelle 22 in der ersten Gangposition wird durch einen Schnittpunkt zwischen der vertikalen Linie Y7, die die Drehzahl des siebten Drehelements RE7 angibt, das mit der Ausgangswelle 22 verbunden ist, und einer geneigten Geraden L1 dargestellt, die durch einen Schnittpunkt zwischen der vertikalen Linie Y8, die die Drehzahl des achten Drehelements RE8 angibt, und der horizontalen Linie X2 sowie einen Schnittpunkt zwischen der vertikalen Linie Y6, die die Drehzahl des sechsten Drehelements RE6 angibt, und der horizontalen Linie X1 verläuft, wie in 3 angegeben ist. In ähnlicher Weise wird die Drehzahl der Ausgangswelle 22 in der zweiten Gangposition, die durch Einrückvorgänge der ersten Kupplung C1 und der zweiten Bremse B2 gebildet wird, durch einen Schnittpunkt zwischen einer geneigten Geraden L2, die durch diese Einrückvorgänge bestimmt wird, und der vertikalen Linie Y7 dargestellt, die die Drehzahl des siebten Drehelements RE7 angibt, das mit der Ausgangswelle 22 fixiert ist. Die Drehzahl der Ausgangswelle 22 in der dritten Gangposition, die durch Einrückvorgänge der ersten Kupplung C1 und der ersten Bremse B1 gebildet wird, wird durch eine Schnittpunkt zwischen einer geneigten Geraden L3, die durch diese Einrückvorgänge bestimmt wird, und der vertikalen Linie Y7 dargestellt, die die Drehzahl des siebten Drehelements RE7 angibt, das mit der Ausgangswelle 22 fixiert ist. Die Drehzahl der Ausgangswelle 22 in der vierten Gangposition, die durch Einrückvorgänge der ersten Kupplung C1 und der zweiten Kupplung C2 gebildet wird, wird durch einen Schnittpunkt zwischen einer horizontalen Linie L4, die durch diese Einrückvorgänge bestimmt wird, und der vertikalen Linie Y7 dargestellt, die die Drehzahl des siebten Drehelements RE7 angibt, das mit der Ausgangswelle 22 fixiert ist.
  • 4 stellt Signale dar, die durch eine elektronische Steuervorrichtung 80 empfangen werden, die zum Steuern des Getriebemechanismus 10 vorgesehen sind, und stellt Signale dar, die durch die elektronische Steuervorrichtung 80 erzeugt werden. Diese elektronische Steuervorrichtung 80 weist einen sogenannten Mikrocomputer auf, der eine CPU, einen ROM, einen RAM und eine Eingabe-/Ausgabeschnittstelle aufweist, und ist angeordnet, um die Signale gemäß den in dem ROM gespeicherten Programmen zu verarbeiten, während eine temporäre Datenspeicherfunktion des ROM eingesetzt wird, um Hybridantriebsteuerungen des Verbrennungsmotors 8 und des ersten und zweiten Elektromotors M1 und M2 sowie Antriebsteuerungen, wie z. B. Schaltsteuerungen des Automatikgetriebeabschnitts 20 durchzuführen.
  • Die elektronische Steuervorrichtung 80 ist angeordnet, um von verschiedenartigen Sensoren und Schaltern, die in 4 gezeigt sind, verschiedenartige Signale zu empfangen, wie z. B. folgende: ein Signal, das eine Temperatur TEMPW eines Kühlwassers des Verbrennungsmotors 8 angibt; ein Signal, das eine ausgewählte Position von Betätigungspositionen PSH eines Schalthebels 52 (in 7 gezeigt) angibt; ein Signal, das die Betriebsdrehzahl NE des Verbrennungsmotors 8 angibt; ein Signal, das einen Wert angibt, der eine ausgewählte Gruppe von Vorwärtsantriebspositionen des Getriebemechanismus 10 angibt; ein Signal, das einen M-Modus (manuellen Schaltmodus) angibt; ein Signal, das einen Betriebszustand einer Klimaanlage angibt; ein Signal, das eine Fahrzeuggeschwindigkeit V entsprechend der Drehzahl NOUT der Ausgangswelle 22 angibt (im Folgenden als „Ausgangswellendrehzahl” bezeichnet); ein Signal, das eine Temperatur TOIL eines Arbeitsöls des Automatikgetriebeabschnitts 20 angibt; ein Signal, das einen Betriebszustand einer Handbremse angibt; ein Signal, das einen Betriebszustand einer Fußbremse angibt; ein Signal, das eine Temperatur eines Katalysators angibt; ein Signal, das einen erforderlichen Abgabebetrag des Fahrzeugs in der Form eines Betätigungsbetrags (eines Betätigungswinkels) ACC eines manuell betreibbaren Fahrzeugbeschleunigungselements in der Form eines Beschleunigerpedals angibt; ein Signal, das einen Winkel eine Nockens angibt; ein Signal, das die Auswahl eines Schneefahrmodus angibt; ein Signal, das einen Längsbeschleunigungswert G des Fahrzeugs angibt; ein Signal, das die Auswahl eines Fahrmodus mit automatischer Geschwindigkeitsregelung angibt; ein Signal, das ein Gewicht des Fahrzeugs angibt; Signale, die Drehzahlen von Antriebsrädern des Fahrzeugs angeben; ein Signal, das eine Drehzahl NM1 des ersten Elektromotors M1 angibt (im Folgenden als „erste Elektromotordrehzahl NM1” bezeichnet); ein Signal, das eine Drehzahl NM2 des zweiten Elektromotors M2 angibt (im Folgenden als „zweite Elektromotordrehzahl NM2 bezeichnet); und ein Signal, das einen Betrag elektrischer Energie SOS angibt, der in einer elektrischen Energiespeichervorrichtung 60 gespeichert ist (in 7 gezeigt).
  • Die elektronische Steuervorrichtung 80 ist ferner angeordnet, um verschiedenartige Signale zu erzeugen, wie z. B. folgende: Steuersignale, die auf eine Verbrennungsmotorabgabesteuervorrichtung 58 (in 7 gezeigt) aufzubringen sind, um die Abgabe des Verbrennungsmotors 8 zu steuern, wie z. B. ein Antriebssignal zum Antreiben eines Drosselstellglieds 64 zum Steuern eines Öffnungswinkels θth eines elektronischen Drosselventils 62, das in einem Ansaugrohr 60 des Verbrennungsmotors 8 angeordnet ist, ein Signal zum Steuern einer Einspritzmenge von Kraftstoff durch eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung 66 in das Ansaugrohr 60 oder Zylinder des Verbrennungsmotors 8, ein Signal, das auf eine Zündvorrichtung 68 aufzubringen ist, um die Zündzeitabstimmung des Verbrennungsmotors 8 zu steuern, und ein Signal zum Einstellen eines Ladedrucks des Verbrennungsmotors 8; ein Signal zum Betrieben der elektrischen Klimaanlage; Signale zum Betreiben des ersten und zweiten Elektromotors M1 und M2; ein Signal zum betrieben eines Schaltbereichindikators zum Angeben der ausgewählten Betätigungs- oder Schaltposition des Schalthebels 52; ein Signal zum Betreiben eines Übersetzungsverhältnisindikators zum Angeben des Übersetzungsverhältnisses; ein Signal zum Betreiben eines Schneemodusindikators zum Angeben eines Schneefahrmodus; ein Signal zum Betreiben ABS-Stellglieds für eine Antiblockierbremsung der Räder; ein Signal zum Betreiben eines M-Modusindikators zum Angeben der Auswahl des M-Modus; Signale zum Betreiben solenoidbetätigter Ventile in der Form von Linearsolenoidventilen SL1–SL5 (in 5 gezeigt), die in einer Hydrauliksteuereinheit 70 (in 7 gezeigt) eingebaut sind, die zum Steuern der Hydraulikstellglieder der hydraulisch betätigten Reibungskopplungsvorrichtungen des Differenzialabschnitts 11 und des Automatikgetriebeabschnitts 20 vorgesehen ist; ein Signal zum Betreiben eines Regulierventils, das in der Hydrauliksteuereinheit 70 eingebaut ist, um einen Leitungsdruck PL zu regulieren; ein Signal zum Betreiben einer elektrischen Heizung; und ein Signal, das auf einem Geschwindigkeitsregelungscomputer aufzubringen ist.
  • 5 zeigt einen Hydraulikschaltkreis der Hydrauliksteuereinheit 70, die zum Steuern der Linearsolenoidventile SL1–SL5 zum Steuern von Hydraulikstellgliedern (Hydraulikzylindern) AC1, AC2, AB1, AB2 und AB3 zum Betätigen der Kupplungen C1, C2 und der Bremsen B1–B3 angeordnet ist.
  • Wie in 5 gezeigt ist, sind die Hydraulikstellglieder AC1, AC2, AB1, AB2, AB3 mit den entsprechenden Linearsolenoidventilen SL1–SL5 verbunden, die gemäß Steuerbefehlen von der elektronischen Steuervorrichtung 80 gesteuert werden, um den Leitungsdruck PL auf entsprechende Einrückdrücke PC1, PC2, PB1, PB2 und PB3 einzustellen, die direkt auf die entsprechenden Hydraulikstellglieder AC1, AC2, AB1, AB2, AB3 aufzubringen sind. Der Leitungsdruck PL ist ein Druck, der durch eine elektrisch betriebene hydraulische Ölpumpe (nicht gezeigt) oder eine mechanische Ölpumpe erzeugt wird, die durch den Verbrennungsmotor 30 betrieben wird, und der durch ein Druckregulierventil der Ablassbauart gemäß einer Last des Verbrennungsmotors 8 reguliert wird, die beispielsweise durch den Betätigungsbetrag ACC des Beschleunigerpedals oder den Öffnungswinkel des elektronischen Drosselventils 62 dargestellt wird.
  • Die Linearsolenoidventile SL1–SL6 haben im Wesentlichen den gleichen Aufbau und werden unabhängig voneinander durch die elektronische Steuervorrichtung 80 gesteuert, um die Hydraulikdrücke der Hydraulikstellglieder AC1, AC2, AB1, AB2, AB3 unabhängig voneinander einzustellen, um die Einrückdrücke PC1, PC2, PB1, PB2, PB3 zu steuern, so dass die geeigneten beiden Kopplungsvorrichtungen (C1, C2, B1, B2, B3) eingerückt werden, um den Automatikgetriebeabschnitt 20 auf die ausgewählte Betätigungsposition oder Gangposition zu schalten. Ein Schaltvorgang des Automatikgetriebeabschnitts 20 von einer Position zu einer anderen Position ist ein sogenannter „Kupplung-zu-Kupplung-Schaltvorgang”, der mit einem Einrückvorgang der Kopplungsvorrichtungen (C, B) und einem Ausrückvorgang einer anderen der Kopplungsvorrichtungen einhergeht, die gleichzeitig stattfinden.
  • 10 zeigt ein Beispiel einer manuell betreibbaren Schaltvorrichtung in der Form einer Schaltvorrichtung 50. Die Schaltvorrichtung 50 weist den vorstehend beschriebenen Schalthebel 52 auf, der beispielsweise seitlich neben einem Fahrersitz des Fahrzeugs angeordnet ist, und der manuell betätigt wird, um eine der Vielzahl von Betätigungspositionen PSH auszuwählen.
  • Die Betätigungspositionen PSH des Schalthebels 52 bestehen aus Folgendem: einer Parkposition P zum Anordnen des Antriebssystems 10 (nämlich des Automatikgetriebeabschnitts 20) in einem neutralen Zustand in dem ein Leistungsübertragungspfad durch den Automatikgetriebeabschnitt 20 getrennt ist, während gleichzeitig die Ausgangswelle 22 in einem gesperrten Zustand angeordnet ist; eine Rückwärtsfahrposition R zum Fahren des Fahrzeugs in Rückwärtsrichtung; eine Neutralposition N zum Anordnen des Antriebssystems 10 in dem neutralen Zustand; eine Automatikvorwärtsfahrschaltposition D zum Bilden eines Automatikschaltmodus; und einer Manuellvorwärtsfahrschaltposition M zum Bilden eines Manuellschaltmodus. In dem Automatikschaltmodus wird das Gesamtdrehzahlverhältnis γT durch das stufenlos variable Drehzahlverhältnis des Differenzialabschnitts 11 und das Drehzahlverhältnis des Automatikgetriebeabschnitts 20 bestimmt, das sich in Stufen als Ergebnis eines automatischen Schaltvorgangs des Automatikgetriebeabschnitts 20 von einer der ersten bis vierten Gangpositionen zu einer anderen ändert. In dem Manuellschaltmodus ist die Anzahl der Gangpositionen, die verfügbar sind, dadurch begrenzt, dass der Automatikgetriebeabschnitt 20 außer Kraft gesetzt wird, auf die relativ hohe Gangposition oder die Positionen geschaltet zu werden.
  • Wenn der Schalthebel 52 auf eine ausgewählte der Betätigungspositionen PSH betätigt wird, wird die Hydrauliksteuereinheit 70 elektrisch betrieben, um den Hydraulikschaltkreis umzuschalten, um die Rückwärtsfahrposition R, die Neutralposition N und eine ersten bis vierten Vorwärtsfahrgangpositionen zu bilden, wie in der Tabelle von 2 angegeben ist.
  • Die vorstehend angegebene Parkposition P und die vorstehend angegebene Neutralposition N sind Nicht-Fahrpositionen, die ausgewählt werden, wenn das Fahrzeug nicht angetrieben wird, während die vorstehend angegebene Rückwärtsfahrposition R und die Automatik- und Manuellvorwärtsfahrpositionen D, M Fahrpositionen sind, wenn das Fahrzeug angetrieben wird. In den Nicht-Fahrpositionen P, N befindet sich der Leistungsübertragungspfad in dem Automatikgetriebeabschnitt 20 in dem Leistungsabschaltzustand, der durch Ausrücken von den beiden Kupplungen C1 und C2 gebildet wird, wie in der Tabelle von 2 gezeigt ist. In den Fahrpositionen R, D, M befindet sich der Leistungsübertragungspfad in dem Automatikgetriebeabschnitt 20 in dem Leistungsübertragungszustand, der durch Einrücken von zumindest einer der Kupplungen C1 und C2 gebildet wird, wie ebenso in der Tabelle von 2 gezeigt ist.
  • Genauer beschrieben verursacht eine manuelle Betätigung des Schalthebels 52 von der Parkposition P oder der Neutralposition N zu der Rückwärtsfahrposition R, dass die zweite Kupplung C2 eingerückt wird, um den Leistungsübertragungspfad in dem Automatikgetriebeabschnitt 20 von dem Leistungsabschaltzustand zu dem Leistungsübertragungszustand umzuschalten. Eine manuelle Betätigung des Schalthebels 52 von der Neutralposition N zu der Automatikvorwärtsfahrposition D verursacht, dass zumindest die erste Kupplung C1 eingerückt wird, um den Leistungsübertragungspfad in dem Automatikgetriebeabschnitt 20 von dem Leistungsabschaltzustand zu dem Leistungsübertragungszustand umzuschalten. Eine manuelle Betätigung des Schalthebels 52 von der Rückwärtsfahrposition R zu der Parkposition P oder der Neutralposition N verursacht, dass die zweite Kupplung C2 ausgerückt wird, um den Leistungsübertragungspfad in dem Automatikgetriebeabschnitt 20 von dem Leistungsübertragungszustand zu dem Leistungsabschaltzustand umzuschalten. Eine manuelle Betätigung des Schalthebels 52 von der Automatikvorwärtsfahrposition D zu der Neutralposition N verursacht, dass die erste Kupplung C1 und die zweite Kupplung C2 ausgerückt werden, um den Leistungsübertragungspfad von dem Leistungsübertragungszustand zu dem Leistungsabschaltzustand umzuschalten.
  • Unter Bezugnahme auf das Funktionsblockdiagramm von 7 weist die elektronische Steuervorrichtung 80 eine Steuereinrichtung 82 für gestuft variables Schalten, eine Hybridsteuereinrichtung 84, eine Fahrpositionsauswählbestimmungseinrichtung 86, eine Drehzahldifferenzbestimmungseinrichtung 88 und eine Verbrennungsmotorabgabebegrenzungseinrichtung 90 auf. Die Steuereinrichtung 82 für gestuft variables Schalten ist konfiguriert, um zu bestimmen, ob ein Schaltvorgang des Automatikgetriebeabschnitts 20 vorgenommen werden sollte, nämlich um die Gangposition zu bestimmen, auf die der Automatikgetriebeabschnitt 20 geschaltet werden sollte. Diese Bestimmung wird auf der Grundlage eines Zustands des Fahrzeugs vorgenommen, der durch die Fahrzeuggeschwindigkeit V und ein erforderliches Ausgangsdrehmoment TOUT des Automatikgetriebeabschnitts 20 dargestellt wird, und gemäß einem gespeicherten Schaltgrenzlinienkennfeld (Schaltsteuerkennfeld oder -beziehung), das Hochschaltgrenzlinien, die durch durchgezogene Linien in 8 angegeben sind, und Herunterschaltgrenzlinien, die durch Punkt-Strich-Linien in 8 angegeben sind, darstellt. Das erforderliche Ausgangsdrehmoment TOUT wird auf der Grundlage des Ist-Betätigungsbetrags ACC (%) des Beschleunigerpedals und der Fahrzeuggeschwindigkeit V und gemäß einer gut bekannten gespeicherten Beziehung zwischen diesen Parametern TOUT, ACC und V berechnet.
  • Die Steuereinrichtung 82 für gestuft variables Schalten erzeugt einen Schaltbefehl (Hydrauliksteuerbefehl), der auf die Hydrauliksteuereinheit 70 aufzubringen ist, um die geeigneten zwei hydraulisch betätigten Reibungskopplungsvorrichtungen (C1, C2, B1, B2, B3) einzurücken und auszurücken, um die bestimmte Gangposition des Automatikgetriebeabschnitts 20 gemäß der Tabelle von 2 zu bilden. Genauer beschrieben befiehlt die Steuereinrichtung 82 für gestuft variables Schalten der Hydrauliksteuereinheit 70, die geeigneten zwei Linearsolenoidventile SL zu steuern, die in der Hydrauliksteuereinheit 70 eingebaut sind, um die geeigneten Hydraulikstellglieder der geeigneten zwei Reibungskopplungsvorrichtungen (C, B) zu aktivieren, um gleichzeitig eine der zwei Reibungskopplungsvorrichtungen einzurücken und die andere Reibungskopplungsvorrichtung auszurücken, um den Kupplung-zu-Kupplung-Schaltvorgang des Automatikgetriebeabschnitts 20 auf die bestimmte Gangposition zu bewirken.
  • Die Hybridsteuereinrichtung 84 steuert den Verbrennungsmotor 8, so dass dieser mit einem hohen Wirkungsgrad betrieben wird, und steuert den ersten und zweiten Elektromotor M1, M2, um einen Anteil von Antriebskräften, die durch den Verbrennungsmotor 8 und den zweiten Elektromotor M2 erzeugt werden, und einer Reaktionskraft, die durch den ersten Elektromotor M1 während seines Betriebs als elektrischer Generator erzeugt wird, zu optimieren, um dadurch das Drehzahlverhältnis γ0 des Differenzialabschnitts 11 zu steuern, der als elektrisches stufenlos variables Getriebe arbeitet. Beispielsweise berechnet die Hybridsteuereinrichtung 84 eine Sollfahrzeugabgabe (erforderliche Fahrzeugabgabe) bei der gegenwärtigen Fahrgeschwindigkeit V des Fahrzeugs auf der Grundlage des Betätigungsbetrags ACC des Beschleunigerpedals, der als eine vom Fahrer angeforderte Fahrzeugabgabe verwendet wird, und der Fahrzeugfahrgeschwindigkeit V, und berechnet eine Sollgesamtfahrzeugabgabe auf der Grundlage der berechneten Sollfahrzeugabgabe um eines erforderlichen Erzeugungsbetrags elektrischer Energie durch den ersten Elektromotor M1. Die Hybridsteuereinrichtung 84 berechnet eine Sollabgabe des Verbrennungsmotors 8, um die berechnete Sollgesamtfahrzeugabgabe zu erhalten, während sie einen Leistungsübertragungsverlust, eine Last, die an verschiedenartigen Vorrichtungen des Fahrzeugs wirkt, ein Unterstützungsdrehmoment, das durch den zweiten Elektromotor M2 erzeugt wird, usw. berücksichtigt. Die Hybridsteuereinrichtung 84 steuert die Drehzahl NE und das Drehmoment TE des Verbrennungsmotors 8, um die berechnete Sollverbrennungsmotorabgabe zu erhalten, und den Erzeugungsbetrag der elektrischen Energie durch den ersten Elektromotor M1.
  • Die Hybridsteuereinrichtung 84 ist angeordnet, um die Hybridsteuerung auszuführen, während sie die gegenwärtig ausgewählte Gangposition des Automatikgetriebeabschnitts 20 berücksichtigt, um die Fahrbarkeit des Fahrzeugs und die Kraftstoffwirtschaftlichkeit des Verbrennungsmotors 8 zu verbessern. Bei der Hybridsteuerung wird der Differenzialabschnitt 11 gesteuert, so dass dieser als elektrisches stufenlos variables Getriebe funktioniert, um eine optimale Koordination der Verbrennungsmotordrehzahl NE für seinen effizienten Betrieb und der Drehzahl des Leistungsübertragungselements 18 zu bewirken, die durch die Fahrzeuggeschwindigkeit V und die ausgewählte Gangposition des Übertragungsabschnitts 20 bestimmt wird. Die Hybridsteuereinrichtung 82 bestimmt nämlich einen Sollwert des Gesamtdrehzahlverhältnisses γT des Getriebemechanismus 10, so dass der Verbrennungsmotor 8 gemäß einer gespeicherten Kurve mit höchster Kraftstoffwirtschaftlichkeit betrieben wird (Kraftstoffwirtschaftlichkeitskennfeld oder -beziehung), die durch die gestrichelte Linie in 9 angegeben ist. Der Sollwert des Gesamtdrehzahlverhältnisses γT des Getriebemechanismus 10 gestattet, dass das Verbrennungsmotordrehmoment TE und die Drehzahl NE so gesteuert werden, dass der Verbrennungsmotor 8 eine Abgabe bereitstellt, die zum Erhalten der Sollfahrzeugabgabe notwendig ist (Sollgesamtfahrzeugabgabe oder erforderliche Fahrzeugantriebskraft). Die Kurve mit höchster Kraftstoffwirtschaftlichkeit wird durch Experimente erhalten, so dass diese sowohl die gewünschte Betriebseffizienz als auch die höchste Kraftstoffwirtschaftlichkeit des Verbrennungsmotors 8 erfüllt und wird in einem zweidimensionalen Koordinatensystem definiert, das durch eine Achse der Verbrennungsmotordrehzahl NE und eine Achse des Verbrennungsmotordrehmoments TE definiert wird. Die Hybridsteuereinrichtung 82 steuert das Drehzahlverhältnis γ0 des Differenzialabschnitts 11, um den Sollwert des Gesamtdrehzahlverhältnisses γT zu erhalten, so dass das Gesamtdrehzahlverhältnis γT innerhalb eines vorbestimmten Bereichs gesteuert werden kann.
  • Bei der Hybridsteuerung steuert die Hybridsteuereinrichtung 84 einen Wandler 54, so dass die elektrische Energie, die durch den ersten Elektromotor M1 erzeugt wird, zu einer elektrischen Energiespeichervorrichtung 56 und dem zweiten Elektromotor M2 durch den Wandler 54 zugeführt wird. Ein Hauptanteil der Antriebskraft, die durch den Verbrennungsmotor 8 erzeugt wird, wird nämlich mechanisch auf das Leistungsübertragungselement 18 übertragen, während der übrige Anteil der Antriebskraft durch den ersten Elektromotor M1 verbraucht wird, um diesen Anteil in die elektrische Energie umzuwandeln, die durch den Wandler 54 zu dem zweiten Motor M2 zugeführt wird, so dass der zweite Elektromotor M2 mit der zugeführten elektrischen Energie betrieben wird, so dass dieser eine mechanische Energie erzeugt, die auf das Leistungsübertragungselement 18 zu übertragen ist. Somit ist das Antriebssystem mit einem elektrischen Pfad versehen, durch den eine elektrische Energie, die durch die Umwandlung eines Anteils einer Antriebskraft des Verbrennungsmotors 8 erzeugt wird, in mechanische Energie umgewandelt wird.
  • Die Hybridsteuereinrichtung 84 ist ferner so angeordnet, dass sie die Verbrennungsmotordrehzahl NE im Wesentlichen konstant oder auf einem gewünschten Wert hält, indem sie die erste Elektromotordrehzahl NM1 und/oder die zweite Elektromotordrehzahl NM2 aufgrund der elektrischen CVT-Funktion des Differenzialabschnitts 11 ungeachtet der Tatsache steuert, ob das Fahrzeug steht oder fährt. Anders gesagt kann die Hybridsteuereinrichtung 84 die erste Elektromotordrehzahl NM1 und/oder die zweite Elektromotordrehzahl NM2 gewünscht steuern, während sie die Verbrennungsmotordrehzahl NE im Wesentlichen konstant oder auf einem gewünschten Wert hält.
  • Zum Anheben der Verbrennungsmotordrehzahl NE während des Fahrens des Fahrzeugs hebt beispielsweise die Hybridsteuereinrichtung 84 die Betriebsdrehzahl NM1 des ersten Elektromotors M1 an, da die Übertragungselementdrehzahl N18 durch die Fahrzeuggeschwindigkeit V (Drehzahl der Antriebsräder 38) bestimmt wird, wie aus dem Liniendiagramm von 3 entnehmbar ist. Um die Verbrennungsmotordrehzahl NE während eines Schaltbetriebs des Automatikgetriebeabschnitts 20 im Wesentlichen konstant zu halten, ändert die Hybridsteuereinrichtung 84 die erste Elektromotordrehzahl NM1 in eine Richtung, die entgegengesetzt zu der Richtung einer Änderung der Übertragungselementdrehzahl N18 ist, die durch den Schaltbetrieb des Automatikgetriebeabschnitts 20 verursacht wird, während die Verbrennungsmotordrehzahl NE im Wesentlichen konstant gehalten wird.
  • Die Hybridsteuereinrichtung 84 weist eine Verbrennungsmotorabgabesteuereinrichtung auf, die funktioniert, um eine Verbrennungsmotorabgabesteuereinrichtung 58 anzuweisen, den Verbrennungsmotor 8 zu steuern, so dass dieser eine erforderliche Abgabe bereitstellt, durch Steuern des Drosselstellglieds 64, um das elektronische Drosselventil 62 zu öffnen und zu schließen, und durch Steuern eines Betrags und einer Zeit eines Kraftstoffeinspritzung durch die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 66 in den Verbrennungsmotor 8 und/oder der Zeitabstimmung einer Zündung der Zündeinrichtung durch die Zündvorrichtung 68 allein oder in Kombination.
  • Beispielsweise ist die Hybridsteuereinrichtung 84 grundsätzlich so angeordnet, dass sie das Drosselstellglied 97 auf der Grundlage des Betätigungsbetrags ACC des Beschleunigerpedals und gemäß einer vorbestimmten gespeicherten Beziehung (nicht gezeigt) zwischen dem Betätigungsbetrag ACC und dem Öffnungswinkel θTH des elektronischen Drosselventils 62 steuert, so dass der Öffnungswinkel θTH sich mit einer Vergrößerung des Betätigungsbetrags ACC vergrößert. Die Verbrennungsmotorabgabesteuervorrichtung 58 steuert das Drosselstellglied 64, um das elektronische Drosselventil 62 zu öffnen und zu schließen, steuert die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 66, um die Kraftstoffeinspritzung zu steuern, und steuert die Zündvorrichtung 68, um die Zündzeitabstimmung der Zündeinrichtung zu steuern, um dadurch das Drehmoment des Verbrennungsmotors 8 gemäß den Befehlen zu steuern, die von der Hybridsteuereinrichtung 84 empfangen werden.
  • Die Hybridsteuereinrichtung 84 kann einen Motorfahrmodus zum Fahren des Fahrzeugs durch den Elektromotor unter Einsatz der elektrisch gesteuerten stufenlosen Schaltfunktion (Differenzialfunktion) des Differenzialabschnitts 11 ungeachtet der Tatsache bilden, ob das Fahrzeug 8 sich in dem nicht betriebenen Zustand oder in dem Leerlaufzustand befindet. Eine durchgezogene Linie A in 8 stellt ein Beispiel einer Grenzlinie dar, die eine Verbrennungsmotorfahrregion und eine Motorfahrregion definiert, um die Fahrzeugantriebsleistungsquelle zum Starten und Fahren des Fahrzeugs (im Folgenden als „Fahrleistungsquelle” bezeichnet), zwischen dem Verbrennungsmotor 8 und dem zweiten Elektromotor M1 umzuschalten. Anders gesagt ist der Fahrzeugfahrmodus zwischen einem sogenannten „Verbrennungsmotorfahrmodus” entsprechend der Verbrennungsmotorfahrregion, in der das Fahrzeug gestartet und gefahren wird, wenn der Verbrennungsmotor 8 als Fahrleistungsquelle verwendet wird, und dem sogenannten „Motorfahrmodus” umschaltbar, der der Motorfahrregion entspricht, in der das Fahrzeug mit dem zweiten Elektromotor M2 gefahren wird, der als Fahrleistungsquelle verwendet wird. Eine vorbestimmte gespeicherte Beziehung, die die Grenzlinie (durchgezogene Linie A) von 8 zum Umschalten zwischen den Verbrennungsmotorfahrmodus und dem Motorfahrmodus darstellt, ist ein Beispiel eines Fahrleistungsquellenumschaltkennfelds (Fahrleistungsquellenkennfeld) in einem zweidimensionalen Koordinatensystem, das durch Steuerparameter in der Form der Fahrzeuggeschwindigkeit V und eines Antriebskraft bezogenen Werts in der Form des Ausgangsdrehmoments TOUT definiert ist. Dieses Fahrleistungsquellenumschaltkennfeld ist in dem Speicher gemeinsam mit dem Schaltgrenzlinienkennfeld (Schaltkennfeld) gespeichert, das durch durchgezogenen Linien und Punkt-Strich-Linien in 8 angegeben ist.
  • Die Hybridsteuereinrichtung 84 bildet den Motorfahrmodus unter Verwendung der elektrischen CVT-Funktion (Differenzialfunktion) des Differenzialabschnitts 11 ungeachtet der Tatsache, ob der Verbrennungsmotor 8 sich in Ruhe befindet oder in einem Leerlaufzustand befindet, wenn der Fahrzeugzustand, der durch die Fahrzeuggeschwindigkeit V und das erforderliche Ausgangsdrehmoment TOUT dargestellt wird, sich in der Motorfahrregion befindet, die durch eine durchgezogene Linie A in 8 eingeschlossen ist. Im Allgemeinen wird der Motorfahrmodus durch die Hybridsteuereinrichtung 84 gebildet, wenn das Ausgangsdrehmoment TOUT sich in einem vergleichsweise niedrigen Bereich befindet, in dem der Verbrennungsmotorwirkungsgrad vergleichsweise niedrig ist, wenn nämlich das Verbrennungsmotordrehmoment TE sich in einem vergleichsweise niedrigen Bereich befindet oder wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit V sich in einem vergleichsweise niedrigen Bereich befindet, wenn nämlich die Fahrzeuglast vergleichsweise gering ist. Zum Verringern eines Schleppens des Verbrennungsmotors 8 in seinem nicht betriebenen Zustand und zum Verbessern der Kraftstoffwirtschaftlichkeit in dem Motorfahrmodus ist die Hybridsteuereinrichtung 84 konfiguriert, um die Verbrennungsmotordrehzahl NE aufgrund der elektrischen CVT-Funktion (Differenzialfunktion) des Differenzialabschnitts 11, nämlich durch Steuern des Differenzialabschnitts 11, so dass dieser seine elektrische CVT-Funktion (Differenzialfunktion) durchführt, auf null oder im Wesentlichen null je nach Bedarf zu halten, so dass die erste Elektromotordrehzahl in einem lastfreien Zustand gesteuert wird, so dass dieser frei gedreht wird, so dass er eine negative Drehzahl NM1hat.
  • Die Hybridsteuereinrichtung 84 kann ferner einen sogenannten „Antriebskraftunterstützungsbetrieb” (Drehmomentunterstützungsbetrieb) zum Unterstützen des Verbrennungsmotors 8 auch in der Verbrennungsmotorfahrregion des Fahrzeugzustands durch Zuführen elektrischer Energie von dem ersten Elektromotor M1 oder der elektrischen Energiespeichervorrichtung 60 zu dem zweiten Elektromotor M2 durch den vorstehend beschriebenen elektrischen Pfad durchführen, so dass der zweite Elektromotor M2 betrieben wird, so dass dieser ein Antriebsdrehmoment auf die Antriebsräder 34 überträgt.
  • Die Hybridsteuereinrichtung 84 ist ferner konfiguriert, um den ersten Elektromotor M1 in einem lastfreien Zustand anzuordnen, in dem der erste Elektromotor M1 frei gedreht wird, so dass der Differenzialabschnitt 11 in einem Zustand angeordnet wird, der dem Leistungsabschaltzustand ähnlich ist, in dem Leistung nicht durch den Leistungsübertragungspfad innerhalb des Differenzialabschnitts 11 übertragen werden kann und keine Abgabe von dem Differenzialabschnitt 11 erzeugt werden kann. Die Hybridsteuereinrichtung 84 ist nämlich angeordnet, um den ersten Elektromotor M1 in dem lastfreien Zustand anzuordnen, um dadurch den Differenzialabschnitt 11 in einem neutralen Zustand anzuordnen, in dem der Leistungsübertragungspfad elektrisch abgeschaltet ist.
  • Die Fahrpositionsauswählbestimmungseinrichtung 86 ist konfiguriert, um zu bestimmen, ob der Schalthebel 52 in einer der Fahrpositionen D, M und R angeordnet ist. Diese Bestimmung wird auf der Grundlage des Signals vorgenommen, die die gegenwärtig ausgewählte Betätigungsposition PSH des Schalthebels 52 angibt.
  • Die Drehzahldifferenzbestimmungseinrichtung 88 wird betrieben, wenn der Schalthebel 52 in einer Fahrposition angeordnet ist und ist konfiguriert, um zu bestimmen, ob eine Drehzahldifferenz ΔNIN größer als ein vorbestimmter Grenzwert (Schwellwert) ΔNINA ist. Die Drehzahldifferenz ΔNIN ist eine Differenz zwischen der Ist-Drehzahl des Leistungsübertragungselements 18 (Ausgangselement des Differenzialabschnitts oder des elektrischen stufenlos variablen Getriebeabschnitts 11), die auf der Grundlage eines Ausgangssignals eines Gebers berechnet wird, der in dem zweiten Elektromotor M2 eingebaut ist, nämlich der Ist-Drehzahl NIN1 des Eingangsdrehelements des Automatikgetriebeabschnitts (des mechanischen Leistungsübertragungsabschnitts) 20 und einer theoretischen Eingangselementdrehzahl NIN2 (= γ·NOUT), die auf der Grundlage der Ist-Fahrzeuggeschwindigkeit V (Drehzahl NOUT der Ausgangswelle 22) und das Drehzahlverhältnis γ der gegenwärtig gebildeten Gangposition des Automatikgetriebes 20 berechnet wird. Das Eingangsdrehelement des Automatikgetriebeabschnitts 20 ist eine der ersten und zweiten Kupplungen C1, C2 und der Drehelemente, die mit den Kupplungen C1, C2 verbunden sind.
  • Die Verbrennungsmotorabgabebegrenzungseinrichtung 90 wird betrieben, wenn die Drehzahldifferenzbestimmungseinrichtung 88 bestimmt hat, dass die Drehzahldifferenz ΔNIN größer als der vorbestimmte Grenzwert ΔNINA (U/min) ist, und ist konfiguriert, um das Ausgangsdrehmoment TE des Verbrennungsmotors 8 auf einen oberen Grenzwert TEmax2 (N·m) zu begrenzen, der kleiner als ein oberer Grenzwert TEmax1 (N·m) ist, der verwendet wird, wenn die Drehzahldifferenz ΔNIN nicht größer als der vorbestimmte Grenzwert ΔNINA ist, wie in 10 angegeben ist, so dass die Verbrennungsmotorabgabesteuervorrichtung 58 der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 66 befiehlt, eine Kraftstoffabschaltung des Verbrennungsmotors 8 zu bewirken, nämlich eine Kraftstoffzufuhr zu dem Verbrennungsmotor 8 zu unterbinden, oder dem Drosselstellglied 64 befiehlt, den Öffnungswinkel des Drosselventils 62 zu verringern, um die Zufuhrmenge eines Luft-Kraftstoff-Gemischs zu dem Verbrennungsmotor 8 zu verringern. Die obere Grenze TEmax1 des Verbrennungsmotorabgabedrehmoments TE, die verwendet wird, wenn die Drehzahldifferenz ΔNIN nicht größer als der vorbestimmte Grenzwert ΔNINA ist, ist der Maximalwert des Verbrennungsmotorausgangsdrehmoments TE, so dass das Verbrennungsmotorausgangsdrehmoment TE nicht begrenzt wird, wenn die Drehzahldifferenz ΔNIN nicht größer als der vorbestimmte Grenzwert ΔNINA ist.
  • Die erste Elektromotordrehzahlsteuereinrichtung 92 wird betrieben, wenn die Drehzahldifferenzbestimmungseinrichtung 88 bestimmt hat, dass die Drehzahldifferenz ΔNIN größer als der vorbestimmte Grenzwert ΔNINA ist, und ist konfiguriert, um die Drehzahl NM1 des ersten Elektromotors M1 so zu steuern, dass die Drehzahl NM2 eine vorbestimmte Obergrenze NM2max nicht übersteigt. Beispielsweise erhöht die erste Elektromotordrehzahlsteuereinrichtung 92 die Drehzahl NM1 des ersten Elektromotors M1, um einen übermäßigen Anstieg der Drehzahl NM2 des zweiten Elektromotors M2 zu verhindern. Eine Steuerung der Drehzahl NM1 des ersten Elektromotors M1 hat ein empfindlicheres Steueransprechverhalten als eine Steuerung des Ausgangsdrehmoments TE des Verbrennungsmotors 8 durch die vorstehend angegebene Kraftstoffabschaltung.
  • 11 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Hauptabschnitt eines Steuerbetriebs der elektronischen Steuervorrichtung 80 darstellt, nämlich eine Drehzahlbegrenzungssteuerroutine, die durch die elektronische Steuervorrichtung 80 ausgeführt wird, um einen übermäßigen Anstieg der Betriebsdrehzahl des zweiten Elektromotors M2 aufgrund einer Abnormität von zumindest einer der Eingangskupplungen in der Form der ersten und zweiten Kupplung C1, C2 zu verhindern. Diese Drehzahlbegrenzungssteuerroutine wird wiederholt in einem extrem kurzen Zeitzyklus von ungefähr mehreren Millisekunden bis ungefähr einem Vielfachen von zehn Millisekunden ausgeführt.
  • Die Drehzahlbegrenzungssteuerroutine von 11 wird mit Schritt S1 entsprechend der Fahrpositionsauswählbestimmungseinrichtung 86 eingeleitet, um zu bestimmen, ob der Schalthebel 52 auf einer der Fahrpositionen angeordnet ist. Wenn eine negative Bestimmung in Schritt S1 erhalten wird, läuft die Steuerung zu Schritt S6, um Steuerungen zu bewirken, die andere als die Steuerung zum Begrenzen der Drehzahl des zweiten Elektromotors M2 sind, und wird die vorliegende Drehzahlbegrenzungssteuerroutine beendet. Wenn eine zustimmende Bestimmung in Schritt S1 erhalten wird, läuft die Steuerung zu Schritt S2 entsprechend der Drehzahldifferenzbestimmungseinrichtung 88, um zu bestimmen, ob die Drehzahldifferenz ΔNIN größer als der vorbestimmte Grenzwert ΔNINA, beispielsweise 500 U/min ist. Wie vorstehend beschrieben ist, ist die Drehzahldifferenz ΔNIN die Differenz zwischen der Ist-Drehzahl des Leistungsübertragungselements 18 (des Ausgangselements des Differenzialabschnitts 11), die auf der Grundlage des Ausgangssignals des Gebers berechnet wird, der in dem zweiten Elektromotor M2 eingebaut ist, nämlich der Ist-Drehzahl NIN1 des Eingangsdrehelements des Automatikgetriebeabschnitts 20, und der theoretischen Eingangselementdrehzahl NIN2 (= γ·NOUT), die auf der Grundlage der Ist-Fahrzeuggeschwindigkeit V (Drehzahl NOUT der Ausgangswelle 22) und des Drehzahlverhältnisses γ der gegenwärtig gebildeten Gangposition des Automatikgetriebeabschnitts 20 berechnet wird. Der vorbestimmte Grenzwert ΔNINA wird durch ein Experiment als obere Grenze erhalten, oberhalb der die Steuerung zum Begrenzen des Ausgangsdrehmoments des Verbrennungsmotors 8 eingeleitet wird, um einen übermäßigen Anstieg der Drehzahl des zweiten Elektromotors M2 zu verhindern. Dieser vorbestimmte Grenzwert ΔNINA entspricht dem Schlupfbetrag der ersten Kupplung C1 und/oder der zweiten Kupplung C2, wenn die Begrenzung des Ausgangsdrehmoments des Verbrennungsmotors 8 eingeleitet wird.
  • Wenn eine negative Bestimmung in Schritt S2 erhalten wird, läuft die Steuerung zu Schritt S5, bei dem der obere Grenzwert TEmax des Verbrennungsmotordrehmoments TE auf dem normalen Wert TEmax1 gehalten wird. Demgemäß wird das Ausgangsdrehmoment TE des Verbrennungsmotors 8 durch die Verbrennungsmotorabgabesteuervorrichtung 58 gesteuert, so dass es nicht über dem normalen oberen Grenzwert TEmax1 gehalten wird. Dieser normale obere Grenzwert TEmax1 ist gleich dem maximalen Wert des Verbrennungsmotorausgangsdrehmoments TE. Daher wird das Ausgangsdrehmoment TE des Verbrennungsmotors 8 im Wesentlichen nicht begrenzt, während die Drehzahldifferenz ΔNIN nicht größer als der vorbestimmte Grenzwert ΔNINA ist.
  • Wenn eine zustimmende Bestimmung in Schritt S2 erhalten wird, läuft die Steuerung zu Schritt S3 entsprechend der Verbrennungsmotorabgabebegrenzungseinrichtung 90, bei der der obere Grenzwert TEmax des Ausgangsdrehmoments TE des Verbrennungsmotors 8 auf den verringerten Wert TEmax2 verringert wird, der kleiner als der normale Wert TEmax1 ist, wie in 10 angegeben ist. Als Folge wird das Ausgangsdrehmoment TE des Verbrennungsmotors 8 durch die Verbrennungsmotorabgabesteuervorrichtung 58 auf den verringerten oberen Grenzwert TEmax2 verringert. Dieser verringerte obere Grenzwert TEmax2 wird durch ein Experiment als obere Grenze erhalten, unterhalb der ein übermäßiger Anstieg der Drehzahl des zweiten Elektromotors M2 auch in dem Fall verhindert werden kann, dass ein übermäßiger Schlupfvorgang der ersten Kupplung C1 und/oder der zweiten Kupplung C2 aufgrund einer Abnormität in Verbindung mit den Kupplungen C1, C2, wie zum Beispiel einer Fehlfunktion einer Solenoidspule des Linearsolenoidventils SL1 und/oder des Linearsolenoidventils SL2, oder eines Festhängens eines Schiebers des Linearsolenoidventils SL1, SL2 auftritt.
  • Auf Schritt S3 folgt Schritt S4 entsprechend der ersten Elektromotordrehzahlsteuereinrichtung 92, um die Drehzahl NM1 des ersten Elektromotors M1 zu steuern, um zu verhindern, dass die Drehzahl NM2 des zweiten Elektromotors M2 eine vorbestimmte obere Grenze NM2max übersteigt. Beispielsweise hebt die erste Elektromotordrehzahlsteuereinrichtung 92 die Drehzahl NM1 des ersten Elektromotors M1 an, um das Drehmoment des Sonnenrads S1 zu erhöhen, um dadurch einen Anstieg der Drehzahl NM2 des zweiten Elektromotors M2 über die vorbestimmte obere Grenze NM2max zu verhindern, beispielsweise auf 10.000 U/min.
  • Wie vorstehend beschrieben ist, ist die elektronische Steuervorrichtung 80 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Erfindung zum Steuern des Fahrzeuggetriebemechanismus oder Antriebssystems 10 mit dem elektrischen stufenlos variablen Getriebeabschnitt in der Form des Differenzialabschnitts 11 und dem mechanischen Leistungsübertragungsabschnitt in der Form des Automatikgetriebeabschnitts 20 vorgesehen, die in einer Reihe zueinander in dem Leistungsübertragungspfad zwischen dem Verbrennungsmotor 8 und den Antriebsrädern 34 angeordnet sind. Die elektronische Steuervorrichtung 80 ist konfiguriert, um das Ausgangsdrehmoment des Verbrennungsmotors 8 gemäß der Differenz ΔNIN zwischen der Ist-Drehzahl NIN1 des Eingangsdrehelements des Automatikgetriebeabschnitts 20 und der theoretischen Eingangselementdrehzahl NIN2 (= γ·NOUT) zu begrenzen, die auf der Grundlage der Ist-Fahrzeuggeschwindigkeit V (Drehzahl NOUT der Ausgangswelle 22) und des Drehzahlverhältnisses γ der gegenwärtig gebildeten Gangposition des Automatikgetriebeabschnitts 20 berechnet wird. Demgemäß verursacht eine Verringerung der Drehmomentkapazität der Eingangskupplung C1, C2 aufgrund einer Abnormität der Eingangskupplung C1, C2 während des Fahrens des Fahrzeugs keinen übermäßigen Anstieg der Drehzahl eines Drehelements des Automatikgetriebeabschnitts 20, das an einer Seite der Eingangskupplung C1, C2 näher an dem Verbrennungsmotor 8 angeordnet ist, und übermäßige Anstiege der Drehzahlen eines Lagers, das mit dem Drehelement und dem zweiten Elektromotor M2 gedreht wird, der mit dem Drehelement verbunden ist, auch in dem Fall einer Verringerung der Drehmomentkapazität der Kopplungsvorrichtung aufgrund einer Abnormität der Kopplungsvorrichtung, um dadurch zu ermöglichen, eine hohe Haltbarkeit dieser Drehelemente, des Lagers und des Elektromotors sicher zu stellen. Diese Funktion der elektronischen Steuervorrichtung 80 des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist insbesondere für den Fahrzeuggetriebemechanismus oder das Antriebssystem 10 vorteilhaft, der eine verringerte axiale Abmessung und eine Vielzahl von Gangpositionen hat, die jeweilige Drehzahlverhältnisse (nah aneinander liegend und sich über einen breiten Bereich ändernd) hat und die durch eine Vielzahl von Eingangskupplungen in der Form der ersten und zweiten Kupplung C1, C2 gebildet werden.
  • Ferner weist die elektronische Steuervorrichtung 80 des vorliegenden Ausführungsbeispiels die Verbrennungsmotorabgabebegrenzungseinrichtung 90 auf, die konfiguriert ist, um das Ausgangsdrehmoment des Verbrennungsmotors 8 zu begrenzen, so dass die obere Grenze TEmax des Ausgangsdrehmoments kleiner ist, wenn die Drehzahldifferenz ΔNIN größer als der vorbestimmte Grenzwert ΔNINA ist, als wenn die Drehzahldifferenz ΔNIN nicht größer als der vorbestimmte Grenzwert ΔNINA ist. Die Verbrennungsmotorabgabebegrenzungseinrichtung 90 verringert oder verhindert wirksam den übermäßigen Anstieg der Drehzahl des Drehelements des Automatikgetriebeabschnitts 20, das an einer Seite der Eingangskupplung C1, C2 näher an dem Verbrennungsmotor 8 angeordnet ist, und die übermäßigen Anstiege der Drehzahlen des Lagers, das mit dem Drehelement und dem zweiten Elektromotor M2 gedreht wird, um dadurch zu ermöglichen, eine hohe Haltbarkeit dieses Drehelements, Lagers und des Elektromotors sicher zu stellen.
  • Ferner weist der elektrische stufenlos variable Getriebeabschnitt in der Form des Differenzialabschnitts 11 einen Differenzialmechanismus in der Form des Leistungsverteilungsmechanismus 16 auf, der betreibbar ist, um die Abgabe des Verbrennungsmotors 8 auf den ersten Elektromotor M1 und eine Eingangswelle in der Form des Leistungsübertragungselements 18 des Automatikgetriebeabschnitts 20 zu verteilen, und den zweiten Elektromotor M2 auf, der mit der Eingangswelle verbunden ist. Die elektronische Steuervorrichtung 80 des vorliegenden Ausführungsbeispiels weist ferner die erste Elektromotordrehzahlsteuereinrichtung 92 auf, die konfiguriert ist, um die Drehzahl NM1 des ersten Elektromotors M1 zu steuern, so dass die Drehzahl NM2 des zweiten Elektromotors M2 die vorbestimmte obere Grenze NM2max nicht übersteigt. Die elektronische Steuervorrichtung 80, die diese erste Elektromotordrehzahlsteuereinrichtung 92 aufweist, verringert oder verhindert den übermäßigen Anstieg der Drehzahl des Drehelements des Automatikgetriebeabschnitts 20, das an einer Seite der Eingangskupplung C1, C2 angeordnet ist, die näher an dem Verbrennungsmotor 8 liegt, und die übermäßigen Anstiege der Drehzahlen des Lagers, das mit dem Drehelement und dem zweiten Elektromotor M2 gedreht wird, wirksamer, um dadurch zu ermöglichen, eine hohe Haltbarkeit dieses Drehelements, Lagers und Elektromotors sicher zu stellen.
  • Andere Ausführungsbeispiele dieser Erfindung werden beschrieben. In der folgenden Beschreibung werden dieselben Bezugszeichen wie in dem ersten Ausführungsbeispiel verwendet, um dieselben Elemente zu identifizieren.
  • <Zweites Ausführungsbeispiel>
  • In dem ersten Ausführungsbeispiel wird der obere Grenzwert TEmax2 des Verbrennungsmotorausgangsdrehmoments TE konstant gehalten. Jedoch kann der obere Grenzwert TEmax2 sich mit dem gegenwärtig gebildeten Drehzahlverhältnis γ des Automatikgetriebeabschnitts 20 ändern, so dass der obere Grenzwert TEmax2 sich mit einer Erhöhung des Drehzahlverhältnisses γ verringert. Eine Punkt-Strich-Linie in 10 stellt die oberen Grenzwerte TEmax2 entsprechend den unterschiedlichen Drehzahlverhältniswerten γ des Automatikgetriebeabschnitts 20 dar. Alternativ kann der obere Grenzwert TEmax2 sich mit der Drehzahl NM2 des zweiten Elektromotors M2 ändern, so dass der obere Grenzwert TEmax2 sich mit einer Erhöhung der Drehzahl NM2 verringert. Ferner kann der obere Grenzwert TEmax2 sich alternativ mit einer Erhöhung des Drehzahlverhältnisses γ und einer Erhöhung der Drehzahl NM2 verringern.
  • <Drittes Ausführungsbeispiel>
  • In dem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel, die vorstehend beschrieben sind, wird der obere Grenzwert TEmax des Ausgangsdrehmoments TE des Verbrennungsmotors 8 abrupt von dem normalen Wert TEmax1 auf den verringerten Wert TEmax2 verringert, wenn die Drehzahldifferenz ΔNIN größer als der Grenzwert ΔNINA wird, wie in 10 angegeben ist. In dem vorliegenden dritten Ausführungsbeispiel verringert sich jedoch der obere Grenzwert TEmax kontinuierlich oder graduell mit einer Erhöhung der Drehzahldifferenz ΔNIN, wie durch Punkt-Strich-Linien in 12 angegeben ist. Alternativ kann der obere Grenzwert TEmax sich kontinuierlich oder graduell mit einer Erhöhung des Drehzahlverhältnisses γ des Automatikgetriebeabschnitts 20 verringern. Weitergehend kann der obere Grenzwert TEmax2 sich alternativ mit einer Erhöhung der Drehzahl NM2 und einer Erhöhung des Drehzahlverhältnisses γ verringern. Dieses Ausführungsbeispiel gestattet einen höheren Grad der Stabilität, um einen übermäßigen Anstieg der Drehzahl NM2 des zweiten Elektromotors M2 zu verhindern.
  • <Viertes Ausführungsbeispiel>
  • Unter Bezugnahme auf die 13 und 14 wird ein viertes Ausführungsbeispiel dieser Erfindung beschrieben. 13 ist ein Blockdiagramm, das Hauptsteuerfunktionen der elektronischen Steuervorrichtung 80 gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel darstellt, das konfiguriert ist, um einen übermäßigen Anstieg der Drehzahl des zweiten Elektromotors M2 aufgrund einer abnormalen Verringerung der Drehmomentkapazität der Eingangskupplung C1 und/oder der Eingangskupplung C2 zu verhindern. 14 ist ein Ablaufdiagramm, das eine Drehzahlbegrenzungssteuerroutine darstellt, die durch die elektronische Steuervorrichtung 80 ausgeführt wird, die in 13 gezeigt ist. Die elektronische Steuervorrichtung 80 von 13 gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel ist identisch mit derjenigen von 7 gemäß dem ersten, zweiten und dritten Ausführungsbeispiel, außer das die Drehzahlverhältnisbestimmungseinrichtung 88' anstelle der Drehzahldifferenzbestimmungseinrichtung 88 vorgesehen ist. Die Drehzahlbegrenzungssteuerroutine von 14 ist identisch mit derjenigen von 11, außer das Schritt S2' entsprechend der Drehzahlverhältnisbestimmungseinrichtung 88' anstelle von Schritt S2 entsprechend der Drehzahldifferenzbestimmungseinrichtung 88 vorgesehen ist. Daher werden nur die Drehzahlverhältnisbestimmungseinrichtung 88' und der Schritt S2' beschrieben.
  • Die Drehzahlverhältnisbestimmungseinrichtung 88' wird betrieben, wenn der Schalthebel 52 auf einer Fahrposition angeordnet wird, und ist konfiguriert, um zu bestimmen, ob ein Drehzahlverhältnis RN höher als ein vorbestimmter Grenzwert (Schwellwert) RNA ist. Das Drehzahlverhältnis RN ist ein Verhältnis NIN1/NIN2 der Ist-Drehzahl des Leistungsübertragungselements 18 (des Ausgangselements des Differenzialabschnitts oder des elektrischen stufenlos variablen Getriebeabschnitts 11), die auf der Grundlage des Abgabesignals des Gebers berechnet wird, der in dem zweiten Elektromotor M2 eingebaut ist, nämlich die Ist-Drehzahl NIN1 des Eingangsdrehelements des Automatikgetriebeabschnitts (des mechanischen Leistungsübertragungsabschnitts) 20, mit Bezug auf eine theoretische Eingangselementdrehzahl NIN2 (= γ·NOUT), die auf der Grundlage der Ist-Fahrzeuggeschwindigkeit V (Drehzahl NOUT der Ausgangswelle 22) und des Drehzahlverhältnisses γ der gegenwärtig gebildeten Gangposition des Automatikgetriebeabschnitts 20 berechnet wird. Wie der Grenzwert ΔNINA der Drehzahldifferenz ΔNIN wird der Grenzwert RNA des Drehzahlverhältnisses RN als obere Grenze bestimmt, oberhalb der die Steuerung zum Begrenzen des Ausgangsdrehmoments des Verbrennungsmotors 8 eingeleitet wird, um einen übermäßigen Anstieg der Drehzahl des zweiten Elektromotors M2 zu verhindern. Beispielsweise wird der Grenzwert RNA auf ungefähr 1,3 bestimmt.
  • Wenn die Drehzahlverhältnisbestimmungseinrichtung 88' bestimmt hat, dass das Drehzahlverhältnis RN (= NIN1/NIN2) höher als der vorbestimmte Grenzwert RNA ist, begrenzt die Verbrennungsmotorabgabebegrenzungseinrichtung 90 das Ausgangsdrehmoment TE des Verbrennungsmotors 8 auf den verringerten oberen Grenzwert TEmax2 (N·m), der kleiner als der normale obere Grenzwert TEmax1 (N·m) ist, der verwendet wird, wenn das Drehzahlverhältnis RN nicht höher als der vorbestimmte Grenzwert RNA ist, wie in dem Fall von 10, so dass die Verbrennungsmotorabgabesteuervorrichtung 58 der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 66 befiehlt, die Kraftstoffabschaltung des Verbrennungsmotors 8 zu bewirken, nämlich die Kraftstoffzufuhr zu dem Verbrennungsmotor 8 zu unterbinden, oder dem Drosselstellglied 64 befiehlt, den Öffnungswinkel des Drosselventils 62 zu verringern, um die Zufuhrmenge des Luftkraftstoffgemischs zu dem Verbrennungsmotor 8 zu verringern. Zusätzlich steuert die erste Elektromotordrehzahlsteuereinrichtung 92 die Betriebsdrehzahl NM1 des ersten Elektromotors M1, so dass die Drehzahl NM2 die vorbestimmte obere Grenze NM2max nicht übersteigt.
  • In der Drehzahlbegrenzungssteuerroutine, die in dem Ablaufdiagramm von 14 dargestellt ist, ist der Schritt S2' vorgesehen, um zu bestimmen, ob das Drehzahlverhältnis RN (gleich NIN1/NIN2) höher als der vorbestimmte Grenzwert RNA ist. Wenn eine zustimmende Bestimmung in Schritt S2' erhalten wird, läuft der Steuerablauf zu Schritt S3 entsprechend der Verbrennungsmotorabgabebegrenzungseinrichtung 90 und dem Schritt S4 entsprechend der ersten Elektromotordrehzahlsteuereinrichtung 92 wie in dem ersten, zweiten und dritten Ausführungsbeispiel, so dass die Verbrennungsmotorabgabebegrenzungseinrichtung 90 und die erste Elektromotordrehzahlsteuereinrichtung 92 den übermäßigen Anstieg der Drehzahl des Drehelements des Automatikgetriebeabschnitts 20, das an einer Seite der Eingangskupplung C1, C2 angeordnet ist, die näher an dem Verbrennungsmotor 8 gelegen ist, und die übermäßigen Anstiege der Drehzahlen des Lagers, das mit dem Drehelement und dem zweiten Motor M2 gedreht wird, wirksam verringern oder verhindern, um dadurch zu ermöglichen, eine hohe Haltbarkeit dieses Drehelements, Lagers und Elektromotors sicher zu stellen. Diese Funktionen der elektronischen Steuervorrichtung 80 des vorliegenden vierten Ausführungsbeispiels sind insbesondere vorteilhaft für den Fahrzeuggetriebemechanismus oder das Antriebssystem 10, das die verringerte axiale Abmessung und eine Vielzahl von Gangpositionen hat, die jeweilige Drehzahlverhältnisse (nah aneinander liegend und sich über einen breiten Bereich ändernd) hat, und die mit einer Vielzahl von Eingangskupplungen in der Form der ersten und zweiten Kupplung C1, C2 gebildet werden.
  • In dem vorliegenden vierten Ausführungsbeispiel ist die Drehzahlverhältnisbestimmungseinrichtung 88' konfiguriert, um zu bestimmen, ob das Drehzahlverhältnis RN der Ist-Drehzahl NIN1 des Eingangselements des Automatikgetriebeabschnitts 20 zu der theoretischen Eingangselementdrehzahl NIN2 (= γ·NOUT) höher als der vorbestimmte Grenzwert RNA ist. 15 ist eine Ansicht, die die Drehzahl NM2 des zweiten Elektromotors M2 (die gleich der vorstehend angegebenen Drehzahl NIN1 ist), den Grenzwert ΔNINA der Drehzahldifferenz ΔNIN des ersten, zweiten und dritten Ausführungsbeispiels und den Grenzwert RNA des Drehzahlverhältnisses RN in dem vorliegenden vierten Ausführungsbeispiel in dem zweidimensionalen Koordinatensystem angibt, wobei die Drehzahl NM2 des zweiten Elektromotors M2 und die Fahrzeuggeschwindigkeit V, wenn die erste und zweite Eingangskupplung C1, C2 normal arbeiten, während der Automatikgetriebeabschnitt 20 in einer gegebenen Gangposition angeordnet ist, entlang der jeweiligen vertikalen und horizontalen Achsen aufgetragen sind. Eine durchgezogene Linie stellt die Drehzahl NM2 dar und eine gestrichelte Linie stellt den Grenzwert ΔNIN dar, während eine Punkt-Strich-Linie den Grenzwert RNA darstellt.
  • <Fünftes Ausführungsbeispiel>
  • Unter Bezugnahme auf die 16 und 17 wird ein fünftes Ausführungsbeispiel dieser Erfindung beschrieben. 16 ist ein Blockdiagramm, das Hauptsteuerfunktionen der elektrischen Steuervorrichtung 80 gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel darstellt, das konfiguriert ist, um einen übermäßigen Anstieg der Drehzahl des zweiten Elektromotors M2 aufgrund einer abnormalen Verringerung der Drehmomentkapazität der Eingangskupplung C1 und/oder der Eingangskupplung C2 zu verhindern. 17 ist ein Ablaufdiagramm, das eine Drehzahlbegrenzungssteuerroutine darstellt, die durch die elektronische Steuervorrichtung 80 ausgeführt wird, die in 16 gezeigt ist. Die elektronische Steuervorrichtung 80 von 16 gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel ist identisch mit derjenigen von 7 gemäß dem ersten, zweiten und dritten Ausführungsbeispiel, außer dass eine Drehzahlverhältnisdifferenzbestimmungseinrichtung 88'' anstelle der Drehzahldifferenzbestimmungseinrichtung 88 vorgesehen ist. Die Drehzahlbegrenzungssteuerroutine von 17 ist identisch mit derjenigen von 11, außer dass Schritt S2' entsprechend der Drehzahlverhältnisdifferenzbestimmungseinrichtung 88'' anstelle von Schritt S2 entsprechend der Drehzahldifferenzbestimmungseinrichtung 88 vorgesehen ist. Daher werden nur die Drehzahlverhältnisdifferenzbestimmungseinrichtung 88'' und Schritt S2'' beschrieben.
  • Die Drehzahlverhältnisdifferenzbestimmungseinrichtung 88'' wird betrieben, wenn der Schalthebel 52 auf eine Fahrposition angeordnet wird, und ist konfiguriert, um zu bestimmen, ob eine Drehzahlverhältnisdifferenz Δγ (= γ1 – γ2) größer als ein vorbestimmter Grenzwert (Schwellwert) ΔγA ist. Die Drehzahlverhältnisdifferenz Δγ ist eine Differenz zwischen einem Ist-Drehzahlverhältnis γ1 (= NIN1/NOUT) und einem theoretischen Drehzahlverhältnis (nominelles Drehzahlverhältnis) γ2 entsprechend der gegenwärtig gebildeten Gangposition des Automatikgetriebeabschnitts 20. Das Ist-Drehzahlverhältnis γ1 wird auf der Grundlage der Ist-Drehzahl des Leistungsübertragungselements 18 (Ausgangselement des Differenzialabschnitts oder des elektrischen stufenlos variablen Getriebeabschnitts 11), die auf der Grundlage des Ausgangssignals des Gebers, der in dem zweiten Elektromotor M2 eingebaut ist, nämlich der Ist-Drehzahl NIN1 des Eingangsdrehelements des Automatikgetriebeabschnitts (mechanischen Leistungsübertragungsabschnitts) 20 berechnet wird, und auf der Grundlage der Ist-Fahrzeuggeschwindigkeit V (Drehzahl NOUT der Ausgangswelle 22) erhalten. Wie der Grenzwert ΔNINA der Drehzahldifferenz ΔNIN wird der Grenzwert ΔγA der Drehzahlverhältnisdifferenz Δγ als obere Grenze bestimmt, oberhalb der die Steuerung des Ausgangsdrehmoments des Verbrennungsmotors 8 eingeleitet wird, um einen übermäßigen Anstieg des zweiten Elektromotors M2 zu verhindern.
  • Wenn die Drehzahlverhältnisdifferenzbestimmungseinrichtung 88'' bestimmt hat, dass die Drehzahlverhältnisdifferenz Δγ (= γ1/γ2) größer als der vorbestimmte Grenzwert ΔγA ist, begrenzt die Verbrennungsmotorabgabebegrenzungseinrichtung 90 das Ausgangsdrehmoment TE des Verbrennungsmotors 8 auf den verringerten oberen Grenzwert TEmax2 (N·m), der kleiner als der normale obere Grenzwert TEmax1 (N·m) ist, der verwendet wird, wenn die Drehzahlverhältnisdifferenz Δγ nicht größer als der vorbestimmte Grenzwert ΔγA ist, wie es der Fall in 10 ist, so dass die Verbrennungsmotorabgabesteuervorrichtung 58 der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 66 befiehlt, die Kraftstoffabschaltung des Verbrennungsmotors 8 zu bewirken, nämlich die Kraftstoffzufuhr zu dem Verbrennungsmotor 8 zu unterbinden, oder dem Drosselstellglied 64 befiehlt, den Öffnungswinkel des Drosselventils 62 zu verringern, um die Zufuhrmenge des Luftkraftstoffgemischs zu dem Verbrennungsmotor 8 zu verringern. Zusätzlich steuert die erste Elektromotordrehzahlsteuereinrichtung 92 die Betriebsdrehzahl NM1 des ersten Elektromotors M1, so dass die erste Drehzahl NM2 die vorbestimmte obere Grenze NM2max nicht übersteigt.
  • In der Drehzahlbegrenzungssteuerroutine, die in dem Ablaufdiagramm von 17 dargestellt ist, ist Schritt S2'' vorgesehen, um zu bestimmen, ob die Drehzahlverhältnisdifferenz Δγ (= γ1 – γ2) größer als der vorbestimmte Grenzwert ΔγA ist. Wenn eine zustimmende Bestimmung in Schritt S2'' erhalten wird, läuft der Steuerablauf zu Schritt S3 entsprechend der Verbrennungsmotorabgabebegrenzungseinrichtung 90 und zu Schritt S4 entsprechend der ersten Elektromotordrehzahlsteuereinrichtung 92, wie in den vorhergehenden Ausführungsbeispielen, so dass die Verbrennungsmotorabgabebegrenzungseinrichtung 90 und die erste Elektromotordrehzahlsteuereinrichtung 92 den übermäßigen Anstieg der Drehzahl des Drehelements des Automatikgetriebeabschnitts 20, das an einer Seite der Eingangskupplung C1, C2 angeordnet ist, die näher an dem Verbrennungsmotor 8 liegt, und die übermäßigen Anstiege der Drehzahlen des Lagers, das mit dem Drehelement und dem zweiten Elektromotor M2 gedreht wird, wirksam verringern oder verhindern, um dadurch zu ermöglichen, eine hohe Haltbarkeit dieses Drehelements, Lagers und Elektromotors sicher zu stellen. Diese Funktionen der elektronischen Steuervorrichtung 80 des vorliegenden fünften Ausführungsbeispiels sind insbesondere vorteilhaft für den Fahrzeuggetriebemechanismus oder das Antriebssystem 10, das eine verringerte axiale Abmessung und eine Vielzahl von Gangpositionen hat, die jeweilige Drehzahlverhältnisse (nah aneinander liegend und sich über einen breiten Bereich ändernd) haben und die durch eine Vielzahl von Eingangskupplungen in der Form der ersten und zweiten Kupplung C1, C2 gebildet werden.
  • In dem vorliegenden fünften Ausführungsbeispiel ist die Drehzahlverhältnisbestimmungseinrichtung 88'' konfiguriert, um zu bestimmen, ob die Drehzahlverhältnisdifferenz Δγ (= γ1 – γ2) zwischen der Ist-Drehzahl γ1 (= NIN1/NOUT) und den theoretischen Drehzahlverhältnis (nominellen Drehzahlverhältnis) γ2 entsprechend der gegenwärtig gebildeten Gangposition des Automatikgetriebeabschnitts 20 größer als der vorbestimmte Grenzwert ΔγA ist. Eine Punkt-Strich-Linie in 15 gibt in dem zweidimensionalen Koordinatensystem die Drehzahl NM2 des zweiten Elektromotors M2 (die gleich der vorstehend angegebenen Drehzahl NIN1 ist) und die Fahrzeuggeschwindigkeit V an, wenn die erste und zweite Eingangskupplung C1, C2 normal arbeiten, während der Automatikgetriebeabschnitt 20 in einer vorgegebenen Fahrposition angeordnet ist.
  • <Sechstes Ausführungsbeispiel>
  • In dem vorliegenden sechsten Ausführungsbeispiel werden die Verbrennungsmotorabgabebegrenzungseinrichtung 90 und die erste Elektromotordrehzahlbestimmungseinrichtung 92 betrieben, um das Ausgangsdrehmoment TE des Verbrennungsmotors 8 und des ersten Elektromotors M1 zu begrenzen, wenn die zustimmende Bestimmung in Schritt S2 der Drehzahlbegrenzungssteuerroutine von 11 durch die Drehzahldifferenzbestimmungseinrichtung 88 erhalten wird, während die Fahrzeuggeschwindigkeit V niedriger als ein vorbestimmter Grenzwert V1 ist. Während die Fahrzeuggeschwindigkeit V nicht geringer als der Grenzwert V1 ist, werden die Verbrennungsmotorabgabebegrenzungseinrichtung 90 und die erste Elektromotordrehzahlbestimmungseinrichtung 92 betrieben, um das Ausgangsdrehmoment TE des Verbrennungsmotors 8 und des ersten Elektromotors M1 zu begrenzen, wenn die zustimmende Bestimmung in Schritt S2' der Drehzahlbegrenzungssteuerroutine von 14 durch die Drehzahlverhältnisbestimmungseinrichtung 88' erhalten wird, oder in Schritt S2'' der Drehzahlbegrenzungssteuerroutine von 17 durch die Drehzahlverhältnisdifferenzbestimmungseinrichtung 88'' erhalten wird. In dem zweidimensionalen Koordinatensystem von 18 sind die Drehzahl NM2 des zweiten Elektromotors M2 und die Fahrzeuggeschwindigkeit V (km/h), wenn die erste und zweite Eingangskupplung C1, C2 normal arbeiten, während der Automatikgetriebeabschnitt 20 in einer vorgegebenen Fahrgangposition angeordnet ist, entlang den jeweiligen vertikalen und horizontalen Achsen aufgetragen. Eine durchgezogene Linie gibt die Drehzahl NIN1 an und eine gestrichelte Linie gibt den Grenzwert ΔNINA der Drehzahldifferenz ΔNIN an, oberhalb der das Ausgangsdrehmoment TE des Verbrennungsmotors 8 begrenzt wird, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit V geringer als der Grenzwert V1 ist, während eine Punkt-Strich-Linie dem Grenzwert RNA des Drehzahlverhältnisses RN oder den Grenzwert ΔγA der Drehzahlverhältnisdifferenz Δγ angibt, oberhalb der das Verbrennungsmotorausgangsdrehmoment TE begrenzt wird, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit V nicht geringer als der Grenzwert V1 ist. In diesem Ausführungsbeispiel ist es weniger wahrscheinlich, dass die Verbrennungsmotorabgabebegrenzungseinrichtung 90 durch eine Störung während des Fahrens des Fahrzeugs bei einer relativ niedrigen Geschwindigkeit beeinflusst wird, und kann die Verringerung des Ausgangsdrehmoments TE des Verbrennungsmotors 8 bei einem geeigneten Zeitpunkt eingeleitet werden, um einen übermäßigen Anstieg der Drehzahl des zweiten Elektromotors M2 aufgrund eines Schlupfvorgangs der Eingangskupplung C1 und/oder C2 während des Fahrens des Fahrzeugs bei einer relativ hohen Geschwindigkeit zu verhindern oder zu verringern.
  • Während die bevorzugten Ausführungsbeispiele dieser Erfindung im Einzelnen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben wurden, ist verständlich, dass die vorliegende Erfindung anders ausgeführt werden kann.
  • In den dargestellten Ausführungsbeispielen ist der Automatikgetriebeabschnitt 20 des Getriebemechanismus 10 ein gestuft variables Getriebe mit vier Vorwärtsfahrgangpositionen. Jedoch kann der Automatikgetriebeabschnitt 20 jede Anzahl von Vorwärtsfahrgangpositionen haben. Ferner kann der Automatikgetriebeabschnitt 20 durch ein stufenlos variables Getriebe der Bauart mit Riemen und Riemenscheibe ersetzt werden, das ein Paar Riemenscheiben mit variablem Durchmesser hat, die miteinander über einen Riemen verbunden sind, und dessen Drehzahlverhältnis stufenlos variabel ist. Bei diesem stufenlos variablen Getriebe der Bauart mit Riemen und Riemenscheibe wird Leistung durch einen Reibungskontakt des Paars Riemenscheiben mit variablem Durchmesser mit dem Riemen übertragen, so dass es möglich ist, eine übermäßig hohe Betriebsdrehzahl des zweiten Elektromotors M2 aufgrund einer abnormalen Verringerung der Leistungsübertragungskapazität der Reibungseingriffsabschnitte der Riemenscheiben und des Riemens zu verhindern. In diesem Fall funktionieren die Riemenscheiben und der Riemen als Kopplungsvorrichtung.
  • In den dargestellten Ausführungsbeispielen funktioniert zumindest eine der ersten Kupplung C1 und der zweiten Kupplung C2 als Kopplungsvorrichtung des mechanischen Leistungsübertragungsabschnitts in der Form des Automatikgetriebeabschnitts 20. Jedoch kann die Kopplungsvorrichtung, die in dem mechanischen Leistungsübertragungsabschnitt vorgesehen ist, jede andere Bauart sein, wie zum Beispiel eine Pulverbauart, eine Elektromagnetbauart und eine mechanische Eingriffsbauart sein, wie zum Beispiel eine Pulverkupplung, eine Elektromagnetkupplung und eine Klaueneingriffskupplung.
  • Bei dem Leistungsverteilungsmechanismus 16 in den dargestellten Ausführungsbeispielen ist der erste Träger CA1 mit dem Verbrennungsmotor 8 fixiert und ist das erste Sonnenrad S1 mit dem ersten Elektromotor M1 fixiert, während der erste Zahnkranz R1 mit dem Leistungsverteilungselement 18 fixiert ist. Jedoch ist diese Anordnung nicht wesentlich. Der Verbrennungsmotor 8, der erste Elektromotor M1 und das Leistungsübertragungselement 18 können mit anderen Elementen fixiert werden, die aus den drei Elementen CA1, S1 und R1 des ersten Planetengetriebesatzes 24 ausgewählt werden.
  • Während der Verbrennungsmotor 8 direkt mit der Eingangswelle 14 in den dargestellten Ausführungsbeispielen fixiert ist, kann der Verbrennungsmotor 8 wirksam mit der Eingangswelle 14 durch jedes geeignete Element, wie zum Beispiel Zahnräder und einem Riemen verbunden werden, und es besteht kein Bedarf, dass er koaxial zu der Eingangswelle 14 angeordnet ist.
  • Während der zweite Elektromotor M2 mit dem Leistungsübertragungselement 18 in den dargestellten Ausführungsbeispielen verbunden ist, kann der zweite Elektromotor M2 mit einem Drehelement verbunden werden, das in einem Leistungsübertragungspfad zwischen dem Leistungsübertragungselement 18 und den Antriebsrädern 34 angeordnet ist, beispielsweise mit der Ausgangswelle 22.
  • Während der Leistungsverteilungsmechanismus 16 in den dargestellten Ausführungsbeispielen durch einen Planetengetriebesatz 24 gebildet wird, kann er aus zwei oder mehreren Planetengetriebesätzen gebildet werden, so dass der Leistungsverteilungsmechanismus 16 als Getriebe mit drei oder mehr Gangpositionen in dem Nichtdifferenzialzustand (Schaltzustand mit feststehendem Drehzahlverhältnis) betreibbar ist.
  • Der elektrische Differenzialabschnitt 11, der als stufenlos variabler Getriebeabschnitt in den dargestellten Ausführungsbeispielen funktioniert, kann als gestuft variabler Getriebeabschnitt durch Steuern des ersten Elektromotors M1 betreibbar sein.
  • Es ist verständlich, dass die Ausführungsbeispiele der Erfindung lediglich zum Zweck der Darstellung beschrieben wurden und dass die vorliegende Erfindung mit verschiedenartigen Änderungen und Modifizierungen ausgeführt werden kann, die dem Fachmann offensichtlich sind.
  • Somit weist die Steuervorrichtung 80 für ein Fahrzeugantriebssystem 10 einen elektrischen Differenzialabschnitt 11 und einen mechanischen Leistungsübertragungsabschnitt 20 auf, die in Reihe in einem Leistungsübertragungspfad zwischen einem Verbrennungsmotor 8 und einem Antriebsrad 34 eines Fahrzeugs angeordnet sind, wobei die Steuervorrichtung konfiguriert ist, um eine Abgabe des Verbrennungsmotors gemäß einer Differenz zwischen einer Ist-Drehzahl eines Eingangsdrehelements 18 des mechanischen Leistungsübertragungsabschnitts 20 und einer theoretischen Drehzahl zu begrenzen, die aus einer Ist-Fahrzeuggeschwindigkeit und einem gegenwärtig gebildeten Drehzahlverhältnis des mechanischen Leistungsübertragungsabschnitts berechnet wird, wodurch eine Verringerung einer Drehmomentkapazität einer Eingangskupplung C1, C2, die in dem mechanischen Leistungsübertragungsabschnitt vorgesehen sind, einen übermäßigen Anstieg der Drehzahl eines Drehelements, das an einer Seite der Eingangskupplung gelegen ist, die näher an dem Verbrennungsmotor liegt, und einen übermäßigen Anstieg der Drehzahl eines Elektromotors M2, der mit dem Eingangsdrehelement 18 verbunden ist, nicht verursacht.

Claims (12)

  1. Steuervorrichtung für ein Fahrzeugantriebssystem (10) mit einem elektrischen Differenzialabschnitt (11) und einem mechanischen Leistungsübertragungsabschnitt (20), die in Reihe in einem Leistungsübertragungspfad zwischen einem Verbrennungsmotor (8) und einem Antriebsrad (34) eines Fahrzeugs angeordnet sind, wobei die Steuervorrichtung konfiguriert ist, um eine Abgabe des Verbrennungsmotors (8) gemäß einer Drehzahldifferenz (ΔNIN) zwischen einer Ist-Drehzahl (NIN1) des mechanischen Leistungsübertragungsabschnitts (20) und einer theoretischen Drehzahl (NIN2) zu begrenzen, die aus einer Drehzahl (NOUT) einer Ausgangswelle (22) des mechanischen Leistungsübertragungsabschnitts (20) und einem gegenwärtig gebildeten Drehzahlverhältnis (γ) des mechanischen Leistungsübertragungsabschnitts (20) berechnet wird, wobei der elektrische Differenzialabschnitt (11) einen Differenzialmechanismus (16), der betreibbar ist, um die Abgabe des Verbrennungsmotors (8) auf einen ersten Elektromotor (M1) und eine Eingangswelle (18) des mechanischen Leistungsübertragungsabschnitts (20) zu verteilen, und einen zweiten Elektromotor (M2) aufweist, der mit der Eingangswelle (18) verbunden ist, und wobei die Steuervorrichtung eine erste Elektromotordrehzahlsteuereinrichtung (92) aufweist, die konfiguriert ist, um eine Drehzahl des ersten Elektromotors (M1) zu steuern, so dass eine Drehzahl des zweiten Elektromotors (M2) eine vorbestimmte obere Grenze (NM2max) nicht übersteigt.
  2. Steuervorrichtung gemäß Anspruch 1, mit einer Verbrennungsmotorabgabebegrenzungseinrichtung (90), die konfiguriert ist, um die Abgabe des Verbrennungsmotors (8) zu begrenzen, so dass, wenn die Differenz (ΔNIN) größer als ein vorbestimmter Schwellwert (ΔNINA) ist, ein oberer Grenzwert (TEmax) der Abgabe kleiner ist, als wenn die Differenz (ΔNIN) nicht größer als der vorbestimmte Schwellwert (ΔNINA) ist.
  3. Steuervorrichtung für ein Fahrzeugantriebssystem (10) mit einem elektrischen Differenzialabschnitt (11) und einem mechanischen Leistungsübertragungsabschnitt (20), die in Reihe in einem Leistungsübertragungspfad zwischen einem Verbrennungsmotor (8) und einem Antriebsrad (34) eines Fahrzeugs angeordnet sind, wobei die Steuervorrichtung konfiguriert ist, um eine Abgabe des Verbrennungsmotors (8) gemäß einem Drehzahlverhältnis (RN) einer Ist-Drehzahl (NIN1) des mechanischen Leistungsübertragungsabschnitts (20) zu einer theoretischen Drehzahl (NIN2) zu begrenzen, die aus einer Drehzahl (NOUT) einer Ausgangswelle (22) des mechanischen Leistungsübertragungsabschnitts (20) und einem gegenwärtig gebildeten Drehzahlverhältnis (γ) des mechanischen Leistungsübertragungsabschnitts (20) berechnet wird, wobei der elektrische Differenzialabschnitt (11) einen Differenzialmechanismus (16), der betreibbar ist, um die Abgabe des Verbrennungsmotors (8) auf einen ersten Elektromotor (M1) und eine Eingangswelle (18) des mechanischen Leistungsübertragungsabschnitts (20) zu verteilen, und einen zweiten Elektromotor (M2) aufweist, der mit der Eingangswelle (18) verbunden ist, und wobei die Steuervorrichtung eine erste Elektromotordrehzahlsteuereinrichtung (92) aufweist, die konfiguriert ist, um eine Drehzahl des ersten Elektromotors (M1) zu steuern, so dass eine Drehzahl des zweiten Elektromotors (M2) eine vorbestimmte obere Grenze (NM2max) nicht übersteigt.
  4. Steuervorrichtung gemäß Anspruch 3, mit einer Verbrennungsmotorabgabebegrenzungseinrichtung (90), die konfiguriert ist, um die Abgabe des Verbrennungsmotors (8) zu begrenzen, so dass, wenn das Drehzahlverhältnis (RN) höher als ein vorbestimmter Schwellwert (RNA) ist, ein oberer Grenzwert (TEmax) der Abgabe kleiner ist, als wenn das Drehzahlverhältnis (RN) nicht größer als der vorbestimmte Schwellwert (RNA) ist.
  5. Steuervorrichtung für ein Fahrzeugantriebssystem (10) mit einem elektrischen Differenzialabschnitt (11) und einem mechanischen Leistungsübertragungsabschnitt (20), die in Reihe in einem Leistungsübertragungspfad zwischen einem Verbrennungsmotor (8) und einem Antriebsrad (34) eines Fahrzeugs angeordnet sind, wobei die Steuervorrichtung konfiguriert ist, um eine Abgabe des Verbrennungsmotors (8) gemäß einer Drehzahlverhältnisdifferenz (Δγ) eines Ist-Drehzahlverhältnisses (γ1) des mechanischen Leistungsübertragungsabschnitts (20) von einem theoretischen Drehzahlverhältnis (γ2) des mechanischen Leistungsübertragungsabschnitts (20) zu begrenzen, wobei der elektrische Differenzialabschnitt (11) einen Differenzialmechanismus (16), der betreibbar ist, um die Abgabe des Verbrennungsmotors (8) auf einen ersten Elektromotor (M1) und eine Eingangswelle (18) des mechanischen Leistungsübertragungsabschnitts (20) zu verteilen, und einen zweiten Elektromotor (M2) aufweist, der mit der Eingangswelle (18) verbunden ist, und wobei die Steuervorrichtung eine erste Elektromotordrehzahlsteuereinrichtung (92) aufweist, die konfiguriert ist, um eine Drehzahl des ersten Elektromotors (M1) zu steuern, so dass eine Drehzahl des zweiten Elektromotors (M2) eine vorbestimmte obere Grenze (NM2max) nicht übersteigt.
  6. Steuervorrichtung gemäß Anspruch 5, mit einer Verbrennungsmotorabgabebegrenzungseinrichtung (90), die konfiguriert ist, um die Abgabe des Verbrennungsmotors (8) zu begrenzen, so dass, wenn die Drehzahlverhältnisdifferenz (Δγ) größer als ein vorbestimmter Schwellwert (ΔγA) ist, ein oberer Grenzwert (TEmax) der Abgabe kleiner ist, als wenn die Drehzahlverhältnisdifferenz (Δγ) nicht größer als der vorbestimmte Schwellwert (ΔγA) ist.
  7. Steuervorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1–6, wobei der elektrische Differenzialabschnitt (11) einen Elektromotor (M1) aufweist und als ein elektrisch gesteuertes stufenlos variables Getriebe betreibbar ist, während ein Betriebszustand des Elektromotors (M1) gesteuert wird.
  8. Steuervorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1–7, wobei der mechanische Leistungsübertragungsabschnitt (20) eine gestuft variable oder stufenlos variable Getriebevorrichtung mit einer Kopplungsvorrichtung (C1, C2) ist, die selektiv eine Leistungsübertragung durch die Getriebevorrichtung gestattet und unterbindet.
  9. Steuervorrichtung gemäß Anspruch 1, 3 oder 5, wobei der mechanische Leistungsübertragungsabschnitt (20) gemäß Schaltlinien unter Verwendung eines Ausgangsdrehmoments (TOUT) und einer Fahrzeuggeschwindigkeit (V) als Parameter automatisch geschaltet wird.
  10. Steuervorrichtung gemäß Anspruch 2, 4 oder 6, wobei ein normaler oberer Grenzwert (TEmax1) des oberen Grenzwerts (TEmax) auf nicht weniger als einen maximalen Wert des Verbrennungsmotorausgangsdrehmoments (TE) eingerichtet wird.
  11. Steuervorrichtung gemäß Anspruch 2, 4 oder 6, wobei ein verringerter oberer Grenzwert (TEmax2) im Voraus als eine obere Grenze eingerichtet wird, unterhalb der eine übermäßige Drehung des zweiten Elektromotors (M2) auch beim Auftreten eines übermäßigen Schlupfvorgangs bei dem mechanischen Leistungsübertragungsabschnitt (20) einer Kupplung (C1, C2) aufgrund einer Abnormität verhindert wird.
  12. Steuervorrichtung gemäß Anspruch 1, 3 oder 5, wobei ein vorbestimmter Schwellwert (ΔNINA) für eine Drehzahldifferenz (ΔNIN) als obere Grenze eingerichtet wird, oberhalb der die Steuerung zum Begrenzen des Verbrennungsmotorausgangsdrehmoments (TE) eingeleitet wird, um eine übermäßige Drehung des zweiten Elektromotors (M2) zu verhindern.
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